BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Geologi Regional
Geologi regional daerah penelitian meliputi geomorfologi, stratigrafi dan struktur geologi yang akan dijelaskan pada sub bab berikut. Dan merupakan bagian dari Peta Geologi Regional Lembar Pangkajene dan Watampone Bagian Barat (Sukamto dan Supriatna. 1982).
2.1.1 Geomorfologi Regional
Tinjauan Geomorfologi regional daerah penelitian termasuk dalam Lembar Pangkajene dan Watampone Bagian Barat Sulawesi. Secara administratif daerah penelitian termasuk dalam wilayah Kecamatan Libureng Kabupaten Bone Provinsi Sulawesi Selatan dan secara astronomis terletak pada koordinat 120o 44” - 120o
7’ 10” Bujur
Timur dan 04o
48’30”
- 04o
48’50” Lintang
6’
Selatan.
Lembar daerah ini berbatasan dengan Lembar Majene-Palopo di bagian utara, Lembar Ujung Pandang, Benteng dan Sinjai di bagian selatan, Selat Makassar di bagian barat dan Teluk Bone di bagian bagian timur (Sukamto dan Supriatna. 1982). 1982). Di daerah Lembar Pangkajene dan Watampone Bagian Barat terdapat dua baris pegunungan yang memanjang hampir sejajar pada arah utara-baratlaut dan terpisahkan oleh lembah Sungai Walanae. Pegunungan pada bagian barat menempati hampir setengah luas daerah, melebar di bagian selatan (50 km) dan menyempit di bagian utara dengan ketinggian rata-rata 1500 meter. Pegunungan pada bagian timur lebih sempit dan rendah, ketinggian puncak rata-ratanya 700
6
7
meter. Pembentuknya sebagian besar berupa batuan gunungapi (Sukamto dan Supriatna. 1982). Lembah Walanae yang memisahkan kedua pegunungan tersebut di bagian utara lebih lebar daripada di bagian selatannya. Di tengah lembah terdapat Sungai Walanae yang mengalir ke utara. Di bagian selatan berupa perbukitan rendah dan di bagian utara berupa dataran alluvium (Sukamto dan Supriatna. 1982).
2.1.2 Stratigrafi Regional Formasi Salo Kalupang (Teos) : batupasir, serpih dan batulempung.
berselingan dengan konglomerat gunungapi, breksi dan tufa bersisipan lava, batugamping dan napal, batulempung. Serpih dan batupasir di beberapa tempat tercirikan oleh warna merah, coklat, kelabu dan hitam; setempat mengandung fosil moluska dan foraminifera, terutama di dalam lapisan batugamping dan napal pada umumnya gampingan. padat dan sebagian dengan urat kalsit, sebagian serpihnya sabakan; kebanyakan lapisan terlipat kuat dengan kemiringan antara 20° - 57°. Penampang di Salo Kalupang memperlihatkan lebih banyak konglomerat di bagian barat, dengan komponen andesit dan basal. Di sebelah timur Palatae tersingkap lebih banyak tufa dan batupasir daripada di Salo Kalupang. Di timur Samaenre terdapat lebih banyak singkapan serpih daripada di tempat lain; batuannya berwarna coklat kemerahan dan kelabu berselingan dengan batugamping berlapis (Teol) dan batupasir. Fosil foraminifera yang dikenali oleh D. Kadar (hubungan tertulis, 1971 dan 1974). dan lokasi A.29.b. Tc.239.b dan Tc.239.d yang, diantaranya Discocyclina Javana Javana (VERBEEK), Nummulites sp., N. gizehensis gizehensis FORSKAL. V pengaronensis pengaronensis (VERBEEK), Heterostegina sp,
8
Catapsydrax
unicavus BOLLI-LOEBLICH-TAPPAN,
Globorotalia
opima
BOLLI. Globigerina binaensis KOCH, Gn. tripartita BOLLI. Gn. tapuriensis BLOW & BANNER, Gn. venezuelana HEDBERG, ganggang dan lithothamnium. menunjukkan kisaran umur Eosen Awal - Oligosen Akhir. Tebal satuan ini diperkirakan tidak kurang dari 4500 m (Sukamto dan Supriatna. 1982). Batuan Gunungapi Kalamiseng (Tmkv) : lava dan breksi, dengan
