METAMORPHISM OF CU-NI SULFIDES ON MAFIC

METAMORPHISM OF CU-NI SULFIDES ON MAFIC-ULTRAMAFIC
INTRUSION
Pendahuluan
Magmatic Sulfida telah menyediakan sekitar 40-90% dari sumber
nikel dunia (Ni) dan sekitar 3% tembaga (Cu). Berdasarkan karakteristik
geologi dan geokimia, deposit magmatic sulfida dapat dibedakan
menjadi 2 grup ; yaitu kaya akan sulfida (sulfida > 5%) dan miskin sulfida
(sulfida <5%). Sejak 1883, beberapa cebakan Ni-Cu-PGE telah diteliti
pada dasar intrusi Sudbury, Canada, yang telah dikenal sebagai
cebakan super-besar Ni-Cu-PGE magmatic didunia. Total metal yang
dihasilkan Ni,Cu, dan PGE di cebakan Sudbury sekitar 1978 juta ton,
1780 juta ton, dan 1933 ton. Dengan menggunakan model Sudbury,
geologis seluruh dunia mencoba mencari cebakan Ni-Cu lainnya pada
intrusi yang besar, seperti di Bushveld dan great dyke di Afrika, Duluth
dan Stillwater di Amerika Utara, dan Skaergaard di Greendland.
Bagaimanapun, yang mereka temukan adalah cebakan dengan miskin
sulfida. Secara jelas, beberapa cebakan super-large Ni-Cu kaya sulfida
ditemukan pada intrusi mafic-ultramafic kecil, seperti yang ditemukan di
Jinchuan (Gansu Province, China), the Noril’sk dan Pechenga (Rusia),
Uitkomst (Afrika Selatan).
METAMORPHISM
Metamorfisme adalah proses reaksi rekristalisasi di dalam kerak
bumi pada kedalaman antara (3-20 km) yang pada keseluruhannya atau
sebagian besar terjadi dalam keadaan padat, yakni tanpa melalui fase
cair sehingga terbentuk struktur dan mineral yang baru, akibat dari
pengaruh temperatur (T) dan dari tekanan (P) yang tinggi. Sedangkan
menurut H.G.F. Winkler (1976) proses metamorfosa adalah suatu proses
yang mengubah mineral pada suatu batuan dalam fase padat karena
suatu pengaruh atau response terhadap kondisi fisika dan juga kimia di
dalam kerak bumi, dimana pada kondisi fisika, dan kimia tersebut
berbeda dengan kondisi yang sebelumnya. Proses-proses tersebut tidak
termasuk pelapukan (H.M. Munir, 1995).
Perbedaan jenis metamorfisme mencerminkan perbedaan tingkat atau
derajat kedua prose situ. Adapun metamorfisme dibagi menjadi 4
berdasarkan penyebab utamanya yaitu bisa akibat suhu dan atau
tekanan tinggi:
1.
Metamorfisme Kataklastik (Cataclastic metamorphism)
2.
Metamorfisme Kontak (Contact metamorphism)
3.
Metamorfisme Timbunan (Burial metamorphism)
4.
Metamorfisme Regional (Regional metamorphism)
Metamorfisme Kontak (Contact metamorphism)
Metamorfisme kontak terjadi akibat adanya intrusi tubuh magma
panas pada batuan yang dingin dalam kerak bumi. Akibat kenaikan
suhu, maka rekristalisasi kimia memegang peran utama. Sedangkan
deformasi mekanik sangat kecil, bahkan tidak ada, karena stress
disekitar magma relatif homogen. Batuan yang terkena intrusi akan
mengalami pemanasan dan termetamorfosa, membentuk suatu lapisan
di sekitar intrusi yang dinamakan aureole metamorphic (batuan ubahan).
Tebal lapisan tersebut tergantung pada besarnya tubuh intrusi dan
kandungan H2O di dalam batuan yang diterobosnya. Misalkan pada
korok ataupun sill yang seharusnya terbentuk lapisan setebal beberapa
meter hanya akan terbentuk beberapa centimeter saja tebalnya apabila
tanpa H2O. Batuan metamorf yang terjadi sangat keras terdiri dari
mineral yang seragam dan halus yang saling mengunci (interlocking),
dinamakan Hornfels.
