Geokimia Magma dan atuan eku
KATA KATA PENGANTAR PEN GANTAR Kelompok ! "urusan Teknik Geologi
Puji Puji syuk syukur ur keha kehadi dira ratt Allah llah SW SWT T atas atas segala segala limpaha limpahan n rahmat rahmat dan karuni karunia-Ny a-Nyaa sehing sehingga ga
#akultas $lmu dan Teknologi Ke%umian &ni'ersitas (alu )*eo
kami dapat menyelesaikan penyusunan %uku panduan ini dalam %entuk maupun isinya yang sangat sederhana sesuai dengan harapan+ Geokimia %erkem%ang menjadi suatu ilmu seiring dengan perkem%angan ilmu kimia dan geologi, kekuatan geokimia terletak pada akta %ah.a pada umumnya proses geologi meli%atkan reaksi kimia+ Sehingga Geokimia adalah /a%ang dari geosains yang meru merupak pakan an penge pengem% m%an angan gan dan dan aplik aplikas asii dasa dasarr-da dasa sarr kimi kimiaa untu untuk k meny menyel eles esai aika kan n permasalahan geologi+ Se%agai Se%agaiman manaa kami kami sadari sadari %ah.a %ah.a %uku panduan panduan ini se%aga se%agaii reere reerensi nsi ilmu ilmu Geokimia terutama mengenai Geokimia Magma dan atuan eku+ (arapan kami semoga %uku panduan ini mem%antu menam%ah pengetahuan dan pengalaman %agi para pem%a/a, sehingga dapat dap at memper%aiki %entuk maupun isi %uku panduan ini kedepannya kedepan nya dapat le%ih %aik+ uku Panduan Kami tidak menutup kemungkinan akan terdapat kesalahankesalahan kesalahan dalam penyusunan penyusunan %uku panduan panduan ini+ &ntuk itu kami kami harapkan kritik kritik dan saran saran mem%ang mem%angun un dari dari semua semua pihak, pihak, mudahmudah-mud mudahan ahan %uku dapat dapat %erman %ermanaa aatt dan menum%uhkan kreati'itas %erpikir kita semua+
Kendari, "anuari 0123
Penulis 4A#TAR $S$
HALAMAN SAMPUL +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ KATA PENGANTAR ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
kami dapat menyelesaikan penyusunan %uku panduan ini dalam %entuk maupun isinya yang sangat sederhana sesuai dengan harapan+ Geokimia %erkem%ang menjadi suatu ilmu seiring dengan perkem%angan ilmu kimia dan geologi, kekuatan geokimia terletak pada akta %ah.a pada umumnya proses geologi meli%atkan reaksi kimia+ Sehingga Geokimia adalah /a%ang dari geosains yang meru merupak pakan an penge pengem% m%an angan gan dan dan aplik aplikas asii dasa dasarr-da dasa sarr kimi kimiaa untu untuk k meny menyel eles esai aika kan n permasalahan geologi+ Se%agai Se%agaiman manaa kami kami sadari sadari %ah.a %ah.a %uku panduan panduan ini se%aga se%agaii reere reerensi nsi ilmu ilmu Geokimia terutama mengenai Geokimia Magma dan atuan eku+ (arapan kami semoga %uku panduan ini mem%antu menam%ah pengetahuan dan pengalaman %agi para pem%a/a, sehingga dapat dap at memper%aiki %entuk maupun isi %uku panduan ini kedepannya kedepan nya dapat le%ih %aik+ uku Panduan Kami tidak menutup kemungkinan akan terdapat kesalahankesalahan kesalahan dalam penyusunan penyusunan %uku panduan panduan ini+ &ntuk itu kami kami harapkan kritik kritik dan saran saran mem%ang mem%angun un dari dari semua semua pihak, pihak, mudahmudah-mud mudahan ahan %uku dapat dapat %erman %ermanaa aatt dan menum%uhkan kreati'itas %erpikir kita semua+
Kendari, "anuari 0123
Penulis 4A#TAR $S$
HALAMAN SAMPUL +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ KATA PENGANTAR ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
DAFTAR ISI +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ISI ISI
GEO GE OKIMI KIMIA A MAGM MAGMA A DAN BATUAN UAN BEK BEKU U +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ PROSES DIFERENSIASI-FRAKSINASI-ALT DIFERENSIASI-FRAKSINASI-ALTERASI ERASI ++++++++++++++++++++++++++ UNSUR UTAMA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ UNSUR JARANG & REE +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ IMPLIKASI TEKTONIK & ALTERASI-MINERALISASI ALTERASI-MINERALISASI +++++++++++++++++
DAFTAR PUSTAKA
ISI GEOKIMIA MAGMA DAN BATUAN BEKU
Sejalan dengan perkem%angan ilmu pengetahuan alam dan teknologi terapannya, maka salah satu /a%ag ilmu pengetahuan ke%umaian, yaitu geokimia juga turut %erkem%ang sangat pesat+ Pada saat ini lingkungan hidup dan kehidupan manusia tidak lepas dari ilmu geokimia ini+ ahkan pada perkem%angannya, geokimia tidak hanya mampu memepelajri aspek kimia di %umi, tetapi sudah meram%ah pada seluruh %enda dan makhluk hidup di alam semesta, termasuk %ulan, mars, dan lain-lain+ $lmu terapan geokimia sangat %ermanaat dalam perkem%angan usaha di %idang teknologi dan industri, misalnya di %idang pertam%angan, perminyakan, dan tata lingkungan+ Geokimia adalah suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari kimia daripada %umi se%agai satu keseluruhan dan %agian-%agiannya+ Tujuan utama geokimia adalah untuk memerikan se/ara kuantitati komposisi daripada %umi dan %agian-%agiannya+ Studi geokimia %erhu%ungan dengan penye%aran dan perpidahan unsur-unsur kimia di dalam %umi dalam ruang dan .aktu+ Tujuan utama geokimia adalah untuk memerikan se/ara kuantitati komposisi daripada %umi dan %agian-%agiannya+ Sedangkan tugas utama geokimia adalah untuk memerikan se/ara nis%i dan mutlak kelimpahan masing-masing unsur dan atom 5radioakti dan isotop6 di dalam %umi+ atuan %eku atau sering dise%ut igneous rocks adalah %atuan yang ter%entuk dari satu atau %e%erapa mineral dan ter%entuk aki%at pem%ekuan dari magma+ erdasarkan teksturnya %atuan %eku ini %isa di%edakan lagi menjadi %atuan %eku plutonik dan 'ulkanik+ Per%edaan antara keduanya %isa dilihat dari %esar mineral penyusun %atuannya+ atuan %eku plutonik umumnya ter%entuk dari pem%ekuan magma yang relati le%ih lam%at sehingga mineral-mineral penyusunnya relati %esar+ 7ontoh %atuan %eku plutonik ini seperti ga%ro, diorite, dan granit 5yang sering dijadikan hiasan rumah6+ Sedangkan %atuan %eku 'ulkanik umumnya ter%entuk dari pem%ekuan magma yang sangat /epat 5misalnya aki%at letusan gunung api6 sehingga mineral penyusunnya le%ih ke/il+ Geokimia magma adalah salah satu /a%ang dari ilmu geokimia yang mempelajari tentang reaksi-reaksi kimia dan kelimpahan elemen-elemen %erupa mineral-mineral dalam tu%uh magma+ atuan %eku atau %atuan igneus 5dari ahasa *atin8 ignis, 9api96 adalah jenis %atuan yang ter%entuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan
