Ganesa Bahan Galian
-
Upload
jhony-cage -
Category
Documents
-
view
20 -
download
1
description
Transcript of Ganesa Bahan Galian
Proses terbentuknya Endapan Bahan Galian
Bahan galian adalah produk dari suatu magma dimana magma merupakan larutan
silica panas yang kaya akan elemen-elemen volatile dimana magma tersebut berada jauh di
bawahpermukaan bumi yang kemudian melalui reaksi panas dari massa padatan.
Proses pembentukan bahan galian dapat di bedakan menjadi dua yaitu:
A.Proses Internal (endogen)
Proses internal adalah suatu proses dimana terbentuknya endapan mineral yang
berasal dari kegiatan magma atau dipengaruhi oleh faktor endogen yang biasa disebut
dengan endapan mineral primer
Proses internal atau endogen pembentukan endapan mineralnya meliputi:
1. Kristalisasi dan segregrasi magma
Kristalisasi magma merupakan proses utama dari pembentukan batuan vulkanik
dan plutonik. Karena magma merupakan cairan yang panas, maka ion-ion yang menyusun
magma akan bergerak bebas tak beraturan. Sebaliknya pada saat magma mengalami
pendinginan, pergerakan ion-ion yang tidak beraturan ini akan menurun, dan ion-ion akan
mulai mengatur dirinya menyusun bentuk yang teratur. Proses ini disebut kristalisasi.
Pada proses ini yang merupakan kebalikan dari proses pencairan, ion-ion akan saling
mengikat satu dengan yang lainnya dan melepaskan kebebasan untuk bergerak. Ion-ion
tersebut akan membentuk ikatan kimia dan membentuk kristal yang teratur. Pada
umumnya material yang menyusun magma tidak membeku pada waktu yang bersamaan.
Kecepatan pendinginan magma akan sangat berpengaruh terhadap proses kristalisasi,
terutama pada ukuran kristal. Apabila pendinginan magma berlangsung dengan lambat,
ion-ion mempunyai kesempatan untuk mengembangkan dirinya, sehingga akan
menghasilkan bentuk kristal yang besar. Sebaliknya pada pendinginan yang cepat, ion-ion
tersebut tidak mempunyai kesempatan untuk mengembangkan dirinya, sehingga akan
membentuk kristal yang kecil. Apabila pendinginan berlangsung sangat cepat maka tidak
ada kesempatan bagi ion untuk membentuk kristal, sehingga hasil pembekuannya akan
menghasilkan atom yang tidak beraturan (hablur), yang dinamakan dengan mineral gelas
(glass). Pada saat magma mengalami pendinginan, atom-atom oksigen dan silikon akan
saling mengikat pertama kali untuk membentuk tetrahedra oksigen-silikon. Kemudian
tetrahedra- tetrahedra oksigen-silikon tersebut akan saling bergabung dan dengan ion-ion
lainnya akan membentuk inti kristal dari bermacam mineral silikat. Tiap inti kristal akan
tumbuh dan membentuk jaringan kristalin yang tidak berubah. Mineral yang menyusun
1
magma tidak terbntuk pada waktu yang bersamaan atau pada kondisi yang sama. Mineral
tertentu akan mengkristal pada temperatur yang lebih tinggi dari mineral lainnya, sehingga
kadang-kadang magma mengandung kristal-kristal padat yang dikelilingi oleh material
yang masih cair. Komposisi dari magma dan jumlah kandungan bahan volatil juga
mempengaruhi proses kristalisasi. Karena magma dibedakan dari faktor-faktor tersebut,
maka kenampakan fisik dan komposisi mineral batuan beku sangat bervariasi. N.L.Bowen
merupakan seorang ahli yang pertama kali melakukan penyelidikan terhadap proses
kristalisasi magma pada awal abad ke 20 ini. Hasil penyelidikan Bowen di laboratorium
menunjukkan bahwa mineral tertentu akan mengkristal pertama kali. Dengan penurunan
temperatur, mineral lain akan mulai mengkristal. Sejalan dengan proses pengkristalan dari
magma, komposisi dari magma yang tersisa selalu mengalami perubahan juga. Sebagai
contoh, pada saat magma telah mengalami pembekuan kira-kira 50 %, magma yang tersisa
akan mengalami penurunan kandungan unsur-unsur besi, magnesium dan kalsium, karena
unsur-unsur ini dijumpai pada mineral-mineral yang terbentuk pertama kali. Tetapi pasa
saat yang bersamaan, komposisi magma lebih diperkaya oleh kandungan unsur-unsur yang
banyak terkandung dalam mineral-mineral yang terbentuk kemudian, seperti unsur-unsru
sodium dan potasium. Demikian juga kandungan silikon dalam larutan magma semakin
bertambah pada proses kristalisasi berikutnya. Bowen juga menunjukkan bahwa mineral-
mineral yang telah mengkristal dan masih terdapat dalam lingkungan magma yang masih
cair, akan bereaksi dengan sisa cairan magma dan menghasilkan mineral berikutnya. Oleh
sebab itu susunan atau urutan proses kristalisasi mineral dikenal dengan nama Bowen’s
reaction series.