Pada intrusi berskala besar, bergaris tengah sampai ribuan meter
menghasilkan energy panas yang jauh lebih besar, dan dapat
mengandung H2O yang sangat banyak. Aureol yang terbentuk dapat
sampai ratusan meter tebalnya dan berbutir kasar. Di dalam lapisan
yang tebal yang sudah dilalui cairan ini, terjadi zonasi himpunan mineral
yang konsentris. Zona ini mencirikan kisaran suhu tertentu. Dekat intrusi
dimana suhu sangat tinggi dijumpai mineral bersifat anhidrous seperti
garnet dan piroksen. Kemudian mineral bersifat hidrous seperti amphibol
dan epidot. Selanjutnya mika dan klorit.Tektur dari zonasi tersebut
tergantung pada komposisi kimia batuan yang diterobosnya, cairan yang
melaluinya serta suhu dan tekanan.
Metamorfosa Dasar Samudera (metamorfisme mafic/ultramafic)
Metamorfosa ini terjadi akibat adanya perubahan pada kerak
samudera di sekitar punggungan tengah samudera (mid oceanic ridges).
Batuan metamorf yang dihasilkan umumnya berkomposisi basa dan
ultrabasa. Adanya pemanasan air laut menyebabkan mudah terjadinya
reaksi kimia antara batuan dan air laut tersebut. Merupakan tipe
metamorfisme tingkat rendah Metamorfisme ini lebih banyak
dipengaruhi oleh gradien geothermal yang tinggi (aliran panas tinggi)
pada daerah pemekaran samudera.Batuan yang berasal dari kerak
samudera dan mantel tersusun oleh batuan beku basaltik dan
ultramafik, dan jika termetamorfosis akan terubah menjadi fasies
zeolit,fasies
gneiss,schist, epidot-amfibolit, amfibolit. Contoh :
metabasalt, greenstone, metagabro dan serpentinite
Batuan penyusun lantai samudra merupakan material baru yang
dimulai pembekuannya di Punggungan Tengah Samudra. Pembentukan
ofiolit selama proses pemekaran lantai samudra disertai dengan
perputaran fluida panas. Perubahan hidrotermal terjadi pada kerak
tersebut. Perubahan meniralogi tersebut dikenal juga metamorfisme
hidrotermal (Coomb, 1961). Dalam hal ini larutan panas (+ gas)
memanasi retakan-retakan batuan dan menyebabkan perubahan
meniralogy batuan sekitarnya. Metamorfisme semacam ini melibatkan
adanya penambahan unsure dalam batuan ubahan yang dibawa oleh
larutan panas dan lebih dikenal dengan metasomatisme.
TIGA FAKTOR YANG PALING PENTING BAGI PEMBENTUKAN
DEPOSIT MAGMATIK SULFIDA BESAR ADALAH:
(1) volume besar mantel yang diturunkan magma mafik-ultrabasa yang
berpartisipasi dalam pembentukan deposit
(2) kristalisasi fraksional dan kontaminasi kerak, terutama masukan dari
belerang dari batuan kerak, sehingga sulfida mengalami pemisahan;
(3) konsentrasi sulfida dalam intrusi
Deposit magmatik Ni-Cu sulfida di seluruh dunia telah ditemukan
di intrusi mafik-ultrabasa kecil, kecuali di deposit Sudbury. Studi dalam
dekade terakhir menunjukkan bahwa intrusi deposito magmatik sulfida
besar terjadi pada saluran magma, seperti di China, termasuk Jinchuan
(Gansu), Yangliuping (Sichuan), Kalatongke (Xinjiang), dan Hongqiling
(Jilin) . Saluran magma sistem magma terbuka menyediakan lingkungan
yang sempurna untuk konsentrasi luas mencair sulfida bercampur, yang
telah ditemukan dapat terjadi di sepanjang daerah dengan patahan
relatif dalam. Asal banyak magma mantel yang diturunkan sangat erat
kaitannya dengan mantle-plum, perpecahan intracontinental, atau
ekstensi pasca-tumbukan. Konsentrasi nilai dari bijih sulfida juga terkait
dengan sifat magma induk, rasio antara magma silikat dan bercampur
sulfida meleleh, reaksi antara lelehan sulfida dan magma silikat, dan
pencairan fraksinasi sulfida. Hubungan bidang intrusi bijih-bantalan dan
tubuh bijih sulfida dikendalikan oleh sifat geologi dari batuan dinding.
