GENESA MINERAL
I. Cara Terjadinya Mineral
Mineral merupakan hasil akhir dari proses alam yang kompleks, dimana Karakteristik, Lingkungan Geologi serta Mineral Asosiasinya merupakan tanda yang dapat menerangkan kondisi sebenarnya dimana ia terbentuk dan kemungkinan terbentuknya pada masa yang akan dating.
Dilihat dari segi lingkungan formasinya, mineral adalah produk seri yang kompleks dari bahan kimiawi, fase reaksi (kristalisasinya) yang dilewati melalui suatu permulaan dari keadaan atom-ataom yang tidak teratur dalam kurun waktu tertentu atau dengan cara yang homogen, kemudian pada suatu saat dalam formasinya selama pertumbuhannya mineral berusaha untuk mencapai keadaan seimbang dengan lingkungannya. Hal inilah yang menyebabkan mengapa setiap perubahan dalam kondisi-kondisi (seperti tekanan, suhu, keasaman larutan, dll) jika salah satunya terganggu akan mengganggu pertumbuhannya atau akan membentuk dirinya melalui perubahan-perubahan di dalam pengaturan inti mineral (seperti kerusakan struktur, persent inklusi, zonasi kimiawi).
Secara fase reaksi (kristalisasi), maka proses kristalisasi pembentukan mineral dibagi menjadi 2 fase, yaitu :
a. Nucleation
Yaitu pembentukan inti dari mineral yang inti tersebut dapat membesar melalui proses pertumbuhan. Inti terbentuk dari sekumpulan material-material unsur pokok dalam mineral, yang mana unsur-unsur pokok tersebut akan saling mengikat menjadi unit-unit sel yang tersebar merata secara acak.
b. Growth & Enlargement (Pertumbuhan & Pembesaran)
Pertumbuhan dan pembesaran dari mineral hanya akan berjalan jika kondisinya baik (menguntungkan). Pertumbuhan dimulai melalui :
Bertambahnya atau bertumbuhnya lapisan-lapisan secara berturut-turut dari atom-atom/ion-ion yang dikandungnya.
Pertumbuhan secara berturut-turut dari barisan/deretan atom-atom tersebut dimulai dari keadaan ketidakteraturan inti permukaan kristal.
Pada percobaan yang dilakukan dari larutan jenuh dapat dilihat bahwa pendinginan yang berangsur-angsur (setahap demi setahap) hanya akan menghasilkan sedikit inti dengan pertumbuhan yang seragam/hampir seragam dalam kristal yang besar. Ketika pendinginan berjalan cepat sebaliknya, akan menghasilkan banyak inti dengan kristal yang kecil-kecil pada akhir pertumbuhannya.
Dari kenyataan ini, kita tidak dapat mengharapkan bahwa di alam kita akan selalu menemukan mineral yang menghablur atau mengkristal dengan bentuk kristal yang jelas dapat dilihat. Hal ini disebabkan karena jarang sekali ditemukan penghabluran/ pengkristalan yang sempurna. Sudah merupakan suatu keuntungan apabila kita dapat menemukan mineral yang setengah jadi saja. misalnya sering terlihat pada Kuarsa yang hanya satu ujungnya saja berbentuk piramida dan sebagian tubuhnya/batangnya saja yang terlihat. Kita harus puas bila menemukan beberapa sisi atau bidang saja, dan selanjutnya harus dapat menganalisa sendiri untuk menentukan jenis mineralnya.
Ukuran kristal yang terjadi di alam berbeda-beda dan waktu yang diperlukan untuk proses pertumbuhannya juga berbeda-beda. Beberapa mineral terbentuk dalam waktu yang pendek (misalnya kristal-kristal Gypsum), namun kristal-kristal lainnya mengalami pertumbuhan pada kecepatan kurun waktu geologi yang cukup lama, sebagai contoh sudah dapat diperhitungkan bahwa beberapa kristal Kuarsa di rongga pegunungan Alpen memerlukan waktu 200.000 – 300.000 tahun untuk mencapat ukuran dimensinya pada masa kini. Demikian juga halnya dengan ukuran kristalnya, ada kristal Kuarsa yang panjangnya 50 cm atau bahkan lebih, begitu pula halnya Gypsum dan Beryl dan sebaliknya ada juga kristal Kuarsa, Zircon, Apatite yang hanya sepersekian millimeter saja ukurannya.
II. Komposisi Mineralogi Kerak Bumi
Jumlah bentuk mineral suatu unsure dan lingkungan geologi dimana mineral tersebut terbentuk sebagian besar dikontrol oleh banyaknya unsure-unsur dan sifat/cirri khas Geokimianya. Hal yang sangat menarik adalah bahwa kerak bumi yang dibentuk oleh lebih dari 80 unsur-unsur, hanya mengandung + 2000 macam senyawa (yaitu mineral-mineral) dan kebanyakan daripadanya sangat jarang. Jumlah keseluruhan senyawa anorganik sudah tentu jauh lebih banyak akan tetapi banyak sekali daripadanya yang tidak dijumpai sebagai mineral. Hanya senyawa-senyawa yang sangat stabil saja yang terdapat sebagai mineral, senyawa-senyawa yang kurang stabil tidak akan terbentuk atau bila terbentuk akan segera terurai. Pembatas jumlah mineral-mineral yang lainnya ialah asosiasi Geokimia dari suatu unsure-unsur tertentu. Maka tidak adanya mineral Rubidium, walaupun Rubidium merupakan unsur relatif yang sangat adalah karena proses geologi tidak dapat memisahkan Rubidium daripada Potassium. Hal yang sama ke-15 unsur-unsur Rare Earth membentuk mineral sangat sedikit, yang mana secara keseluruhan membentuk mineral lebih sedikit daripada Antimony, suatu unsure yang sangat sedikit bila dibandingkan dengan kebanyakan unsur-unsur Rare Earth. Hal ini sebagian besar diakibatkan oleh sangat miripnya jari-jari ion dari unsure-unsur Rare Earth dan karakter Lithophilnya yang seragam, akibatnya kimia kristalnya merupakan suatu unsure tunggal.
Pembatasan variasi mineralogy akan lebih menyolok bila kita memperhatikan suatu lingkungan geologi tertentu daripada kerak bumi secara keseluruhan. Secara umum dikenal 3 lingkungan besar (Major Envoroment), yaitu :
1. Lingkungan Magmatic
2. Lingkungan Sedimentary
3. Lingkungan Metamorfic
Tiap lingkungan ini dapat dibagi lagi menjadi Subsidiary Environment menurut variasi kondisi fisik dan komposisi masing-masing mineraloginya tergantung pada temperatur dan tekanan kristalisasi serta variasi dari komposisi kimia material-materialnya. Maka semua Lingkungan Sedimentary dicirikan oleh range temperature moderate (umumnya 0o – 400) dan tekanan yang konstan (tekanan atmosfir) tetapi sumber materialnya mungkin batuan beku, metamorf, sedimen sebelumnya, ore-bearing veins (mineral-mineral yang ada dalam kerak bumi). Lingkungan magmatik dicirikan oleh temperatur high-moderate dan variasi tekanan gas yang luas akan tetapi umumnya sangat terbatas dalam komposisi kimia. Lingkungan metamorphic dicirikan oleh range temperature dan tekanan yang luas, dimana materialnya dapat berasal dari semua batuan yang ada sebelumnya. Oleh karena itu sangat berguna bila kita memperhatikan asal dan asosiasi dari mineral-mineral yang terdapat di dalam ketiga group besar di atas.
