1
TA 5111 GENESA MINERAL Dr.Eng. Syafrizal., ST., MT Kelompok Keahlian Eksplorasi Sumberdaya Bumi KK ESDB – FTTM - ITB
Materi-02
KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN
Sub-Topik 2
Morfologi Badan Bijih
Dimensi badan bijih (ukuran, bentuk, dan sebaran) merupakan fungsi dari geometri dan distribusi kadar. kadar. Bidang : Strike & Dip. D ip. Dimensi : Panjang, Lebar, Tebal. Bentuk : Mengikuti bidang mineralisasi atau bentuk batuan induk.
Klasifikasi Endapan Bahan Galian
Pengelompokan bahan galian sesuai dengan letak dan proses pembentukan.
Morfologi Badan Bijih - Dimensi 3 n u k a a P e r m
t f a h S
Level Tebal Level r b a L e
Stope
P a n j a n g s e a r a h p l u n g e
Level
Level
Level
Morfologi Badan Bijih - Dimensi 4
Arah kemiringan (dip direction) 5
W Top T op Soil
Morfologi Badan Bijih - Dimensi 6
Urutan Pembentukan (umur ?) 7
Erosi oleh sungai
Keselarasan
Ketidakselarasan
Intrusi
Morfologi Badan Bijih - Dimensi & Bentuk Batuan Beku 8
Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks :
Hypabyssal intrusions : dikes, sills, and laccoliths
Plutons : lopoliths, batholiths, and stocks
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks :
Volcanic Eruptions : Lava
Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra or volcanic ash
Nonexplosive Eruptions : pillow lavas and lava dome (volcanic dome).
Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks ~
Hypabyssal Intrusions ~
9
Intrusi yang terjadi pada kedalaman yang dangkal (< 1 km). •
•
•
Dikes : biasanya kecil (<20 m wide), discordant (memotong bidang struktur yang telah ada sebelumnya) Sills : biasanya kecil (<50 m thick), concordant (sejajar dengan bidang struktur yang telah ada sebelumnya) Laccoliths : kadang berupa intrusi yang besar, mengangkat dan melipat batuan yang berada di atasnya, merupakan tipe concordant .
Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks ~
Plutons ~
10
Plutons adalah tubuh intrusi yang sangat besar dan relatif dalam. •
•
•
Lopoliths ; relatif kecil, memperlihatkan bentuk concave. Batholiths ; merupakan tubuh intrusi yang besar, kadang-kadang berasal dari beberapa intrusi yang lebih kecil. Stocks ; memiliki tubuh yang lebih kecil, seakan-akan berasal dari tubuh batholits.
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~
Volcanic Eruptions : Lava ~
11
LAVA FLOW
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Volcanic Eruptions : Lava ~ 12
ALIRAN LAVA DI PERMUKAAN
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~
Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra ~
13
Jika berukuran pasir atau lebih halus disebut pyroclasts dan tephra (volcanic ash), Jika berukuran kerikil – bongkah disebut block (angular fragments) atau bombs (aerodynamic shape), Jika kandungan utamanya berupa gas (bubbles) disebut pumice, Endapan yang terbentuk dari material eksplosif ini disebut dengan ignimbrites (dominan pumice) atau endapan pyroclastic (dominan nonvesicular blocks). Jika awan gas atau tephra dapat terbawa di atmosfer dan jatuh di temp at lain sebagai tephra fall atau ash fall. Jika terjadi runtuhan, maka akan muncul sebagai pyroclastic flow, dimana gas and tephra turun di sepanjang lereng gunung dengan kecepatan tinggi.
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ 14
Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra ~
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~
Nonexplosive Eruptions ~
15
Non explosive eruptions : low gas content and low viscosity magmas.
Jika viscositas rendah, nonexplosive eruptions biasanya dimulai dengan semburan api akibat terbebasnya kandungan gas.
Jika viskositas tinggi, tetapi kandungan gas rendah, maka akan terjadi timbunan lava di dekat permukaan disebut dengan lava dome atau volcanic dome.
Aliran lava dapat terjadi di permukaan dan dapat terjadi di bawah laut (pillow lavas).