Gambar 1 Bowen’s reaction Series
Pada bagian kiri dari susunan ini olivin yang merupakan mineral pertama yang terbentuk,
akan bereaksi dengan cairan magma dan membentuk piroksin. Reaksi ini akan terus
berlangsung sampai mineral yang terakhir dalam seri ini yaitu biotit, terbentuk. Susunan
2
sebelah kiri ini disebut sebagai discontinuous reaction series, karena tiap mineral yang
terbentuk mempunyai struktur kristal yang berbeda. Olivin disusun oleh tetrahera tungal,
dan mineral lain pada seri ini disusun oleh rangkaian rantai tunggal, rantai ganda dan
struktur lembaran. Pada umumnya reaksi yang terjadi tidak sempurna, sehingga mineral-
mineral yang bervariasi ini akan hadir pada saat yang bersamaan. Pada susunan bagian
kanan reaksi berlangsung terus menerus. Mineral yang pertama kali terbentuk adalah
mineral feldspar yang kaya akan kalsium (Ca-feldspar) bereaksi dengan ion-ion sodium
(Na) yang semakin meningkat persentasenya di dalam magma. Kadangkala kecepatan
pendinginan berlangsung sangat cepat sehingga menghambat perubahan yang sempurna
dari kalsium feldspar menjadi sodium feldspar. Bila hal ini terjadi zoning pada mineral
feldspar, dimana kalsium feldspar di bagian intinya dikelilingi oleh sodium feldspar. Pada
proses kristalisasi, setelah magma mengalami pembekuan, sisa magma akan membentuk
mineral kuarsa, muskovit dan potas feldspar (ortoklas). Meskipun mineral-mineral yang
terakhir disebutkan terdapat dalam urutan Bowen’s reaction series, tetapi bagian ini tidak
benar-benar merupakan reaction series. Pada suatu tingkat proses kristalisasi magma,
bagian yang telah mengkristal lebih dulu (padat) akan selalu memisahkan diri dari bagian
yang cair. Hal semacam ini dapat terjadi, karena mineral-mineral yang mengkristal lebih
dahulu akan lebih berat daripada bagian magma yang masih cair, sehingga mineral-mineral
tersebut akan turun ke bawah dan terkonsentrasi pada dapur magma. Proses pengendapan
ini terjadi secara bertahap mulai dari mineral-mineral gelap seperti olivin. Proses segregasi
mineral oleh pemisahan dan diferensiasi kristalisasi disebut fractional crystallization
(kristalisasi fraksional). Pada tiap tingkatan dari proses kristalisasi, cairan magma terpisah
dari bagian magma yang telah padat. Akibatnya kristalisasi fraksional akan menghasilkan
batuan beku dengan rentang komposisi yang cukup lebar.
