ENDAPAN MINERAL MESOTHERMAL

1.    PROSES PEMBENTUKAN  ENDAPAN  MINERAL  MESOTHERMAL

a.       Pembentukan Mineral Primer

Sebelum membahas mengenai proses pembentukan endapan mineral mesothermal, terlebih dahulu harus diketahui tentang pembentukan endapan mineral menurut proses pembentukannya, adalah sebagai berikut :

Pembentukan bijih primer secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi lima jenis endapan, yaitu :

a.        Fase Magmatik Cair

b.       Fase Pegmatitil

c.        Fase Pneumatolitik

d.       Fase Hidrothermal

e.        Fase Vulkanik

Dari kelima jenis fase endapan di atas akan menghasilkan sifat-sifat endapan yang berbeda-beda, yaitu yang berhubungan dengan :

a.       Kristalisasimagmanya

b.      Jarak endapan mineral dengan asal magma

·         intra-magmatic, bila endapan terletak di dalam daerah  atuan beku

·         peri-magmatic, bila endapan terletak di luar (dekat batas) batuan beku

·         crypto-magmatic, bila hubungan antara endapan dan batuan beku tidak jelas

·         apo-magmatic, bila letak endapan tidak terlalu jauh terpisah dari batuan beku

·         tele-magmatic, bila disekitar endapan mineral tidak terlihat (terdapat) batuan beku

Ø  Fase Magmatik Cair (Liquid Magmatic Phase)

Liquid magmatic phase 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.

Ø  Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase)

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.

Ø  Fase Pneumatolitik (Pneumatolitik Phase)

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.

Ø  Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase) 

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.

Ø  Fase Vulkanik (Vulkanik Phase)

Endapan phase vulkanik merupakan produk akhir dari proses pembentukkan bijih secara primer. Sebagai hasil kegiatan phase vulkanis adalah :

1.      Lava flow

2.      Ekshalasi

3.      Mata air panas

 b.      Proses Hidrotermal

Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat  “aqueos”  sebagai hasil diferensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relative ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan deposit  mineral. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan hydrothermal yaitu Cavity Filling atau mengisi lubang-lubang yang sudah ada dalam batuan, dan Metasomatisme, dengan mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur baru larutan hydrothermal.

Berdasarkan cara pembentukannya, maka dikenal beberapa jenis endapan hidrotermal, antara lain :

·         Endapan mineral Ephitermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu  < 200 ˚C

·         Endapan mineral Mesothermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu antara 200-300˚C dengan tekanan moderat

·         Endapan mineral Hipothermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu 300-500˚C dengan tekanan yang tinggi.

Gbr. Proses hydrothermal dalam mineralisasi batuan

c.       Pembentukan Endapan Mineral Mesothermal

Endapan mineral mesothermal merupakan endapan mineral yang terbentuk pada temperature dan tekanan menengah. Bijih endapan mineral ini terbentuk pada suhu sekitar 200-300˚C dengan kedalaman sekitar 1200-3600m dibawah permukaan bumi. Pada dasarnya pembentukannya tidak jauh berbeda dengan pembentukan endapan mineral epitermal dan hipotermal, yang membedakan hanya suhu dan tekanan pada saat pembentukannya.

Magma mengalami diferensiasi seiring penurunan suhu secara bertahap, mineral yang pertama kali terbentuk adalah mineral yang terbentuk secara pegmatitic yang sarat akan unsur logam, selanjutnya pada tingkat diatasnya kandungan unsur logam mulai berkurang seiring pembentukan mineral secara pneumolitik, sehingga tahapan pembentukan mineral yang selanjutnya adalah melalui proses hidrotermal akibat kandungan unsur mineral logam yang sudah mulai berkurang. Dalam proses pembentukan endapan mineral hidrotermal ini diawali dengan endapan mineral hypothermal pada suhu sekitar 300-500˚C dengan tekanan yang masih sangat tinggi, kemudian terbentuk endapan mineral mesothermal pada suhu 200-300˚C pada tekanan moderat, dan yang terakhir adalah endapan mineral epitermal pada suhu sekitar 150-200˚C dengan tekanan rendah dekat dengan permukaan.

Semakin mendekati permukaan, maka mineral-mineral yang terbentuk cenderung kepada mineral yang bersifat acid(asam) seiring berkurangnya kandungan unsur logam sehingga kandungan silikanya secara otomatis akan mendominasi.