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 16
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 17
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 18
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 19
ALIRAN LAVA DI BAWAH PERMUKAAN AIR
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 20
ALIRAN LAVA DI BAWAH PERMUKAAN AIR
Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks ~ Nonexplosive Eruptions ~ 21
VOLCANIC DOME
DIMENSI DAN BENTUK BADAN BIJIH 22
DISKORDAN
Beraturan
Tabular
Tubular
Tidak beraturan
Disseminated
Irregular replacement
KONKORDAN
Sedimentary host rock
Igneous host rock
Metamorphic host rock
Residual host rock
Bentuk Badan bijih Diskordan – Beraturan - Tabular 23
Badan bijih dengan pola penyebaran yang menerus dalam arah 2D (panjang dan lebar), tapi terbatas dalam arah 3D (tipis). Berbentuk urat (vein ~ fissure veins) dan lodes. Vein lebih sering digunakan untuk pola urat yang dikontrol oleh fractures (rekahan-rekahan), Lode digunakan untuk urat yang dikontrol oleh crack
Urat tersebut relatif datar pada bidang kontak dengan serpih Datar
Serpih
Batugamping
Serpih
Batugamping
Serpih
Batulanau Batupasir Footwall Hangingwall 20 m Urat mineralisasi mengisi bidang sesar
Bentuk Badan bijih Diskordan – Beraturan - Tabular 24
Mineralisasi pada umumnya berupa kombinasi mineral bijih dan pengotor (gangue) dengan komposisi yang sangat bervariasi. Batas dari penyebaran urat ini umumnya jelas, yaitu langsung dibatasi oleh dinding urat.
Bentuk Badan bijih Diskordan – Beraturan - Tabular 25
Bentuk Badan bijih Diskordan – Beraturan - Tubular 26
Badan bijih dengan pola penyebaran terbatas dalam arah 2D namun relatif menerus dalam arah 3D (ke arah vertikal). Jika penyebaran badan bijih ini relatif vertikal - sub vertikal disebut sebagai pipes.
Tubular/pipe
Bentuk Badan bijih Diskordan – Beraturan - Tubular 27
Pipe (3D) Pod (3D)
Pods (tampak atas)
Badan bijih Diskordan – Tidak Beraturan-Disseminated 28
Badan bijih dengan pola penyebaran mineral bijih yang tersebar di dalam host rock. Badan bijih yang tersebar di dalam host rock berupa veinlets yang saling berpotongan menyerupai jaring-jaring yang saling berkaitan yang sering disebut dengan stockwork.
Badan bijih Diskordan – Tidak Beraturan-irreguler replacement 29
Merupakan badan bijih yang terbentuk melalui pergantian unsur-unsur yang sudah ada sebelumnya. Proses replacement ini umumnya terjadi pada kondisi temperatur tinggi seperti pada daerah kontak dengan intrusi batuan beku. Oleh sebab itu endapan hasil replacement ini disebut juga dengan endapan metasomatisme kontak (pirometasomatik).
Badan bijih Diskordan – Tidak Beraturan-irreguler replacement 30
Tubuh replacement Bijih Fe
Batugamping
100 m Serpih Batupasir Bidang sesar
Tubuh intrusi (Batuan beku)
Sketsa contoh model endapan skarn (replacement bijih besi pada batugamping)
Badan Bijih Konkordan 31
Umumnya badan bijih ini terbentuk pada batuan induk (host rock) atau sebagai endapan hasil proses pelapukan. Endapan-endapan yang mempunyai badan bijih konkordan ini dikelompokkan sesuai dengan jenis batuan induknya.
Sedimentary host rock (dengan batuan induk adalah batuan sedimen), Igneous host rock (dengan batuan induk adalah batuan beku), Metamorphic host rock (dengan batuan induk adalah batuan metamorf), Residual deposit (endapan akibat pelapukan batuan induk).
Badan Bijih Konkordan Sedimentary host rock 32
Di dalam batuan sedimen, mineral-mineral bijih dapat terbentuk (terkonsentrasi) sebagai suatu bagian yang integral dari urutan stratigrafi, yang dapat terbentuk secara “epigenetic filling” atau replacement pada rongga-rongga (pori-pori). Endapan-endapan seperti ini pada umumnya tersebar sejajar pada batuan induknya dengan bidang perlapisan batuan sekitarnya.
Badan Bijih Konkordan Igneous host rock 33
Berdasarkan posisi batuan beku :
Volcanic host. Berupa stratiform, lentikular s/d
berlembar, yang umumnya berkembang pada batas-batas antar unit vulkanik atau pada kontak batuan vulkanik dengan batuan sedimen. Plutonic host. Tersebar terbatas berbentuk stratiform. Bentuk lain yang sering muncul adalah berupa endapan ortomagmatik Ni-Cu sulfida yang terbentuk pada dasar aliran lava yang membentuk intrusi plutonik.