Tabel. Proses dan pembentukan jenis deposit
Proses
Deposit yang dihasilkan
1. Konsentrasi magmatik
Deposit magmatik
2. Sublimasi
Sublimat
3. Kontak metasomatisme
Deposit kontak metasomatik
4. Konsentrasi hidrotermal
Pengisian celah-celah terbuka
Pertukaran ion pada batuan
5. Sedimentasi
Lapisan-lapisan sedimenter
Evaporit.
6. Pelapukan
Konsentrasi residuil
Placer.
7. Metamorfisme
Deposit metamorfik
8. Hidrologi
Air tanah, garam tanah, endapan caliche.
PROSES-PROSES PEMBENTUKAN DEPOSIT MINERAL
Proses terbentuknya endapan bahan galian oleh kompleks dan sering terbentuk lebih dari satu proses yang bekerja bersama-sama, meskipun berasal dari satu jenis bahan, misalnya logam, jika terbentuk oleh proses yang berbeda maka akan menghasilnkan tipe endapan yang berbeda pula. Contoh :
Endapan bijih besi dapat dihasilkan oleh proses difrensiasi magmatik oleh larutan hidrotermal, proses sedimentasi atau pelapukan.
Tiap-tiap proses akan menghasilkan endapan bijih besi yang berbeda-beda baik dalam hal mutu, besarnya cadangan maupun jenis-jenis mineral penyertanya/ikutannya.
Diantara proses-proses/tenaga-tenaga geologi yang bekerja membentuk endapan bahan galian, maka air memegang peranan yang dominan. Di dalam perannya air dapat dalam bentuk uap air, air magmatik yang panas, air laut, air sungai, air tanah maupun air permukaan. Disamping air, maka temperatur, reaksi kimia, sinar matahari, metamorfisme, tenaga-tenaga arus gelombang juga merupakan faktor-faktor pembentuk endapan bahan galian.
Mengenal dan mengetahui proses-proses yang dapat membentuk endapan bahan galian ini sangat membantu dalam pencarian, penemuan dan pengembangan bahan galian. Proses-proses yang dapat membentuk endapan bahan galian dapat dikelompokkan sebagai berikut :
KONSENTRASI MAGMATIK
Beberapa mineral yang terdapat dalam batuan beku yang mempunyai nilai-nilai ekonomis, tetapi pada umumnya konsentrasinya (pemekatan dari larutan magma) terlalu kecil untuk dapat diproduksi secara komersial. Olah karena itu diperlukan suatu proses konsentrasi untuk dapat mengumpulkan bahan-bahan tersebut dalam suatu defosit yang ekonomis. Konsentrasi tersebut terjadi pada saat batuan beku masih berupa magma karena itu disebut konsentrasi oleh proses-proses magmatik/konsentrasi magmatik. Pengecualian pada Intan, dimana tidak diperlukan konsentrasi, tetapi satu kristal tunggal saja sudah cukup berharga.
Deposit bahan galian sebagai hasil endapan proses magmatik ini memiliki ciri-ciri adanya hubungan khusus yang dekat dengan batuan beku intrusive dalam atau intrusive menengah.
Konsentrasi magmatik dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Magmatik Awal
2. Magmatik Akhir
1. Magmatik Awal
a. Kristalisasi tanpa konsentrasi, tipe deposit yang dihasilkan Intan
Magma asal dalam proses pembentukannya bergerak naik ke permukaan bumi akan mengalami penurunan temperatur secara perlahan-lahan/normal yang akhirnya akan mengkristal membentuk mineral-mineral dengan suhu yang sesuai dengan derajat kristalisasinya, dalam hal ini kristalisasi yang berlangsung untuk membentuk tipe deposit seperti Intan tidak diperlukan konsentrasi, untuk menghasilkannya pada saat dalam keadaan magma, karena satu kristal tunggal Intan saja sudah cukup berharga dan memiliki nilai ekonomis yang sangat tinggi.
Intan, merupakan mineral yang sangat keras, umumnya terdapat pada pipa-pipa yang berbentuk bulat pada batuan plutonik/intrusi yaitu Kimberlite, batuan ini merupakan batuan ultrabasa yang kaya akan magnesium, tanpa feldspar dan mengandung olivine, piroksin dan mineral mafik lainnya. Di Indonesia Intan ditemukan di Kalimantan, Banjarmasin, terdapat pada batuan Breksi Pemalite yang mempunyai bentuk butiran kecil.
b. Kristalisasi dan pemisahan, tipe deposit yang dihasilkan Khrom dan Platina
Atau disebut juga diferensiasi kristalisasi, yaitu suatu proses pemisahan magma dimana magma homogen dalam proses pendinginannya menghasilkan beberapaa fraksi dengan komposisi yang berbeda-beda (magma heterogen).
Prosesnya : pada saat magma mengalami penurunan temperatur, kristal yang terbentuk lebih awal memiliki densitas (BJ) yang lebih besar dari larutan magmanya akan turun/mengendap, maka akan terjadi/terbentuk dua fraksi, pertama akumulasi kristal yang terbentuk pada awal kristalisasi dan kedua larutan sisa magma, yang mana magma tersebut akan terkonsentrasi melalui proses kristalisasi dan pemisahan sehingga menghasilkan endapan deposit seperti Khrom dan Platina.
2. Magmatik Akhir
a. Akumulasi dan atau larutan residual, tipe deposit yang dihasilkan Besi Titan, Platina, Titan dan Khrom
Proses-proses pada magmatik tahap akhir akan membentuk/menghasilkan akumulasi dan atau larutan residual dari sisa magma yang belum membeku selama proses perjalanannya naik ke permukaan bumi.
Tembaga terbentuk secara magmatik pada tahap yang terakhir dalam bentuk logam dalam korok/gang-gang Kuarsa bersama-sama dengan Pirit dan Galena. Jenis cebakan tembaga yanglangsung berasal dari magma, ditemukan di Pulau Timor bersama dengan Pirit.
Besi/Bijih Besi sangat diperlukan dalam industri berat. Bijih Besi mempunyai nilai ekonomis yang penting kalau prosentasi besinya tinggi. Besi terdapat dalam persenyawaan oksida, karbonat dan sulfida. Endapan Besi yang berarti harus mengandung kira-kira 50 – 60 % Besi. Bijih Besi terjadi dari pembekuan langsung dari magma maupun dari hasil pelapukan batuan ultra basa. Sebagai akibat langsung pembentukan magma dapat ditemukan di Sungai Ella KalBar yang ditemukan Besi dalam bentuk lensa. Cebakan-cebakan primer ini mengandung besi seperti Magnetite, Hematite dan Pirit.
b. Akumulasi dan pemisahan larutan, tipe deposit yang dihasilkan Nikel dan Tembaga
Proses-prose pada magmatik tahap akhir dengan cara akumulasi dan pemisahan larutan magma selama proses perjalanannya naik ke permukaan bumi juga akan menghasilkan endapan-endapan bahan galian yang ekonomis antara lain :
Nikel, biasanya terdapat dalam tanah yang terletak di atas batuan Basa, mineral yang mengandung Nikel ditemukan pada Garnerit dan Pyrhotite. Produksi Nikel terbesar di dunia ditemukan di Canada yang berhubungan dengan batuan basa Norite, nikel terdapat dalam mineral Pentlandite dalam bentuk lempeng-lempeng halus dan butiran-butiran kecil bersama pyrhotite dan chalcopyrite. Di Indonesia tempat penemuan Nikel terdapat di Sulawesi Tengah dan Sulawesi Tenggara, Nikel ditemukan dalan batuan ultrabasa Peridotite. Logam ini tidak ditemukan dalam peridotite itu sendiri, akan tetapi sebagai pelapukan batuan tersebut. Mineral-mineral nikel disini ditemukan dalam Garnerit.
c. Pegmatit
Sifat kimia dan geologi membuktikan bahwa lelehan sisa dari fraksinasi kristalisasi suatu magma umumnya merupakan suatu cairan silikat yang kaya akan alkali-alkali dan aluminium, mengandung air serta volatil-volatil lainnya. Residu yang demikian memungkinkan tidak mempunyai kecairan yang biasanya dari suatu lelehan silikat, diakibatkan oleh konsentrasi-konsentrasi volatil-volatil. Tekanan-tekanan dari volatil ini merupakan tenaga penggerak untuk menginjeksikan cairan tersebut ke permukaan-permukaan yang lemah dalam batuan disekitarnya, yang dapat berupa intrusi yang telah memadat atau batuan sekitarnya. Dengan jalan demikianlah terbentuknya pegmatite (suatu massa batuan dengan ukuran butir yang sangat kasar).