sisipan tufa, batupasir, batulempung dan napal; kebanyakan bersusunan basal dan sebagian andesit; kelabu tua hingga kelabu kehitaman, umumnya kasat mata, kebanyakan terubah, dengan mineral sekunder karbonat dan silikat; sebagian lavanya menunjukkan struktur bantal. Satuan batuan ini tersingkap di sepanjang daerah pegunungan di timur lembah Walanae, terpisahkan oleh lajur sesar dari batuan sedimen dan karbonat yang berumur Eosen di bagian baratnya diterobos oleh retas dan stok basal, andesit dan diorit. Satuan batuan ini berumur lebih muda dari batugamping Eosen dan lebih tua dari Formasi Camba Miosen Tengah, mungkin Miosen Bawah; dan tebalnya tidak kurang dar i 4.250 m Diorit – Granodiorit (d)
: terobosan diorit dan granodiorit, terutama
berupa stok dan sebagian berupa retas, kebanyakan bertekstur porfiri, berwarna kelabu muda sampai kelabu. Diorit yang tersingkap di sebelah utara Bantimala dan di sebelah timur Barru menerobos batu pasir Formasi Balangbaru dan batuan ultramafik; terobosan yang terjadi di sekitar Camba sebagian terdiri dari granodiorit porfiri, dengan banyak fenokris berupa biotit dan amfibol, dan menerobos batugamping Formasi Tonasa dan batuan Formasi Camba. Penarikan Kalium/Argon granodiorit dari timur Camba (lokasi 8) pada biotit menghasilkan
9
9.03 juta tahun (J.D. Obradovich, hubungan tertulis 1974) (Sukamto dan Supriatna. 1982).
Lokasi Penelitian
Gambar 2.1
Peta Geologi sepanjang Sesar Walanae Timur oleh Asri Jaya dan Osamu Nishikawa, 2013 (dimodifikasi dari Peta Geologi Regional, Sukamto dan Supriatna, 1982).
10
2.1.3 Struktur Geologi Regional
Secara regional, struktur yang terdapat di Pulau Sulawesi dan sekitarnya memperlihatkan keadaan yang kompleks (gambar 2.4). Kerumitan ini disebabkan oleh konvergensi antara tiga lempengan litosfer yaitu Lempeng Australia yang bergerak ke Utara, Lempeng Pasifik yang bergerak ke arah Barat dan Lempeng Eurasia yang bergerak ke arah Selatan (Hamilton, 1979). Selat Makassar, yang memisahkan “Sunda Platform” (bagian dari lempeng Eurasia) dari lengan Selatan dan Sulawesi Tengah, terbentuk oleh “ sea floor spreading ” pada Eosen – Plistosen. Kedua struktur utama ini “ North Sulawesi Trench” dan sekitarnya dibagi kedalam 5 provinsi tektonik yaitu (1) Lengan Volkanik Fersier Sulawesi Barat; (2) Lengan Vulkanik Minahasa Sangihe Quarter; (3) Sabuk Metamorfik Sulawesi Tengah Cretaceous Paleocene; (4) Sabuk Ophiolit Sulawesi Timur Cretaceous dan asosiasi sediment pelagic; dan (5) Fragmen mikro – kontinental Banda paleozoik yang terbawa dari kontinen Australia. Hubungan antara kesemuanya ini adalah patahan (Sukamto dan Simandjuntak, 1983). Di daerah penelitian diduga telah mengakibatkan terbentuknya lipatan dengan sumbu berarah Baratlaut – Tenggara, serta sesar naik dengan bidang sesar miring ke Timur. Setelah itu seluruh daerah Sulawesi terangkat dan membentuk bentang alam seperti sekarang ini (Sukamto & Simandjuntak,1983).
11
120º
118º
124º
122º
TELUKGORONTALO 0º
BANGGAI 2º
KEP. SULA SULAWESI
TELUK TOLO
4º
6º
R A S S A K A M T A L E S
LAUT FLORES
Daerah penelitian 8º
0
100 km
Gambar 2.2 Peta Struktur Geologi Regional Pulau Sulawesi (Sukamto & Simandjuntak, 1983).
