PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
BAB III ENDAPAN EPITERMAL A. Pendahuluan
Sebagian besar cadangan deposit mineral bijih (seperti emas) di dunia berasal dari endapan-endapan hasil mineralisasi yang berasosiasi dengan tubuh urat di batuan (Evans, 1993). Salah satunya adalah endapan mineral bijih yang berasal dari endapan epitermal. Endapan epitermal adalah hasil hasil aktivitas larutan hidrothermal yang berkaitan dengan proses vulkanisme pada kedalaman dangkal dengan temperatur rendah, dengan kedalaman berkisar 1-1,5 km dan suhu antara 50°C300°C (Guilbert, 1986; Hedenquist et al, 2000). Istilah ini pertama kali dinyatakan oleh Lindgren pada tahun 1933.
B. Maksud dan Tujuan
Maksud dari praktikum ini memperkenalkan kepada para peserta praktikum berbagai macam kenampakan produk endapan epiternal pada batuan. Tujuan dari praktikum agar para praktikan mampu mendeskripsi sifat-sifat fisik dari gangue gangue dan urat , mengetahui asosiasi mineral logam pada suatu tubuh urat, menginterpretasikan zona pambentukan urat dan mengerti tipe endapan epithermal di batuan.
C. Endapan Epitermal
Kata epitermal mengacu kepada endapan yang terbentuk pada temperatur rendah dan kedalaman yang dangkal. Istilah epitermal diperoleh dari pengamatan yang dilakukan oleh Lindgren (1933) terhadap mineralogi dari bijih dan tipe-tipe alterasi di batuan, dan tekstur dari mineral-mineral bijih yang terbentuk serta alterasi bawaannya. Dari pengamatan tersebut diperoleh interpretasi mengenai suhu pembentukan endapan dan kedalaman pembentukannya. Menurut White (2009) endapan epitermal dapat diketahui berdasarkan: -
Karakteristik mineral dan teksturnya
-
Mineralogi alterasi hidrotermal dan zona pembentukannya
Berdasarkan kandungan sulfida pada asosiasi endapannya, Corbett dan Leach (1995) mengelompokkan jenis-jenis endapannya menjadi dua jenis yaitu : -
Endapan epitermal sulfidasi rendah
-
Endapan epitermal sulfidasi tinggi 49
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
Ransome (1907) (dalam Hedenquist et al, 2000) menemukan dari pengamatan yang dijumpai pada endapan-endapan di sekitar kolam air panas dan fumarol pada gunung api, dimana dia menyimpulkan bahwa endapan yang terbentuk pada kondisi reduksi dengan pH air netral disebut sebagai pembawa endapan-endapan sulfidasi rendah sedangkan kondisi asam dan teroksidasi disebut sebagai pembawa endapan-endapan sulfidasi tinggi . Terdapat asosiasi mineral-mineral tertentu yang dapat digunakan sebagai penciri tipe-tipe endapan sulfidasinya. Endapan sulfidasi rendah dicirikan oleh adanya asosiasi mineral-mineral sulfida seperti pirit-pirortit-arsenopirit-sfalerit(kaya akan Fe) sedangkan sulfidasi tinggi dicirikan oleh asosiasi mineral-mineral enargite-luzonit-kovelit-kelimpahan mineral pirit. White dan Hedenquist (1995) di dalam White (2009), mengklasifikasikan kedua jenis endapan tersebut sebagai berikut : No
1.
2.
Karakteristik
Sulfidasi Rendah
Sulfidasi tinggi
Tempat terbentuknya
Pada daerah busur vulkanik kalk-alkali-alkali (jenis tholeiitik jarang)
Pada daerah busur vulkanik kalk-alkali
Pada lingkungan subaerial
Umumnya pada lingkungan subaerial dan jarang pada lingkungan submarine.
Umumnya terjadi pada setting vulkanik distal-intermediet
Pada setting vulkanik proksimal
Terbentuk pada batuan vulkanik atau basement
Terbentuk pada batuan vulkanik dan jarang pada basement
Pembentukan deposit
50
Dominan disusun oleh urat-urat Urat-urat yang terletak lebih pengisi rekahan-rekahan (open rendah hadir secara lokal space) Endapan bijih umumnya dijumpai dengan struktur stockwok
Endapan bijih dijumpai dengan struktur stockwok dalam jumlah minor
Disseminated ore umumnya minor
Disseminated ore hadir secara dominan
Kehadiran mineral-mineral bijih pengganti minor (replacements ore) dalam jumlah minor
Kehadiran mineral-mineral bijih pengganti (replacements ore) umum dijumpai.