2.    KEBERADAAN  ENDAPAN MINERAL MESOTHERMAL

a.       Macam Endapan Mineral Mesothermal

Endapan mineral mesothermal terdiri dari beberapa beberapa mineral logam yang beberapa diantaranya adalah timbal, seng, perak, dan emas. Mineral-mineral logam tersebut dapat terendapkan bersama dengan mineral-mineral lain seperti kuarsa, pirit, dan juga mineral karbonat. Zona altrasi yang luas mengeliilingi endapan mineral mesothermal tersebut. Produk dari altrasi itu antara lain, sericite, kuarsa, kalsit, pirit, dolomit, piroklas, klorit , dan mineral lempung. Ortoklas sekunder dan mineral lempung dijumpai pada endapan tembaga yang tersebar dalam zona tersebut. Beberapa mineral tersebut seperti klorit dan lempung lebih memiliki karakteristik seperti endapan epithermal, akan tetapi biasanya endapan tersebut terdapat pada  bagian luar dari endapan mesothermal.

Berikut merupakan ciri-ciri umum dari endapan mesothermal

Ø Pada endapan ini tekanan temperaturnya medium(300^o - 200^oC),

Ø Karena bertemperaturnya medium maka proses pengendapan hanya mengisi cela-cela (cavity filling) pada batuan yang dibentuk oleh tekanan dan juga kadang-kadang mengalami replacement karena temperature yang masih medium.

Ø Asosiasi mineral yang ada berupah berupah sulfide Ag, As, Au, Sb dan  oksida (Sn) yang berasosiasi dengan batuan beku asam yang didekat permukaan bumi oleh karena itu, mineral Au, Cu dapat dijumapi pada mineral kuarsa dan kalsit pada batuan beku asam dan batuan sedimen.

Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu 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. Sedangkan alterasi yang ditimbulkan untuk tipe endapan mesothermal khususnya pada dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.

Batuan dinding	Hasil Alterasi
batuan gamping serpih, lava batuan beku asam  batuan beku basa	silisifikasi selisifikasi, mineral-mineral lempung sebagian besar serisit, kwarsa, beberapa mineral lempung serpentin, epidot dan klorit

Tabel 1. Alterasi-alterasi yang terjadi pada tipe endapan Mesothermal

Paragenesis dari endapan mesothermal dan mineral gangue antara lain stanite (Sn, Cu) sulfida, sulfida-sulfida : spalerit, enargit (Cu₃AsS₄), Cu sulfida, Sb sulfida, stibnit (Sb₂S₃), tetrahedrit (Cu,Fe)₁₂Sb₄S₁₃, bornit (Cu₂S), galena (PbS), dan kalkopirit (CuFeS₂), dengan mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.

Lindgren (1933) menyatakan bahwa endapan mesothermal tidak mengandung mineral garnet, topas, piroksen, amphibole, dan tourmaline yang merupakan mineral dengan suhu pembentukan yang tergolong tinggi. sedangkan endapan mesothermal juga tidak mengandung zeolite yang proses pembentukannya pada suhu yang tergolong rendah.

Endapan mineral mesothermal berhubungan erat dengan batuan beku secara spasial ataupun secara genetic (genesa), sedangkan dalam hal lain, tidak ada asosiasi genetic yang bisa dijabarkan.

b.      Lokasi Pembentukan Endapan Mineral Mesothermal

Lokasi Pembentukan dari Endapan Mineral Mesothermal adalah pada Urat-urat polimetalik pada batuan yang berumur paleozoikum bawah, dengan contoh batuan yang telah diketahui dari Pembrokeshire, melewati Wales tengah ke Snowdonia dan pada Anglesey.

Secara khusus, urat-urat polimetalik terdapat pada patahan, rekahan-rekahan batuan dan zona patahan. Proses mineralisasi dimungkinkan terdapat pada struktur, atau berkembang dengan pola minim (jarang). Gerakan perulangan dan proses aktivitas mineralisasi adalah hal yang khusus. Dip-dip sangat dimungkinkan untuk berubah-ubah dan dip-dip curam merupakan hal yang lazim pada batuan-batuan yang berkompeten (contoh batupasir, dolerite sills) dan dip-dip yang kurang curam terdapat pada batuan-batuan yang tidak berkompeten (contoh serpih, batulempung). Wallrock biasanya teralterasi, dengan kenampakkan yang agak memudar.