atau tanpa proses kristalisasi, %aik di %a.ah permukaan se%agai %atuan intrusi 5plutonik6 maupun di atas permukaan se%agai %atuan ekstrusi 5'ulkanik6+ erdasarkan pengertian diatas sehingga Geokimia magma dan atuan eku sangat %erhu%ungan dalam hal ini dilihat dari aspek Geokimia dan Geologi+ Tipe Magma
asaltik
Batuan Beu !ang "i#a$i%an asalt
Kmp$i$i Kimia
Tempe'atu'
(i$$ita$
Kan"ungan Ga$
:;-;; Si)0 <,
2111 =
Rendah
Rendah
kandungan #e, Mg,
2011o7
>11 = 2111o7
Menengah
Menengah
3;1 = >11 o7
Tinggi
Tinggi
dan 7a tinggi, kandungan K, dan Na Andesitik
Andesit
rendah+ ;;-3; Si)0 <, kandungan #e, Mg, 7a, Na, dan K
Rhyolitik
Rhyolit
menengah+ 3;-?; Si)0 <, kandungan #e, Mg, dan 7a rendah, kandungan K, dan Na tinggi+
Ta%el 2 Siat = siat Magma P'$e$ Di)e'en$ia$i * F'a$inan$i * A%te'a$i
Proses 4ierensiasi, #raksinansi, Alterasi adalah suatu proses-proses
yang
%erlangsung selama pem%entukan /airan silikat kental yang pijar yang dikenal dengan Magma hingga keluar ke permukaan menjadi *a'a+ *a'a dan magma memiliki komposisi kimia yang sama akan tetapi kandungan gas la'a relati rendah+ *a'a yang mendingin dan mem%eku karena adanya gaya eksogen maka akan mem%entuk %atuan %eku luar 5ekstrusi6 atau %atuan 'ulkanik sedangkan Magma yang mendingin dan mem%eku di %a.ah permukaan %umi akan mem%entuk %atuan %eku dalam 5intrusi6 sedangkan %atuan yang mem%eku diantara %atuan %eku dalam dan luar adalah %atuan %eku gang 5poriri6+ Magma adalah /airan atau larutan silikat pijar yang ter%entuk se/ara alamiah, %ersuhu antara @111 - 22111 7 dan %erasal dari kerak %umi %agian %a.ah atau selu%ung %umi %agian atas 5ide #+#+Grouts, 2@:? 8 turner B erheogan, 2@31 8 (+Williams, 2@306+ Komposisi Kimia Magma %erupa senya.a yang %ersiat non 'olatile, 'olatile dan unsur-unsur lain atau unsur jejak , se%agai %erikut 8
2+
Senya.a yang %ersiat non 'olatil dan merupakan senya.a oksida dalam magma Si)0 , Al0)@, #e0)@, #e), Mn), 7a),Na0),K 0), Ti)0, P0);
0+ !+
Senya.a 'olatil C terdiri dari raksi-raksi gas 7( :, 7)0, (7l, (0S, S)0 ds%+ &nsur-unsur lain atau unsur jejak 8 R%, a, Sr, Ni, 7o, , *i, 7r, S, P%+
Magma se%agai larutan silikat alam mengandung semua ion-ion yang %akal mem%entuk semua mineral-mineral pem%entuk %atuan, namun mineral terse%ut tidak ter%entuk %ersamaan karena tergantung pada asa silikat dengan kondisi tertentu+ 4alam arti mineral tertentu akan mengkristal pada temperatur dan kondisi tertentu+
Pada
umumnya diterima pendapat %ah.a magma asli %ersiat %asa 54ally, 2@!! 8 Winkler ide W+T+ (uang, 2@306+ Tetapi siat magma dapat diru%ah menjadi magma dengan siat yang lain atau mengalami e'olusi magma, oleh proses-proses yang dise%ut 8 (i%ridisasi 8 ialah pem%entukan magma %aru, karena pen/ampuran dua
magma yang %erlainan jenisnya+ Sinteksis 8 ialah proses pem%antukan magma %aru karena proses asimilasi
dengan %atuan samping atau terlarutnya %atuan asing kedalam magma+ Anateksis 8 ialah pem%entukan magma dari pele%uran %atuan pada kedalaman yang sangat %esar+
Di))e'en$ia$i Magma
4ierensiasi Magma adalah Peristi.a atau proses peru%ahan magma dari kondisi a.al yang homogen dalam skala %esar sehingga menjadi suatu tu%uh %atuan %eku yang %er'ariasi+ Se/ara garis %esar dierensiasi magma ini terdiri dari 0 %agian, yaitu 8 #raksinasi Kristal 5ter%entuknya kristal kristal dari magma 6 dan *iDuid $mmis/i%ility 5pemisahan kristal kristal aki%at hilangnya gas 6+ F'a$ina$i Magma
#raksinasi merupakan pemisahan Kristal dari larutan magma, karena proses kristalisasi %erjalan tidak seim%ang atau Kristal-kristal pada .aktu pendinginan magma tidak dapat mengikuti perkem%angan komposisi larutan magma yang %aru ini terjadi terutama karena adanya peru%ahan temperature dan tekanan yang men/olok dan ti%a-ti%a+ Proses raksinasi ini merupakan proses dierensisai magma yang paling utama+ Sehingga proses raksinansi merupakan %agian dari proses dierensiasi magma+ Komposisi /airan magma dapat %eru%ah se%agai hasil dari kristalisasi magma terse%ut pada saat kristal ter%entuk+ Kondisi ini terjadi dalam semua kasus ke/uali pada komposisi eutetik+ Kristalisasi mengaki%atkan komposisi magma %eru%ah dan jika kristal dipindahkan oleh suatu proses maka akan mun/ul komposisi magma %aru yang %er%eda
dengan magma induk+ Mineral yang dihasilkan merupakan mineral %aru atau mineral solid solution yang telah mengalami peru%ahan+ #raksinasi kristal juga dapat menghasilkan komposisi larutan yang %er%eda dari kristalisasi normal yang dilakukan oleh magma induk+ &ntuk menghasilkan raksinasi kristal di%utuhkan suatu mekanisme alami yang dapat memisahkan Kristal dari magma atau memisahkan kristal terse%ut sehingga tidak lagi %ereaksi dengan magma+ Mekanisme yang terjadi se/ara alami antara lain8 •
7rystal Settling+ &mumnya kristal yang ter%entuk dari suatu magma akan mempunyai densitas yang %er%eda dengan larutannya, antara lain8 2+ Gravity settling 8 Kristal-kristal yang mempunyai densitas le%ih %esar dari larutan akan tenggelam dan mem%entuk lapisan pada %agian %a.ah tu%uh magma 5tekstur kumulat atau tekstur %erlapis pada %atuan %eku6+ 0+ Crystal floating 8 Kristal-kristal yang mempunyai densitas le%ih rendah darilarutan akan mengam%ang dan mem%entuk lapisan pada %agian atastu%uh
•
magma+ Kristal-kristal terse%ut kaya akan unsur silik+ #ilter Pressing, yaitu suatu mekanisme yang digunakan untuk memisahkan larutan dari larutan kristal+ 4alam ilter settling kristal dengan konsentrasi /airan yang tinggi, /airannya akan dipaksa keluar dari ruang antar kristal, hal ini dapat di/ontohkan ketika kita sedang meremas spons yang %erisi air+ Mekanisme ini sulit untuk diketahui karena8 2+ Tidak seperti spons , matriks Kristal getas dan tidak dapat mengu%ah %entuk dengan mudah untuk menekan /airan keluar+ 0+ 4i%utuhkan retakan pada Kristal untuk memindahkan /airan+ #ilter settling adalah suatu metode umum yang digunakan dalam memnisahkan Kristal dari larutan pada proses-proses industri tetapi %elum ditemukannya yang terjadi se/ara alami+
Li+ui" Immi$,ii%it!
