bab 3 perlatan penelitian, rencana kegiatan dan anggaran biaya

BAB IV
ALTERASI HIDROTERMAL
4.1.
Tinjauan umum
Ubahan Hidrothermal merupakan proses yang kompleks, meliputi
perubahan secara mineralogi, kimia dan tekstur yang dihasilkan dari interaksi
larutan hidrotermal dengan batuan yang dilaluinya pada kondisi kimia-fisika
tertentu. Perubahan ini lah yang kemudian menghasilkan kehadiran beberapa
mineral baru. Kehadiran mineral tersebut dapat terjadi melalui beberapa cara,
yaitu pengendapan langsung dari larutan pada rongga, pori, retakan membentuk
urat, penggantian pada mineral primer batuan guna mencapai keseimbangan pada
kondisi dan lingkungan yang baru; pelarutan dari mineral primer batuan; dan
pelemparan akibat arus turbulen dari zona didih (Browne, 1991 op. cit. Corbett
dan Leach, 1997).
Beberapa hal yang menjadi faktor yang mempengaruhi pembentukan
mineral dalam sistem hidrotermal meliputi:
Karakter batuan samping, karakter fluida (Eh, pH), kondisi tekanan
maupun temperatur pada saat reaksi berlangsung (Guilbert dan Park,
1986).
Konsentrasi serta lamanya aktivitas hidrotermal (Browne, 1991 op. cit.
Corbett dan Leach, 1997).
Temperatur dan kimia fluida (Corbett dan Leach, 1997).
Berdasarkan suhu pembentukannya, sistem hidrotermal dibagi menjadi
tiga model, yaitu hipotermal, mesotermal dan epitermal. Hipotermal merupakan
endapan hidrotermal yang terbentuk pada tekanan dan temperatur tinggi.
Temperatur pembentukannya berkisar antara 300o-500o. Sedangkan mesotermal
terbentuk pada temperatur dan tekanan menengah, mempunyai kisaran 200o300oC (Lindgren, 1922 op. cit. Corbett dan Leach, 1997). Dan yang terakhir,
70
epitermal terbentuk pada suhu dan tekanan rendah dengan kisaran suhu 150oC –
300oC dengan kedalaman 1-2 km (Hayba dkk., 1985 op. cit. Corbett dan Leach,
1997).
Reaksi hidrotermal pada fase tertentu akan menghasilkan kumpulan
mineral tertentu tergantung dari temperatur dan pH fluida dan disebut sebagai
himpunan mineral (Guilbert dan Park, 1986) sehingga dengan munculnya mineral
alterasi tertentu akan menunjukkan komposisi pH larutan dan temperatur fluida
(Reyes, 1990 op. cit.Corbett dan Leach, 1997).
Morisson
dkk.,
(1998)
mengemukakan
adanya
mineral-mineral
hidrotermal petunjuk temperatur, di mana mineral tersebut merupakan mineral
dasar yang terbentuk dari hasil alterasi batuan pada kondisi asam – pH netral
(Tabel 4.1).
Tabel 4.1 Mineral Alterasi penunjuk temperatur (Morisson dkk., 1998)
71
Berdasarkan hubungan antara temperatur dan pH larutan, Corbett dan
Leach (1997) telah membuat zona alterasi yang ditunjukkan oleh himpunan
mineral tertentu dan tipe mineralisasinya (Gambar 4.1).
Gambar 4.1 Himpunan mineral alterasi dalam sistem porfiri hingga ephithermal (Corbett dan
Leach, 1997)
72
4.2.
Metode dan Pendekatan
Dalam studi alterasi, pengenalan akan hadirnya mineral alterasi sebagai
dasar dalam menentukan zonasi alterasi sangatlah penting. Beberapa metoda dan
pendekatan dilakukan untuk mendukung studi alterasi tersebut, antara lain melalui
pengamatan secara megaskopis dan analisa petrografi.
4.2.1. Pengamatan Megaskopis
Metode yang pertama kali dilakukan dalam mengidentifikasikan kondisi
alterasi suatu batuan adalah dengan menggunakan pengamatan megaskopis.
Pengamatan megaskopis biasanya dilakukan di lapangan terhadap perubahanperubahan yang terjadi pada batuan. Karakteristik yang dapat diamati secara
megaskopis meliputi perubahan warna batuan, tekstur asal batuan dan kehadiran
mineral alterasi.
Pengambilan data alterasi dilakukan bersamaan dengan proses pemetaan
litologi di daerah penelitian. Pengamatan alterasi dilakukan pada berbagai sampel
yang diduga mengalami alterasi. Pengamatan alterasi terbatas pada kenampakan
sampel yang dapat dilihat dengan mata telanjang.