12
Gambar 2.3 a). Peta Topografi disekitar Sesar Walanae Timur, b). Foto Citra Areal yang memperlihatkan bentuk topografi sekitar Sesar Walanae Timur, c). Penampang yang memperlihatkan Sesar Walanae Barat dan Timur (Asri Jaya dan Osamu Nishikawa, 2013).
2.2
Landasan Teori
2.2.1
Konsep Dasar Deformasi
Istilah deformasi sama halnya seperti istilah-istilah lainnya dalam ilmu geologi struktur, digunakan dengan cara yang berbeda oleh orang yang berbeda dan dalam situasi yang berbeda. Pada kebanyakan kasus, khususnya di lapangan, istilah ini mengacu kepada distorsi atau penyimpangan yang terjadi pada sebuah batuan. Sehingga secara harfiah istilah ini dapat berarti perubahan wujud atau bentuk. Deformasi (Hakon Fossen, 2010) merupakan perubahan dari geometri awal menjadi geometri akhir suatu benda padat melalui translasi, rotasi, strain
13
(distorsi) dan /atau perubahan volume, maka deformasi berkaitan dengan posisi partikel sebelum dan sesudah dari sejarah deformasi, dan posisi partikel tersebut dapat dihubungkan dengan vektor/arah. 2.2.1.1 Deformasi Ductile (Ductile Deformation)
Ductile deformation adalah istilah umum untuk menunjukkan hubungan antara material padat yang dikenai tegasan dan perubahan kristal-kristal yang menyusun material. Apabila material terkena tegasan dengan kondisi-kondisi yang menunjang untuk terbentuknya deformasi ductile maka material-material yang menyusun suatu batuan akan mengalir (secara mikroskopis) sehingga tegasan yang bekerja akan terdistribusikan. Hal inilah yang menyebabkan pada deformasi ductile tidak terbentuk diskontinuitas pada tubuh batuan. Jenis deformasi ini akan menghasilkan struktur perlipatan ( fold ). 2.2.1.1.2 Struktur Lipatan
Lipatan adalah hasil perubahan bentuk atau volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan dari lengkungan pada unsur garis atau bidang didalam bahan tersebut (Ragan,2009). Menurut Billing (1972), lipatan merupakan bentuk undulasi atau suatu gelombang pada batuan permukaan, sementara Hill (1953) menyatakan bahwa lipatan merupakan pencerminan dari suatu lengkungan yang mekanismenya disebabkan oleh dua proses, yaitu bending (melengkung) dan buckling (melipat). Pada umumnya unsur yang terlibat di dalam lipatan adalah struktur bidang, misalnya bidang perlapisan atau foliasi. Lipatan merupakan gejala yang penting, yang mencerminkan sifat dari deformasi ;
14
terutama, gambaran geometrinya berhubungan dengan aspek perubahan bentuk (distorsi) dan perputaran (rotasi). Sebagai penyederhanaan, suatu lipatan dapat dianggap sebagai suatu bentuk permukaan yang silindris dengan sumbu lipatan sebagai kerangka permukaan tersebut, dan unsur-unsurnya dapat ditunjukkan pada suatu penampang (profil) lipatan (Gambar 2.4).
Gambar 2.4. Aspek geometri lipatan (Fossen, 2010)
Hingepoint : Titik maksimum pelengkungan pada lapisan yangterlipat.
Crest : Titik tertinggi pada lengkungan.
Trough : Titik terendah pada pelengkungan.
Inflectionpoint : Titik batas dari dua pelengkungan yang berlawanan.
Fold axis (sumbu lipatan/hinge line) : Garis maksimum pelengkungan pada suatu permukaan bidang yang terlipat.
Axial plane (bidang sumbu) : Bidang yang dibentuk melalui garis-garis sumbu pada satu lipatan.
Fold limb (sayap lipatan) : Secara umum merupakan sisi-sisi dari bidang yang terlipat, yang berada diantara daerah pelengkungan (hinge-zone) dan batas pelengkungan (inflection line).