Pegmatite dijumpai berasosiasi dengan banyak batuan plutonik, umumnya dengan Granite yang merupakan hasil fraksinasi kristalisasi suatu magma. Pegmatite-pegmatite granite terdiri terutama dari Kuarsa dan Alkali Feldspar serta sedikit Muskovite dan Biotite, demikianlah komposisinya mirip/sama dengan batuan Granit, perbedaan yang utama ialah dalam teksturnya Pegmatite mempunyai ciri khas ukuran/besar butirnya sangat kasar, dan bentuk kejadiannya/berbentuk tabular/pipa.
Pegmatite secara ekonomis telah dimanfaatkan untuk :
- Keperluan industri mineral seperti Feldspar, Muscovite, Phlogopit, Tourmalin (Gem quality) dan Kuarsa.
- Mineral-mineral yang digunakan sebagai bahan mentah bagi unsur-unsur jarang seperti Berillium (Beril), Nisbium dan Tantalum (Columbite-Tantalite), Lithium (Lepidote) dan Tungsten (Wolfromite).
Hasil-hasil atau produk-produk proses magmatik dapat dibagi menjadi 4 jenis, yaitu :
1. Logam tunggal (Native Element) Platina, Emas, Perak, Besi Nikel
2. Oksida Besi (Magnetite, Hematite), Khrom (Kromit), Tungsten (Wolfromite)
3. Sulfida Nikel-Tembaga (Chalcopyrite), Nikel (Pentlandite)
4. Batu Mulia (Gemstone) Intan, Garnet (Almandit), Peridotite
SUBLIMASI
Proses sublimasi merupakan proses yang tidak begitu berarti dalam pembentukan bahan galian, tetapi memang ada bahan galian yang terbentuk oleh proses ini.
Proses sublimasi menyangkut perubahan langsung dari keadaan gas atau uap menajdi keadaan padat, tanpa melalui fase cair. Proses ini berhubungan erat dengan kegiatan gunung berapi dan fumarol, tetapi sublimat yang dihasilkan sering jumlahnya tidak cukup banyak untuk dapat ditambang secara menguntungkan. Belerang adalah bahan galian yang terjadi sebagai akibat proses sublimasi, yang secara lokal sering cukup menguntungkan untuk ditambang. Disamping belerang sering juga dapat dijumpai garam-garam klorida dari besi, tembaga, seng dan garam-garam dari logam alkali lainnya, tetapi umumnya relatif sangat kecil untuk dapat ditambang secara menguntungkan.
ENDAPAN MATA AIR PANAS/HOT SPRING DAN FUMAROLE
Hot Springs/Mata Air Panas
Yaitu larutan hidrotermal yang mencapai dan muncul di permukaan bumi (larutan hidrotermal adalah larutan sisa magma yang mengandung unsur-unsur logam yang berada di dalam magma). Umumnya hot springs sudah terencerkan/tercampur oleh air tanah, maka kandungan mineralnya sangat rendah. Namun kadang-kadang disekitar hot spring diendapkan opaline silika/sintersilika yang merupakan endapan silika yang terlarut dalam air panas, atau tufa gampingan karena ikut terlarutnya CaCO3. Selain itu juga kadang-kadang diendapakan Sulfur dan sulfida-sulfida dalam jumlah yang kecil. Sebagai contoh : Sulfur Bank di California yang merupakan endapan hot spring yang ditambang sebagai tambang mercury.
Endapan-endapan hot spring umumnya berasosiasi pada jalur gunungapi dengan sumber panas yang relatif agak dangkal/dimana akan terbentuk daerah-daerah panas bumi yang dipermukaannya teramati sebagai sumber air panas, lapangan Fumarole, Solfatar dan kubangan lumpur panas. Masa air panas yang terbentuk di dalam bumi pada suatu saat akan merembes/mencapai permukaan bumi membentuk sumber-sumber air panas.
Fumarole
Fumarole pada umumnya berasosiasi dengan aktifitas susulan dari kegiatan gunungapi setelah erupsi/letusan yang sebenarnya. Biasanya aktifitas susulan dari gunungapi (post vulkanik) ditandai dengan gejala-gejala di daerah gunungapi berupa : Fumarole, Solfatar, Mofet dan Geyser yang umumnya mengandung jenis-jenis asam dan bahan-bahan lainnya pembentuk mineral.
Lingkungan terbentuknya Fumarole di daerah gunungapi yang masih aktif dimana gas-gas panas sedang aktif mengendapkan mineral-mineral, merupakan lingkungan yang terbatas dimana kita dapat menyaksikan proses pembentukan mineral sesungguhnya di alam.
Seperti terbentuknya Sulfur/belerang dengan bentuk kristal-kristal menjarum yang merupakan hasil sublimasi uap belereng tersebut.
Mineral-mineral Fumarole yang ditemui adalah :
- Mineral-mineral yang umum seperti Sulfur, Chloride (terutama amonium chloride)
- Mineral-mineral yang jarang seperti Magnetite, Hematite, Molydanite, Pyrit, Realgar, Galena, Sphalerit.
Tempat dimana mineral-mineral tersebut ditemukan di Gunung Vesuvius, Italia dimana telah diendapkan lebih dari 50 macam dari mineral Fumarole.
Fumarole : hembusan gas dan uap air, dimana uap air umumnya lebih banyak.
Solfatar : hembusan gas belerang yang berasal dari magma maupun yang terdapat dalam sedimen.
Mofet : gas yang keluar mengandung CO2.
Geyser : tempat keluarnya/tersemburnya uap air.
Gas-gas yang terkandung dalam Fumarole antara lain CO2, H2S, HCl, CO, HF, Asam Borak, Hidrogen dan Argon.
KONSENTERASI HIDROTERMAL
Produk akhir dari proses diferensiasi magmatik adalah suatu larutan yang disebut larutan sisa magma, yang mungkin dapat mengadung konsenterasi logam yang dulunya berada dalam magma. Larutan sisa magma ini yang juga disebut larutan hidrotermal, banyak mengandung logam-logam yang berasal dari magma yang sedang membeku dan diendapkan ditempat-tempat sekitar magma yang sedang membeku tadi. Larutan ini makin jauh letaknya dari magma makin kehilangan panasnya, sehingga dikenal tipe-tipe deposit :
deposit hidrotermal suhu tinggi di tempat yang terdekat dengan intrusi
deposit hidrotermal suhu menengah ditempat yang agak jauh
deposit hidrotermal suhu rendah di tempat yang terjauh.
