ALTERASI HIDROTERMAL

ALTERASI HIDROTERMAL Mineralisasi dan Alterasi dalam Sistem Hidrotermal Larutan hidrotermal terbentuk pada fase akhir siklus pembekuan magma. Interaksi antara larutan hidrotermal dengan batuan yang dilewati akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral penyusun batuan samping dan membentuk mineral alterasi. Larutan hidrotermal tersebut akan terendapkan pada suatu tempat membentuk mineralisasi (Bateman, 1981). Faktor-faktor dominan yang mempengaruhi pengendapan mineral di dalam sistem hidrotermal terdiri dari empat macam (Barnes, 1979; Guilbert dan Park, 1986), yaitu: (1) Perubahan temperatur; (2) Perubahan tekanan; (3) Reaksi kimia antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewati; dan (4) Percampuran antara dua larutan yang berbeda. Temperatur dan pH fluida merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi mineralogi sistem hidrotermal. Tekanan langsung berhubungan dengan temperatur, dan konsentrasi unsur terekspresikan di dalam pH batuan hasil mineralisasi (Corbett dan Leach, 1996). Guilbert dan Park (1986) mengemukakan alterasi merupakan perubahan di dalam komposisi mineralogi suatu batuan (terutama secara fisik dan kimia), khususnya diakibatkan oleh aksi dari fluida hidrotermal. Alterasi hidrotermal merupakan konversi dari gabungan beberapa mineral membentuk mineral baru yang lebih stabil di dalam kondisi temperatur, tekanan dan komposisi hidrotermal tertentu (Barnes, 1979; Reyes, 1990 dalam Hedenquist, 1998). Mineralogi batuan alterasi dapat mengindikasikan komposisi atau pH fluida hidrotermal (Henley et al., 1984 dalam Hedenquist, 1998). Corbett dan Leach (1996) mengemukakan komposisi batuan samping berperan mengkontrol mineralogi alterasi. Mineralogi skarn terbentuk di dalam batuan karbonatan. Fase adularia Kfeldspar dipengaruhi oleh batuan kaya potasium. Paragonit (Na-mika) terbentuk pada proses alterasi yang mengenai batuan berkomposisi albit. Muskovit terbentuk di dalam alterasi batuan potasik. Sistem pembentukan mineralisasi di lingkaran Pasifik secara umum terdiri dari endapan mineral tipe porfiri, mesotermal sampai epitermal (Corbett dan Leach, 1996). Tipe porfiri terbentuk pada kedalaman lebih besar dari 1 km dan batuan induk berupa batuan intrusi. Sillitoe, 1993a (dalam Corbett dan Leach, 1996) mengemukakan bahwa endapan porfiri mempunyai diameter 1 sampai > 2 km dan bentuknya silinder. Tipe mesotermal terbentuk pada temperatur dan tekanan menengah, dan bertemperatur > 300oC (Lindgren, 1922 dalam Corbett dan Leach, 1996). Kandungan sulfida bijih terdiri dari kalkopirit, spalerit, galena, tertahidrit, bornit, dan kalkosit. Mineral penyerta

terdiri dari kuarsa, karbonat (kalsit, siderit, rodokrosit), dan pirit. Mineral alterasi terdiri dari serisit, kuarsa, kalsit, dolomit, pirit, ortoklas, dan lempung. Tipe epitermal terbentuk di lingkungan dangkal dengan temperatur < 300 oC, dan fluida hidrotermal diinterpretasikan bersumber dari fluida meteorik. Endapan tipe

ini

merupakan kelanjutan dari sistem hidrotermal tipe porfiri, dan terbentuk pada busur magmatik bagian dalam di lingkungan gunungapi kalk-alkali atau batuan dasar sedimen (Heyba et al., 1985 dalam Corbett dan Leach, 1996). Sistem ini umumnya mempunyai variasi endapan sulfida rendah dan sulfida tinggi (gambar 4). Mineral bijih terdiri dari timonidsulfat, arsenidsulfat, emas dan perak, stibnite, argentit, cinabar, elektrum, emas murni, perak murni, selenid, dan mengandung sedikit galena, spalerit, dan galena. Mineral penyerta terdiri dari kuarsa, ametis, adularia, kalsit, rodokrosit, barit, flourit, dan hematit. Mineral alterasi terdiri dari klorit, serisit, alunit, zeolit, adularia, silika, pirit, dan kalsit.