4.2.2. Pengamatan Petrografis
Pengamatan petrografis merupakan pengamatan yang dilakukan dengan
alat bantú mikroskop yang bertujuan untuk mengidentifikasi karakteristik suatu
batuan termasuk kehadiran mineral alterasi berdasarkan sifat optik mineral.
Pengamatan alterasi dilakukan untuk mengidentifikasi karakteristik alterasi yang
tidak bisa diamati dengan menggunakan pengamatan megaskopis.
Pengamatan petrografis dilakukan terhadap beberapa sampel terpilih yang
dianggap mewakili kondisi alterasi daerah penelitian. Beberapa hal yang diamati
dalam pengamatan petrografis meliputi kehadiran mineral alterasi, asosiasi
mineral, tekstur khusus alterasi serta paragenesa mineral.
73
4.3.
Asosiasi Mineral Alterasi
Pembagian tipe alterasi dilakukan berdasarkan asosiasi mineral alterasi
yang teramati. Berdasarkan pengamatan megaskopis dan petrografis yang
dilakukan pada beberapa sampel batuan, serta mengacu pada klasifikasi Corbett
dan Leach (1997), maka ubahan hidrotermal di daerah penelitian dapat
dikelompokan menjadi empat asosiasi mineral alterasi, yaitu kuarsa-piropilit,
kuarsa-serisit-klorit, biotit-plagioklas dan kuarsa-klorit-epidot-kalsit±aktinolit
(Lampiran E. Peta Alterasi).
4.3.1. Kuarsa-serisit-piropilit
Asosiasi mineral alterasi yang hadir dalam zona ini adalah kuarsa dan
piropilit. Berdasarkan pengamatan petrografis, kuarsa sekunder hadir sebagai
mikrokristalin kuarsa yang mengisi urat, rongga antar mineral dan menggantikan
mineral sebagian atau keseluruhan. Kuarsa sekunder hadir dengan persentasi 28% dari keseluruhan material penyusun batuan. Serisit hadir sebagai mineral
ubahan berukuran halus yang mengisi rekahan, rongga antar mineral dan
mengubah bagian tepi dari mineral. Mineral ini umumnya hadir mengubah massa
dasar pada batuan beku dan matriks pada batuan sedimen. Mineral ini juga
mengubah mineral primer seperti plagioklas dan k-feldspar. Kelimpahan mineral
ini sangat bervariasi berkisar antara 2 – 10% dari keseluruhan material penyusun
batuan. Piropilit dominan hadir sebagai mineral ubahan pada matriks dan sebagian
kecil hadir mengubah mineral primer. Piropilit hadir dengan persentasi sekitar 5%
dari keseluruhan material penyusun batuan.
74
Foto 4.1 Sampel batuan yang mengalami alterasi kuarsa-serisit-piropilit (HC_05).. (foto kiri) sampel arkosic arenite yang telah mengalami alterasi. Warna kehijauan
merupakan mineral klorit yang hadir meng-overprint kuarsa-piropilit. Umumnya ubahan ini telah di-overprint oleh kuarsa-klorit-serisit. Pirit hadir diseminasi dengan
jumlah yang melimpah. (foto kanan atas) sayatan tipis nikol sejajar. (foto kanan bawah) sayatan tipis nikol bersilang. Piropilit (D4) terlihat dikelilingi oleh mineral
klorit-kuarsa dan dipotong oleh mineral opak/pirit (E4) (lampiran A3).
75
Tabel 4.2 Perajahan temperatur untuk zona kuarsa-serisit±piropilit. Tabel ini menunjukkan bahwa
asosiasi mineral ini terbentuk pada suhu 280o – 340o C.
Berdasarkan perajahan temperatur, didapat bahwa zona ini terbentuk pada
temperatur 280o – 340o C dengan pH asam. Berdasarkan asosiasi mineral
ubahannya, zona ini dapat disebandingkan dengan zona ubahan filik (Corbett dan
Leach, 1997).
Zona ini umumnya hadir di Satuan Breksi Polimik. Namun seluruh alterasi
ini telah di-overprint oleh kuarsa-klorit-serisit (Lampiran E. Peta Alterasi).
4.3.2. Kuarsa-serisit-klorit
Asosiasi mineral alterasi yang hadir adalah kuarsa, serisit dan klorit.
Berdasarkan pengamatan petrografis, serisit hadir sebagai mineral ubahan
berukuran halus yang mengisi rekahan, rongga antar mineral dan mengubah
bagian tepi dari mineral. Mineral ini umumnya hadir mengubah massa dasar pada
batuan beku dan matriks pada batuan sedimen. Mineral ini juga mengubah
mineral primer seperti plagioklas dan k-feldspar. Kelimpahan mineral ini sangat
bervariasi berkisar antara 2 – 28% dari keseluruhan material penyusun batuan.