3
2. Hydrothermal
Gambar 2. Saiklus Hydrotermal yang merupakan sumber terbesar (90%) dari proses
pembentukan endapan
Air panas yang naik akibat proses magmatik ataupun dari proses lainnya seperti air
meteorik atau yang terbebaskan pada suatu proses malihan. Air panas tersebut dapat
melarutkan unsur logam dari batuan yang dilaluinya, kemudian diendapkan di suatu tempat
pada temperatur yang lebih rendah, sebagian besar cebakan mineral berasal dari proses
ini.Larutan hydrothermal ini dipercaya sebagai salah satu fluida pembawa bijih utama yang
kemudian terendapkan dalam beberapa fase dan tipe endapan. Hidrothermal adalah larutan
sisa magma yang bersifat "aqueous" sebagai hasil differensiasi magma. Hidrothermal ini
kaya akan logam-logam yang relatif ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari
proses pembentukan endapan. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua
macam endapan hidrothermal, yaitu :
a.Cavity filing, mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan.
b.Metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-
unsur baru dari larutan hidrothermal.
Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal beberapa jenis endapan
hidrothermal, antara lain Ephithermal (T 00C-2000C), Mesothermal (T 1500C-3500C),
dan Hipothermal (T 3000C-5000C). Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu
4
membawa mineral-mineral yang tertentu (spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan
barbagai macam batuan dinding. Tetapi minera-mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2),
kalkopirit (CuFeS2), florida-florida hampir selalu terdapat dalam ke tiga tipe endapan
hidrothermal.
3. Lateral secretion
Merupakan proses dari pembentukan lensa-lensa dan urat kuarsa pada batuan
metamorf pengisian zona regangan atau fractures oleh silika yang migrasi dari batuan
sekitarnya, termasuk komponen-komponen sulfida dan sulfur dari batuan samping. Mineral
utama ; kuarsa, karbonat, serisit, pirit, arsenopirit, stibnite, kalkopirit, sphalerit,
sulphosalts, galena dan emas.
Ada 2 kemungkinan proses :
a. Silika berasal dari larutan magma dan difusi pada batuan samping.
b. Silika berasal dari batuan membentuk vein.
4. Metamorphic Processes
Proses metamorfosa diakibatkan oleh dua faktor utama yaitu Tekanan dan
Temperatur (P dan T). Panas dari intrusi magma adalah sumber utama yang menyebabkan
metamorfosa. Tekanan terjadi diakibatkan oleh beban perlapisan diatas (lithostatic
pressure) atau tekanan diferensial sebagai hasil berbagai stress misalnya tektonik stress
(differential stress). Fluida yang berasal dari batuan sedimen dan magma dapat
mempercepat reaksi kima yang berlangsung pada saat proses metamorfosa yang dapat
menyebabkan pembentukan mineral baru. Jenis-jenis metamorfosa ada 2 :
1. Metamorfosa Lokal
a. Metamorfisme Kontak/thermal : Panas tubuh batuan intrusi yang diteruskan ke batuan
sekitarnya, mengakibatkan metamorfosa kontak dengan tekanan berkisar antara 1000 –
3000 atm dan temperatur 300 – 8000C. Pada metamorfisme kontak, batuan sekitarnya
berubah menjadi hornfels atau hornstone (batutanduk). Susunan batu tanduk itu sama
sekali tergantung pada batuan sediment asalnya (batulempung) dan tidak tergantung pada
jenis batuan beku di sekitarnya. Pada tipe metamorfosa lokal ini, yang paling berpengaruh
adalah faktor suhu disamping faktor tekanan, sehingga struktur metamorfosa yang khas
adalah non foliasi, antara lain hornfels itu sendiri.
5
b. Metamorfisme dislokasi/dinamik/kataklastik : Batuan ini dijumpai pada daerah yang
mengalami dislokasi, seperti di sekitar sesar. Pergerakan antar blok batuan akibat sesar
memungkinkan akan menghasilkan breksi sesar dan batuan metamorfik dinamik.