Gambar 3: Model mineralisasi emas-perak lingkaran Pasifik (Corbett, 2002)

Gamb ar 4: Model fluida sulfida tinggi dan rendah (Corbett dan Leach, 1996) Morrison, 1997, mengemukakan beberapa asosiasi mineral petunjuk sistem hipogen dalam proses magmatik yang berhubungan dengan mineralisasi epigenetik sebagai berikut: Tabel 1: Asosiasi mineral petunjuk sistem hipogen dalam proses magmatik yang berhubungan dengan mineralisasi epigenetik (Morrison, 1997). Zonasi alterasi dapat mempunyai bentuk geometri yang berbeda-beda, mulai dari bentuk konsentris, linier, sampai tidak teratur dan komplek. Zonasi alterasi endapan Porfiri Cu mempunyai bentuk konsentris. Bagian inti/tengah terdiri dari alterasi potasik, berkomposisi potasium feldspar dan biotit. Bagian tengah merupakan zonasi alterasi philik tersusun oleh kuarsa-serisit-pirit. Bagian paling luar mempuyai alterasi propilitik, mineraloginya tersusun oleh kuarsa-klorit-karbonat, dan setempat-setempat terdapat epidot, albit atau adularia. Endapan epitermal berbentuk urat/vein yang berasosiasi dengan struktur mayor mempunyai pola linier dan paralel dengan arah struktur. Urut-urutan zonasi alterasi dari temperatur tinggi ke temperatur rendah adalah argilik sempurna, serisit, argilik, dan propilitik. Mineralisasi/alterasi endapan urat yang berasosiasi dengan endapan logam dasar dicirikan oleh zonasi pembentukan mineral dari temperatur tinggi sampai rendah. Urat/vein di daerah proksimal kaya kandungan tembaga dan rasio logam dibanding sulfur tinggi. Daerah ini dicirikan oleh hadirnya alterasi argillik sempurna di bagian dalam dan ke arah luar

berubah menjadi alterasi serisitik. Daerah distal kaya kandungan timbal dan zeng, dan terdiri dari mineral sulfida dengan rasio logam dibanding sulfur rendah. Alterasi yang berkembang di daerah ini berupa alterasi propilitik, semakin ke arah jauh dari urat tersusun oleh batuan tidak teralterasi (Panteleyev, 1994; Corbett, 2002). Tabel 2: Dominasi komposisi mineralisasi/alterasi pada temperatur tinggi dan rendah (disederhanakan dari Corbett, 2002)

TEMPERATUR

TEMPERATUR

TINGGI

RENDAH

Kalkopirit

Galena, spalerit

Kuarsa

kristalin

(comb stucture) Kuarsa

Kalsedon-opal

butir

kasar

Kuarsa butir halus

Serisit

Smektit-illit

Philik

Propilitik

ambar 5: Zonasi proksimal – distal tipe endapan urat logam dasar yang berasosiasi dengan endapan porfiri tembaga/molibdenum (Panteleyev, 1994) GuilbertdanPark, 1986, mengemukakan model hubungan antara mineralisasi dan alterasi dalam sistem epitermal (gambar 6). Beberapa asosiasi mineral bijih maupun mineral skunder erat hubungannya dengan besar temperatur larutan hidrotermal pada waktu mineralisasi. Mineral bijih galena, sfalerit dan kalkopirit terbentuk pada horison logam dasar bagian bawah dengan temperatur ≥ 350oC. Pada horison ini alterasi bertipe argilik sempurna dan terbentuk mineral alterasi temperatur tinggi seperti adularia, albit dan feldspar. Fluida hidrotermal di horison logam dasar (bagian tengah) bertemperatur antara 200 o- 400oC. Mineral bijih terdiri dari argentit, elektrum, pirargirit dan proustit. Mineral ubahan terdiri dari serisit, adularia, ametis, sedikit mengandung albit. Horison bagian atas terbentuk pada temperatur < 200oC. Mineral bijih terdiri dari emas di dalam pirit, Ag-garamsulfo dan pirit. Mineral ubahan berupa zeolit, kalsit, agat.