Kuarsa sekunder hadir sebagai mikrokristalin kuarsa yang mengisi urat, rongga
antar mineral dan menggantikan mineral sebagian atau keseluruhan. Kuarsa
sekunder hadir dengan persentasi 2-8% dari keseluruhan material penyusun
batuan.
76
Foto 4.2 Sampel batuan yang mengalami alterasi kuarsa-klorit-serisit (HF_02). (Foto kiri) Sampel batuan granodiorit yang teralterasi. Batuan ini mengalami alterasi
dengan intensitas sedang-lemah. (Foto kanan atas) Sayatan tipis nikol sejajar. (foto kanan bawah) Sayatan tipis nikol bersilang. Sayatan ini menunjukkan asosiasi
mineral kuarsa-serisit-pirit (E2-E5 hingga G3-G5) yang mengisi rongga antar mineral (Lampiran A6).
77
Tabel 4.3 Perajahan temperatur untuk kuarsa-serisit-klorit. Tabel ini menunjukkan bahwa asosiasi
mineral ini terbentuk pada suhu 280o – 320o C.
Berdasarkan perajahan temperatur, didapat bahwa zona ini terbentuk pada
temperatur 280o – 320o C dengan pH netral-asam. Berdasarkan asosiasi mineral
ubahannya, zona ini dapat disebandingkan dengan zona ubahan filik (Corbett dan
Leach, 1997).
4.3.3. Kuarsa-biotit-plagioklas
Asosiasi mineral alterasi yang umum hadir dalam zona ini adalah biotit
dan kuarsa. Berdasarkan pengamatan petrografis, Secara umum biotit hadir
mengubah hornblenda dan piroksen. Kehadiran asosiasi mineral ini tidak tampak
jelas teramati karena hampir seluruhnya mengalami overprint oleh klorit-epidot.
Namum tanda-tanda kehadiran mineral ini masih bisa teramati. Asosiasi mineral
ini umumnya ditemukan di batuan Andesit (Lampiran E. Peta Alterasi).
Tabel 4.4 Perajahan temperatur untuk kuarsa-biotit-plagioklas. Tabel ini menunjukkan bahwa
asosiasi mineral ini terbentuk pada suhu 300o – 360o C.
Berdasarkan perajahan temperatur, didapat bahwa zona ini terbentuk pada
temperatur 300o – 360o C dengan pH netral. Berdasarkan asosiasi mineral
ubahannya, zona ini dapat disebandingkan dengan zona potasik (Corbett dan
Leach, 1997).
78
Foto 4.2 Sampel batuan yang mengalami alterasi biotit-plagioklas-kuarsa (HH_13). Plagioklas
sekunder (G4) hadir mengubah hornblende.
79
4.3.4. Kuarsa-klorit-epidot±kalsit±aktinolit
Asosiasi mineral alterasi yang umum hadir dalam zona ini adalah kuarsa,
klorit dan epidot. Kalsit dan aktinolit hanya muncul pada beberapa tempat secara
lokal. Berdasarkan pengamatan petrografis, klorit hadir mengisi rongga antar
mineral, urat dan mengubah mineral sebagian atau keseluruhan dari mineral kfeldspar, plagioklas, hornblenda dan piroksen. Klorit hadir dengan persentasi
berkisar antara 2-9% dari keseluruhan material penyusun batuan. Epidot dominan
hadir mengisi urat pada batuan, sebagian hadir diseminasi dengan ukuran mineral
0,02 – 1,5 mm, merupakan mineral ubahan dari plagioklas. Epidot hadir dengan
persentasi berkisar antara 1 – 10%. Kuarsa sekunder hadir sebagai mikrokristalin
kuarsa yang mengisi urat, rongga antar mineral dan menggantikan mineral
sebagian atau keseluruhan. Kuarsa sekunder hadir dengan persentasi 2-8% dari
keseluruhan material penyusun batuan. Kalsit dominan hadir mengisi urat,
sebagian kecil hadir mengisi rongga antar butiran dengan ukuran 0,037 – 0,1 mm.
Kalsit hadir dengan persentasi berkisar antara 2 – 21%. Aktinolit hadir mengisi
urat dengan bentuk menyerupai jarun dan ukuran yang sangat halus. Mineral
ubahan ini hanya muncul pada singkapan Andesit di sekitar Sungai Sontang.
Aktinolit hadir dengan persentasi 3%.
