Ganesa Bahan Galian
Fluida pembawa bijih
NAMA
:
DIKO PRIMA PUTRA
NPM
:
1610024427014 1610024427014
TEKNIK PERTAMBANGAN Sekolah Tinggi Teknologi Industri Padang (STTIND) Padang 2017
FLUIDA PEMBAWA BIJIH
Pembentukan deposit mineral/bijih adalah suatu proses yang sangat kompleks. Setiap jenis mineral/bijih (ore) dan mineral gangue, memiliki tipe deposit sendiri yang berbeda dengan tipe deposit lainnya, baik proses pembentukannya, mineralogy, tekstur, kandungan, bentuk, ukuran, dan lain-lain. Ada banyak hal yang saling menpengaruhi dalam pembentukan suatu deposit mineral/bijih. Salah satu faktor yang paling dominan dalam pembentukan deposit suatu mineral adalah fluida pembawa bijih. Fluida pembawa bijih terdiri atas : (1) fluida magmatik, (2) fluida hidrotermal, (3) air meteoric, (4) air laut, (5) air konat, dan (6) fluida metamorfik.
Temperatur dan tekanan juga memegang peranan yang sangat penting, tapi sebagian proses bekerja pada temperatur dan tekanan permukaan. Faktor lain yang cukup berperan adalah gas, porositas dan permeabilitas batuan, atmosfer, organisme dan batuan samping. A. FLUIDA MAGMATIK Magma adalah larutan pijar (a high temperature molten) yang bersifat mobil dan terbentuk secara alamiah pada mantel bumi bagian atas atau pada kerak bumi. Temperatur magma sangat tinggi, berkisar antara 625oC (magma felsik) hingga >1200oC (magma mafik). Umumnya, komposisi magma tidak homogen; sebagian kaya akan unsur-unsur ferromagnesian, sebagian lainnya banyak mengandung silika, sodium atau potassium, volatile, xenolith reaktif, atau substansi-substansi lainnya. Komposisi magma juga terus berubah karena adanya reaksi kimia selama proses asimilasi dan difrensiasi dalam magma berlangsung. Disamping itu, magma bersifat tidak static dan bukan merupakan suatu system yang tertutup. Magma terus menuju suatu kesetimbangan dengan lingkungan sekitarnya.
Asimilasi magma adalah proses larutnya batuan samping ke dalam magma akibat pergerakan magma. Pergerakan magma sendiri terjadi akibat adan ya : 1. Tekanan gravitasi batuan sekitarnya terhadap dapur magma 2. Tekanan lateral karena gerakan tektonik 3. Perubahan volume pada waktu magma mengkristal dimana gas-gas keluar 4. Stoping (batuan samping yang jatuh ke dalam magma akibat pergerakan/desakan magma ke batuan samping).
Difrensiasi magma adalah proses yang menyebabkan magma terpisah menjadi dua bagian atau lebih yang berbeda komposisi. Difrensiasi meliputi : 1. Liquid Immiscibility Adalah pembentukan dua liquid yang tidak bercampur dalam suatu
tempat (seperti
minyak dan air). 2. Kristalisasi Fraksional pemisahan kristal yang terbentuk lebih dulu dari larutan karena gaya gravity settling, mekanika filter pressing, atau pengaruh arus konveksi dalam dapur magma. 3. Transport material dalam larutan (magma) oleh pemisahan gas dari magma terletak pada bagian atas dapur magma. 4. Difusi thermal Adalah gradient temperatur menyebabkan perbedaan mineral yang terbentuk.
Pada proses pendinginan magma, kristalisasi dan pemisahan ke dalam fraksi-fraksi terjadi karena proses kristalisasi fraksinasi atau difrensiasi. Elemen logam (dalam hal ini) dapat terkonsentrasi oleh suatu mekanisme pembentukan batuan dalam berbagai bentuk (yang akan dibahas kemudian). Selama difrensiasi berlangsung, bagian magma yang bersifat lebih mafik kaya akan kromium, nikel, platinum dan terkadang fosforous dan elemen-elemen lainnya. Sebaliknya, konsentrasi tin, zirconium, thorium dan berbagai elemen lain ditemukan dalam unit silicic (felsik). Kumpulan mineral penyusun batuan beku (logam dan non-logam) dari kristalisasi magma merepresentasikan sifat-sifat magma asal mineral-mineral tersebut. Didalam dapur magma, terjadi beberapa proses yang saling terkait dan berkesinambungan (tergantung sifat magma asalnya).