15
Lipatan dapat diklasifikasikan dengan bermacam kriteria. Pada umumnya klasifikasi ini didasarkan pada sifat yang dapat dideskripsikan unsur-unsurnya secara geometri. Sudut antar sayap (interlimb angle) adalah sudut yang terkecil yang dibentuk oleh sayap-sayap lipatan, dan diukur pada bidang profil suatu lipatannya. (Fleuty, 1964). Tabel 2.1 Klasifikasi berdasarkan sudut antar sa yap (Fleuty, 1964). Sudut antar sayap
Deskripsi lipatan
1800 - 1200
Gentle (landai)
1200 - 700
Open (terbuka)
700 - 300
Close (tertutup)
300 -00
Tight (ketat)
00
Isoclinal (isoklin)
Berdasarkan bentuknya, lipatan yang kemiringan bidang sayapnya menuju ke arah yang berlawanan, disebut sebagai Antiklin, kemiringan bidang sayapnya menuju ke satu arah, disebut sebagai Sinklin. Kedudukan lipatan ditanyakan dari kedudukan sumbu lipatan ( fold axis) dan bidang sumbu lipatan (axial plane/axial surface). Fleuty (1964) membuat klasifikasi yang didasarkan pada kedua sifat kedudukan tersebut, dan secara lebih tepat menyatakan besaran kecondongannya kemiringan dan penunjamannya (Gambar 2.5).
16
Gambar 2.5. Klasifikasi untuk penamaan lipatan berdasarkan kedudukan
lipatan (Fleuty,1964 dalam Fossen, 2010)
2.2.1.2 Deformasi Brittle (Brittle Deformation)
Brittle deformation merupakan perubahan permanen yang terjadi pada material padat yang berkaitan dengan pertumbuhan fracture (rekahan) atau pergerakan dari rekahan tersebut pada saat terbentuk (Pluijm and Marshak, 1997). Fracture adalah istilah umum yang digunakan untuk permukaan material yang kehilangan daya kohesi sehingga mengalami diskontinuitas. Apabila rekahan ( fracture) tersebut mengalami pengisian oleh larutan yang kemudian mengkristal menjadi mineral-mineral maka disebut dengan vein. Adapun tipe-tipe dari deformasi brittle adalah kekar dan sesar. 2.2.1.2.1 Kekar
Kekar atau joint merupakan rekahan pada batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran (Billings, 1972). Menurut Mc Clay (1987),
17
kekar adalah susunan teratur dari rekahan-rekahan menerus yang jumlahnya cenderung sedikit sekali atau tidak ada pergeseran, sedangkan menurut Davis (1984) kekar adalah rekahan-rekahan dalam berbagai jenis batuan yang menerus dan bergerak sejajar terhadap bidang rekahan. Hal-hal yang diidentifikasi dalam pengamatan karakteristik kekar di lapangan meliputi pengukuran lebar bukaan kekar, jarak/spasi kekar, posisi kekar pada singkapan batuan, kedudukan kekar, serta pengambilan foto kekar (Billings, 1968). Pengelompokan kekar berdasarkan parameter tertentu bertujuan untuk mengetahui jenis kekar yang berkembang pada daerah penelitian. Penentuan jenis kekar pada daerah penelitian umumnya berdasarkan bentuk dan genesanya. Ada 4 tipe dasar kekar-kekar yang umum ditemukan menurut Mc Clay (1987) yaitu : 1. Dilatation joints: kekar tarikan (extension joint ) dengan bidang rekahan normal terhadap tegasan minimum paling sedikit selama pembentukan kekar. 2. Shear joints: sering berubah, berbentuk menyilang dengan sudut 60 o atau lebih. Bidang kekar dapat menunjukkan jumlah yang kecil dari penggantian gerus. 3. Kombinasi dari shear dan extension joints: diistilahkan sebagai hybrid joint karena menunjukkan komponen keduanya, yaitu shear dan extension.