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
3.
Tekstur Urat
2011
Hadirnya urat-urat yang berlapis
Vuggy quartz
Breccia vein
Kuarsa masif
Drussy cavities
Urat sulfida masif
Krustifikasi
Hadirnya urat dengan lapisan-lapisan yang kasar
Tekstur Lattice 4.
Alterasi hidrothermal Berasosiasi dengan mineral bijih
Mendekati pH netral
pH asam (pH <1 sampai >3)
Kumpulan mineral alterasi
Illit (serisit), interstratified clays (illit-smekit)
Alunite, kaolin, pirofilit, diaspor
Zona
Zona bertemperatur tinggi menuju temperatur rendah
Zona pH asam menuju pH netral
Tabel 1. Asosiasi mineral bijih pada endapan epithermal (White dan Hedenquist, 1995) di dalam White (2009)
Mineral
Low Sulphidation
High Sulphidation
pyrite
Ubiquitous (abundant)
Ubiquitous (abundant)
sphalerite
Common (variable)
Common (very minor)
galena
Common (variable)
Common (very minor)
chalcopyrite
Common (very minor)
Common (minor)
enargite-luzonite
Rare (very minor)
Ubiquitous (variable)
tennantite-tetrahedrit
Common (very minor)
Common (variable)
covellite
Uncommon (very minor)
Common (minor)
stibnite
Uncommon (very minor)
Rare (very minor)
orpiment
Rare (very minor)
Rare (very minor)
realgar
Rare (very minor)
Rare (very minor)
arsenopyrite
Common (minor)
Rare (very minor)
cinnabar
Uncommon (minor)
Rare (very minor)
electrum
Uncommon (variable)
Common (minor)
51
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
native gold
Common (very minor)
Common (minor)
tellurides-selenides
Common (very minor)
Uncommon (variable)
Tabel 2. Asosiasi mineral-mineral sekunder pengisi gangue (White dan Hedenquist, 1995) di dalam White (2009)
Mineral
Low Sulphidation
High Sulphidation
quartz
Ubiquitous (abundant)
Ubiquitous (abundant)
chalcedony
Common (variable)
Uncommon (minor)
calcite
Common (variable)
Absent (except overprint)
adularia
Common (variable)
Absent
illite
Common (variable)
Uncommon (minor)
kaolinite
Rare (except overprint)
Common (minor)
pyrophillite-diaspore
Absent (except overprint)
Common (variable)
alunite
Absent (except overprint)
Common (minor)
barite
Common (very minor)
Common (minor)
Dengan memahami asosiasi mineral bijih, mineral sekunder dan zona-zona tekstur pada urat di batuan maka dapat digunakan sebagai alat interpretasi lingkungan terbentuknya urat (Buchanan, 1981). Seperti yang terlihat pada gambar berikut :
52
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
Gambar 1. Model tipe epitermal sulfida rendah (Buchanan, 1981)
53
2011
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
Tabel 3. Klasifikasi endapan Cu-Au sistem hidrotermal (Corbett dan Leach, 1995) Deposit
Style
Examples
Type Low sulphidation epithermal
Sinter/breccia
quartz-sulphide Au+Cu
Carbonate-base metal Au
54
Structure
Alteration
setting
Stockwork/fissure vein
Porphyryrelated Low Sulphidation
Geological
Osorezan, Champagne pool Hishikari, Cracow, Golden Cross, Walhi
Thames, Kainantu, Hamata
Kelian, Porgera, Open pit, Wau, Acupan, Woodlank, Karangahake
Veining
mineralisation
Paragenesis
Fluid uplow zones within dilational settings, controlled by regional structures varying form fissures at depth to shallow stockworks
Brecciated sinter
Porphyry setting controlled by regional structures and veins by dilational environment and proximity to the intrussive
Banded veins and breccias controlled by dilational environment and rock competency