Proses ini dise%a%kan oleh perpindahan atau menghilangnya kandungan gas, sehingga terjadi pemisahan raksi-raksi ha%lur atau mineral %erdasarkan komposisinya masing-masing+ Pelepasan kandungan gas menjadi semakin meningkat dekat makin dekatnya magma terse%ut ke permukaan+ erdasarkan proses dierensiasi magma itulah, magma induk yang sama dapat menghasilkan %e%erapa jenis %atuan yang %er%eda+ Misalnya saja magma induk %erupa
magma %asa, jika mengalami dierensiasi magma, maka akan ter%entuk tiga jenis %atuan %eku %erupa %atuan %eku %asa, %atuan %eku intermediet, dan %atuan %eku asam+ Selengkapnya proses 4iernsiasi Magma dapat diterangkan se%agai %erikut 8
Gam%ar 2+2+ Skematik proses dierensiasi magma pada ase magmatik /air
Proses-proses dierensiasi magma 5keterangan untuk Gam%ar ? 6 meliputi 8 2+
Vesiculation+ Magma yang mengandung unsur-unsur 'olatile seperti air 5(0)6, Kar%on dioksida 57)06, Sulur dioksida 5S)6, Sulur 5S6 dan Klorin 57l6+Pada saat magma naik kepermukaan %umi, unsur-unsur ini mem%entuk gelom%ang gas, seperti %uih pada air soda+ Gelom%ang 5%uih6 /enderung naik dan mem%a.a serta unsur-unsur yang le%ih 'olatile seperti Sodium dan Potasium+
0+
Diffusion+
Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan
material dari %atuan yang mengelilingi reser'oir magma, dengan proses yang sangatlam%at+
Proses
diusi
tidak
seselekti
proses-proses
mekanisme
dierensiasi magma yang lain+ Walaupun demikian, proses diusi dapat menjadi sama eektinya, jika magma diaduk oleh suatu pen/aran 5/on'e/tion6 dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan %e%erapa unsurnya dan !+
mendapatkan unsur yang lain dari dinding reser'oar+ Flotation+ Kristal-kristal ringan yang mengandung Sodium dan Potasium /enderung untuk memperkaya magma yang terletak pada %agian atas reser'oar dengan unsur-unsur Sodium dan Potasium+
:+
Crystal Setling. &mumnya Kristal yang ter%entuk dari suatu magma akan mempunyai densitas yang %er%eda dengan larutannya, antara lain 8 a+ Gravity settling 8 Kristal-kristal yang mempunyai densitas le%aih %esar dari larutan akan tenggelam dan mem%entuk lapisan pada %agian %a.ah tu%uhmagma 5tetur kumulat atau tekstur %erlapis pada %atuan %eku6+ Gravitational Settling , Mineral-mineral %erat yang mengandung Kalsium, Magnesium dan esi, /enderung memperkaya rese'oir magma yang terletak dise%elah %a.ah reser'oir dengan unsur-unsur terse%ut+ Proses ini mungkin menghasilkan kristal %ijih dalam %entuk perlapisan+ *apisan paling %a.ah diperkaya dengan mineral-mineral yang le%ih %erat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral silikat yang le%ih ringan+ %+ Crystal floating 8 Kristal-kristal yang mempunyai densitas le%ih rendah dari larutan akan mengam%ang dan mem%entuk lapisan pada %agian atas tu%uh
;+
magma, Kristal-kristal terse%ut kaya akan unsur silika+ Assimilation of Wall Rock + Selama empla/ement magma, %atu yang jatuh dari dinding reser'oir akan %erga%ung dengan magma+ atuan ini %ereaksi dengan magma atau se/ara sempurna terlarut dalam magma, sehingga meru%ah komposisi magma+ "ika %atuan dinding kaya akan Sodium, Potasium dan Silikon, magma akan %eru%ah menjadu komposisi granitik+ "ika %atuan dinding kaya akan Kalsium, Magnesium dan esi, magma akan %eru%ah menjadi %erkomposisi
3+
Ga%roik+ Thick Horiontal Sill + Se/ara umum %entuk ini memperlihatkan proses dierensiasi
magmatik asli yang mem%eku karena kontak dengan dinding
reser'oir+ "ika %agian se%elah dalam meme%eku, terjadi 7rystal Settling dan
menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang le%ih %erat terletak pada ?+
lapisan dasar dan mineral silikat yang le%ih ringan+ Fraksinasi. Proses pemisahan Kristal-kristal dari larutan magma, karena proses kristalisasi %erjalan tidak seim%ang atau Kristal-kristal mengu%ah perkem%ang+ Komposisi larutan magma yang %aru ini terjadi terutama karena adanya
>+
peru%ahan temperatur dan tekanan yang menyolok dan ti%a-ti%a+ !i"ui# $mmis%ility. $alah larutan magma yang mempunyai suhu rendah akan pe/ah menjadi larutan yang masing-masing akan mem%elah mem%entuk %ahan
@+
yang heterogen+ !i"ui# immisci%ility merupakan per/ampuran larutan magma yang tidak dapat menyatu, seperti halnya yang terjadi pada saat kita men/ampurkan minyak dan air+ 4alam magma terse%ut terdapat %e%erapa %ahan yang larut, %ersiat 'olatile 5air,
7),/hlorine, luorine, iron, sulphur, dan lain-lain6 dan %ahan non-'olatile 5non-gas6 yang merupakan pem%entuk mineral yang laFim dijumpai dalam %atuan %eku+ ahan 'olatile dalam magma merupakan penye%a% mo%ilitas magma, karena %ersiat mo%ilitas maka magma dapat %ergerak naik dari dalam %umi sampai kepermukaan %umi+ Pergerakan magma yang naik ini akan melalui %idang %idang lemah yang ada didalam %umi, selanjutnya pergerakan magma didalam %umi ini atau yang kita kenal dengan intrusi+ 4alam proses pendinginan magma dimana magma itu tidak langsung semuanya mem%eku, tetapi mengalami penurunan temperatur se/ara perlahan %ahkan mungkin /epat+ Penurunan temperatur ini disertai mulainya pem%entukan dan pengendapan mineral-mineral tertentu yang sesuai dengan temperaturnya+ Pem%entukan mineral dalam magma karena penurunan temperatur telah disusun oleh seorang ahli %ernama o.en , yang %erdasar penyelidikannya %eliau mem%uat suatu 4eret Reaksi suatu magma menjadi mineral %erdasarkan penurunan temperature magmanya+ 4eret Reaksi ter%entuknya mineral ini dinamai De'et Rea$i B.en atau B.en Rea,tin Se'ie$ H+
Gam%ar 0 4eret Reaksi o.en 4eret se%elah kiri me.akili mineral-mineral maik, dimana reaksi ter%entuknya mineral adalah tidak menerus 5diskontinyu 6 yang pertama kali ter%entuk dalam temperatur sangat tinggi yaitu 2011I 7 adalah )li'in+ Akan tetapi jika magma terse%ut jenuh oleh Si) maka Piroksenlah yang ter%entuk pertama kali+
Mineral )li'in dan
mineral Piroksen merupakan pasangan $ngcongruent melting H dimana setelah pem%entukan mineral )li'in akan %ereaksi dengan larutan sisa mem%entuk Piroksen+ Temperatur menurun terus setelah pem%entukan mineral Piroksen maka larutan sisa se%agian akan mem%entuk mineral (orn%lenda, dan temperatur akan menurun maka se%agian larutan sisa akan mem%entuk mineral %iotit+ Pem%entukan mineral %erjalan sesuai dengan temperaturnya+ Sementara itu pada 4eret se%elah kanan pada a.alnya ter%entuk Seri Plagioklas , pada a.al temperatur yang sangat tinggi 2011I7 akan ter%entuk mineral Anortite %erikutnya seirama menurunnya temperature maka %erturut turut akan ter%entuk mineral ito.nit, *a%radorit, Andesin , )ligoklas dan Al%it +Ter%entuknya mineral mineral terse%ut adalah se/ara menerus 5 kontinyu 6+ Pada titik temperature ter%entuknya mineral iotit dan mineral Al%it maka sisa larutan magma akan mem%entuk mineral K #eldspar, selanjutnya temperature terus menurun maka akan ter%entuk mineral Mus/o'it dan ter akhir pada proses kristalisasi ini akan ter%entuk mineral K.arsa pada temperature 311I 7+
