A.
Liquid
Magmatic Phase (Fase Magmatik Cair)
Liquid magmatic
phase atau fase magmatic cair adalah suatu fase pembentukan mineral, dimana
mineral terbentuk langsung pada magma (differensiasi magma), misalnya dengan cara
gravitational settling. Mineral yang banyak terbentuk dengan cara ini adalah
kromit, titamagnetit, dan petlandit. Fase magmatik cair ini dapat dibagi menjadi disseminasi, segregasi, dan injeksi.
1.
Disseminasi
Kristalisasi sederhana tanpa konsentrasi
(disseminasi), terjadi pada magma dalam
yang kemudian akan menghasilkan batuan beku granular, dimana kristal yang
terbentuk di awal akan tersebar
seluruhnya,. Bentuk endapan yang dihasilkan seperti dike, pipa atau stock.
Contoh dari endapan ini adalah cebakan
intan di Africa Selatan didapat pada batuan ultrabasa yang disebut kimberlite.
Intan ini dianggap sebagai Phenocryst (kristal-kristal
besar yang mengkrital dalam magma yang dalam sekali yang kemudian terangkat
bersama magma). Contoh lainnya adalah cebakan
korundum dalam batuan
nepheline syenit di Ontaria, Canada.
2.
Segregasi
Konsentrasi awal magma dari hasil diferensiasi
mengalami pemisahan karena tenggelamnya kristal berat yang terbentuk ke bagian
bawah magma chamber, seperti yang terjadi pada chromite. Mineral yang terbentuk
tidak tersebar merata, tetapi hanya kurang terkonsentrasi di dalam batuan. Contoh
dari endapan ini antara lain besi, aluminium, chromium, titanium, & Copper.
Ciri-cirinya endapan ini antara
lain memiliki hubungan yang jelas dengan
magma, endapan terdapat dalam lingkungan intrusi,- dan teksturnya
menunjukkan pseudootrasigra.
3.
Injeksi
Mineral bijih terkonsentrasi oleh diferensiasi
kristalisasi lebih awal atau berbarengan dengan batuan yang berasosiasi dengan
mineral silika. Mineral bijih tersebut diinjeksikan ke dalam batuan sekitarnya,
sebagai mush kristal oksida yang fluidanya dari residual magma. Contoh dari endapan
ini antara lain Titaniferous magnetite dike, Magnetite,
ilmenite, dan platinum pipes
Ciri-ciri endapan ini antara
lain adanya fragmen-fragmen batuan di dalamnya, terdapat dike atau badan
intrusi yang lain di dalam batuan aslinya, serta terjadi metamorphose pada
dinding batuan.
Gambar
1. Gambar Skematik Proses Diferensiasi Magma
pada Fase Magmatik Cair
Keterangan
untuk Gambar :
1. Vesiculation
Magma
yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), karbon dioksida (CO2),
sulfur dioksida (SO2), sulfur (S) dan klorin (Cl). Pada saat magma naik
kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada
air soda. Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang
lebih volatile seperti sodium dan potasium.
2. Diffusion
Pada
proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan
yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses
diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain.
Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma
diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana
magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari
dinding reservoar.
3. Flotation
Kristal-kristal
ringan yang mengandung sodium dan potasium cenderung untuk memperkaya magma
yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur sodium dan potasium.
4. Gravitational
Settling
Mineral-mineral
berat yang mengandung kalsium, magnesium dan besi, cenderung memperkaya
resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur
tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk
perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih
berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan
mineral-mineral silikat yang lebih ringan.
5. Assimilation
of Wall Rock
Selama
emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan
magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam
magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan sodium,
potasium dan silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika
batuan dinding kaya akan kalsium, magnesium dan besi, magma akan berubah
menjadi berkomposisi gabroik.
6. Thick
Horizontal Sill
Secara
umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku
karena kontak dengan dinding reservoirl Jika bagian sebelah dalam memebeku,
terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang
lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.