Di dalam Urat-urat polimetalik terkandung  tembaga, timbal, seng, perak, dan emas (sangat ekonomis), arsenic, dan logam putih, selalu didapatkan sufida langka, arsenide atau telluride,. Material – material ini terbentuk dari sejumlah proses, yang berada di Wales,

Ketika sekuen sedimen tebal dan batuan vulkanik terkubur sangat dalam, hal ini digunakan untuk penambahan tekanan dan suhu, menghasilkan produk dalam metamorfisme tingkat rendah. Jumlah kebebasan air yang signifikan ini berasal dari mineral yang terhidrasi, seperti lanau, sebagai rekristalisasinya. Unsur  yang mengandung  air ini lalu pindah sebagai fluida hidrotermal sepanjang jalan yang dapat dilewati air pada batuan, seperti patahan dan zona rekahan, dimana mineral-mineral terdepositkan.

Beberapa  sampel terbaik yang berasal dari Welsh, sama seperti urat-urat yang berada di sabuk emas Dolgellau, diisi oleh batuan sedimen berumur tengah sampai atas kambrian, dan intrusi, dan terbentuk lebih dahulu dari deformasi Caledonian yang terangkat menjadi cekungan Welsh pada masa Devonian. Urat-urat  tersebut mengisi rekahan patahan dengan panjang strike hingga beberapa kilometer dan khususnya terungkap menyerupai struktur pita sebagai contoh ilustrasi diatas.

Reaksi metamorfisme menyebabkan pengisian air berskala luas pada batuan yang terkubur sangat dalam, dipercaya telah mengalami proses mekanisme yang memicu fluida hidrotermal.

3.    POTENSI

a.       Nilai ekonomis mineral mesothermal

Produk atau hasil dari endapan mineral mesothermal beberapa diantaranya adalah timbal, tembaga, seng, perak, dan emas yang terendapkan bersama dengan mineral-mineral seperti mineral kuarsa, pirit, dan juga mineral karbonat.  Mineral-mineral tersebut merupakan mineral yang memilki nilai ekonomis yang sangat tinggi.

Endapan mineral emas yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi diantaranya adalah, native gold, calaverite, dan sylvanite. Dari macam-macam endapan mineral tersebut, native gold merupakan jenis endapan mineral emas yang paling ekonomis. Hal tersebut dikarenakan kandungan atau komposisi dari unsur Au yang lebih besar daripada jenis endapan mineral emas ,calaverite, dan sylvanite.

Endapan mineral perak dibagi menjadi beberapa jenis mineral berdasarkan komposisi atau kandungan dari unsur Ag. Endapan mineral yang paling banyak kandungan unsur Ag adalah mineral native silver, kemudian dibawah mineral native silver yang mana kandungan Ag nya lebih sedikit yakni 25%-50% adalah mineral argentite dan cerargirite.

Endapan Mineral Tembaga merupakan salah satu dari beberapa mineral bijih yang cukup potensial. Tembaga terbagi menjadi beberapa kelas berdasarkan kandungan unsur Cu, urutan kelas tersebut antara lain Native Cooper, Bornite, Chalcosite, Chalcopyrite, Covellite, Cuprite, Enargite, Malachite, Azurite.

Endapan mineral lain adalah mineral timbal yang diklasifikasikan berdasarkan kandungan Pb nya. Nilai kandungan Pb yang besar adalah Galena. Sementara kandungan unsur Pb yang lebih kecil dari mineral Galena adalah Cerussite dan Anglesite. Semakin tinggi kandungan Pb nya, maka semakin tinggi nilai ekonomis dari mineral tersebut.

Seng adalah endapan mineral yang memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Mineral ini dibagi menjadi beberapa kelas. Yaitu Sphaleite, Smitshsonite, Hemimorphite, dan Zincite. Nilai kandungan unsur Zn yang besar akan mempengaruhi nilai ekonomis dari mineral tersebut. Kelas endapan mineral ini yang memilki nilai Zn terbesar adalah Sphaleite.

Endapan mineral lain yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi adalah timah. Kandungan Sn yang besar pada mineral ini akan mempengaruhi nilai ekonomis suatu mineral. Mineral Timah yang mengandung Sn terbesar adalah Cassiterite dan Stannite.

b.      Persebaran endapan mineral mesothermal di Indonesia

Endapan mineral mesothermal banyak tersebar di berbagai wilayah di Indonesia, misalnya

1.      Timah

Daerah-daerah penghasil timah di Indonesia adalah Pulau Bangka, Belitung,dan Singkep yang menghasilkan lebih dari 20% produksi timah putih dunia. Di Muntok terdapat pabrik peleburan timah.

2.      Nikel

Nikel terdapat di sekitar Danau Matana, Danau Towuti, dan di Kolaka (Sulawesi Selatan).