Stockwork vein/breccia grades downward to locally brecciated and banded veins
Shallow argillic/ advanced argillic to deep argillic/phyllic and marginal propylitic
Polyphasal sintersveins-breccias
Electrum, cinnabar, realgar, stibnite
Collofor/crustiform
Electrum, silver-Ag, sulphosalts/sulphid es, chalcopyrite+Au/Ag -tellurides/selenides
1. quartz –adulariabladed calcite 2. Fine-coarse quartz 3. quartz-claycarbonate 4. clay sulphates Phyllic overprinting propyllitic/potassic
Veining: 1. hematite-magnetite 2. quartz-pyritepyrrhotitearsenopyrite
Gold, pyrite, pyrorthite, arsenopyrite, chalcopyrite, hematite, magnetite, Pb-Bi-Cu-Te phases
3. chalcopyrite Phyllic overprinting propylitic
Veining/breccias: 1. quartz- adularia/ sericite 2. sulphides 3. carbonates
Gold, pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, tennantite
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
Quartz Au-Ag
Tolukuma, Porgera, Zone 7, Emperor
2011
Phyllic/argillic overprinting propylitic, late advance argillic
Veining/colloform/bre ccias: 1. quartz-sulphides 2. quartzadularia/carb
Gold, pyrite, sulphosalt, Au/Ag tellurides and selenides, Cu-Pb-Zn sulphides, hematite
3. quartz-chlorite-illite Sediment hosted
Bau, Mesel
Extensional structures are important
Disseminated
Decalcification, dolomitisation and silicification
Vein+breccia: 1. quartz-pyrite
Pyrite, arsenopyrite, As-pyrite, stibnite, orpiment, realgar
2. quartz-arsenopyrite High Sulphidation
Porphyry
Horse Ival, Lookout Rocks, Vuda, Cabang Kirl
Structural control
Nena, Lepanto, Mt. Kasi
Lithological control
Porphyry
55
Wall, Nansatsu Peak Hill, Temora
Composite structural and lithological
Sangihe, Peak Hill
Porphyry Cu-Au
Panguna, Ok Tedi, Grasberg, Batu hijau
Regional structures control intrussive emplacement and dilational structures host rock permeability and focus fluid from upflow into outflow zones
Alteration and mineralisation zonations influenced by host rock permeability and dilational structures; ore commonly occurs as breccia matrix
Zone potassic, phyllic to advance argillic (related to porphyry system)
Repalcement dominated
Barren to very low grade, covellitepyrite+enargite
Core silisic to marginal argillic to peripheral propyllitic (related to epithermal system)
Vein & breccias
Vertically zoned; covellite, enargite, luzonite, tennantite, goldfieldite lateral zones, as above outward to tennantite, chalco, base metal sulphides
1. quartz 2. alunite, barite 3. pyrite 4. Cu-sulphides
Regional structure control to intrusive
Fracture mineralisation at intrussive margins and
Early potassic to peripheral propyllitic; late phyllic then argillic
Stockwork: 1. Quartz-biotite/Kfeldspar
Vertical zones: bornite-chalcomagnetite, to chalcomagnetite-pyrite, to
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
Skarn
Braccia Au
Alkaline Porphyry Au
56
Erstberg, Ok Tedi
Kidston, Mt. Leyshan Porgera, Lihir
emplacement as splays in acretionary structures or along transfer structures, subsurface batholith topography influences breccia intrussion
breccia matrix infill
2011
overprints
2. Sulphides 3. Sericite-claysulphides
Zone isothermal overprinted by metasomatic and late retrograde As quartz-sulphide Au Potassic, overprinted by successive phyllic, argillic and advance argillic
Veining: 1. Garnet-pyroxene-etc.