Syarat-syarat penting untuk terjadinya deposit hidrotermal adalah :
a. Adanya larutan yang mampu melarutkan mineral-mineral.
b. Adanya tekanan atau rongga pada batuan yang dapat dilewati larutan.
c. Adanya tempat dimana larutan dapat mendepositkan kandungan mineralnya.
d. Ada reaksi kimia yang menghasilkan pengendapan mineral baru.
e. Konsentrasi mineral yang cukup dalam deposit sehingga menguntungkan kalau ditambang.
Cara-cara mendepositkan mineral-mineral yang dikandungnya :
1. Cavity Filling Deposit
Yaitu tipe endapan hidrotermal yang mendepositkan mineral-mineral yang dikandungnya dengan cara mengisi rekahan-rekahan/rongga country rock yang dilaluinya, sehingga akan membentuk Deposit Celah (Cavity Filling Deposit).
Banyak endapan-endapan mineral penting terbentuk dengan cara ini, dan sering menghasilkan bentuk-bentuk kristal yang baik dari mineral-mineral bijih.
Secara umum deposit celah terjadi pada daerah dengan suhu dan tekanan yang rendah, sehingga dapat disimpulkan terjadi pada daerah yang terjauh dari tubuh intrusi (Deposit Epitermal).
2. Replacement Deposit
Yaitu tipe endapan hidrotermal yang mendepositkan mineral-mineral yang dikandungnya dengan cara mengganti batuan yang telah ada/country rock, sehingga akan membentuk deposit pengganti (Replacement Deposit). Seperti endapan porphyry cooper di Utah dan Arizona, dimana mineral-mineral bijihnya secara luas tersebar dalam suatu badan/tubuh batuan yang luas.
Secara umum deposit Replacement terjadi pada kondisi suhu dan tekanan yang tinggi, sehingga dapat disimpulkan terjadi pada daerah lebih dekat batuan intrusi (Deposit Hipotermal).
Seorang ahli yang mempelajari endapan-endapan Hidrotermal, LINDGREN, secara khusus membagi endapan-endapan hidrotermal berdasarkan mineralogi dan cara terjadinya (menunjukkan kondisi asal yang berbeda) menjadi 3 tipe, yaitu :
1. Deposit Hipotermal
Terbentuk pada suhu yang cukup tinggi (300oC - 500oC) pada kedalaman yang cukup dalam dari kerak bumi, terdapat di tempat yang terdekat dari tubuh intrusi. Tipe-tipe endapan yang dihasilkan vein-vein Cassiterite dan Tungsten serta endapan-endapan Molybdenite.
2. Deposit Mesotermal
Terbentuk pada suhu yang sedang (200oC - 300oC) pada kedalaman yang menengah dari kerak bumi, terdapat di tempat yang agak jauh dari tubuh intrusi. Tipe-tipe endapan yang dihasilkan Sulfida dari Iron, Lead, Zinc, Cooper dan Gold bearing vein.
3. Deposit Epitermal
Terbentuk pada suhu yang rendah (50oC - 200oC) pada kedalaman yang tidak terlalu dalam, terdapat di tempat yang terjauh dari tubuh intrusi. Tipe-tipe endapan yang dihasilkan Antimony (Stibnite), Mercury (Cinnabar), Silver (Native Silver dan Silver Sulfida), Gold dan Endapan Zinc.
SEDIMENTASI
Proses-proses sedimentasi tidak saja menghasilkan batuan-batuan sedimen, tetapi dapat juga menghasilkan deposit-deposit mineral berharga seperti mangan, besi, tembaga, batubara, karbonat, tanah lempung, belerang, lempung pemurni (fuller's earth atau bleekarde), lempung bentonit, tanah diatome, dan secara tidak langsung deposit vanadium-uranium. Meskipun demikian deposit-deposit tersebut sebenarnya juga batuan sedimen, yang kebetulan karena sifat-sifat kimiawi dan fisikanya kemudian menjadi sangat berharga. Karenanya, cara terbentuknya juga sama dengan cara terbentuknya batuan sedimen, harus ada batuan yang bertindak sebagai sumber (asal), harus ada suatu proses yang mengangkut dan mengumpulkan bahan-bahan hasil rombakan batuan asal, dan akhirnya pengendapan hasil rombakan tersebut pada suatu cekungan pengendapan tertentu. Kemudian mungkin saja dapat terjadi alterasi kimiawi ataupun kompaksi dan perubahan-perubahan lain pada endapan tersebut. Jadi dalam proses di atas jelaslah bahwa batuan asal haruslah mengalami pelapukan terlebih dahulu, baik pelapukan fisik maupun pelapukan kimia, sebelum diangkut dan diendapkan ditempat lain.
Jenis batuan asal, cara pengangkutannya, dan lingkungan pengendapan dimana bahan-bahan tersebut akan diendapkan kembali, pada umumnya akan serupa bagi satu jenis bahan tertentu.
Termasuk dalam proses sedimentasi ini pengendapan deposit mineral akibat penguapan (evaporation). Proses penguapan ini paling baik terjadi di daerah beriklim panas dan kering.
Air tanah, air danau atau air pada daerah laut yang tertutup seperti laguna, dapat menghasilkan deposit-deposit mineral sebagai akibat proses penguapan. Juga sumber-sumber air panas dapat menghasilkan deposit serupa.
Deposit-deposti mineral yang terjadi oleh proses ini adalah garam dapur dari penguapan air laut atau air tanah yang asin, gipsum dan anhidrit berasal dari penguapan daerah lagun atau kadang-kadang dapat juga dari daerah rawa-rawa, garam-garam kalium dari penguapan air laut, dan dari penguapan air tanah dapat diendapkan garam-garam natrium karbonat, kalsium karbonat, garam nitrat dan natrium sulfat.
Melihat proses kejadiannya, maka hampir semua deposit mineral sebagai akibat penguapan ini berbentuk tipis dan meluas, jarang dijumpai dalam bentuk yang tebal. Misalnya endapan gipsum, biasanya tebalnya antara 1 sampai 2 meter saja, kecuali kalau pada saat terjadinya pengendapan disertai pula dengan penurunan dasar cekungan pengendapan secara perlahan-lahan, maka dalam hal ini mungkin saja endapan gipsumna dijumpai dalam keadaan agak tebal.
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan ketahanan mineral terhadap pecahan karena pelapukan kimia, lingkungan dan cara terbentuknya, sedimen dapat diklasifikasikan menjadi 6 golongan, yaitu :
1. Resistate
Sedimen yang terdiri dari mineral-mineral primer yang tahan terhadap pelapukan dan diendapkan dengan tidak ada perubahan. Yang paling umum adalah Kuarsa, kecuali itu mineral-mineral tambahan/accessories.
Golongan resistate merupakan pembentuk utama dari kelompok pasir/sand dan batupasir/sandstone. Jumlah total mineral-mineral yang didapat dari sand dan sandstone sangat besar, karena praktis setiap mineral asala batuan beku atau metamorf paling sedikit berada dalam lingkungan sedimentasi. Namun kebanyakan mineral dapat mengurai dan tersingkirkan/hilang oleh pelapukan yang kuat. Dari mineral-mineral yang umum, Kuarsa merupakan mineral yang paling resistent, dan karena Kuarsa banyak terdapat dalam batuan beku dan metamorf maka merupakan mineral pembentuk utama/terbesar dari sedimen-sedimen resistate, kadang-kadang kandungan SiO2-nya berjumlah lebih dari 90%, karenanya merupakan sumber penting dari silika bagi keperluan industri. Detritus/Klastik feldspar juga sering terdapat dalam sand dan sandstone akan tetap kurang tahan dibandingkan dengan Kuarsa dan akan mengurai akibat pelapukan yang lama. Calcic feldspar lebih mudah mengurai daripada alkali feldspar dan kadang-kadang terubah menjadi calcium zeolite (heulandite, chabazite dan laumontite) dalam sedimen.