B.
Pegmatic
Phase (Fase Pegmatik)
Pegmatit adalah batuan beku yang
terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai akibat kristalisasi pada magmatik
awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan residual yang mobile akan
terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai dyke, sill, dan
stockwork.
1. Dike
Dalam
ilmu geologi, dike adalah suatu jenis intrusi batuan beku berbentuk lembar yang
mengenai lapisan tanah dan memotong secara bersebrangan. Bentuknya tabular,
sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong struktur (perlapisan) batuan
yang diterobosnya. Kadang-kadang kontak hampir sejajar tapi perbandingan antara
panjang dan lebar tidak sebanding.
2. Sill
Sill,
adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan
batuan yang diterobosnya dengan ketebalan dari beberapa mm sampai beberapa
kilometer. Penyebaran ke arah lateral sangat luas sedangkan penyebaran ke arah
vertikal sangat kecil. Berbentuk tabular dan sisi-sisinya sejajar.
3.
Stockwork
Stockwork adalah struktur pada endapan mineral yang
berupa vein (urat) yang bentuknya saling potong satu sama lain.
Gambar 2. Penampang Fase
Pegmatitik (Dike, Sill, & Stockwork)
Kristal dari pegmatit akan berukuran
besar, karena tidak adanya kontras tekanan dan temperatur antara magma dengan
batuan disekelilingnya, sehingga pembekuan berjalan dengan lambat.
Mineral-mineral pegmatit antara lain : logam-logam ringan (Li-silikat,
Be-silikat (BeAl-silikat), Al-rich silikat), logam-logam berat (Sn, Au, W, dan
Mo), unsur-unsur jarang (Niobium, Iodium (Y), Ce, Zr, La, Tantalum, Th, U, Ti),
batuan mulia (ruby, sapphire, beryl, topaz, turmalin rose, rose quartz, smoky
quartz, rock crystal).
C.
Pneumatolitik
Phase (Fase Pneumatolitik)
Pneumatolitik
adalah proses reaksi kimia dari gas dan cairan dari magma dalam lingkungan yang
dekat dengan magma. Dari sudut geologi, ini disebut kontak-metamorfisme, karena
adanya gejala kontak antara batuan yang lebih tua dengan magma yang lebih muda.
Mineral kontak ini dapat terjadi bila uap panas dengan temperatur tinggi dari
magma kontak dengan batuan dinding yang reaktif. Mineral-mineral kontak yang
terbentuk antara lain wolastonit (CaSiO3), amphibol, kuarsa, epidot,
garnet, vesuvianit, tremolit, topaz, aktinolit, turmalin, diopsit, dan skarn.
Gejala kontak
metamorfisme tampak dengan adanya perubahan pada tepi batuan beku intrusi dan
terutama pada batuan yang diintrusi, yaitu: baking (pemanggangan) dan hardening
(pengerasan).
Igneous
metamorfisme ialah segala jenis pengubahan
(alterasi) yang berhubungan dengan penerobosan batuan beku. Batuan yang diterobos
oleh masa batuan pada umumnya akan ter-rekristalisasi, terubah (altered), dan
tergantikan (replaced). Perubahan ini disebabkan oleh panas dan fluida-fluida
yang memencar atau diaktifkan oleh terobosan tadi. Oleh karena itu endapan ini
tergolong pada metamorfisme kontak
Berdasarkan
tempat terbentuknya, endapan ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu endapan
greissen dan endapan skarn.
1.
Endapan Greissen
Endapan greissen adalah larutan
sisa magma yang terbentuk di dalam rekahan pada batuan induknya. Pada endapan
ini, muncul mineral aksesoris yang banyak dijumpai, diantaranya topaz,
tourmaline dan flourite. Sedangkan unsur utama pada endapan greissen berupa
timah dan tungsten.
2.
Endapan Skarn
Endapan skarn merupakan larutan sisa magma yang
terbentuk di dalam rekahan pada batuan
samping atau di sekitar batuan intrusi.