B. FLUIDA HIDROTERMAL Sisa magma semakin banyak mengandung air magmatik (juvenil). Air magmatik tersebut mengandung volatile dan larutan mineral yang memiliki titik beku yang cukup rendah dan merupakan ―mother liquors‖ dari larutan hidrotermal. Bowen dan ahli geologi lainnya menyatakan bahwa larutan hidrotermal adalah residu dari injeksi pegmatite setelah unsur-unsur pegmatite mengkristal. Kandungan volatile dan larutan mineral yang memiliki titik beku yang cukup rendah tersebut dikenal dengan istilah mineralizers. Mineralizers ini mengandung (1) elemen bersifat mobil dalam jumlah cukup banyak dalam batuan, (2) elemen seperti tembaga, lead, zinc, perak, emas dan lain-lain; LIL (large-ion lithophile), (3) elemen seperti Li, Be, B, Rb, dan Cs; dan (4) dalam jumlah cukup banyak berupa alkali, alkali earth, dan volatile khususnya Na, K, Ca, Cl, dan CO2. Kesemuanya itu memegang peranan penting dalam transportasi metal pada proses hidrotermal. Kandungan air magmatik menyebabkan turunnya viskositas magma, titik beku mineral semakin rendah dan memungkinkan pembentukan mineral yang tidak bisa terbentuk pada ―dry melt‖. White (1967) menyatakan bahwa komposisi air magmatik bisa dideterminasi dari (1) tipe magma dan sejarah kristalisasi, (2) hubungan temperatur dan tekanan selama dan setelah pemisahan dari magma, (3) jenis air lain yang kemungkinan bercampur dengan air magma pada saat bergerak, dan (4) reaksi dengan batuan samping. Air adalah komponen bersifat mobil paling penting dalam magma, jumlahnya yang terus bertambah seiring dengan proses difrensiasi memegang peranan penting dalam transportasi komponen bijih. Jumlah air dalam magma berkisar antara 1 – 15 % yang merupakan fungsi dari berbagai parameter seperti – kandungan air dalam magma awal, banyaknya air yang masuk dari batuan samping, tingkat porositas-permeabiliatas batuan samping, tekanan magma dan tekanan dinding dapur magma, dan temperatur.
Gambar 1.2. Kandungan dan sirkulasi air dalam dapur magma (magma chamber) Pemahaman sifat fluida (hidrotermal) sangat penting untuk menjelaskan potensi kimia dan bagaimana fluida tersebut dapat bergerak disepanjang zona-zona lemah seperti patahan, kekar, pori-pori batuan dan lain-lain. Disamping sifat air magmatik diatas, maka hal-hal lain yang mempengaruhi pembentukan deposit bijih adalah kandungan volatile, densitas fluida, salinitas dan kandungan senyawa-senyawa kompleks dalam fluida tersebut.
Kandungan volatile, meskipun jumlahnya kecil, sangat berperan dalam mengurangi viskositas larutan, menurunkan titik melting, mengumpulkan dan media transportasi logam, dan juga berperan penting dalam pembentukan deposit mineral.
Densitas fluida hidrotermal mempengaruhi viskositas, dinamika aliran (flow dynamics) dan mengontrol kelarutan komponen bijih (Helgeson, 1964).
Salinitas berhubungan langsung dengan konsentrasi logam pada temperatur tinggi, dimana semakin tinggi salinitas fluida semakin besar konsentrasi logam berat dalam larutan (Ellis, 1970).
Senyawa kompleks yang paling penting dalam fluida adalah kompleks klorida karena perannya dalam transportasi dan pembentukan deposit bijih. Kompleks ini dapat membentuk bijih dengan berbagai unsur seperti Cu+2, Zn+2, Pb+2, Ag, Hg+2.
C. AIR METEORIK Air yang berasal dari atmosfir (hujan, salju) disebut air meteorik. Air tersebut mengalami perkolasi ke bawah dan bereaksi dengan lithosfer dalam proses supergen. Dalam proses tersebut, air meteoric melarutkan oksigen, nitrogen, karbondioksida, dan gas-gas lain serta berbagai elemen kerak bumi lainnya - sodium, calcium, magnesium, sulfat dan karbonat – yang sangat penting untuk mengikat dan membentuk deposit bijih.
D. AIR LAUT Karakteristik air laut sebagai fluida pembentuk bijih adalah dalam konteks evaporit, fosforit, submarine exhalites, nodul mangan, dan endapan kerak samudera. Air laut diasumsikan dapat : 1. Berperan pasif sebagai medium dispersi untuk pelarutan ion, molekul, dan partikel suspensi 2. Berperan aktif dalam melarutkan ion dalam batuan di lantai dasar samudera
E. AIR KONAT Air yang terperangkap dalam batuan sedimen bersamaan dengan pengendapan material sedimen disebut air konat. Air konat sangat banyak diteliti dalam hubungannya dengan eksplorasi dan produksi lapangan minyak. Disamping itu air konat sangat banyak mengandung sodium dan klorida, dan juga mengandung calcium, magnesium, dan bikarbonat, dan kadang strontium, barium, dan nitrogen (White, 1968). Pada kondisi aktif, air konat memiliki daya pelarutan yang sangat tinggi te rhadap unsur-unsur logam.
F. FLUIDA METAMORFIK Air konat dan air meteoric yang berada di dalam bumi karena pengaruh panas dan tekanan (oleh pengaruh intrusi magma atau metamorfisme regional) menjadi sangat reaktif (Shand, 1943). Perubahan inilah yang kemudian menjadi air metamorfik yang diyakini sangat aktif sebagai pembawa bijih.