Mineral-mineral resistant lainnya terhadapa pelapukan akan terkumpul dalam sand dan sandstone termasuk di dalamnya : Zircon, Garnet, Topaz, Columbite, Andalusite, Magnetite, Ilmenite, Rutile, Monazite, Cassiterite, Gold dan Platinum, dan beberapa daripadanya dapat dipergunakan untuk industri, endapan yang bernilai ekonomis demikian disebut placers.
2. Hydrolysate
Sedimen ini meliputi beberapa tipe-tipe yang berbeda dalam komposisi kimia dan mineralogi. Termasuk clay, yang terdiri dari mineral-mineral aluminosilicate, endapan sedimentasi dari iron silicate, endapan kimiawi silicate (flint, chert dan opal), bauxite yang terutama terdiri dari hydrate aluminium oxide.
Mineral-mineral hydrolysate terbentuk dari penguraian kimiawi mineral-mineral silicate yang telah ada lebih dahulu. Yang paling banyak adalah mineral-mineral clay/lempung yang terdiri dari hydrous aluminosilicates seluruhnya berstruktur phyllosilicate dengan ukuran butir sangat kecil, seperti Kaolinite, Montmorilonite, Glouconite, Illite dan Chlorite yang sering terdapat bersama-sama dalam suatu sedimen tertentu.
Faktor-faktor utama yang menentukan sifat-sifat clay adalah :
- Sifat kimia dari mineral asalnya.
- Lingkungan physicochemical, dimana terjadi perubahan pada materialnya.
- Lingkungan pengedapan dan diagenesis (diagenesis, perubahan dari berbagai macam keadaan di dalam sedimen antara waktu pengendapan dan waktu terjadinya litifikasi).
Kaolinite, terbentuk pada lingkungan asam, dimana semua basa akan tersingkirkan dalam larutan. Dapat juga terbentuk sebagai akibat ubahan/alterasi dari alkali feldspar. Struktur dari Kaolinite tidak memungkinkan komponen lain sebagai pembentuknya selain kation-kation silicate, aluminium dan air. Dapat juga terbentuk sebagai ubahan/alterasi dari mineral-mineral ferromagnesian, calcic feldspar dan volcanik glass.
Illite, merupakan mineral clay yang paling umum ditemui didalam marine sedimen dan batuan sedimen, biasanya diagenesis menyebabkan pembentukan Illite yang terkandung dalam batuan shale/serpih dan argillite, struktur yang selalu memungkinkan kation-kation lain (seperti unsur-unsur magnesium dan iron) sebagai pembentuknya selain unsur-unsur utamanya seperti silicate, aluminium dan air.
Glaconite, pada hakekatnya ialah suatu pottasium iron aluminosilicates yang terdapat dalam butiran-butiran kecil di dalam sandstone, limestone, shale yang berasal dari lingkungan marine yang dijumpai dalam material-material yang dikeruk/diangkat dari dasar lautan. Dapat juga terbentuk sebagai ubahan/alterasi dari detritus/klastik biotite dalam lingkungan marine, tetapi umumnya kebanyakan glaconite terbentuk dari material-material amorphous.
Chlorite, mineral yang termasuk dalam chlorite group adalah Chamosite. Iron aluminosillicate lainnya yang merupakan pembentuk utama dari beberapa batuan sedimen, terutama beberapa sedimentasi – iron ore, yaitu chamosite.
Chert dan Flint, silika dalam batuan sedimen yang terutama sebagai Kuarsa, kecuali itu sebagian besar ditransport dalam bentuk larutan dan diendapkan kembali, biasanya sebagai chalcedony dalam bentuk chert dan Flint yang merupakan mineral pembentuk batuan sedimen. Kadang-kadang terbetnuk opal, yang mungkin banyak mengandung uap mengalami dehidrasi dan kristalisasi menjadi chalcedony.
Bauxite, di bawah kondisi tropical terutama yang mempunyai musim basah dan kering yang kontras, pelapukan kadang-kadang menghasilkan penguraian yang menyeluruh dari aluminosillicate dan pecahan-pecahan silica, meninggalkan residu yang sebagian besar terdiri dari Aluminium Oxide, Gibbsite/Al(OH)3, Diaspore/HalO2 dan Boehenite/AlO(OH). Redisu ini dikenal sebagai Bauxite yang merupakan bijih aluminium yang penting.
3. Oxydate
Tipe yang terpenting adalah sedimentasi iron dan manganese axide.
Oxidate yang paling umum adalah ferric hydroxide, hasil oksidasi senyawa ferrous di dalam larutan. Diendapkan sebagai Goethite/HfeO2 atau sebagai Hematite/Fe2O3. Goethite dan Hematite terdapat dalam batuan sedimen tercampur pasir dan lempung, berwarna coklat atau merah, bila dalam jumlah.konsentrasi yang cukup besar akan merupakan iron ore/bijih besi yang berharga.
Limonite dan Manganese, Limonite ialah material yang berbutir halus terutama terdiri dari Goethite. Manganese ialah unsur lainnya yang diendapkan sebagai oxidate, melarut didalam bentuk bivalent yang segera akan teroksidasi menjadi Manganite/MnO(OH), Pyrolusite/MnO2 dan Psilomelane, suatu mineral kompleks yang sebagian besar terdiri atas MnO2 dengan sejumlah kecil basa-basa lain (biasanya barium dan potassium).
4. Reduzate
Sedimen ini meliputi endapan sedimentasi Sulfida, Sulfur dan Siderite. Termasuk juga Coal dan Petrolum/Minyak Bumi.
Mineral-mineral reduzate relatif tidak umum, karena kondisi reduksi ada di permukaan bumi hanya bila oksigen tidak sanggup menembusnya. Beberapa marene shales ternyata diendapkan di dalam cekungan-cekungan pada dasar lautan dalam kondisi mati dam pembusukan organic matter terhenti akibat kurangnya oksigen dan terbentuknya H2S, di bawah kondisi demikian ini iron sulfida terbentuk, dan muncul dalam sedimen sebagai Pyrite atau Marcasite. Pembentukan Marcasite terjadi pada kondisi lebih asam daripada pembentukan Pyrite. Di atas daratan, pengumpulan potongan-potongan tumbuh-tumbuhan yang akhirnya menghasilkan coal juga menyebabkan kondisi reduksi yang kuat, yang kerap kali menyebabkan pengendapan dari ferrous carbonate (diendapkan sebagai Siderite yang ada saat ini), beberapa formasi yang berasosiasi dengan coal dan mempunyai kandungan siderite cukup banyak dapat ditambang sebagai suatu iron ore. Suatu hal yang istimewa dari pembentukan mineral oleh reduksi ialah, dihasilkannya Sulfur dari Anhydrite, proses kimianya secara reduksi dari sulfate menghasilkan Sulfur bebas, sedangkan calciumnya diendapan kembali sebagai calcite.
5. Precipitate
Sedimen ini meliputi tipe-tipe Limestone/batugamping dan Dolomite, terdiri atas carbonate-carbonate dari calcium dan magnesium (Calcite, Aragonite dan Dolomite) dan sedimentasi Apatite (Phosporite).
Mineral-mineral penting dari sedimen precipitate ialah carbonate-carbonate Calcite, Aragonite dan Dolomite. Chert, Flint dan Siliceous Sinter tergolong dalam sedimen precipitate.