&rutan kristalisasi mineral tidak selalu menunujukkan successive crystalitation 5tidak selalu %er urutan & tetapi %isa juga o'erlapping 5%ertampalan6+ A%te'a$i
Alterasi merupakan peristi.a u%ahan komposisi mineralogi %atuan 5pengertian sederhananya6+ Syarat umum terjadinya alterasi itu adalah luida, umumnya luida ini mem%a.a unsur-unsur mineralisasi+ "adi jika salah satu kondisi temperature dan tekananan tinggi terpenuhi %isa terjadi alterasi+ Kenapa perlu tekanan atau temperatur tinggi, 0 aktor ini yang dominan %isa memutuskan ataupun dekomposisi ikatan kimia dimineral terse%ut+ Salah satu dari temperature atau tekananan tinggi saja %isa terjadi alterasi, dan luida yang mem%a.a unsur mineral lain+ Selain itu temperature rendah disini %ukan seperti temperature air %iasa+ jarang sekali pada suhu kondisi atmospheri/ terjadinya alterasi+ Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang sangat kompleks yang meli%atkan peru%ahan mineralogi, kimia.i, dan tekstur yang dise%a%kan oleh interaksi luida panas dengan %atuan yang dilaluinya, di %a.ah kondisi e'olusi isio-kimia+ Proses alterasi merupakan suatu %entuk metasomatisme, yaitu pertukaran komponen kimia.i antara /airan-/airan dengan %atuan dinding+ *arutan hidrotermal adalah /airan %ertemperatur tinggi dengan rentang suhu sekitar 211o = ;11o 7+ *arutan hidrotermal merupakan larutan sisa magma yang mampu meru%ah dan mem%entuk mineral - mineral tertentu+ Se/ara umum /airan sisa kristalisasi magma terse%ut %ersiat silika yang kaya alumina, alkali dan alkali tanah, terdapat air dan unsur-unsur 'olatil + *arutan hidrotermal ter%entuk pada ase akhir dari siklus pem%ekuan magma dan umumnya terakumulasi pada litologi dengan permea%ilitas tinggi atau pada Fona lemah+ $nteraksi antara luida hidrotermal dengan %atuan yang dilaluinya 5'all rock 6 akan menye%a%kan teru%ahnya mineral primer menjadi mineral sekunder 5alteration minerals6+ Klasiikasi tipe alterasi pada endapan epitermal menurut Meyer B (emley 52@3?6 dan Roy B urt 52@?@6, dalam E'ans 52@@!6 adalah se%agai %erikut, tetapi tidak semua jenis alterasi hadir dalam sistem epitermal sulidasi rendah+ 2+ Alterasi argilik, Mineral pern/iri alterasi ini adalah kaolin dan montmorilonit 0+
5kumpulan mineral ilitJsmektit 6 se%agai hasil alterasi dari plagioklas+ Alterasi propilitik, Alterasi ini merupakan alterasi yang kompleks yang di/irikan
!+
oleh kehadiran klorit, epidot, al%it, dan kar%onat 5kalsit, dolomit dan ankerit6+ Silisiikasi, Alterasi ini di/irikan oleh adanya kumpulan mineral silikaan seperti kuarsa, kalsedon, adularia, opal+
Endapan %ijih hidrotermal ter%entuk karena sirkulasi luida hidrotermal yang melindi 5leaching 6, menstranport, dan mengendapkan mineral-mineral %aru se%agai respon terhadap peru%ahan kondisi isik maupun kimia.i+ $nteraksi antara luida hidrotermal dengan %atuan yang dile.atinya 5%atuan dinding6, akan menye%a%kan teru%ahnya mineral-mineral primer menjadi mineral u%ahan 5alteration minerals6+ Endapan epitermal sulidasi rendah adalah endapan yang dihasilkan dari pengisian /elah = /elah atau rekahan rekahan %atuan oleh larutan hidrotermal yang %ersiat netral+ 7iri khas dari tipe ini yaitu menunjukan proses %oiling 5Gam%ar 06, dengan pen/iri ditemukannya mineral adularia+ Karakteristik utama dari endapan sulidasi rendah menurut E'ans 52@@!6 adalah8 2+ Struktur regional %erupa sesar dan kaldera 0+ Endapan dimensinya kurang dari ;11 m !+ atuan induknya andesit, dasit, riodasit, dan riolit :+ Mineralnya adalah pirit, emas, perak, hematit, lennatit, moly%denum, dan tungsten ;+ Salinitas netral atau sangat rendah 51,; .t+<6 3+ Alterasi yang terjadi adalah kuarsaadularia, kar%onat, dan serisit ?+ #luida utama yang mengontrol alterasi adalah air meteorik+
Gam%ar ! Mineralogi dan Alterasi dalam sistim (idrothermal 5 7or%et B *ea/h 2@@3 6
Un$u' Utama
&nsur &tama dalam Komposisi Magma sangat kompleks+ @@ < dari magma tersusun oleh 21 unsur kimia seperti Silika 5Si6, Titanium 5Ti6, Aluminium 5Al6, esi 5#e6, Magnesium 5Mg6, Kalsium 57a6, Natrium 5Na6, Kalium 5K6, (idrogen 5(6 dan )ksigen 5)6+ &nsur &tama dalam atuan eku terse%ut memiliki %anyak pandangan ilmuan %er%eda-%eda dalam mengklasiikasikannya seperti menurut 7lark dan Washington 52@0:6 memperkirakan %ah.a kedalaman 23 km %umi terdiri dari, @; < %atuan %eku, : < shale 5%atuan tertentu6, 1,?; < %atu pasir, dan 1,0; < %atu kapur+ "uga 7lark dan Washington telah melakukan ;2;@ analisa %atuan %eku dan ia hitung rataratanya dan memperoleh komposisi %atuan %eku seperti %erikut8 Si)0 531,2> <6, Al0)! 52;,32 <6, #e0)! 5!,2: <6, #e) 5!,>> <6, Mg) 5!,;3 <6, 7a) 5;,2? <6, Na0) 5!,@2 <6, K0) 5!,2@ <6, Ti)0 52,13 <6, P0); 51,! <6+ Pada perhitungan analisa di atas di mana (0) dan kandungan yang paling ke/il dia%aikan+ 4ari hasil analisa ini se%agian orang tidak setuju karena ! hal8 2+
4istri%usi geoisika analisa tidak merata karena /uplikan hanya diam%il pada sekitar Amerika &tara dan Eropa, artinya apakah dengan /uplikan dari Amerika &tara dan Eropa sudah /ukup untuk diam%il se%agai /uplikan kerak %umi+
0+
"enis-jenis %atuan kurang merata, se%a% jenis-jenis %atuan yang dianalisa itu adalah yang aneh-aneh+
!+
Semua /uplikan dianggap sama 5dinilai sama6, maksudnya dalam menganalisa satu jenis %atuan misalnya dengan mengam%il 2 kg maka hasilnya dianggap sama+ Padahal dengan mengam%il 2 kg dari satu jenis %atuan tidak mungkin hasil yang diperoleh dapat me.akili jenis %atuan terse%ut+
Golds/himdt menganalisa ?? /uplikan yang %er%eda, hasil analisa rata-rata diperoleh se%agai %erikut8 Si)0 5;@,20 <6, Al0)! 52;,>0 <6, #e0)! #e) 53,@@ <6, Mg) 5!,! <6, 7a) 5!,1? <6, Na0)50,1; <6, K0) 5!,@! <6, (0) 5!,10 <6, Ti)0 51,?@ <6, P0); 51,00 <6 Golds/hmidt %eranggapan apa%ila memungkinkan untuk mendapatkan suatu /uplikan rata-rata dari sejumlah %esar kulit %umi yang u tamanya terdiri dari %atuan kristal maka analisanya mem%erikan suatu gam%aran+