2. Metamorfosa Regional
a. Metamorfisme Regional Dinamotermal : Metamorfosa regional terjadi pada daerah
luas akibat orogenesis. Pada proses ini pengaruh suhu dan tekanan berjalan bersama-
sama.Tekanan yang terjadi di daerah tersebut berkisar sekitar 2000 – 13.000 bars ( 1 bar =
10 6 dyne/cm2), dan temperatur berkisar antara 200 – 8000 C.
b. Metamorfisme Beban : Metomorfisme regional yang terjadi jika batuan terbebani
oleh sedimen yang tebal di atasnya. Tekanan mempunyai peranan yang penting daripada
suhu. Metamorfisme ini umumnya tidak disertai oleh deformasi ataupun perlipatan
sebagaimana pada metamorfisme dinamotermal. Metamorfisme regional beban, tidak
berkaitan dengan kegiatan orogenesa ataupun intrusi magma. Temperatur pada
metamorfisma beban lebih rendah daripada metamorfisme dinamotermal, berkisar antara
400 – 450 oC. gerak-gerak penetrasi yang menghasilkan skistositas hanya aktif secara
setempat, jika tidak, biasanya tidak hadir.
c. Metamorfisme Lantai Samudera : Batuan penyusunnya merupakan material baru
yang dimulai pembentukannya di punggungan tengah samudera. Perubahan mineralogy
dikenal juga metamorfisme hidrotermal . Dalam hal ini larutan panas (gas) memanasi
retakan-retakan batuan dan menyebabkan perubahan mineralogi batuan sekitarnya.
Metamorfisme semacam ini melibatkan adanya penambahan unsur dalam batuan yang
dibawa oleh larutan panas dan lebih dikenal dengan metasomatisme.
Gambar 3. Diagram sederhana ilustrasi hubungan dari batuan metamorf dengan material induk
6
5.Volcanic Exhalative
Exhalations dari larutan hydrothermal pada permukaan, yang terjadi pada kondisi
bawah permukaan air laut dan umumnya menghasilkan tubuh bijih yang berbentuk
stratiform.
Ekshalasi dibagi menjadi : fumarol (terutama terdiri dari uap air H2O), solfatar (berbentuk
gas SO2), mofette (berbentuk gas CO2), saffroni (berbentuk baron). Bentuk (komposisi
kimia) dari mata air panas adalah air klorida, air sulfat, air karbonat, air silikat, air nitrat,
dan air fosfat.
Gambar 4. Deposit Mineral Sulfida akibat proses Volcanic Exhalative
B.Proses External (eksogen)
Proses external adalah suatu proses dimana terbentuknya endapan endapan mineral
yang dipengaruhi faktor eksogen seperti proses weathering, inorganic sedimentasion, dan
organic sedimentation disebut dengan endapan sekunder, membentuk endapan plaser,
residual, supergene enrichment, evaporasi/presipitasi, mineral-energi (minyak&gas bumi
dan batubara dan gambut).
eksternal atau eksogen pembentukan endapan mineral yaitu meliputi:
1. Mechanica Accumulation
Cebakan Mineral yang terbentuk oleh konsentrasi mekanik dari mineral bijih dan
pemecahan dari residu. Proses pemilahan yang mana menyangkut pengendapan tergantung
oleh besar butir dan berat jenis disebut sebagai endapan plaser. Mineral plaser terpenting
7
adalah Pt, Au, kasiterit, magnetit, monasit, ilmenit, zirkon, intan, garnet, tantalum, rutil,
dsb.
Berdasarkan tempat dimana diendapkan, plaser atau mineral letakan dapat dibagi menjadi :
1. Plaser aluvium, diketemukan dekat atau sekitar sumber mineral bijih primer. Mereka
terbentuk dari hanya sedikit perjalanan residu (goresan), material mengalami pelapukan
setelah pencucian. Sebagai contoh endapan platina di Urals.