.
D.
Hydrothermal
Phase (Fase Hidrothermal)
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 aktifitas hydrothermal, proses pembentukan mineral dapat dibagi
menjadi 2, yaitu cavity filling & metasomatisme.
1.
Cavity Filling
Cavity
filling adalah proses pengisian lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam
batuan oleh larutan hidrothermal. Endapan yang dihasilkan oleh Cavity Filling adalah
sebagai berikut.
a.
Fissure vein
Fissure
vein adalah endapan berbentuk tabular yang terdiri dari satu celah atau lebih.
Jenis endapan ini ada beberapa macam, diantaranya adalah sederhana, gabungan, linked
vein, sheeted vein (ripper creek), dilatation vein, chambered vein, en echelon
vein. Fissure umumnya sangat halus tetapi oleh pergeseran bisa menjadi lebih
besar atau lebar. Perbedaan lapisan batuan mempengaruhi bentuk daripada fissure
yang terjadi. Ini disebabkan oleh sifat-sifat fisik daripada batuan yang
berbeda. Contohnya adalah cebakan tembaga di Montana, dikenal sebagai The Range
Hill of Earth.
b.
Shear zone deposite
Bukaan
yang tipis, berupa lembaran-lembaran pada zona pergeseran memungkinkan
terjadinya pengendapan mineral. Endapan yang terbentuk biasanya tipis-tipis dan
halus. Bukaan ini tidak baik untuk logam-logam non-ferro, tetapi yang banyak adalah
endapan-endapan emas dan perak serta pyrite (Otego, New Zealand). Shear zone, karena
mempunyai bidang bidang kontak yang luas maka sangat penting untuk proses replacement
yang dapat membuat daerah tersebut kaya dengan endapan.
c.
Stock works
Stock
works adalah gabungan dari veinlet yang halus dalam jumlah cukup besar. Jarak
antara veinlet ini tidak terlalu jauh (hanya beberapa inci). Stock work terjadi
karena pembentukan cracks pada waktu pendinginan bagian atas suatu badan
intrusi atau fissure yang tidak teratur karena gaya - gaya tarik dan putar.
Mineralnya berupa logam-logam seperti bijih timah, tembaga, merkuri, seng dan
kobalt.
d.
Saddle rufs
Saddle
rufs terbentuk pada perlipatan batuan yang akan terjadi ruang-ruang antar lapisan
pada bagian yang terlihat (antiklin). Contohnya cebakan emas di Bendigo,
Australia.
e.
Ladden vein
Rekahan
yang terdapat pada dike, yang biasanya sejajar atau hampir sejajar satu sama
lain pada dike, bentuknya seperti tangga atau leader. Biasanya dengan
joint-joint yang terjadi karena tarikan (contraction). Contohnya endapan emas
di Alaska.
f.
Tension crack
felling
Merupakan
retakan pada lipatan biasanya terdapat pada sepanjang bidang lekungan lipatan.
g.
Braccia filling
deposite
Tersusun
dari mineral yang runcing sehingga memungkinkan terbentuknya rongga dan akan terisi
oleh oleh larutan. Contohnya tambang emas di Bull Domingo dekat Lake City
Colorado.
h.
Cavity filling
Umumnya
terjadi pada daerah kapur. Karena kerja dari air permukaan kapur yang
mengandung CO2 sehingga melarutkan lapisan kapur yang terletak sebelah ata
dari permukaan air tanah. Dalam rongga dapat terbentuk mineralisasi sehingga
pengisian di samping dan seterusnya terjadi pelebaran pada rongga-rongga
tersebut. Contohnya endapan seng dan timbal di gua-gua yang terletak di
Wisconsin dan Illionis.
i.
Pore space filling
Pengikisan
oleh larutan hidrotermal ke dalam pori-pori menjadi endapan mineral. Contohnya
terdapat pada pori-pori pasir yang terisi bijih tembaga di Texas.
j.