Badan Bijih Konkordan Igneous host rock – Volcanic Host Rock 34
Andesit Lapisan Batas, biasanya kaya logam besi Massive Sulphides Py - sp - ga - cp (+ Ag,Au)
Stockwork Py - cp Low : sp, ga, Ag, Cu
Riolit
Badan Bijih Konkordan Igneous host rock – Plutonic Host Rock 35
Badan Bijih Konkordan Metamorphic Host Rock 36
Umumnya membentuk endapan-endapan dengan morfologi yang tidak beraturan, dan terbentuk di dalam kompleks metamorfik yaitu pada zona kontak metamorfik.
Mineral bijih yang sering terbentuk pada tipe ini adalah wolastonit, andalusit, garnet, dan grafit.
Badan Bijih Konkordan Residual deposit 37
Badan bijih yang terbentuk akibat perombakan batuanbatuan yang mengandung mineral bijih dengan kadar rendah, kemudian mengalami pelapukan dan pelarutan serta pelindian, dan selanjutnya mengalami pengkayaan relatif hingga mencapai kadar yang ekonomis. Proses utama yang terjadi adalah leaching (pelindian). Sebagai contoh endapan bauksit (hidrous alumina oksida) yang terbentuk akibat pelindian silika-alkali pada batuan asal berupa nephelin-syenit. Contoh lain adalah endapan nikel laterit (residu) akibat pelindian (leaching) batuan beku peridotit dan diikuti oleh proses pengkayaan supergen.
Residual deposit 38
Lateritik Deposit 39
40
KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN
Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian
Beberapa Klasifikasi Bahan Galian
Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian (Georgius Agricola, 1556) 41
Konsep dasar dimulai pada abad ke-16 oleh Georg Bauer (dengan nama latin Georgius Agricola) pada buku De re Metallica (1556) . Berdasarkan proses pembentukan, mineral bijih dapat diklasifikasikan :
Endapan Insitu : terdiri dari fissure veins, bedded,
impregnations, seams, dan stockworks
Endapan Aluvial : merupakan endapan-endapan yang berasal
dari perombakan endapan insitu
Pengelompokan mineral bijih didasarkan pada 2 (dua) prinsip dasar, yaitu :
Endapan yang terbentuk oleh sirkulasi larutan dalam channels.
Endapan yang terbentuk secara sekunder, sehingga lebih muda daripada batuan induknya
Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian (Charpentier, 1778-1799; Gerhard, 1781) 42
Charpentier : vein-vein terbentuk akibat alterasi pada batuan samping yang dicirikan dengan keberadaan vein yang bergradasi dengan batuan samping. Gerhard : vein-vein terbentuk pada suatu bukaan (open fissures filled ) oleh mineral-mineral yang terlindikan (leached ) dari batuan samping.
Teori lateral secretion :
Berdasarkan Charpentier dan Gerhard dan telah menjadi referensi utama lebih dari 100 tahun, Suatu endapan mineral dapat menjadi suatu endapan bijih berasal pelindian pada batuan samping yang berdekatan akibat sirkulasi air.
Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian (Peneliti/Sumber Lain ...) 43
Hutton (1788 & 1795) ; batuan beku dan mineral bijih berasal dari magma dan ditempatkan dalam kondisi cair (liquid) untuk menjadi kondisi sekarang. Pendapat-pendapat bahwa endapan bijih berasal dari magma juga didukung oleh Joseph Brunner (1801) dan Scipione Breislak (1811) sehingga muncul teori magma differentiation and magma segregation. Spurr (1933) menyempurnakan teori tersebut bahwa jenis mineral yang terbentuk tergantung pada jenis batuan asalnya. Teori-teori tsb terus berkembang, hingga Waldemar Lindgren (1907, 1913 dan 1922) menghasilkan suatu klasifikasi endapan berdasarkan proses genetik-nya
KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN 44
Klasifikasi dibuat sederhana sehingga dapat diterapkan dengan mudah dan fleksibel, Beberapa klasifikasi yang ada disusun berdasarkan :
Kesamaan karakteristik dan deskripsi endapan,
Kesamaan proses genesa dan posisi (letak) relatif endapan,
Kesesuaian dengan teori-teori dan lingkungan pengendapan tertentu.