Gam%ar : &nsur &tama Pada Ta%el Sistem Periodik atuan %eku disusun oleh senya.a-senya.a kimia yang mem%entuk mineral penyusun %atuan %eku+ Salah satu klasiikasi %atuan %eku dari kimia adalah dari senya.a oksidanya, sepreti Si)0, Ti)0, Al)0, #e0)!, #e), Mn), Mg), 7a), Na0), K0), (0), P0);, dari persentase setiap senya.a kimia dapat men/erminkan %e%erapa lingkungan pem%entukan meineral+ Analisa kimia %atuan dapat dipergunakan untuk penentuan jenis magma asal, pendugaan temperatur pem%entukan magma, kedalaman magma asal, dan %an yak lagi kegunaan lainya+ 4alam analisis kimia %atuan %eku, diasumsikan %ah.a %atuan terse%ut mempunyai komposisi kimia yang sama dengan magma se%agai pem%entukannya+ atuan %eku yang telah mengalaimi u%ahan atau pelapukan akan mempunyai komposisi kimia yang %er%eda+ Karena itu %atuan yang akan dianalisa harusla %atuan yang sangat segar dan %elum mengalami u%ahan+ Namun %egitu se%agai /atatan, pengelompokan yang
didasarkan kepada susunan kimia %atuan, jarang dilakukan+ (al ini dise%a%kan disamping prosesnya lama dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimia.i+ Komposisi kimia dari %e%erapa jenis %atuan %eku yang terdapat di dalam, yang diperlihatkan pada ta%el diatas hanya %atuan %eku intrusi saja+ 4ari sini terlihat per%edaan persentase dari setiap senya.a oksida, salah satu /ontoh ialah dari oksida Si)0 jumlah ter%anyak dimiliki oleh %atuan granit dan semakin menurun ke %atuan peridotit 5%atuan ultra %asa6+ Sedangkan Mg) dari %atuan granit 5%atuan asam6 semakin %ertam%ah kandungannya kearah %atuan peridotit 5ultra %asa6+ Kandungan senya.a kimia %atuan ekstrusi identik+ 4engan %atuan intrusinya, asalkan dalam satu kelompok+ (al ini hanya %er%eda tempat ter%entuknya saja, sehingga menim%ulkan pula per%edaan di dalam %esar %utir dari setiap jenis mineral+ 4ari sini terlihat se%agai /ontoh komposisi kimia dan persentase dari oksida untuk %atuan granit identik dengan %atun riolit+ (al yang sama %erlaku untuk %atuan lainnya asalkan %atuan ini masih satu kelompok+ Klasiikasi %atuan %erdasarkan komposisi kimia telah %anyak dilakukan oleh %e%erapa ahli dari yang paling sederhana sampai ke paling ter%aru adalah %erdasakan 7$PW N)RMAT$# adalah salah satu yang paling sederhana untuk mengetahui nama %atuan %eku, klasiikasi ini tidak mem%edakan apakah %atuan itu intrusi ataupun ekstrusi+ Sedangkan klasiikasi yang paling ter%aru adalah normati'e dihitung %erdasakan 7$PW, dimana setiap senya.a oksidasi kita hitung nilai normatinya dan kita kem%alikan kepada mineral-mineral asal pem%entuk %atuan terse%ut+ Ta%le di%a.ah ini memperlihatkan komposisi kimia dan normati'e %atuan dari kepulauan riau terhadap %e%erapa /ontoh %atuan %eku granit+ Komposisi kimia dapat pula digunakan untuk mengetahui %e%erapa aspek yang sangat erat hu%ungannya dengan ter%entuknya %atuan %eku+ Seperti untuk mengetahui jenis magma, tahapan dierensiasi selama perjalanan magma ke permukaan dan kedalaman Lona enio+ Ada dua klasiikasi %atuan %eku yang sering digunakan %erdasarkan komposisi kimia, yaitu menurut 7o dkk 52@>26 serta Pe/erillo dan Taylor 52@?36+ Klasiikasi pertama %eradasarkan presentase %erat oksida mayor Si)0 dan total alkali 5Na0)K0)6 dan klasiikasi kedua %erdasar presentase %erat Si)0 dan K0)+ Klasiikasi kimia %atuan yang lain misalnya menggunakan normati tidak akan di%ahas disini tetapi pada mata kuliah petrologi %atuan %eku lanjutan+ &ntuk memasukkan data kimia oksidasi mayor
%atuan ke dalam klasiikasi terse%ut maka hal-hal yang harus diperhatikan se%elumnya adalah 2+
7ontoh %atuan yang akan dianalisis harus me.akili dan segar, tidak %oleh /ontoh
0+
%atuan yang sudah lapuk, teralterasi dan atau teroksidasi+ (asil analisis, se/ara kualitati tidak jauh menyimpang dari perkiraan se/ara megaskopis dan mikroskopis , tidak %anyak yang ha%is di%akar, dan dengan
!+
jumlah total antara >;< - 212,;<+ "umlah ter%aik adalah jika mendekati 211 < Nilai data kimia terse%ut kemudian dinormalisir 211 < tanpa 'olatil dan %ahan ha%is di%akar
Gam%ar ; Komposisi Si)0 dan K0) dalam atuan eku erdasarkan kandungan kaliumnya maka %atuan %eku terse%ut dapat di%agi menjadi kalium rendah 5*o.-K6 dan kalium tinggi 5high-K6+ Semakin tinggi kandungan K dan Na maka %atuan terse%ut dise%ut %atuan alkalin yang apa%ila mengkristal akan ter%entuk mineral eldspatoid atau oid+ atuan %eku terse%ut dipandang se%agai %atuan %eku luar karena yang masih mendekati komposisi /airan magma+ Namum demikian untuk %atuan %eku intrusi dalam yang mempunyai derajat kristalinitas tinggi atau yang le%ih tinggi, atau yang %ertekstur krsitalinitas, dapat dianalogkan dan komposisinya kurang le%ih sama+ Se%agai /ontoh komposisi kimia %asal sama dengan komposisi ga%ro+ 4unit adalah %atuan %eku intrusi dalam yang tersusun oleh oli'in+ Peridotit merupakan %atuan %eku intrusi dalam yang tersusun oleh oli'in dan piroksen, serta disamakan dengan komposisi selu%ung %umi+
O$i"a Ma!' SiO/
Dunit
!@+>
TiO/
Pe'i"ti t :!+!3
Pi'$eni t ;:+22
An't$i t ;1+0>
Ga' :>+0@
Di'i t ;>+;!
G'an"i'i t 3@+:;
G'ani t ?;+!:
1+:!
1+1;
1+3:
1+30
1+@@
1+!3
1+2>
A%/O0
1+1:
?+;2
1+>
0;+0>
2@+1?
23+0;
2:+>>
20+>?
Fe/O0
1+?2
0+00
2+2:
1+@3
0+?>
0+@:
2+;@
1+0;
FeO
;+>?
?+3?
;+1@
0+1?
3+@>
;+3@
2+0!
1+>
MnO
1+22
1+2?
1+0
1+1;
1+2>
1+2>
1+1?
1+1@
MgO
:@+@!
0!+23
0!+20
0+20
?+@3
!+1?
2+0:
1+:2
1aO
1+1;
3+!!
2;+0:
20+:>
22+0
3+00
0+>2
1+>2
Na/O
1+3>
1+1?
!+2;
2+@?
!+1@
!+3@
!+>>
K /O
1+1@
1+3;
1+0:
2+;?
!+0@
:+!>
P/O2
1+1:
1+12
1+1@
1+20
1+2;
1+1;
1+1!
LOI
!+:3
?+?
2+2
2+:;
2+:;
Tta%
@@+@?
@@+!3
211+@!
@@+>
@@+:2
@>+3>
@>+33
@@+1:
20
;+3
:0?
!0>
!13
>0
0+:?
:@ ?1
0?2
2>2
:?
20
0,:;1+11
0,1:1+11
2>+11
;+11
21+11
23+11
2,0;1+11
0;1+11
0?+11
>+11
0!+11
22+11
Ppm S' S,
0
(
;
1'
1u
:,021+1 1 0,;01+1 1 :+11
3n
:1+11
Ni
2 !:
Ta%el 0 Komposisi kimia %atuan %eku intrusi dalam + *)$ *oss on ignition 5material ha%is di%akar6
O$i"a Ma!' SiO/
:1+30
MgBa$a% :@+!!
:@+3?
An"e$it Ba$a% ;;+10
TiO/
1+>0
1+>2
2+1!
1+?2
1+>0
2+2:
1+??
A%/O0
>+@!
23+0@
01+?:
2>+?;
2?+01
2;+0!
20+03
Fe/O04
2!+2>
@+>;
@+30
?+;>
?+;:
;+>?
!+1>
MnO
1+!@
1+2?
1+2@
1+2?
1+2;
1+23
1+1?
MgO
03+!2
21+10
:+!>
:+!?
!+01
2+>?
1+03
1aO
;+3:
22+1!
21+>;
>+:;
3+>1
!+?!
2+11
Na/O
2+!0
0+0:
0+@@
!+2>
!+!1
!+@!
0+00
K /O
1+2!
1+!;
1+!?
1+3>
2+?1
0+1?
0+@>
P/O2
1+2;
1+21
1+2!
1+2>
1+0!
LOI
0+>!
1+!?