18
4. Irregular extension joints: kekar tarikan terjadi pada segala arah. E xtension joints (sering terjadi akibat tekanan fluida yang tinggi pada pori batuan). Pengelompokan kekar berdasarkan genetiknya terdiri atas : a. Compression Joints atau kekar gerus yaitu kekar yang diakibatkan oleh adanya tekanan biasanya dikenal juga dengan shear joints. b. Extention Joints atau kekar tarik merupakan kekar yang diakibatkan oleh tarikan, terbagi atas dua jenis yaitu: - Extension joint yaitu kekar yang disebabkan oleh tarikan / pemekaran. - Release joints yaitu kekar yang disebabkan karena berhentinya gaya bekerja.
Gambar 2.6 Tipe-tipe dasar kekar (McClay,1987).
2.2.1.2.2 Struktur Sesar
Sesar adalah bidang rekahan atau zona rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran (Ragan (2009). Menurut Ragan (2009) Ada dua hal yang terdapat pada slip batuan yakni slip sejajar dengan kemiringan (dip) bidang
19
patahan dan slip yang sejajar dengan jurus (strike) bidang patahan. Berdasarkan atas hal tersebut, slip batuan diklasifikasikan atas : 1. Dip slip a) Normal slip: blok hangingwall relatif bergerak ke bawah b) Reverse slip: blok hangingwall relatif bergerak ke atas. 2. Strike slip a) Right slip: blok sebelah bergerak relatif ke kanan. b) Left slip: blok sebelah bergerak relatif ke kiri. Dip slip fault biasa juga disebut normal fault atau reverse fault . Right slip fault juga disebut right-lateral atau dextral faults dan left slip fault juga disebut left lateral atau sinistral fault . Gabungan dari dip slip dan strike slip fault disebut Oblique slip. Idealnya strike slip fault memiliki arah slip horisontal sedangkan normal dan reverse fault memiliki arah slip searah dengan dip. Namun terdapat penyimpangan dari arah dip slip sebenarnya dan strike slip sebenarnya dalam artian bahwa arah slip ( slip direction) memiliki nilai net slip dan rake sehingga patahan tersebut dikatakan oblique (Fossen, 2010).
20
Gambar 2.7 Klasifikasi patahan ( fault ) berdasarkan dip pada fault plane dan pitch, yakni sudut antara slip direction dan strike, dalam Fossen (2010).
Billings, 1972, Berdasarkan rake dari net slip sesar dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu : 1. Strike slip fault Apabila net slip sejajar dengan jurus bidang sesar. Dalam hal ini tidak ditemukan komponen dip slip atau besarnya rake net slip = 0. 2. Dip slip fault Apabila tidak ditemukan komponen strike slip atau rake net slip = 90 atau mempunyai komponen dip slip dan strike slip dan lebih kecil dari 90. 3. Diagonal slip fault Apabila rake net slip lebih besar dari 0. Anderson (1951), dalam (Fossen, 2010, membuat klasifikasi sesar berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar
21
(Gambar 2.8). Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu sesar naik (thrust fault ), sesar normal (normal fault ) dan sesar mendatar (wrench fault ).
Gambar 2.8 Klasifikasi sesar Anderson 1951
2.2.2 Proyeksi Stereonet ( Stereonet )
Proyeksi
stereografi
merupakan
proyeksi
yang
didasarkan
pada
perpotongan suatu bidang/garis dalam suatu bidang proyeksi yang berupa bidang permukaan (horizontal) yang melalui pusat sebuah bola. Bidang proyeksi ini berbentuk suatu lingkaran yang kemudian disebut sebagai lingkaran primitif. Lingkaran pimitif merupakan proyeksi struktur bidang yang kedudukannya horizontal (dip = 0o), maka penentuan bidang-bidang yang berkedudukan miring, pada Wulff Net dan scmhid Net , 0 o dimulai dari lingkaran primitif dan 90 o terletak pada pusat lingkaran (Gambar 2.9). Bila arah Utara-Selatan merupakan tempat kedudukan pusat lingkaran kecil dengan jari-jari yang berbeda dan lingkaran kecil bagian bawah bola diproyeksikan ke titik zenith, maka akan menghasilkan garis-garis lengkung (busur)
lingkaran
kecil.
Lingkaran-lingkaran
kecil
ini
pada
titik-titik
perpotongannya dengan lingkaran primitif berfungsi untuk memplot arah jurus
22
suatu bidang atau “bearing ” suatu garis, menentukan besar sudut pitch/rake suatu struktur garis pada bidang tertentu.