Vasicular filling
Pengikisan
lubang-lubang sisa gas pada batuan effusive, lava atau pumice, yang menghasilkan
endapan vulkanis. Contohnya pada lubang bekas gas lava basalt di Alaska.
2. Metasomatisme (Repleacement)
Metasomatisme
merupakan proses penggantian unsur-unsur yang telah
ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal yang
diakibatkan oleh pelarutan.
Sesuai dengan temperatur
pembentukannya dan jarak terhadap intrusi magma, menurut Lingren, proses
hidrothermal dapat dibedakan atas lima macam.
1.
Endapan Hypotermal.
Dicirkan dengan pembentukan
urat Vein yang banyak, terletak pada
kedalaman besar, hanya akan muncul jika terjadi erosi yang hebat atau
orogenesa, tejadi pada tempratur 300-400oC,
dan tekanan diatas 1600 atm. Contohnys emas, tembaga timbal,
2.
Endapan Messothermal
Tidak memiliki tourmaline dan
silikat-silikat, kecuali sedikit quartz, kedalaman >10000 feet, suhu 200-300oC
dengan tekanan 400-1600 atm, endapan berasosiasi dengan batuan beku asam, basa
dan dekat dengan permukaan bumi.
Contohnya emas, perak, dan seng.
3.
Endapan Ephitermal
Terletak pada kedalaman 3000-10000
feet, temprature 100ocelcius dengan tekanan 240-800 atm/ Contohnya
tembaga, arsen, calcosite barite ( BaSO4) dan flourite (CaF2)
4.
Endapan Telehetral
Terbentuk oleh larutan yang
bermigrasi jauh dari intrusi magma dan diengaryhu oleh temprature batuan induk.
Endapan telethermal terjadi leh reaksi yang sangat lemah, temprature < 100ocelcius,
tekanan 40-240 atm dengan kedalaman 500-300 feet
5.
Endapan Xenothermal
Larutan dekat dengan permukaan,
dipengaruhi oleh tekanan dan suhu tinggi mengakibatkan rekasi cepat dan endapan
terbentuk secara cepat, memiliki persamaan mineralogy dengan endapan
hypotermal, mesothermal, dan epithermal namun struktur berbeda.
E.
Vulcanic
Phase (Fase vulkanik)
Endapan fase vulkanik merupakan produk akhir dari proses
pembentukkan bijih secara primer. Hasil kegiatan dari
fase vulkanik ini antara lain sebagai berikut.
1.
Aliran lava (Lava
Flow)
Lava flow
adalah magma yang sudah keluar ke permukaan bumi dan mengalir di atas
permukaan.
2.
Ekshalasi
Ekshalasi adalah hasil letusan
gunung api berupa material gas yang terdiri dari gas uap air, karbondioksida,
dan gas belerang. Hasil penguapan yang diakibatkan oleh kegiatan vulkanisme ini
dibagi menjadi :
a. Fumarol (terutama terdiri dari uap air H2O),
b. Solfatar (berbentuk gas SO2),
c. Mofette (berbentuk gas CO2),
d. Saffroni (berbentuk baron).
3.
Sumber-sumber air
panas
Uap air dan sumber air panas
biasanya tidak mempunyai nilai ekonomis tapi sangat penting untuk penelitian
ilmiah. Bentuk (komposisi kimia) dari mata air panas adalah air klorida, air
sulfat, air karbonat, air silikat, air nitrat, dan air fosfat.
Jika
dilihat dari segi ekonomisnya, maka endapan ekonomis dari fase vulkanik antara
lain kristal-kristal belerang sebagai akibat sublimasi uap belerang, dan lumpur
belerang yaitu campuran sisa belerang berukuran lempung – pasir, oksida besi (misalnya hematit, Fe2O3),
endapan-endapan limonit (untuk bahan cat), jarosite (K2SO4
– bahan pupuk), dan terosite (KFeSO4 – bahan pupuk).