1+;0
1+;3
2+!1
Tta%
211+!0
@@+@0
211+:@
@@+3;
211+::
211+11
211+11
Pi'it
Ba$a%
An"e$it
Da$it
Ri%it
;>+01
33+11
?+!3
Ta%el ! Komposisi kimia %atuan %eku+ Kandungan %esi total dipandang se%agai %esi %er'alensi ! 5#e0)!6+ *)$ *oss on $gnition 5material ha%is %akar6
Un$u' Ja'ang "an REE
&nsur "arang dan REE 5Rare Earth Element6 memiliki hu%ungan karena keduanya mnganalisis mengenai unsur-unsur jarang yang ada di permukaan %umi dalam ilmu kimia+ &nsur-unsur tanah jarang terdiri dari lima %elas 52;6 elemen lantanida dan dua 506 elemen dengan karakteristik kimia yang mirip, yttrium dan skandium+ Klasiikasi unsurunsur tanah jarang %iasanya ditandai dengan %aik 9light 9 atau 9%erat9, terutama didasarkan pada nomor atom dan siat-siat lain, meskipun Samarium, Europium, dan Gadolinium kadang-kadang di/irikan se%agai 9media9 earths+ &nsur-unsur tanah jarang memiliki siat isik dan kimia yang %er%eda, termasuk siat kuat magne tik, indeks %ias
tinggi, kondukti'itas yang tinggi, dan kemampuan untuk menyimpan hidrogen dan oksigen se/ara eisien+
Gam%ar 3 &nsur "arang dalam Susunan Periodik &nsur Kimia &nsur tanah jarang sesuai namanya merupakan unsur yang sangat langka atau keterdapatannya sangat sedikit, di alam %erupa senya.a kompleks, umumnya senya.a kompleks osat dan kar%onat+ Seiring dengan perkem%angan teknologi pengolahan material, unsur tanah jarang semakin di%utuhkan, dan umumnya pada industri teknologi tinggi+ 4i $ndonesia mineral mengandung unsur tanah jarang terdapat se%agai mineral ikutan pada komoditas utama terutama emas dan timah alu'ial yang mempunyai peluang untuk diusahakan se%agai produk sampingan yang dapat mem%erikan nilai tam%ah dari seluruh potensi %ahan galian+ Potensi endapan emas alu'ial terse%ut relati melimpah dapat dijumpai terse%ar di se%agian pulau-pulau %esar di $ndonesia+ Sedangkan pada "alur Timah Asia Tenggara yang mengandung se%agian %esar sum%er daya timah dunia mele.ati .ilayah $ndonesia mulai dari Kepulauan Karimun, Singkep sampai angka dan elitung merupakan potensi strategis yang dapat mem%erikan kontri%usi %esar kepada pem%angunan nasional+ Penggunaan logam tanah jarang sangat luas dan erat kaitannya dengan produk industri teknologi tinggi, seperti industri komputer, telekomunikasi, nuklir, dan ruang angkasa+ 4i masa mendatang diperkirakan penggunaan tanah jarang akan meluas,
terutama unsur tanah jarang tunggal, seperti neod ymium, samarium, europium, gadolinium, dan yttrium+ Potensi %esar yang dapat dihasilkan dari komoditas unsurJlogam tanah jarang khususnya dalam jangka panjang dimana teknologi terus %erkem%ang pesat, memerlukan ketersediaan %ahan terse%ut+ )leh karena itu pengelolaannya memerlukan %er%agai pertim%angan yang tidak semata-mata keekonomian semata+ Peluang jangka panjang dan untuk pemenuhan %ahan industri teknologi tinggi yang akan dikem%angkan di $ndonesia, maka produk sampingan %erupa mineral-mineral mengandung logamJunsur tanah jarang terse%ut dapat dialokasikan untuk pemenuhan ke%utuhan nasional, yang disimpan untuk alternati penggunaan pada masa yang akan datang pada industri strategis di dalam negeri+ &nsur tanah jarang 5&T"6 adalah nama yang di%erikan kepada kelompok lantanida, yang merupakan logam transisi dari Grup 222 pada Ta%el Periodik+ Kelompok lantanida terdiri atas 2; unsur, yaitu mulai dari lantanum 5nomor atom ;? 6 hingga lutetium 5nomor atom ?26, serta termasuk tiga unsur tam%ahannya yaitu yttrium, thorium dan s/andium 5Ta%el 26+ Pemasukan yttrium, torium dan skandium ke dalam golongan unsur tanah jarang dengan pertim%angan kesamaan siat+ &nsur tanah jarang mempunyai siat reakti tinggi terhadap air dan oksigen, %entuk senya.a sta%il dalam kondisi oksida, titik leleh relati tinggi, serta se%agai %ahan p enghantar panas yang tinggi+
Ta%el : Nama sim%ol &nsur *ogam Tanah "arang erdasarkan 'ariasi radius ion dan susunan elektron, unsur tanah jarang diklasiikasikan ke dalam dua su%kelompok, yaitu 8 &nsur tanah jarang ringan, atau su%kelompok /erium yang meliputi lanthanum • •
hingga europium &nsur tanah jarang %erat, atau su%kelompok yttrium yang meliputi gadolinium hingga lutetium dan yttrium+
*ogam tanah jarang 5*T"6 tidak ditemukan di %umi se%agai unsur %e%as melainkan paduan %er%entuk senya.a kompleks+ Sehingga untuk pemanaatannya, logam tanah jarang harus dipisahkan terle%ih dahulu dari senya.a kompleks terse%ut+ Selama ini telah diketahui le%ih dari 211 jenis mineral tanah jarang, dan 2: jenis di antaranya diketahui mempunyai kandungan total < oksida tanah jarang tinggi+ Mineral tanah jarang terse%ut dikelompokkan dalam mineral kar%onat, ospat, oksida, silikat, dan luorida+ Mineral logam tanah jarang %astnaesit, monasit, enotim dan Firkon paling %anyak dijumpai di alam+ astnaesit 57e#7)!6+ Merupakan senya.a luoro-/ar%onate /erium yang • mengandung 31-?1< oksida logam tanah jarang seperti lanthanum and neodymium+ Mineral %astnaesit merupakan sum%er logam tanah jarang yang utama di dunia+ astnaesit ditemukan dalam %atuan ka%onatit, %reksi dolomit, pegmatit dan skarn ami%ol+
Gam%ar ? Mineral kasiterit 5Sn)06 dan mineral ikutannya, /onto dari Pulau angka, •
a%el 5dioto dari /onto koleksi KPP Konser'asi6+ Monasit 557e,*a,O,Th6P)!6 merupakan senya.a osat logam tanah jarang yang mengandung ;1-?1< oksida logam tanah jarang 5*T"6+ Monasit umumnya diam%il dari konsentrat yang merupakan hasil pengolahan dari endapan pada timah alu'ial %ersama dengan Firkon dan enotim 5gam%ar 26+ Monasit memiliki kandungan thorium yang /ukup tinggi+ Sehingga mineral terse%ut memiliki sinar α
•
%ersiat radioakti+ Thorium meman/arkan radiasi tingkat rendah, dengan
menggunakan selem%ar kertas saja, akan terhindar dari radiasi yang dipan/arkan+ enotim 5OP):6 merupakan senya.a yttrium osat yang mengandung ;:-3;< *T" termasuk er%ium, /erium dan thorium+ enotim juga mineral yang ditemukan dalam pasir mineral %erat, serta dalam pegmatit dan %atuan %eku+
•
Lirkon, merupakan senya.a Firkonium silikat yang didalamnya dapat terkandung thorium, yttrium dan /erium+ 4alam memperoleh mineral di atas, tidak %isa didapatkan dengan mudah, karena
jumlah mineral terse%ut sangat ter%atas+ Terle%ih lagi, mineral terse%ut tidak terpisah sendiri, tetapi ter/ampur dengan mineral lain+ &nsur-unsur yang mendominasi dalam senya.a logamJunsur tanah jarang adalah lanthanum, /erium, dan neodymium+ Sehingga mineral dengan penyusun unsur ini, ekonomis untuk diekstraksi+ Pemanaatan ketiga jenis
&T"
ini
sangat
tinggi
di%anding
logam
tanah
jarang lainnya+ *ogam Tanah "arang %ersiat tidak tergantikan+ (al ini dise%a%kan siat *ogam Tanah "arang yang sangat khas, sehingga sampai saat ini, tidak ada material lain yang mampu menggantikannya+ "ika ada, kemampuan yang dihasilkan tidak se%aik material logam
tanah
jarang+
Siat
logam
tanah
jarang yang digunakan se%agai material %erteknologi tinggi dan %elum ada penggantinya, mem%uat logam tanah jarang manjadi material yang 'ital dan mempunyai potensi startegis