80
Foto 4.4 Sampel batuan yang mengalami alterasi klorit-epidot-kalsit (HH_13). a) Sampel batuan andesit yang teralterasi. Warna hijau pada batuan ditafsirkan sebagai
klorit, sementara urat-urat halus dengan warna hujau muda diperkirakan merupakan epidot b) Sayatan tipis nikol sejajar. c) Sayatan tipis nikol bersilang. Sayatan ini
menunjukkan mineral hornblende yang terubah menjadi klorit (F5-G5). Klorit berasosiasi dengan epidot, yang kemudian dipotong oleh urat epidot.
81
Foto 4.5 Sampel batuan yang mengalami alterasi klorit-epidot-aktinolit (HM_08). a) Sampel batupasir sangat halus pada satuan meta-batupasir. Batuan ini diterobos
oleh urat epidot (hijau terang) dan kalsit (hijau gelap) b) Sayatan tipis nikol sejajar. c) Sayatan tipis nikol bersilang. Sayatan ini menunjukkan suatu urat yang terdiri
dari asosiasi mineral epidot (E2, berwarna gelap/nikol sejajar), kuarsa (F6), klorit (F4) dan aktinolit (G1) (Lampiran A7).
82
Tabel 4.5
Perajahan temperatur untuk zona kuarsa-klorit-epidot-kalsit±aktinolit. Tabel ini
menunjukkan bahwa asosiasi mineral ini terbentuk pada suhu 300o – 320o C.
Berdasarkan perajahan temperatur, didapat bahwa zona ini umumnya
terbentuk pada temperatur 270o – 320oC dengan pH netral-basa. Namun dengan
kehadiran aktinolit secara lokal, pada beberapa tempat, zona ini diperkirakan
terbentuk pada temperatur 300o – 320oC. Berdasarkan asosiasi mineral ubahannya,
zona ini dapat disebandingkan dengan zona ubahan propilitik (Corbett dan Leach,
1997).
4.4.
Paragenesa Mineral
Pengamatan paragenesa mineral yang dilakukan terhadap beberapa sampel
batuan menunjukkan adanya beberapa tahapan alterasi yang terjadi di daerah
penelitian.
Tabel 4.6 Paragenesa mineral alterasi (Lampiran A).
Berdasarkan tabel 4.5 di atas, maka dapat disimpulkan beberapa tahapan
alterasi dan hubungannya dengan litologi yang dilaluinya. Pada granodiorit,
alterasi diawali dengan kemunculan serisit-mineral lempung-klorit-kuarsa. Pada
sampel HQ_04, Urat serisit dan urat epidot-klorit yang memotong serisit-mineral
lempung menunjukkan indikasi bahwa telah terjadi alterasi setelah intrusi
83
granodiorit. Penemuan beberapa andesit dyke di sekitar lokasi pengambilan
sampel mengindikasikan bahwa kemunculan urat serisit dan urat epidot-klorit
dipengaruhi oleh dyke tersebut.
Sedangkan pada sampel HH_13 (Foto 4.4) menunjukkan adanya alterasi
yang diawali dengan kemunculan plagioklas sekunder yang kemudian dioverprint oleh klorit dan epidot. Urat epidot yang muncul mengindikasikan bahwa
ada aktivitas alterasi lanjutan yang disebabkan oleh intrusi setelah andesit.
Tahapan alterasi di daerah penelitian: 1) diawali dengan intrusi
granodiorit, menimbulkan alterasi kuarsa-klorit-serisit pada Granodiorit, Satuan
Meta-batupasir dan Satuan Lava Basalt. Alterasi yang lebih asam menghasilkan
alterasi kuarsa-serisit-piropilit pada Satuan Breksi Polimik dan Arenit 2) Intrusi
Andesit
menimbulkan
alterasi
plagioklas-biotit-kuarsa
dan
kuarsa-klorit-
epidot±kalsit±aktinolit. 3) Di sekitar daerah intrusi andesit, alterasi kuarsa-kloritepidot±kalsit±aktinolit meng-overprint batuan samping yang sebelumnya
mengalami alterasi kuarsa-klorit-serisit. 4) Intrusi batuan selanjutnya (tidak
terlihat
di
peta)
mengalami
alterasi
kuarsa-klorit-epidot±kalsit±aktinolit,
menghasilkan urat-urat epidot pada intrusi andesit (Gambar 4.2).
Gambar 4.2 Tahapan Alterasi Daerah Penelitian. Urut-urutan alterasi pada daerah penelitian
adalah Kuarsa-Klorit-Serisit (warna merah transparan), kemudian Kuarsa-Klorit-Epidot±aktinolit
(warna hijau transparan) dan yang terakhir adalah Kuarsa-Klori-Epidot±aktinolit (warna biru
transparan).
84