Calcite dan Aragonite, tempat pengendapan yang terutama bagi carbonate-carbonate jenis ini ialah di lautan-lautan, terutama di lautan tropik yang panas bila air laut jernih akan calcium carbonate. Calcite merupakan bentuk yang stabil dari calcium carbonate, karena endapannya biasanya berupa calcite, tetapi kadang-kadang terbetnuk juga aragonite terutama di dalam organisme. Aragonite biasanya berubah menjadi Calcite dalam waktu yang pendek (dalam skala waktu geologi) namun dapat juga tidak berubah bila sudah menjadi stabil. Calcite dan Aragonite cukup banyak diendapkan dalam lingkungan territorial, didalam gua-gua limestone (Stalactite dan Stalagmite), disekitar mata air yang jenuh akan CaCO3 (travertine, calc-sinter) dan di danau-danau garam (Aragonite Oolite diendapakan didalam Great Salt Lake, Utah, Amerika pada saat sekarang).
Dolomite, kebanyakan dolomite terbentuk dari limestone akibat kerja dari magnesium bearing water, dari banyak contoh akibat kerja air laut terhadap calcium carbonate tersebut terbukti bahwa lubang-lubang dalam beberapa coral reef menunjukkan kandungan dolomite dari batuan tersebut meningkat sesuai dengan kedalamannya, hal ini dianggap sebagai akibat kerja yang kontinyu dari magnesium dalam larutan dalam sirkulasi air laut, dolomitisasi akan berjalan secara spontan, walaupun kecepatan reaksi biasanya berjalan secara perlahan-lahan. Sifat spontan dari dolomitisasi tersebut diperkirakan oleh karena bertambanhnya jumlah dolomite relatif terhadap limestone di dalam formasi yang lebih tua, yang telah lebih lam mengalami proses dolomitisasi tersebut.
Phosporite, suatu marien presipitate yang jarang terdapa akan tetapi mempunyai nilai ekonomis yang penting sebagai sumber dari serbuk phospate, ialah Phosporite. Phosporite terdiri dari suatu variasi Apatite dan terdapat berselang-seing dengan sedimen marine lainnya kadang-kadang meliputi daerah yang luas. Endapan-endapan tersebut sebagian besar hasil dari pengendapan di dasar laut pada tempat dimana sedimen lainnya hanya sedikit diendapkan. Air di dasar lautan sesungguhnya telah jenuh oleh calcium phospate, dan perubahan yang sedikit saja dari kondisi physicochemical akan menyebabkan terbentuknya pengendapan Phosporite dengan lapisan luas yang hampir murni seluruhnya Phosporite.
6. Evaporite
Sedimen ini dapat dikelompokkan dalam dua genetis, yaitu marine dan nonmarine. Mineral-mineral yang terdiri dari calcium sulfat, magnesium chlorida dan sulfate, sodium chloride, pottasium chloride dan sulfate (dalam endapan marine) dan carbonate-carbonate, borate-borate dan nitrate-nitrate (dalam endapan non-marine).
Evaporasi dapat dibagi dalam dua tipe, yaitu marine dan non-marine, berdasarkan cara diendapkannya dari suatu badan air laut yang terputus/terpisahkan dengan lautan (danau-danau garam/laguna). Evaporite sangat berarti dalam menginterpretasikan sejarah geologi, merupakan indikator dari kondisi kering (arid), karena evaporite merupakan suatu tipe endapan yang cara terbentuknya mudah ditiru dalam laboratorium.
Evaporite Marine
Ketika air laut menguap di bawah kondisi alam, calcium carbonatlah yang pertama kali memadat dan memisah. Pengendapan calcium carbonat diikuti oleh dolomite, namun tidak ditemui dalam bentuk endapan yang luas. Penguapan dari air laut dalam suatu cekungan tertutup tidak dapat menghasilkan endapan carbonate yang tebal – air laut yang dalamnya 1000 meter hanya dapat menghasilkan beberapa cm limestone jika air laut tersebut tidak secara kontinyu tertambah.
Gypsum, Halite dan Anhydrite, penguapan yang menerus akan mengendapkan calcium suphate. Tergantung pada temperatur dari salinity, baik gypsum maupun anhydrite akan terbentuk. Dalam larutan garam yang kurang lebih berkomposisi air laut pada suhu 30oC, Gypsum akan mulai memisah ketika salinity bertambah menjadi 3,35 kali dari harga normalnya, setelah hampir setengah dari jumlah calcium sulfate diendapkan, Anhydrite menjadi fase yang stabil. Bila larutan tersebut telah terkonsentrasi hingga sepersepuluh dari asalnya, Halite memisah. Anhydrite dan Halite kemudian akan mengendap bersama-sama hingga tercapai daerah kestabilan dari Polyhalite.
Garam Pottasium dan Magnesium, kebanyakan endapan-endapan evaporite mengandung calcium carbonate, calcium sulfate dan sodium chloride yang mana dalam kondisi endapan evaporite tersebut ternyata untuk garam-garam yang lain sulit untuk diendapkan/jarang terjadi. Hanya jika suatu badan air laut menguap hingga tersisa 1,5 % dari volume asalnya, maka garam-garam Potassium dan Magnesium mulai mengkristal yang berumur Permian ditambang di Germany, Texas-New Mexico, USA. Sedangkan endapan garam Potassium yang sangat besar, mendasari suatu section besar dari suatu dataran yang luas berumur Devoian terdapat di Canada bagian barat.
Evaporite Non-Marine
Evaporite non-marine sangat terbatas sekali perkembangannya dan keterdapatannya, namun demikian sangat penting secara ekonomi, karena merupakan hampir seluruhnya supply bagi dunia untuk kebutuhan senyawa-senyawa boron dan iodine, seluruh nitrate-nitrate alamiah, carbonate, sodium sulfate, sodium chloride, beberapa lithium, beberapa garam-garam potassium, beberapa bromine dan beberapa gypsum.
Senyawa-senyawa Boron, USA merupakan negara penghasil hampir semua senyawa-senyawa Boron yang sekarang digunakan dunia, dihasilkan melaui evaporite dari air asin di Searles Lake dan sebagain lagi dihasilkan dari endapan mineral-mineral sodium borate dekat Boron, di daerah California. Boron tersebut kemungkinan terbawa ke permukaan akibat aktifitas fumarole dan hot spring yang berasosiasi dengan vulkanisme yang luas yang terdapat di daaerah ini kemudian terkonsentrasi dalam endapan-endapan danau pada zaman Tersier-Quarter.
Endapan-endapan Nitrate, satu-satunya endapan Nitrate yang penting secara ekonomis ialah yang diperoleh dari sodium nitrate di daerah padang pasir sebelah utara Chile. Sebagai tambahan pada sodium nitrate, selalu mengandung sodium chloride dan sodium sulfate serta sejumlah kecil senyawa-senyawa lain, termasuk beberapa iodate-iodate, yang mana sebagain besar supply dunia akan iodine diperoleh sebagai hasil tambahan dari produksi nitrate. Pada akhirnya nitrate-nitrate tersebut terkumpul dalam danau-danau garam yang kemudian mengendap sebagai akibat dari penguapan.
PELAPUKAN
Proses pelapukan yang meskipun berjalan lambat tetapi teru-menerus dalam jangka waktu lama, sehingga pada akhirnya batuan dan mineral-mineral yang dikandungnya akan mengalami disintregasi sebagai akibat pelapukan fisik dan dekomposisi sebagai akibat pelapukan kimiawi. Pelapukan fisika dan kimiawi terdiri dari bermacam-macam proses yang dapat bekerja sendiri-sendiri ataupun secara bersama-sama. Pelapukan kimiawi banyak terjadi di daerah yang beriklim basah dan panas seperti di Indonesia ini, sedang pelapukan fisik lebih menonjol di daerah yang beriklim kering.