3. Tembaga

Tembaga terdapat di Tirtomoyo dan wonogiri (Jawa Tengah), Muara Sipeng (Sulawesi) dan Tembagapura (Papua/Irian Jaya).

4. Emas dan perak

Emas dan Perak merupakan logam mulia. Pusat tambang emas dan perak terdapat di daerah-daerah berikut:

Tembagapura di Papua (Irian Jaya)

Batu hijau di Nusa Tenggara Barat

Tasikmalaya dan Jampang di Jawa Barat

Simao di Bengkulu

Logos di Riau

Meulaboh di Naggroe Aceh Darusalam

4.    PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN

1.      Galena

Ø  Mineral sulfida yang alami

Ø  Mineral bijih yang paling utama

Ø  Mempunyai rumus bahan kimia (PbS) Sulfida

Ø  System kristalnya isometric hexoctahedral, mempunyai belahan yang sempurna, dengan kekerasn 2,5 – 2,75 dan berat jenis 7,58, kilap logam, dengan warna abu – abu timah

Ø  Mineral galena sekali – kali di gunakan sebagai semikonduktor (yaitu kristalnya) di dalam pesawat radio. kristal galena menjadi bagian dari suatu titik- dioda kontak digunakan untuk mendeteksi isyarat/sinyal radio.

Ø  Batuan galena merupakan bahan baku dari logam timah hitam (Pb).

2.      Kalkopirit

Ø  suatu mineral besi sulfide tembaga yang mengeristal sistem bersudut empat

Ø  mempunyai komposisi kimia yaitu (CuFeS2)

Ø  mempunyai warna kuning keemasan, dan mempunyai skala kekerasan 3,5 – 4, Lapisan nya adalah diagnostik seperti sedikit warna hijau kehitam.

Ø  saat kalkopirit berada di udara terbuka maka kalkopirit akan beroksidasi dengan berbagai oksida, hidroksid dan sulfatesRekanan Mineral Tembaga meliputi sulfida bornite ( Cu5FeS4), chalcocite ( Cu2S), covellite ( CuS), digenite ( Cu9S5); karbonat seperti perunggu dan azurit, dan oksida jarang seperti cuprite ( Cu2O).

Ø  Warna kalkopirit kuning gelap dengan sedikit warna kehijau – hijauan dan kilap berminyak diagnostic. Dalam kaitan dengan warna nya dan isi tembaga tinggi, kalkopirit telah sering dikenal sebagai ” tembaga kuningan”.

Ø  digunakan di dalam pembuatan asam belerang dan belerang dioksida, butir dari pyrite debu telah digunakan untuk memulihkan besi, emas, tembaga, unsur kimia/kobalt, nikel, dll.

3.      Emas

Ø  Logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa, kekerasannya berkisar antara 2,5 – 3 (skala Mohs), serta berat jenisnya tergantung pada jenis dan kandungan logam lain yang berpadu dengannya.

Ø  Mempunyai kandungan unsur Au

Ø  Mineral pembawa emas biasanya berasosiasi dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral non logam.

Ø  Mineral pembawa emas juga berasosiasi dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi.

Ø  Emas banyak digunakan sebagai barang perhiasan, cadangan devisa, dll.

Ø  Potensi endapan emas terdapat di hampir setiap daerah di Indonesia, seperti di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Kalimantan, Pulau Jawa, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua.

4.      Perak

Ø  Perak merupakan logam yang terbentuk dan selalu bersama-sama dengan logam emas, yang mempunyai warna putih.

Ø  Mempunyai kandungan unsur Ag

Ø  Kegunaannya adalah untuk perhiasan, cindera mata, logam campuran, dll. Potensinya selalu berasosiasi dengan logam lainnya seperti emas dan tembaga

5.      Seng

Ø  Merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik.

Ø  Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2.

Ø  Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal

Ø  Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).

Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi. Selain itu juga seng dapat digunakan dalam pembuatan konstruksi bangunan dan juga merupakan mineral yang sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia. Pada anak-anak, defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, mempengaruhi pematangan seksual, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia. Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga.

5.    DAFTAR PUSTAKA

Park, Charles.F Jr.  and Macdiarmid, Roy A. 1964. Ore Deposite. San Francisco: W.H. Freeman and Company.

http://www.scribd.com/doc/28518828/Genesa-Minerals-Genesa-Minerals-Written-by-Administrator

http://www.websters-online-dictionary.org/me/mesothermal_deposit.html

http://mining.itb.ac.id/esdb/file/bahan_kuliah/TE3111_Materi-3%20Klasifikasi %20 dan%20Pembentukan%20Endapan.pdf