Gambar 2.9. Proyeksi stereografis. (a) Unsur-unsur proyeksi stereografis, (b)Wulff Net atau Equal Angle Net (Ragan, D, M, 1973).
2.2.3 Hubungan Tektonik, Struktur Geologi dan Mineralisasi
Di daerah mineralisasi akan ada hubungan spasial antara struktur mayor dengan proses mineralisasi yang terjadi. Secara regional suatu sistem struktur di daerah magmatic arcs akan terbentuk adanya intrusi-intrusi baik yang mengisi daerah bukaan-bukaan yang ada maupun membentuk bukaan yang baru. Sehingga pada daerah struktur mayor akan terjadi beberapa aktivitas yang berhubungan dengan cebakan mineral meliputi (Corbett dan Leach, 1997) : (1) Premineralization yang mengontrol pada daerah cekungan sedimentasi di batuan induknya. (2) Pre-mineralization intrusi atau breksi. (3) Syn-mineralization pada lokasi sistem cebakan. (4) Post-mineralization yang merupakan deformasi dari cebakan mineral.
23
2.2.3.1 Sistem Bukaan Urat
Menurut Corbett dan Leach (1997), didasarkan pada tatanan tektonik dan level erosi pada sistem hidrotermal (Gambar 2.10), maka sistem bukaan cebakan dapat dibedakan menjadi beberapa yaitu : a. Splays atau horsetail yang berkembang di sepanjang struktur sesar relatif. Pada daerah ini merupakan agen utama terjadinya intrusi porpiri. b. Tension Fracture, terbentuk sebagai bukaan di batuan induk yang terletak di antara sesar strike-slip dan umumnya mempunyai orientasi yang tergantung dengan gaya (stress) utama. Tension fracture ini merupakan faktor dominan terjadinya sistem urat emas-perak. Karakteristiknya tercermin bahwa panjang dari kekar tarik akan berakhir sepanjang arah sesar. c. Jogs, terbentuk sebagai bends yang melintasi sepanjang struktur dan dipisahkan dengan kekar tarik, beberapa cebakan terjadi pada daerah jog ini. d. Hanging wall splits, terbentuk pada kemiringan zona sesar terutama pada sesar turun atau kemiringan perlapisan batuan yang terpotong oleh kemiringan bidang sesar. e. Pull-apart basin, yang terbentuk sebagai parallelogram yang terletak di antara 2 jalur sesar. f. Domes, terbentuk pada batuan dasar yang terisi oleh larutan hidrotermal pada suatu sistem urat mineralisasi. g. Sheeted fracture, terbentuk pada lingkungan porpiri atau porpiri yang berhubungan dengan lingkungan breksi.
24
Gambar 2.10 Sistem bukaan urat (Corbett dan Leach, 1997).
Pada (gambar 2.10) di atas menjelaskan hubungan antara proses mineralisasi pada sistem urat dengan struktur geologi yang bekerja, dimana struktur geologi yang terjadi akan mengakibatkan terbentuknya ruang (rekahan-rekahan) yang kemudian akan diisi oleh larutan hidrotermal sehingga terjadi minerlisasi (Corbett dan Leach ,1997). Tipe atau pola mineralisasi urat yang mengikuti dan dipengeruhi oleh struktur geologi termasuk jenis en-echelon tension vein (Corbett dan Leach ,1997).
2.2.4 Endapan Mesotermal
Istilah mesotermal pertama kali dikemukakan oleh Lindgren (1933). Menurutnya mesotermal merupakan endapan yang terbentuk pada kedalaman 1,2 km – 3,6 km di bawah permukaan bumi dengan temperatur sedang sekitar 175 ⁰ - 300⁰ C dan tekanan yang kuat sekitar 140 – 400 atm, secara genetik berhubungan dengan batuan intrusi. Namun sekarang ini istilah endapan
25
mesotermal telah banyak berkembang, serta terdapat banyak istilah yang digunakan untuk menyebut endapan mesotermal itu sendiri. Perkembangan ilmu di bidang endapan mineral saat ini sangat pesat sehingga para peneliti pada umumnya mempertimbangkan banyak faktor untuk menamai suatu endapan mineral tertentu. Faktor tersebut seperti kontrol struktur, tipe batuan samping dan komposisi kimia fluida bermain dalam penamaan tipe endapan emas, tidak hanya bergantung terhadap suhu dan tekanan pembentukan (Bateman, 1950 dalam Groves dkk, 1998).