Hasil pelapukan dapat dibedakan atas tiga jenis atau kelompok, yaitu :
a. Bahan-bahan yang dilarutkan dan diangkut sebagai larutan.
b. Bahan-bahan yang diangkut bukan sebagai larutan, tetapi sebagai bahan padat, yaitu sebagai beban melayang (suspensi) dan sebagai beban dasar (bed-load).
c. Bahan-bahan yang tertinggal.
Diantara ketiga jenis bahan sebagai hasil proses pelapukan diatas, maka bahan jenis pertama kalau merupakan bahan berharga konsenterasinya akan merupakan deposit evaporit (penguapan) yang telah diterangkan di depan. Sedang konsenterasi bahan galian kedua akan merupakan deposit karena proses sedimentasi seperti telah diuraikan didepan.
Sedang bahan-bahan yang tertinggal dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu :
Yang berupa tanah (soil) biasa, tanpa kandungan mineral-mineral berharga.
Yang berupa residu, terdiri dari mineral berharga dalam jumlah yang dapat diusahakan.
Residu yang berupa mineral berat dan mineral ringan yang tidak dapat larut karena sifatnya yang stabil di mana hanya mineral yang berat yang berharga, sedang yang ringan tidak berharga. Keduanya dapat dipisahkan dengan cara dialiri air atau udara.
Bahan yang dapat larut oleh air yang meresap ke dalam tanah dan diendapkan di tempat yang dangkal dibawahnya untuk membentuk deposit mineral berharga.
Kelompok mana yang terbentuk tergantung dari hal-hal di bawah ini :
- Keadaan alami batuan asalnya
- Keadaan topografi
- Keadaan iklim
Dari keempat kelompok di atas, kedua akan membentuk deposit konsenterasi residual, kelompok ketiga membentuk deposti konsenterasi mekanis atau deposit placer dan kelompok keempat akan membentuk deposit pengkayaan sekunder (secondary enrichment deposit).
Deposit konsentrasi residual
Konsenterasi residual adalah suatu pengumpulan bahan residu yang berharga setelah bagian-bagian tidak berharga tersingkirkan oleh proses pelapukan. Contoh deposit yang terbentuk secara ini adalah bijih besi yang terkandung dalam gamping murni dalam bentuk besi karbonat. Oleh proses Pelaruta (pelapukan kimiawi) gampingnya akan larut dan besinya tertinggal. Seperti juga besi, mangan juga dapat terbentuk akibat pelapukan kimiawi.
Meskipun aluminium termasuk unsur yang sangat banyak dijumpai pada kerak bumi, tetapi sebagian besar ada dalam kombinasi dengan bahan lain yang masih menimbulkan kesulitan untuk dapat diambil secara komersial. Sampai sekarang hanya bauksit yang merupakan bijih aluminium yang komersial. Bauksit adalah suatu oksida aluminium yang terhidrasi, dan berasal dari hasil pelapukan batuan beku yang kaya akan mineral-mineral feldspar dan tidak mengandung mineral kuarsa, yaitu nepheline syenit. Bauksit yang baik mengandung kira-kira 50% aluminium dan kurang dari 6% silika, 10% oksida besi dan 4% oksida titanium.
Beberapa jenis batuan beku yang basa, mengandung sejumlah kecil nikel. Di bawah pengaruh pelapukan di daerah tropis atau subtropis batuan semacam itu akan melepaskan silika dan menghasilkan ikatan nikel dan magnesium. Di beberapa tempat, nikel tersebut dalam bentuk mineral garnierit, oleh proses konsentrasi residual dapat menjadi deposit yang komersial.
Deposit konsetrasi mekanis atau placer
Sisa pelapukan yang tidak dapat larut akan menghasilkan suatu selubung dari bahan-bahan lepas, diantaranya berat dan beberapa lagi ringan; ada yang getas (britlle) dan ada yang tahan (durable). Bahan-bahan tersebut oleh suatu media tertentuk seperti air yang mengalir (sungai), angin arus pantai (beach), ataupun ari permukaan (running water) dapat mengalami pemisahan bagian yang berat terhadap bagian yang ringan secara gravitasi dan membentuk endapan placer.
Konsentrasi hanya dapat terjadi kalau mineralberharga yang bersangkutan memiliki tiga sifat sebagai berikut :
- Berat jenisnya tinggi
- Tahan terhadap pelapukan kimiawi
- Tahan terhadap benturan-benturan fisik (durable)
Mineral placer yang memiliki sifat-sifat tersebut adalah emas, platina, tinstone, magnetit, khromit, ilmenit, rutil, tembaga, batu mulia, zircon, monazit, fosfat, tantalit, columbit. Diantara bahan-bahan tersebut di atas yang paling berharga sebagai deposit placer adalah emas, platina, tinstone, ilmenit (bijih titanium), intan dan ruby.
Deposit sebagai akibat oksidasi dan pengkayaan sekunder
Air dan oksigen adalah tenaga pelapukan kimiawi yang sangat kuat, kalau mereka bersentuhan dengan suatu deposit bijih, maka hasilnya adalah reaksi-reaksi kimia yang kadang-kadang dapat drastis dan merubah deposit yang sudah ada tersebut. Air permukaan yang mengandung oksigen akan bersifat sebagai bahan pelarut yang mampu melarutkan mineral-mineral tertentu. Suatu deposit bijih dapat teroksidasi dan dapat kehilangan banyak kandungan mineral yang berharga karena tercuci (leached), kemudian terbawa ke bawah oleh air permukaan yang sedang turun ke bawah (meresap ke bawah).
Pada bagian bawah, akhirnya larutan tersebut mengendapkan kandungan-kandungan mineral logamnya menjadi endapan bijih teroksidasi (oxidized ores), ini terjadi di atas muka air tanah.
Pada saat larutan memasuki air tanah di bawah muka air tanah, mereka memasuki zona dimana tidak ada oksigen dan kandungan logamnya lalu diendapkan dalam bentuk logam-logam sulfida. Proses tersebut dinamakan pengkayaan sulfida sekunder. Tentu saja gambaran tersebut tidak terjadi pada semua deposit bijih yang terkena air, karena tidak semua deposit bijih mengandung logam yang dapat teroksidasi, atau iklim yang tidak memungkinkan terjadinya pelarutan yang kuat. Jadi haruslah ada kondisi khusus yang mengangkut waktu, iklim, topografi dan jenis bijih tertentu untuk dapat terjadinya zona teroksidasi dan zona diperkaya.
KONTAK METASOMATISME
Pada saat magma yang pijar dan sangat panas menerobos lapisan batuan, magma tersebut makin lama akan makin kehilangan panasnya akhirnya akan membeku menjadi batuan beku intrusif. Proses tersebut dapat terjadi pada keadaan yang dangkal, menengah ataupun pada kedalaman yang besar, sehingga dikenal adanya batuan beku intrusif dangkal, menengah ataupun dalam. Dalam proses tersebut akan terlihat adanya tekanan dan suhu yang sangat tinggi terutama pada kontak terobosannya, antara magma yang masih cair dengan batuan disekitarnya. Pengaruh dari kontak ini dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
Pengaruh dari panas saja, tanpa adanya perubahan-perubahan kimiawi baik pada magmanya maupun pada batuan yang diterobos. Kontak ini disebut kontak metamorfisme.