Gam%ar > 4aerah Pertam%angan REE di Amerika Serikat Sum%er daya tanah jarang dunia terdapat dalam %e%erapa tipe /e%akan+ 7hina se%agai penghasil tanah jarang ter%esar di dunia, mempunyai /e%akan tanah jarang dalam %entuk /e%akan primer %erupa produk sampingan dari tam%ang %ijih %esi, dan sekunder %erupa endapan alu'ial dan /e%akan lateritik+ Mineral tanah jarang di $ndonesia dihasilkan se%agai mineral ikutan pada /e%akan timah alu'ial dan emas alu'ial+ Selain itu sum%er daya tanah jarang di $ndonesia dijumpai juga %ersama dengan /e%akan uranium, seperti dijumpai di daerah Rirang Kalimantan arat 5Sandhi #, 012:6+ 4alam
memperoleh mineral di atas, tidak %isa didapatkan dengan mudah+ Karena jumlah mineral terse%ut sangat ter%atas+ Terle%ih lagi, mineral di atas tidak terpisah sendiri, tetapi ia ter/ampur dengan mineral lain+ Seperti /ontohnya pada kepulauan %angka elitung, mineral ini merupakan hasil samping dari penam%angan timah+ Sehingga se%elum memperoleh mineral di atas, maka diperlukan proses pemisahan terle%ih dahulu+ Mineralmineral yang mendominasi dalam senya.a logam tanah jarang di atas adalah *anthanum, 7erium, Neodymium+ Sehingga mineral ini, menjadi ekonomis untuk dilakukan proses ekstraksi+ Sehingga pemanaatan ketiga mineral ini, sangat tinggi di%anding mineral logam tanah jarang lainnya+
Imp%ia$i Tetni "an A%te'a$i-Mine'a%i$a$i
Seperti kita ketahui, %ah.a $ndonesia terdapat ! penunjaman lempeng tekonik 5*empeng Eurasia, *empeng (india-Australia, dan *empeng Pasiik6, karena suhu dan tekanan yang tinggi dari penunjaman terse%ut, maka se%agai dari %atuan terse%ut mengalami pelelehanJpartial melting menjadi magma, yang kemudian keluar melalui %idang-%idang lemah %erupa ekahan-rekahan 5struktur geologi6+ Apa%ila magma terse%ut keluar ke permukaan, akan menjadi gunungapi, jika tidak keluar ke permukaan akan menjadi %atuan %eku intrusi, yang dalam keadaan tertentu akan menghasilkan mineralmineral logam, misalnya Au, Ag, 7u, Ln, dan Pd yang %iasanya hadir %ersamaan dengan %atuan %eku intrusi intermedit-asam+ Mineral alterasi hidrotermal ter%entuk oleh adanya interaksi antara luida panas dan %atuan pada suatu sistem hidrotermal+ )leh karena itu, mineral alterasi hidrotermal termasuk ke dalam mineral sekunder, yaitu mineral yang ter%entuk setelah pem%entukan %atuan asalnya+ Mineral alterasi dapat di%edakan %erdasarkan %entuk dan komposisi kimianya 5ro.ne, 2@@26+ $ntensitas alterasi adalah parameter yang menunjukkan se%erapa %esar %atuan telah mengalami proses alterasi dan menghasilkan mineral sekunder+ $ntensitas alterasi diklasiikasikan seperti pada Ta%el :+28 Inten$ita$
Kn"i$i Batuan
A%te'a$i
*emah 52-0;<6 Sedang
Masadasar J masadasar atau enokris J ragmen telah teru%ah+ Massa dasar J masadasar dan enokris J ragmen telah
50;-;1<6
teru%ah tetapi tekstur asalnya masih ada+ Massa dasar J masadasar dan enokris J ragmen telah
Kuat
teru%ah tetapi tekstur asal dan %entuk kristalnya masih
5;1-?; <6
dapat terlihat+
Sangat kuat
Massa dasar J masadasar dan enokris J ragmen
5?;-211<6
seluruhnya telah teru%ah dan sulit untuk di%edakan
Ta%el ; Klasiikasi $ntensitas &%ahan 5ro.ne, 2@@2 o(.cit. 7or%ett dan*ea/h, 2@@>6 4erajat alterasi merupakan parameter yang menunjukkan kondisi %a.ah permukaan %erdasarkan identiikasi mineral alterasi 5ro.ne, 2@@26+ Misal, adularia memiliki derajat alterasi tinggi pada %atuan yang memiliki permea%ilitas tinggi, dan epidot memiliki derajat alterasi yang tinggi pada kisaran temperatur yang %esar+ Menurut ro.ne 52@@26 o(.cit 7or%ett dan *ea/h 52@@>6, terdapat enam aktor yang mempengaruhi pem%entukan mineral u%ahan dalam sistem hidrotermal, yaitu 8 2+ 0+ !+ :+ ;+ 3+
Temperatur Siat kimia larutan hidrotermal Konsentrasi larutan hidrotermal Komposisi %atuan samping 4urasi akti'itas hidrotermal Permea%ilitas Temperatur
dan
p(
larutan
merupakan
aktor
yang
terpenting
yang
mempengaruhi mineralogi dari sistem u%ahan 57or%ett dan *ea/h, 2@@>6+ Kondisi tak jenuh, panas, hidrostatik, dan tekanan langsung %erhu%ungan dengan temperatur 5ro.ne, 2@?> o( cit 7or%ett dan *ea/h, 2@@>6 sedangkan tekanan gas dan rasio dari konsentrasi elemen ter/ermin pada p( larutan 5(enley dkk+, 2@>: o( cit 7or%ett dan *ea/h, 2@@>6+ #aktor-aktor yang lain hanya %erpengaruh sedikit pada mineralogi u%ahan+ Selain itu, reaksi hidrotermal pada ase tertentu akan menghasilkan kumpulan mineral tertentu tergantung dari temperatur dan p( luida dan dise%ut se%agai himpunan mineral 5Guil%ert dan Park, 2@>36, sehingga dengan mun/ulnya mineral alterasi tertentu akan menunjukkan komposisi p( larutan dan temperatur luida 5Reyes, 2@@1 dalam 7or%ett dan *ea/h, 2@@36+ Kingston Morrison 52@@;6 menja%arkan mineral-mineral hidrotermal yang menjadi penunjuk temperatur pem%entukan mineral yang ter%entuk dari alterasi %atuan pada kondisi p( asam-netral 5Ta%el 2+36+
Ta%el 2+3 Mineral Alterasi penunjuk temperatur 5Kingston Morrison, 2@@;6+ Mineral-mineral alterasi yang dihasilkan dari proses u%ahan hidrotermal terjadi melalui empat /ara, yaitu pengendapan langsung dari larutan pada rongga, pori, retakan mem%entuk uratC penggantian pada mineral primer %atuan guna men/apai kesetim%angan pada kondisi dan lingkungan yang %aruC pelarutan dari mineral primer %atuanC dan pelamparan aki%at arus tur%ulen dari Fona didih 5ro.ne, 2@@26 Suatu daerah yang mengalami u%ahan hidrotermal di/irikan oleh adanya intrusi yang menghasilkan larutan hidrotermal, adanya %atuan samping yang ditero%os, terdapatnya u%ahan pada %atuan aki%at reaksi antara larutan hidrotermal dengan %atuan samping, terdapat urat-urat kuarsa, dan adanya mineralisasi+ 7or%ett dan *ea/h 52@@>6 mem%agi Fona u%ahan hidrotermal ke dalam lima Fona u%ahan %erdasarkan kumpulan dan asosiasi mineral u%ahan yang mun/ul pada kondisi kesetim%angan yang sama dan derajat p(, se%agai %erikut 8 •
Argilik lanjut 5a#vance# argillic6, terdiri dari asa mineral pada kondisi p( rendah 5Q:6 yaitu kelompok silika dan alunit+ Meyer dan (emley 52@3?6 o(.cit 7or%ett dan *ea/h 52@@>6 menam%ahkan kelompok kaolin temperatur tinggi seperti diktit
•
dan piroilit+ Argilik, terdiri dari kumpulan mineral u%ahan dengan temperatur relati rendah 5001-0;1I76 dan p( larutan antara :-;+ Lona u%ahan ini didominasi oleh kaolinit
•
dan smektit+ Pada Fona ini mungkin juga terdiri dari klorit dan ilit+ #ilik, ter%entuk pada p( yang hampir sama dengan p( u%ahan argilik, namun temperaturnya le%ih tinggi daripada temperatur u%ahan argilik+ 4i/irikan dengan Kehadiran mineral serisit atau musko'it+ Pada Fona ilik dapat juga hadir kelompok mineral kaolin temperatur tinggi yaitu piroilit dan andalusit dan juga
•
mineral klorit+ Propilitik, ter%entuk pada kondisi p( mendekati netral dengan kehadiran mineral epidot danJatau klorit 5Meyer dan (emley, 2@3? o(.cit 7or%ett dan *ea/h, 2@@>6+ Pada Fona ini dapat juga ditemukan mineral k-eldspar dan al%it sekunder+ Pada
temperatur yang relati rendah 5011-0;1I76, di/irikan oleh ketidakhadiran epidot yang dikenal se%agai Fona su%propilitik+ Potasik, ter%entuk pada temperatur tinggi, kondisi netral, di/irikan dengan kehadiran mineral %iotit danJatau keldspar magnetit aktinolit klinopiroksen+
Gam%ar 2+@ Kumpulan Mineral &%ahan 57or%ett dan *ea/h, 2@@>6