ENDAPAN YANG BERHUBUNGAN DENGAN BATUAN BEKU
ULTRAMAFIK-MAFIK
Endapan ini terbentuk sepanjang proses fractional crystallization of
magma. Endapan segregrasi magma : semua endapan yang terbentuk
melalui kristalisasi langsung dari magma. Biasanya terbentuk langsung
pada dapur magma atau berupa tubuh intrusi yang dalam dan mungkin
juga extrusive flows. Mineral bijih dapat terkonsentrasi melalui proses
gravity settling, liquid immiscibility atau melalui tekanan (filter pressing).
Logam yang umum ditemukan pada batuan ultramafik : chromite,
ilmenite, apatite, diamond, nickel, copper dan PGE. Logam yang
berasosiasi dengan batuan beku intermediate antara lain magnetit,
hematite, dan beberapa mineral aksesories antara lain zircon, monazite,
uraninite dan cassiterite.
CONTOH ENDAPAN HASIL INTRUSI MAFIC-ULTRAMAFIC
Layered Mafic Intrusions Tipe Sudbury
Merupakan kompleks intrusi yang besar (60 x 27 km). Terdiri dari
augite-norite (lower zone), quartz-gabbro (middle zone) dan granophyre
(felsic hypabissal; upperzone). Bijih Nikel Sulfida terendapkan sebagai
produk dari immiscible silicate-sulfida. Tubuh bijih bergradasi menuju
massive ke arah bawah. Mineral bijih utama; pyrrothite (Fe1-xS),
petlandite (Fe,Ni)9S8, dan chalcopyrite (CuFeS2). Mineral magnetite
(Fe3O4) umumnya muncul intergrown dengan mineral-mineral sulfida.
A. disseminated
sulphides,
B. matrix-textured
sulphides,
C. massive sulphides,
D. sulphide breccia
Layered Mafic
Intrusions Tipe
Bushveld
Merupakan 98%
dari total sumberdaya
chromite dunia. Rumus umum mineral: (Mg,Fe2+)(Cr,Al,Fe3+)2O4 dan
mengandung 15 s/d 60 wt% Cr2O3 dengan kandungan kecil nikel,
titanium, seng, cobalt dan manganese. Merupakan chromite stratiform
(sebagai lapisan tipis dengan ketebalan beberapa cm s/d 2 meter). Total
lapisan yang mengandung chromite adalah 29 lapisan. Di atas lapisan
ini terdapat lapisan pembawa pembawa platinum. Di dekat permukaan
terendapkan lapisan magnetite. Bijih nikel memiliki kadar yang lebih
rendah daripada Sudburry type, tetapi menjadi ekonomis karena
berasosiasi dengan Cu + PGE.
Stratigrafi Tipe bushvile
Layered Mafic Intrusions Tipe Great Dyke (Zimbabwe)
Merupakan dyke-like intrusions. Tubuh intrusi ; 480 km (panjang)
dan lebar sekitar 5,8 km. Intrusi dyke (yang merupakan sekuen dari
batuan ultramafik) menerobos batuan samping berupa granit. Komoditi
utama adalah chromite. Layer-layer yang mengandung chromite
terdapat di sepanjang intrusi dengan individual layer muncul dengan
ketebalan berkisar dari 5 cm s/d 1 meter.
DAFTAR PUSTAKA
Song, Xieyan. Dkk. 2011. Magmatic Ni-Cu-(PGE) deposits in magma plumbing
systems: Features, formation and exploration. China : China University of
Geosciences (Beijing).
Anonim. ENDAPAN MAGMATIK CAIR. Materi perkuliahan TE3111 - Genesa Bahan
Galian. Prodi Teknik Pertambangan, FTTM-ITB
METAMORPHISM OF CU-NI
SULFIDES ON MAFICULTRAMAFIC INTRUSION
MAKALAH
Sebagai tugas mata kuliah Geologi Sumberdaya Mineral
Oleh :
Karel Paulo Kagan 270110120067
Hanif Dinul Islam 270110120068
Rifki Muhammad Fauzi 270110120069
Tyas Audi 270110120167
Geologi D
FAKULTAS TEKNIK GEOLOGI
UNIVERSITAS PADJAJARAN
2014