Klasifikasi Niggli (1929) 45
Endapan syn-genetik dikelompokkan menjadi volcanic dan plutonic. Berdasarkan asal endapan yang terkristalisasi langsung dari magma, maka endapan plutonik dikelompokkan menjadi :
hydrothermal,
pegmatitic-pneumatolytic , dan
orthomagmatic.
Endapan kemudian dikelompokkan ke kelompok yang lebih kecil berdasarkan komposisi kimia, variasi mineral, serta mineral-mineral assosiasi.
Klasifikasi Niggli (1929) 46
I. PLUTONIC or INTRUSIVE A. Orthomagmatic 1. Diamond, Platinum-Chromium 2. Titanium-Iron-Nickel-Copper
B. Pneumatolytic to Pegmatite 1. Heavy metals-Alkaline Earths-Phosporous-Titanium 2. Silicon-Alkali-Flourine-Boron-Tin-Molydenum-Tungsten 3. Tourmaline-Quartz Association
C. Hydrothermal 1. Iron-Copper-Gold-Arsenic 2. Lead-Zinc-Silver 3. Nickel-Cobalt-Arsenic-Silver 4. Carbonates-Oxides-Sulfates-Fluorides
Klasifikasi Niggli (1929) II. VOLCANIC or EXTRUSIVE A. Tin-Silver-Bismuth B. Heavy Metals C. Gold-Silver D. Antimony-Mercury E. Native Copper F. Subaquatic-Volcanic-and Biochemical Deposits
47
TA-3111-Genesa Bahan Galian : Klasifikasi dan Pembentukan
Klasifikasi Schneiderhorn (1941) 48
Dikelompokkan berdasarkan : Asal (sumber) fluida pembawa bijih, Assosiasi mineral (mineral associations ), Letak/posisi lingkungan pengendapan dekat permukaan, atau jauh di bawah permukaan.
Kelompok endapan dikategorikan sebagai : batuan induk (host rock), mineral bijih (ore minerals), mineral gangue (gangue minerals).
Klasifikasi Schneiderhorn (1941) 49
I.
Intrusive and Liquid Magmatic Deposits
II.
Pneumatolytic Deposits
A. Pegmatite veins. B. Pneumatolytic veins and Impregnations C. Contact Pneumatolytic Replacements III.
Hydrothermal Deposits
A. Gold and Silver Associations 1. Hypabyssal Suite (deep-seated) a. Katathermal (equivalent to hypothermal) gold-quartz veins b. Gold-bearing impregnation deposits in silicate rock c. Gold-bearing replacement deposits in carbonate rock d. Mesothermal gold-lead-selenium deposits 2. Subvolcanic Suite (near-surface) a. Epithermal propylitic gold-quartz veins and silver-gold veins b. Epithermal gold-teluride veins c. Epithermal gold-selenium veins d. Alunitic gold deposits e. Epithermal silver deposits
Klasifikasi Schneiderhorn (1941) 50
III. Hydrothermal Deposits (lanjutan ...)
A. Gold and Silver Associations (.... dst) B. Pyrite and Copper Associations C. Lead-Zinc-Silver Associations D. Silver-Cobalt-Nickel-Bismuth-Uranium Associations E. Tin-Silver-Tungsten-Bismuth Associations F. Antimony-Mercury-Arsenic-Selenium Associations G. Non-Sulfide Associations H. Non-Metallic Associations
IV. Exhalation Deposits
Klasifikasi Lindgren (1933) 51
Modifikasi oleh Graton (1933), Buddington (1935) dan Ridge (1968). Sampai saat ini merupakan klasifikasi terbaik yang dapat digunakan (Park and MacDiarmid, 1975). Klasifikasi ini sebagian besar didasarkan pada tekanan dan temperatur. Klasifikasi saat ini digunakan sebagai klasifikasi standart di USA. Klasifikasi secara genetik ini berhubungan erat dengan zoning dan paragenesis, dimana secara teoritis P-T berhubungan erat dengan zona-zona mineral tertentu.
Klasifikasi Lindgren (1933) 52
1.
Endapan terbentuk dipengaruhi reaksi kimia, tekanan dan temperatur. a.
Di dalam magma
b.
Di dalam batuan
c.
Berasal dari substansi luar yang masuk ke dalam batuan. Berasal dari substansi di dalam batuan sendiri
Di dalam air
2.
Magmatik Pegmatik
Volcanogenic Interaksi larutan Evaporasi
Endapan terbentuk melalui proses konsentrasi mekanis, pada tekanan dan temperatur rendah.
Klasifikasi Lindgren (1933) 53
Klasifikasi Lindgren (1933) 54