*arutan hidrotermal %aik se%agai pem%a.a mineralisasi maupun tidak menye%a%kan terjadinya alterasi pada %atuan samping yang dilaluinya+ Adanya alterasi pada %atuan merupakan kontrol penting terhadap kemungkinan adanya konsentrasi mineralisasi logam disekitar Fona alterasi terse%ut+ Huungan Imp%ia$i Tetni "an Mine'a%i$a$i
(u%ungan tektonik dengan proses mineralisasi adalah adanya interaksi su%duksi dengan tipe magma pada akti'itas 'ulkanik+ Adanya interaksi terse%ut menye%a%kan larutan hidrotermal terpanasi oleh %atuan intrusi mengu%ah %atuan samping dan menghasilkan %atuan alterasi dan mineralisasi+ Alterasi %atuan se%agai hasil kegiatan hidrotermal mempunyai 'ariasi mineral teru%ah yang tergantung pada tingkat kondisi pem%entukannya+ Kondisi terse%ut se/ara umum dipengaruhi oleh siat-siat dari larutan hidrotermal sendiri antara lain komposisi, suhu, dan tekanan+ Kemudian dipengaruhi oleh siat %atuan samping 5.allro/k6 yang meliputi tipe %atuan dan reaksi kimia yang terjadi antara .allro/k dan larutan hidrotermal+ *arutan hidrotermal selain mengaki%atkan terjadinya alterasi juga mengaki%atkan mineralisasi yang umumnya terdiri dari pirit, kalkopirit, dan spalerit serta proses mineralisasi pada umumnya dijumpai pada urat-urat kuarsa+ Aki%at adanya pergerakan lempeng se/ara su%duksi maka akan ter%entuk sesar-sesar %aru dan mengaktikan sesar-sesar lama yang merupakan /hannel .ay dari larutan hidrotermal dalam perjalanan ke permukaan dan mengaki%atkan terjadinya alterasi dan mineralisasi+ 4aerah
dimana
telah
terjadi
akti'itas
hidrotermal,
pada
umumnya
meninggalkan jejak mem%entuk mineral-mineral u%ahan, yang mungkin disertai atau tidak disertai oleh mineralisasi %ijih+ (u%ungan antara Fona u%ahan dan mineralisasi %ijih dapat terlihat jelas, samar-samar atau kadang-kadang tidak nampak sama sekali+ Se/ara umum alterasi hidrotermal mereleksikan respon mineral %atuan asal %erkaitan dengan kondisi termal danJatau kondisi kimia.i yang %er%eda ketika mineral terse%ut ter%entuk+ Reaksi hidrotermal pada ase tertentu akan menghasilkan kumpulan mineral tertentu tergantung dari temperatur dan p( luidanya+ Kumpulan mineral
terse%ut dise%ut se%agai himpunan mineral dimana himpunan ini akan menunjukkan komposisi p( larutan dan temperatur luida+ erdasarkan hu%ungan temperatur dan p( larutan telah mem%uat Fona alterasi yang ditunjukkan oleh himpunan mineral tertentu dan tipe mineralisasinya+
Gam%ar 21 Proses Tektonik dan Mineralisasi Huungan A%te'a$i Hi"'te'ma% "an Mine'a%i$a$i
Pada umumnya epigeneti/ endapan %ijih merupakan hasil dari larutan hidrotermal yang dialirkan melalui Fona permea%ilitas dengan komponen %ijih yang %er'ariasi 5seperti Au, Ag, P%, 7u, dan Mo6 yang pada kondisi tertentu akan terendapkan dan mem%entuk endapan %ijih yang dise%ut mineralisasi+ Pem%entukan mineral %ijih sangat %eragam tergantung dari karakteristik luida, siat kimia dan isik dari %atuan dinding serta /ara pengendapannya+ (al ini ditunjukkan oleh tekstur yang ter%entuk pada endapan %ijih terse%ut+ Kenampakan tekstur terse%ut yang mem%antu kronologi
himpunan
mineral
yang
diendapkan
5paragenesa6,
lingkungan
pem%entukan 5tipe mineralisasi6 dan /ara pengendapannya 5epigenetik6+ Menurut %e%erapa peneliti dalam menentukan model dari endapan emas maupun endapan %ijih logamnya diperlukan tiga inormasi lingkungan geologi yaitu 8
2+ 0+
Heat Source, pada umumnya %erupa %erupa akti'itas magmatisme Hoste# Rock , pada umumnya dapat %erupa %atuan sedimen, %eku maupun
!+
metamor Channel 'ay, pada umumnya sangat %erhu%ungan erat dengan permea%ilitas %atuan dimana dapat dilalui oleh larutan hidrotermal+ Channel 'ay dapat %erupa permea%ilitas antar pori yang dise%ut se%agai
permea%ilitas primer dan permea%ilitas sekunder dapat %erupa rekahan %atuan, tipe mineralisasi terdiri dari porpiri dan epitermal yang masih dapat di%agi lagi menjadi dua yaitu sulida rendah dan sulida tinggi+ Sistem (idrotermal melepaskan Si)0 maka mineral kuarsa akan dominan seiring dengan menurunnya temperature dan semakin tingginya derajat hidrotermal+ PERE4AAN S$STEM EP$TERMA* S&*#$4A REN4A( 4AN T$NGG$ KR$TER$A A*TERAS$
M$NERA* $"$(
M$NERA* GANG&E
ENT&K EN4APAN
TEKST&R *)GAM EK)N)M$S
S&*#$4A REN4A(
S&*#$4A T$NGG$
SerisitJillit-argilik-propilitik
Kuarsa residual 5'ughy6-alunit-
&rat didominasi oleh
mineral kaolin-mineral illit-
Kuarsa kar%onat Pirit, elektrum, emas,
propilitik Pirit, enargit-luFonit, ko'elit,
galena, spalerit, kalkopirit,
kalkopirit, tennantit, emas,
arsenopirit+ Kuarsa, kalsedon, kar%onat,
telurida Kuarsa, alunit, kaolinit, di/kit,
adularia, illit, kaolinit
piroillit
5se%agai o'erprint6, klorit &rat dominan, umumnya
4ominan diseminasi,
sto/k.o/k dengan sedikit diseminasi dan penggantian &rat, /a'ity illing 5%ands, /olloorms, druses6, %reksi AuAg, P%, Ln, 7u, As, (g,
umumnya %erupa penggantian dengan sedikit sto/k.ork Penggantian .allro/k, %reksi, dan urat Au7u, As, Te
Te, S% Ta%el 3 karakter &mum Endapan Epiter Mine'a%i$a$i
Eplorasi endapan %ijih di $ndonesia dari tahun !1-an sampai tahun ?1-an selalu didasarkan pada peta metalogen $ndonesia yang di%uat oleh Wester'eld 52@!@6+ 4alam konsep terse%ut Wester'eld mengkaitkan dengan penye%aran %atuan 'olkanik dan endapan %ijih+ Setelah tahun ?1-an, konsep terse%ut ternyata mempunyai %anyak kelemahan-kelemahannya+ 4engan mun/ulnya teori tektonik glo%al yang %aru yaitu konsep tektonik lempeng, dimana terdapat hu%ungan interaksi lempeng, deormasi dan proses magmatisme, maka Mit/hel 52@?06 men/etuskan konsep hu%ungan antara tektonik lempeng dengan mineralisasi, salah satu /ontonya adalah interaksi kon'ergen %usur kepulauan dengan mineralisasi+ 4engan menerapkan konsep tektonik lempeng se/ara %enar, Mit/hell dengan mudah menjelaskan model genetik dan perkem%angan endapan %ijih+ Pem%entukan endapan %ijih diperlukan tiga syarat utama yaitu adanya sum%er panas yang dapat %erupa magma, larutan hidrothermal %erupa larutan sisa magma dan Hchannel 'ayH dapat %erupa ruang antar %utiran dan struktur %atuan+ Selain itu dipermukaan dapat dikenali dengan adanya Fona alterasi dan mineralisasi sehingga dengan mempelajari struktur, alterasi dan tipe mineralisasi akan mem%erikan suatu inormasi yang dapat mem%antu untuk mengetahui se/ara langsung aliran larutan dalam
sisitem
hidrothermal+
Per%edaan tipe tektonika akan mempengaruhi tipe struktur utama dan lingkungan pem%entukan endapan %ijih, /onto %reksi pada umumnya se%agai hoste# rock H untuk endapan Au-7u-Mn+ Temperatur dan p( larutan merupakan aktor penting yang mengontrol tipe dari alterasi hidrothermal+ 4engan mengetahui mekanisme dan transportasi larutan hidrothermal serta pengendapannya maka distri%usi endapan %ijih dapat diketahui %entuk /e%akannya atau modelnya+ Model endapan %ijih dapat mem%antu dalam eplorasi endapan %ijih pada semua tingkatan, %aik dalam pengamatan dari tipe endapan maupun kemenerusan arah aliran larutan, yang %erarti arah dari endapan %ijih yang %ernilai ekonomis dapat dila/ak+ Genesa J /ara ter%entuknya mineral-mineral logam se/ara primer oleh pem%ekuan magma, dinamakan se%agai proses dierensiasi magma yang telah