Pengaruh panas dan disertai adanya perubahan-perubahan kimiawi sebgai akibat pertukaran ion dan sebagainya. Dari magma ke batuan yang diterobos dan sebaliknya. Kontak semacam ini disebut kontak metasomatisme.
Kedua jenis kontak tersebut menimbulkan hasil yang sangat berbeda kecuali pada keadaan yang sangat jarang dapat menghasilkan endapan bahan galian seperti silimanit. Sebaliknya, pada kontak metasomatisme dapat dihasilkan bahan-bahan galian yang berharga. Mineral yang terjadi sebagai akibat kontak metasomatisme akan lebih beraneka ragam bila dibandingkan dengan yang terjadi pada kontak metamorfisme; hal ini karena pada yang disebut terakhir tersebut hanya terjadi efek panas saja, sedang pada kontak metasomatis terjadi efek padas dan kimiawi bersama-sama.
Manakala komposisi magma yang menerobos kaya akan material-material bahan galian, maka akan dihasilkan deposit kontak metasomatik, terutama kalau lingkungannya terdiri dari batuan sedimen yang gampingan, karena hal itu akan lebih menguntungkan untuk terjadinya reaksi kimia. Magma tersebut haruslah mengandung unsur-unsur utama yang nantinya akan menjadi bahan galian. Penerobosan haruslah terjadi pada kedalaman yang cukup dakam,dan tidak terlalu sangkal. Batuan yang diterobos haruslah batuan yang mudah bereaksi. Jadi jelaslah bahwa tidak semua terobosan magma akan menghasilkan endapan bahan galian kontak metasomatisme.
Suhu diantara kontak akan berkisar antara 500oC sampai 1100oC untuk magma yang bersifat silika, dan makin jauh letaknya dari kontak, suhunya makin menurun. Terdapatnya mineral-mineral tertentu akan menunjukan shu tertentu pula, dimana mineral tersebut terbentuk, misalnya adanya mineral wollastonit menunjukkan bahwa suhu tidak melebihi 1125oC, kuarsa menunjukan suhu di atas 573oC dan seterusnya.
Bahan galian hasil kontak metasomatisme terjadi karena adanya proses rekristalisasi, penggabungan unsur, pergantian ion, maupun penambahan unsur-unsur baru dari magma ke batuan yang diterobosnya. Dari proses rekristalisasi batugamping misalnya, akan dihasilkan batu marmer, sedangkan rekristalisasi batupasir kuarsa akan menghasilkan batu kuarsit.
Kalau suatu batuan samping memiliki komposisi mineral AB dan CD, maka proses penggabungan kembali (recombination) akan berubah menjadi mineral AC dan BD, dan oleh proses penambahan unsur-unsur dari magma akan berubah lagi menjadi mineral ACX dan BDY, dimana mineral X dan Y unsur baru dari magma.
Penambahan unsur baru dari magma sebagian berupa logam, silika, belerang, boron, khlor, flour, kalsium, magnesium dan natrium.
Mineral logam (ore minerals) yang berbentuk dalam kontak metasomatisme hampir semuanya berasal dari magma, demikian juga mengenai kendungan-kandungan yang asing pada batuan yang terterobos, melalui proses penambahan unsur.
Jenis magma yang menerobos perlapisan batuan yang akhirnya akan menghasilkan endapan bahan galian kontak metasomatisme pada umumnya terbatas pad jenis magma silika dengan komposisi menengah (intermidiate) seperti kuarsa monzonit, granodiorit atau kuarsa diorit. Tetapi magma yang sangat kaya akan silika seperti jenis granit jarang yang akan menghasilkan endapan bahan galian, demikian pula dengan magma yang ultrabasa. Sedangkan pada magma yang basa kadang-kadang terbentuk endapan bahan galian metasomatisme.
Hampir semua endapan bahan galian kontak metasomatik berasosiasi dengan tubuh batuan beku intrusif yang berupa stock, batholit ataupun tubuh-tubuh batuan beku intrusif lain yang seukuran dengan stock atau batholit, tidak pernah berasosiasi dengan dike atau sill yang berukuran kecil, sedangkan lacolith atau sill yang besar meskipun jarang dijumpai tetapi kadang-kadang dapat menghasilkan endapan bahan galian kontak metasomatik.
Batuan samping yang terterobos oleh magma, yang paling besar kemungkinannya untuk dapat menimbulkan deposit kontak metasomatik adalah batuan karbonat. Batugamping murni maupun dolomit dengan segera akan mengalami rekristalisasi dan rekombinasi dengan unsur-unsur yang berasal dari magma, malahan pada batugamping yang tidak murni, efek kontak metasomatik yang terjadi lebih kuat, karena unsur-unsur pengotoran seperti silika, alumina dan besi adalah bahan-bahan yang dapat dengan mudah membentuk kombinasi-kombinasi batu dengan oksida kalsium. Seluruh masa batuan di sekitar kontak dapat berubah menjadi garnet, silika dan mineral bijih.
Sedang batuan yang agak sedikit terpengaruh oleh intrusi magma adalah batupasir. Kalau mengalami rekristalisasi batupasir akan menjadi kuarsit yang kadang-kadang mengandung mineral-mineral kontak metasomatik yang tersebar setempat-setempat. Sedang lempung akan mengalami pengerasan dan dapat berubah menjadi hornfels, yang umumnya mengandung mineral-mineral andalusit, silimanit dan staurolit.
Tingkat perubahan terjadi pada batuan sedimen klastik halus tersebut tergantung dari tingkat kemurniannya, paling baik kalau lempung tersebut bersifat karbonatan yaitu mengandung kotoran karbonat. Tetapi secara umum batuan sedimen argillceous seperti lempung, jarang yang mengandung mineral-mineral bahan galian.
Sedangkan pada batuan beku maupun metamorf, kalau mengalami terobosan magma hampir tidak mengalami perubahan yang berarti, kecuali kalau antara magma yang menerobos dan batuan beku yang diterobos komposisinya sangat berbeda, misalnya magma granodiorit yang menerobos gabro, maka kemungkinan akan terjadi perubahan-perubahan yang besar pada gabronya.
Jadi secara umum dikatakan bahwa batuan yang paling peka terhadap kontak metasomatisme dan paling cocok untuk terjadinya pembentukan endapan bahan galian bijih adalah batuan sedimen, terutama yang bersifat gampingan dan tidak murni.
Sedangkan bentuk, posisi atau penyebaran daripada bahan galian yang terjadi pada proses kontak metasomatisme banyak tergantung juga pada struktur dari batuan yang diterobos, akan tetapi pada umumnya terbentuk tidak teratur dan terpisah-pisah. Bentuk tidak teratur tersebut lebih sering terjadi pada batugamping yang tebal. Sedangkan pada batugamping yang berlapis-lapis maupun yang terkekarkan, maka endapan bijih tersebut dapat membentuk menjari atau melidah.
Volume deposit kontak metasomatik pada umumnya kecil, berkisar antara beberapa puluh sampai beberapa ratus ribu ton bijih saja, jarang sekali dapat dijumpai yang berukuran sampai jutaan ton. Dimensinya antara 30 sampai 150 meter saja.
Secara umum syarat-syarat terjadinya Bahan Galian akibat Kontak Metamorfisme adalah :
1. Kedalaman yang cukup (+ 1500 m)
2. Suhu di daerah kontak (500 – 1100oC)
3. Berasosiasi dengan tubuh batuan beku intrusif (Diskordan dan Konkordan)
4. Jenis magma (biasanya Asam-Intermediate)
5. Jenis Lingkungan Country Rock yang diintrusi