2. Plaser aluvium, ini merupakan endapan plaser terpenting. Terbentuk di sungai bergerak
kontinu oleh air, pemisahan tempat karena berat jenis, mineral bijih yang berat akan
bergerak ke bawah sungai. Intensitas pengayaan akan didapat kalau kecepatan aliran
menurun, seperti di sebelah dalam meander, di kuala sungai dsb. Contoh endapan tipe
ini adalah Sn di Bangka dan Belitung. Au-plaser di California.
3. Plaser laut/pantai, endapan ini terbentuk oleh karen aktivitas gelombang memukul
pantai dan mengabrasi dan mencuci pasir pantai. Mineral yang umum di sini adalah
ilmenit, magnetit, monasit, rutil, zirkon, dan intan, tergantung dari batuan terabrasi.
4. Fossil plaser, merupakan endapan primer purba yang telah mengalami pembatuan dan
kadang-kadang termetamorfkan. Sebagai contoh endapan ini adalah Proterozoikum
Witwatersand, Afrika Selatan, merupakan daerah emas terbesar di dunia, produksinya
lebih 1/3 dunia. Emas dan uranium terjadi dalam beberapa lapisan konglomerat.
Mineralisasi menyebar sepanjang 250 km. Tambang terdalam di dunia sampai 3000
meter, ini dimungkinkan karena gradien geotermis disana sekitar 10 per 130 meter.
2. Sedimentary Precipitates
Presipitasi adalah proses reaksi terbentuknya padatan (endapan) di dalam sebuah
larutan sebagai hasil dari reaksi kimia tanpa bantuan organism biologi. Presipitasi ini
biasanya terbentuk ketika konsentrasi ion yang larut telah mencapai batas kelarutan dan
hasilnya adalah membentuk garam. Beberapa mineral terbentuk pada cekungan
pengendapan oleh proses kimia atau biokimia ini. Material tersebut disebut material
intrabasinal, yang bisa berupa mineral silikat maupun nonsilikat. Batuan sedimen yang
terbentuk dihasilkan dari proses presipitasi/kristalisasi larutan di dalam cekungan
pengendapan. Proses ini mengahsilkan batuan sedimen nonsiliklastik. Contoh mineralnya
adalah mineral karbonat, rijang, min. mengandung besi, evaporit, dan fosforit.
8
3. Residual Processes
Residual processes 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 Pelarutan (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.
4. Supergene Enrichment
Pelindian (leaching) elemen-elemen tertentu dari bagian atas suatu endapan mineral
dan kemudian mengalami presipitasi pada kedalaman menghasilkan endapan dengan
konsentrasi yang lebih tinggi.
Supergene enrichment terjadi relatif di dekat permukaan. Proses supergene di
dominasi oleh sirkulasi air meteorit yang diiringi oleh oksidasi dan pelapukan kimiawi.
Proses supergene enrichment terjadi pada kondisi atmosferik dengan suhu 25°C. Mineral
sulfida adalah mineral yang paling sering mengalami supergene enrichment.
9
Zona Supergene dapat terbagi menjadi enam bagian yang berbeda bedasarkan
kedalamannya, yaitu
Gossan cap, lapisan kaya mineral besi, menindikasikan adanya
cadangan mineral pada lapisan bawah mneral
Leached zone, lapisan dimana terdapat air bawah tanah yang
mengandung oksigen dan karbon dioksida
Oxidated zone, lapisan dimana mineral mengalami oksidasi
Water table, lapisan peralihan antara lingkungan oksidasi dan
reduksi
Enriched zone, lapisan dimana mineral mengalami reduksi
Primary zone, lapisan dimana dapat ditemukan mineral primer
Gambar 5 Mineral Vein
10
Sumber Gambar
Pic 1 : http://www.geologycafe.com/class/chapter5.html
Pic 2 : www.marshallhydrothermal.com
Pic 3 : http://www.geologycafe.com/class/chapter8.html
Pic 4 : http://en.wikipedia.org/wiki/Volcanogenic_massive_sulfide_ore_deposit
Pic 5 : http://en.wikipedia.org/wiki/Supergene_(geology)
11