pyrite-chalcohematite
Zoned Cu, to Pb-Zn, to peripheral Au
2. Oxides-sulphides 3. Chlorite-carb-quartz
As quartz-sulphide Au
As quartz-sulphidesAn Qverpinting events, As-pyrite, then base metal, then Au-AgTe phases
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
D. Deskripsi Endapan Epitermal
Hal yang perlu diamati pada endapan epitermal yaitu host rock, asosiasi mineral bijih, gangue, alterasi, kenampakan tekstur alterasi dan tubuh gangue/urat dan struktur tubuh urat/ gangue (Hedenquist et al, 2000). Berikut tahapan-tahapan pengamatan pada endapan epitermal: 1. Warna batuan, 2. Tipe Alterasi (jika teramati) 3. Pemerian Urat: a. Tekstur urat (jika memiliki perlapisan diukur ketebalannya) b. Geometri urat (Sillitoe, 1993) 4. Mineralogi : a. Mineral primer (mineral asli batuan, jika teramati) b. Mineral sekunder (mineral produk alterasi) -
Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi
-
Mineral-mineral tambahan
c. Mineral-mineral pengisi tubuh urat/ gangue baik mineral non-logam atau mineral logam (bijih). 5. Tipe urat : tekstur dan geometri 6. Tipe endapan: Epitermal High Sulphidation atau Low Sulphidation 7. Genesa 8. Kondisi Lingkungan
57
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
Tabel 4. Jenis-jenis alterasi yang berasosiasi dengan endapan epithermal (alterasi ini dapat berasosiasi dengan pembentukan mineral bijih atau tidak; Hedenquist et al, 2000)
Tabel 5. Interpretasi kondisi lingkungan alterasi pada endapan epithermal
(Simmons et al, 2005)
58
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
Tabel 6. Karakteristik endapan sulfidasi rendah dan tinggi pada endapan epithermal (Hedenquist et al., 2000)
Referensi
1. Bastin, Edson S., 1953, Interpretation of ore textures, Ithaca, New York
59
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
2. Corbett, G,J., T.M. Leach. 1996. Southwest Pacific Rim gold/copper systems : structure, alteration, and mineralization . A workshop presented for the Society of Exploration Geochemists at Townville, 145pp.
3. Etoh, J., Izawa, E., Watanabe, K.,Taguchi, S., Sekine, R., 2002, Bladed Quart and Its Relationship to Gold Mineralisation in The Hishikari Low-Sulphidation Epithermal Gold Deposit, Economic Geology, vol . 97, pp 1841-1851
4. Guilbert, J., M., Charles F.P. Jr. 1986. The geology of ore deposits. Freeman, New York, 985pp. 5. Hedenquist, J.W. dan Houghton, B. F. 1996. Epithermal gold mineralisation and its volcanic environments , 50, Elsevier, Amsterdam, 423pp.
6. Hedenquist, J. W., Arribas, A. R., dan Urien E. G., 2000, Exploration for Epithermal Gold deposits, Economic Geology, vol . 13, p. 245-277
7. Morrison, Kingston, 1996, Magmatic-related hydrothermal system, short course manual, Australia.
8. Morrison, Gregg, Guoyi, Dong, Subhash Jairet, 1990, Textural Zoning in Epithermal Quartz Vein, exploration services, Klondike
9. Guoyi, Dong, Morrison, Gregg, dan Subhash Jairet, 1995, Quartz Texture in Epithermal Veins, Queensland-Classification Origin and Implication; Economic Geology, vol.90 , pp. 1841-1856
10. Reyes,A. G., dan Giggenbach, W. F., 1992, Petrology and fluid chemistry of magmatichydrothermal systems in the Phillipines, In : Y.K. Kharaka dan A. S. Maest (Editors) Water rock Interaction. Proceedings of the 7 th International Sympossium on Water-Rock Interaction, Park City, USA, Balkema, Rotterdam, pp, 1341-1344
11. Sillitoe, R. H., 1993, Gold Rich Porphyry Copper Deposits; geological model and exploration implications, In: R. V. Kirham, W. D., Sinclair, R. I., Thorpe and J. M., Duke (editors), Mineral Deposit Modelling, Geol. Assoc. Canada Spec. Pap. 40, pp 1341-1344.
12. Simmons, S. F., White, N. C., dan John, D. A., 2005, Geological Characteristic of Epithermal Precious Base Metal Deposits, Economic Geology, 100 th volume, pp. 485-522
13. Thompson, A. J. B., dan Thompson J. F. H., 1996, Atlas of alteration “A field and petrographic guide to hydrothermal alteration minerals”, Geological Association of Canada Mineral Deposit Divisions. Canada
14. White, Noel,1996, Hydrothermal alteration in porphyry copper system. Unpublished 15. White, Noel, 2009, Ephithermal Gold Deposit; in SEG-MGEI Gold Deposit Workshop 2009, Gold Deposits: New Development and Exploration, Gadjah Mada University, Yogyakarta,Indonesia.