Gambar 6: Alterasi hubungannya dengan mineralisasi dalam tipe endapan epitermal logam dasar (Guilbert dan Park, 1986)

Berdasarkan pada kisaran temperatur dan pH, komposisi alterasi pada sistem emastembaga hidrotermal di lingkaran Pasifik dapat dikelompokan menjadi 6 tipe alterasi (Corbett dan Leach, 1996), yaitu: 1) Argilik sempurna (silika pH rendah, alunit, dan group mineral alunit-kaolinit. 2) Argilik tersusun oleh anggota kaolin (halosit, kaolin, dikit) dan illit (smektit, selang-seling illlit-smektit, illit) dan group mineral transisi (klorit-illit). 3) Philik tersusun oleh anggota kaolin (piropilit-andalusit) dan illit (serisit-mika putih) berasosiasi dengan mineral pada temperatur tinggi seperti serisit-mika-klorit. 4) Subpropilitik tersusun oleh klorit-zeolit yang terbentuk pada temperatur rendah dan propilitik tersusun oleh klorit-epidot-aktinolit terbentuk pada temperatur rendah. 5) Potasik tersusun oleh biotit-K-feldspar-aktinolit+klinopiroksen. 6) Skarn tersusun oleh mineral kalk-silikat (Ca-garnet, klinopiroksen, tremolit).

Gambar 7: Mineralogi alterasi di dalam sistem hidrotermal (Corbett dan Leach, 1996) Tipe Alterasi Propylitic: (Chlorite, Epidote, Actinolite)

Alterasi Propylitic mengubah batuan menjadi hijau, karena mineral baru terbentuk berwarna hijau. Mineral tersebut adalah chlorite, actinolite and epidote. Mineral tersebut terbentuk dari dekomposisi Fe-Mg seperti biotite, amphibole or pyroxene, walaupun bisa tergantikan oleh feldspar. Alterasi Propylitic relatif terjadi pada low temperatures. Sericitic: (Sericite) Alterasi Sericitic mengubah batuan menjadi mineral sericite, merupakan mika putih yang sangat halus. Alterasi ini terbentuk oleh dekomposisi feldspars, sehingga menggantikan feldspar. Di lapangan, kehadirannya pada batuan dapat dideteksi oleh kelembutan batu, seperti yang mudah digores. Terasa berminyak ketika mineral ini banyak, dan warna putih, kekuningan, coklat keemasan atau kehijauan. Alterasi Sericitic menunjukkan kondisi low pH (acidic). Perubahan terdiri dari kuarsa + sericite disebut “phyllic” alterasi. Alterasi ini terkait deposit phophyry tembaga yang mungkin berisi cukup halus, pyrite yang disebarkan secara langsung terkait dengan peristiwa perubahan. Potassic: (Biotite, K-feldspar, Adularia) Alterasi Potassic relatif terjadi pada high temperature yang merupakan hasil pengayaan Potassium. Bentuk alterasi ini bisa terbentuk sebelum kristalisasi magma selesai, biasanya berbentuk kusutan dan agak terputus-putus oleh pola vein. Alterasi Potassic bisa terjadi lingkungan plutonic dalam, dimana orthoclase akan terbentuk, atau daerah dangkal, lingkungan vulkanik dimana adularia terbentuk. Albitic: (Albite) Perubahan Albitic membentuk albite atau sodic plagioclase. Hal ini mengindikasikan keberadaan pengayaan Na. Tipe alterasi ini juga terjadi pada high temperature. Kadangkadang white mica paragonite (Na-rich) bisa terbentuk juga. Silicification (Silikifikasi): (Quartz) Silicification merupakan proses penambahan silica (SiO2) sekunder. Silicification salah satu tipe alterasi yang paling umum terjadi dan dijumpai dalam bentuk yang berbeda-beda. Salah