Gambar 2.11. Struktur geologi dan tubuh biji (Groves dkk , 1998)
2.2.5 Karakteristik Endapan Mesotermal 2.2.5.1 Fluida Hidrotermal
Sistem hidrotermal, dapat diartikan sebagai distribusi dari cairan panas yang bergerak secara lateral dan vertikal pada berbagai temperatur dan tekanan di bawah permukaan bumi. Sistem hidrotermal terdiri dari dua komponen utama
26
yaitu sumber panas, sebagai sumber energi (magma, gradien geothermal, radiogenik, metamorfisme) dan fluida hidrotermal (Pirajno, 2009). Fluida hidrotermal dari endapan mesotermal dapat bersumber dari fluida metamorfik, fluida juvenil yang terbentuk dari granulisasi dari bagian bawah kerak dan/atau degassing dari bagian atas mantel, fluida hidrotermal magmatik dan sirkulasi air laut (Goldstein, 1994). Pada endapan mesotermal, mineral bijih pada umumnya terendapkan dari fluida dengan salinitas yang rendah, hampir mendekati netral, fluida yang mengandung H 2O – CO 2 + CH 4 mengangkut emas berupa sulfur yang tereduksi. Fluida yang berasoisasi dengan emas ini memiliki konsentrasi CO 2 yang tinggi yaitu > 5 mol %. Fluida hidrotermal pada Greenstone Belt Archaean memiliki isotop tipe δ18O sekitar 5- 8 per mil, sedangkan pada Lode Gold Phanerozoik sekitar 2 per mil (Groves dkk, 1998). 2.2.5.2 Alterasi Hidrotermal
Alterasi hidrotermal sangat penting pada eksplorasi mineral karena alterasi ini dapat digunakan sebagai petunjuk dari batas kehadiran bijih sehingga target eksplorasi dapat dipersempit pada suatu area yang luas (Pirajno, 2009). Alterasi hidrotermal merupakan proses yang sangat kompleks, meliputi perubahan mineralogi, komposisi kimia dan tekstur, sebagai hasil dari interaksi antara cairan fluida panas dengan batuan yang dilewati pada kondisi kimia – fisika tertentu. Alterasi dapat terjadi dalam kondisi magma subsolidus oleh pergerakan dan infiltrasi fluida ke dalam massa batuan. Pada temperatur dan tekanan rendah, sisa larutan fase cairan dan gas yang merupakan larutan hidrotermal mempengaruhi batuan sekitar dan menyebabkan terjadinya gangguan keseimbangan. Faktor –
27
faktor utama yang mengontrol proses alterasi meliputi, jenis batuan samping, kompoisisi fluida, konsentrasi, aktifitas dan potensial kimia dari unsur – unsur fluida, seperti H+, CO 2, O 2, K +, dan SO 2 (Pirajno, 2009). Menurut Pirajno (2009), pola ubahan didefinisikan sebagai kuantitas ubahan pada batuan yang disebabkan oleh derajat dan lamanya proses ubahan. Pola ubahan dibagi menjadi 3, yaitu pervasive, selectively pervasive, dan non pervasive. Dikatakan pervasive jika penggantian seluruh atau sebagian besar mineral primer pembentuk batuan, dimana semua mineral primer sudah mengalami perubahan walaupun berbeda intensitas. Selectively pervasisve yaitu ubahan hanya terjadi pada mineral – mineral tertentu dalam suatu batuan. Sedangkan non pervasive yaitu hanya sebagian kecil dari keseluruhan mineral yang mengalami perubahan (Pirajno, 2009). Pada endapan mesotermal, menunjukkan zonasi lateral yang kuat pada fase alterasi dari dalam zona alterasi dan dipengaruhi oleh batuan samping serta crustal level. Mineral alterasi yang umum hadir adalah karbonat terdiri dari ankerit, kalsit atau dolomit, mineral sulfida terdiri dari pirit, pirhotit, atau arsenopirit; alkali metasomatisme terdiri dari serisitisasi, biotit