60
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
LABORATORIUM BAHAN GALIAN JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, UNIVERSITAS GADJAH MADA
Lembar Pengamatan Peraga Endapan Epitermal
Nama
:
NIM
:
No. Peraga : Komponen pengamatan
Keterangan
1. Warna batuan 2. Tipe Alterasi Batuan 3. Pemerian Urat/ Gangue
Tekstur
:
Geometri struktur : 4. Mineralogi (deskripsi)
Mineral asli
:
Mineral Sekunder : Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi Mineral-mineral tambahan
Mineral-mineral pengisi tubuh urat/ gangue mineral non-logam mineral logam (bijih).
5. Pemerian Urat/ gangue
Tekstur Urat Struktur Urat
6. Tipe endapan: 7. Genesa
8. Kondisi Lingkungan
61
2011
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
Contoh pendeskripsian batuan LABORATORIUM BAHAN GALIAN JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, UNIVERSITAS GADJAH MADA Lembar Pengamatan Peraga Endapan Epitermal
Nama
: Nikita Willy
NIM
: 38954
No. Peraga : EP 2 Komponen pengamatan
Keterangan
1. Warna batuan
Merah muda kecoklatan
2. Tipe Alterasi Batuan
Silisifikasi
3. Pemerian Urat/ Gangue
Tekstur Urat
Cockade, di dalam fragmen batuan berkembang tekstur krustifrom (Morrison et al, 1990) Struktur Urat
Vein breccia (Sillitoe, 1993) 4. Deskripsi mineralogi
Mineral asli Mineral Sekunder Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi -
Kuarsa berwarna putih susu, kilap seperti kaca bentuk berupa butiran dengan kelimpahan 30%
-
Kalsedon, berwarna putih, kilap seperti lilin, membentuk perlapisan dengan ketebalan 5 mm, kelimpahan 10%
-
Epidot, berwarna hijau kekuningan, kilap seperti tanah bentuk berupa butiran-butiran halus dengan agregat membentuk halo pada rekahan di batuan. Kelimpahan 10 %
Mineral-mineral tambahan -
Lempung berwarna coklat, kilap seperti tanah, ukuran <0.05 mm dan kelimpahan 5 %
Mineral-mineral pengisi tubuh urat/ gangue mineral non-logam
62
-
Kalsedon, berwarna putih, kilap seperti lilin, membentuk perlapisan dengan ketebalan 5 mm, kelimpahan 10%
-
Adularia berwarna pink, dengan kilap seperti lilin,
PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL
2011
terletak pada pusat lingkaran kalsedon, berukuran <0.05 mm dengan kelimpahan 30 % mineral logam (bijih). -
Pirit, berwarna kuning pucat dengan kilap logam, berbentuk butiran kubik dan tersebar di tubuh batuan (disseminated), ukuran 1 mm kelimpahan 5%
-
Sufida besi, berwarna coklat tua, dengan kilap seperti tanah, bentuk berupa fragmen-fragmen yang berukuran 1-3 cm. kelimpahan 15 %.
5. Jenis tekstur urat dan struktur geometri
Tekstur Cockade dan Crustiform
6. Jenis endapan epitermal
Sulfidasi rendah (White dan Hedenquist, 1995; Corbett dan Leach, 1995)
7. Genesa
Pembentukan tekstur pada endapan epithermal di tubuh batuan disebabkan oleh adanya proses space filling pada lingkungan Sulfidasi rendah (White dan Hedenquist, 1995)
8. Kondisi Lingkungan
Terletak pada superzone crustiform-colloform bagian atas, karena tersusun dari kalsedon dan lapisan-lapisan moss yang dominan melebihi lapisan-lapisan kristalin dan berasosiasi dengan moss adularia. Terdapat colloform berkembang dengan baik di zona ini karena jumlah kalsedon yang melimpah. Dengan kedalaman pembentukan berkisar 200 m dan suhu pembentukan dengan kisaran 200°C-250°C (Buchanan, 1981)
Struktur berupa vein breccia
Gambar 2. contoh peraga EP 2
63