satu bentuk yang paling sering dijumpai adalah “silica flooding”, merupakan hasil pergantian batuan dengan microcrystalline quartz (chalcedony). Porositas besar dari batuan akan memfasilitasi proses ini. Selain itu bentuk dari silicfication adalah pembentukan rekahan dekat spasi dalam jaringan atau stockworks yang berisi quartz. Silica flooding dan atau stockworks kadang-kadang hadir dalam wallrock sepanjang batas quartz vein (urat kuarsa). Silicification dapat terjadi melalui berbagai temperature. Silication: (Silicate Minerals +/- Quartz) Silication terminolig umum untuk penambahan silica dengan bentuk berbagai mineral silika. Hal ini berasosiasi dengan kuarsa. Seperti pembentukan biotite atau garnet atau tourmaline. Silication bisa terjadi pada daerah berbagai temperatur. Contoh klasik pergantian limestone (calcium carbonate) dengan mineral silicate berbentuk sebuah “skarn”, yang biasanya terjadi pada kontak intrusi batuan beku. Sebuah subset khusus dari silication dikenal “greisenization”. Bentuk dari tipe batuan ini disebut “greisen”, yang mana batuan terdiri dari parallel veins dari quartz + muscovite + mineral lain (seringnya tourmaline). Parallel veins merupakan bentuk pada zona atap dari sebuah plutonik. Dengan veining yang intensif (banyak), beberapa wallrocks bisa tergantikan sepenuhnya oleh mineral baru yang sama dengan pada sebuah vein. Carbonatization (Karbonatisasi): (Carbonate Minerals) Carbonitization

terminologi

umum

untuk

penambahan

beberapa

mineral

karbonat. Umumnya calcite, ankerite, and dolomite. Carbonatization biasanya juga berasosiasi dengan penambahan mineral lain seperti talc, chlorite, sericite dan albite. Alterasi Carbonate bisa berbentuk pola zonal sekeliling deposit ore dengan kaya besi. Alunitic: (Alunite) Alterasi Alunitic terkait erat dengan lingkungan sumber mata air panas. Alunite merupakan sebuah mineral potassium aluminum sulfate yang cederung membentuk ledges di beberapa daerah. Kehadiran alunite mendukung berisi gas SO4 yang banyak, hal ini terjadi karena oksidasi mineral sulfida. Argillic: (Clay Minerals)

Alterasi Argillic memperkenalkan beberapa variasi dari mineral lempung seperti kaolinite, smectite and illite. Alterasi Argillic umumnya pada low temperature dan sebagian mungkin terajadi pada kondisi atmospheric. Tanda-tanda awal alterasi argillic adalah bleaching out (pemutihan)

feldspar.

Subkategory spesial dari alterasi argillic adalah “advanced argillic”. Kategori ini terdiri dari kaolinite + quartz + hematite + limonite. feldspars tercuci and teralterasi menjadi sericite. Keberadaan alterasi ini menunjukkan kondisilow pH (highly acidic). Pada higher temperatures, mineral pyrophyllite (white mica) terbentuk pada dalam kaolinite. Zeolitic: (Zeolite Minerals) Alterasi Zeolitic sering berasosiasi dengan lingkungan vulkanik tetapi bisa terjadi pada jarak yang jauh dari lingkungan ini. Pada lingkunagan vulkanik, mineral zeolite menggantikan matriks glass (kaca). Mineral Zeolite merupakan mineral low temperature, jadi mineral ini terbentuk selama tahap redanya aktifitas vulkanik padadaerah dekat permukaan. Serpentinization and Talc Alteration: (Serpentine, Talc) Serpentinization membentuk serpentine, yang softness, waxy, kehijauan, dan massive. Tipe alterasi ini hanya ditemukan ketika batuan asal adalah batuan mafic atau ultramafic. Tipe batuan ini relatif memiliki kandungan besi dan magnesium yang banyak. Serpentine merupakan mineral low temperature. Talc hampir sama dengan mineral serpentine, tetapi penampakanya berbeda sedikit (pale to white).

Alterasi Talc mengindikasi sebuah

magnesium konsentrasi magnesium yang tinggi selama proses crystallization terjadi. Oxidation: (Oxide Minerals) Oxidation merupakan pembentukan semua mineral oksidal. Yang paling umum dijumpai adalah hematite and limonite (oksida besi), tetapi banyak jenis bisa terbentuk, tergantung kandungan metal di dalamnya. Sulfida mineral sering terlapukkan dengan mudah karena rentan dengan oksidasi dan digantikan oleh oksida besi. Oksida terbentuk dengan mudah pada permukaan atau dekat permukaan diman oksigen pada atmosfer lebih mudah tersedia. Temperature oksidasi bervarisi. Ini bisa terjadi pada permukaan atau kondisi atmosferik atau bisa terjadi pada low to moderate temperature dari fluidanya.