atau k- feldsfar dan albitisasi serta pada mineral mafik dijumpai kloritisasi yang tinggi (Groves dkk, 1998). Menurut Reed (1997), tipe alterasi yang umum terdiri dari : a) Propilitik, dicirikan oleh kehadiran klorit disertai dengan beberapa mineral epidot, illit/serisit, kalsit, albit, dan anhidrit. Terbentuk pada temperatur 200°-300°C pada pH mendekati netral, dengan salinitas beragam, umumnya pada daerah yang mempunyai permeabilitas rendah. Terdapat empat kecenderungan himpunan mineral yang hadir pada tipe propilitik,
28
yaitu : klorit-kalsit-kaolinit, klorit-kalsit-talk, klorit-epidot-kalsit kloritepidot b) Argillic, terdiri dari mineral kuarsa yang berasosiasi dengan satu atau lebih dari mineral kaolinit, piropillit, pirit, alunit, zunyit, topaz. c) Serisitik, terdiri dari mineral kuarsa – serisit – pirit – klorit, sebagai contoh jenis altearsi ini hadir sebagai halo yang besar pada endapan tembaga porpiri. d) Potasik, terdiri dari mineral k – feldsfar dan/ atau biotit + satu atau lebih dari mineral serisit, klorit, dan kuarsa biasanya terdapat pada endapan tembaga porfiri dan di beberapa endapan epitermal. e) Karbonat, terdiri dari mineral kalsit, dolomit, ankerit, siderit, + serisit, pirit, dan/ atau albit, sebagai contoh tipe alterasi ini hadir membungkus vein kuarsa pada greenstone gold deposits. f) Skarn, terdiri dari Ca dan Mg silikat. Hadir pada batuan yang mengandung mineral primer kalsit atau dolomit. g) Greisen, terdiri dari mineral berbutir kasar di antaranya muskovit, feldsfar, kuarsa dan topaz, + tourmalin. Sebagai contoh, hadir pada endapan tin dan molibdenit. 2.2.5.3 Mineralisasi Bijih
Mineral bijih dalam endapan mesotermal umumnya dijumpai lebih sedikit dibanding dengan endapan mineral lainnya. Menurut Roberts (1988), mineral opak sangat jarang dijumpai lebih dari 5 % dalam sebuah urat (vein). Pirit selalu hadir dan merupakan mineral sulfida yang paling dominan dijumpai, pirhotit dan
29
arsenopirit umum dijumpai, dan juga mineral opak lainnya seperti galena, spalerit, kalkopirit, molibdenit, stibnit, tellurid dan skelit. Mineral logam utama yang terkandung dalam endapan mesotermal terdiri dari emas, perak, tembaga, timah dan seng. Pada endapan yang lebih dalam dapat terbentuk molibdenum, bismut, tungsten dan arsenik serta mineral antimoni dan tellurium yang sangat jarang dijumpai. Mineral bijih yang umum dijumpai terdiri dari pirit, kalkopirit, arsenopirit, galena, spalerit, tetrahidrit, tennantit, dan nativ gold. Mineral oksida yang dapat dijumpai berupa magnetit dan sedikit sekali spesularit. Mineral logam umumnya terbentuk mengisi rekahan ataupun dalam alterasi batuan induk, tetapi dalam rekahan lebih umum dijumpai mineral bijih dengan mineral gangue yang umum hadir adalah kuarsa dan juga mineral karbonat seperti kalsit, dolomit, dan ankerit. Mineralogi sulfida biasanya menunjukkan litogeokimia batuan pembawa. Arsenopirit merupakan mineral sulfida yang paling sering ditemukan pada batuan asal metasedimen, sedangkan mineral pirit atau pirhotit ditemukan pada batuan beku yang termetamorfkan. Urat yang mengandung sedikit emas memperlihatkan pengkayaan akan As, B, Bi, Hg, Sb, Te dan W yang bervariasi; konsentrasi Pb dan Zn pada umumnya hanya sedikit di atas keadaan regional awal (Groves dkk, 1998).
