-
1
Genesa Bahan Galian
Pertemuan 9: Endapan Porfiri
Irianti, ST. MSc.
UMI-Makassar
2011
2
1. Definisi
2. Subtipe endapan porfiri3. Tatanan geologi:
Distribusi terpaut waktu (Temporal distribution)Skala Kontinen
(Lingkungan Geotektonik)
Struktur-struktur Regional Tatanan Tektonik
Skala Endapan Tatanan Geologi dan Batuan magmatik yang
terkait.
Morfologi dan Arsitektur
Struktur-struktur yang berasosiasi dan Model-model Mineralisasi
Mineralogi
Alterasi
Materi Perkuliahan
3
Definisi (Kirkham, 1972; Misra, 2000)
Endapan porfiri adalah suatu endapan primer (hipogen) yang
berhubungan dengan intrusi yang terbentuk pada sistem hydrothermal
yang didominasi fluida/air magmatik meteorik dengan ukuran endapan
relatif besar dengan kadar rendah sampai medium.
Dicirikan oleh alterasi pervasif pada host rocks, mineralisasi
yang dikontrol umumnya oleh struktur geologi (mis: veins, vein
sets, stockworks, fractures, 'crackled zones and breccia
pipes).
Secara spasial dan genetik berhubungan dengan intrusi porfiritik
felsik hingga intermedit.
Asosiasi dengan batuan porfiritik bukan merupakan bagian
terpenting dalam pengertian endapan porfiri, tetapi hampir selalu
berasosiasi dengan satu atau lebih batuan porfiritik, yang
menunjukkan lingkungan pembentukan pada lingkungan epizonal (
-
2
7
Distribusi terpaut Waktu
Mendala metallogenik yang relatif memanjang dan dangkal yang
berasosiasi dengan jalur orogenik.
Umumnya berasosiasi dengan jalur orogenik Mesozoikum Kenozoikum
di bagian barat Amerika
Utara dan Selatan dan sekitar tepi barat Cekungan Pasifik,
terutama pada kepulauan di Asia Tenggara.
Beberapa endapan besar juga dijumpai pada Paleozoic orogens di
Asia Tengah dan bagian timur Amerika Utara.
Dijumpai pula pada Precambrian terranes.
8
Distribusi Global Endapan Porfiri
9
Regional tectonic map of SE Asia
showing the main porphyry Cu-Au and epithermal Au deposits
Sumber: Bert De Waele, Peter Williams, Gavin Chan (2009)
10
Skala Kontinen
-Tatanan Tektonik-
Endapan Porfiri terdapat pada setting tektonik yang
bervariasi.
Endapan Porfiri Cu: terdapat pada root zones dari andesitic
stratovolcanoes pada daerah dengan
tatanan yang berhubungan dengan subdaksi, kontinen dan busur
kepulauan.
Endapan Porfiri Cu-Au: terbentuk pada tatanan busur kepulauan,
meskipun kemungkinan terbentuk selama proses ekstensi. Grasberg and
Porgera
formed in a continental-island-arc collisional zone during or
immediately following subduction.
11
Porfiri Au: terbentuk pada tatanan busur kontinen sepanjang
jurus ke arah utara dari endapan porfiri
Cu utama yang memiliki umur yang relatif sama. Contoh Sabuk
Maricunga Chili.
Porfiri Mo: Secara tipikal berasosiasi dengan Granit tipe A atau
Anorogen yang tertempatkan pada tatanan kontinen, khususnya pada
lingkungan Rift
atau ekstensi. Contoh: Endapan Climax dan Henderson, secara
genetik berhubungan dengan culopas kecil pada bagian atas batolith
regional
yang tertempatkan di masa ekstensi aktif Rift Rio Grande.
Skala Kontinen
- Tatanan Tektonik-
12
Porfiri Mo lainnya: Terbentuk pada masa ekstensi di wilayah yang
berdampingan dengan sesar-sesar
mendatar; berasosiasi dengan riolit silika tinggi dan granit
yang terbentuk pada kaldera kontinen.
Beberapa endapan porfiri Mo bersama-sama dengan endapan porfiri
W-Mo dan endapan Sn terbentuk pada wilayah kontinen yang sangat
tebal
yang berhubungan dengan kejadian tektonik tumbukan
(collision).
Skala Kontinen
- Tatanan Tektonik-
-
3
13
Pengecualian dari tatanan tektonik yang tipikal: mengindikasikan
individual endapan porfiri dapat
dijumpai pada tatanan tektonik yang unik dan beragam. Mis:-
Endapan porfiri Cu-Mo Tribag dan Jogran di
Ontario berhubungan dengan lingkungan pemekaran kontinen.
- Endapan porfiri Mo Malmbjerg (East Greenland) berhubungan
dengan mantel plume pada Iceland.
Skala Kontinen
- Tatanan Tektonik-
14
Diagram yang menunjukkan tatanan tektonik dari endapan
porfiri.
15
Skala Kontinen
-Struktur geologi regional-
Pada beberapa endapan, penyebaran endapan porfiri dapat
berhubungan
dengan struktur geologi regional. Mis: Sistem pemekaran Rio
Grande di bagian barat US adalah tempat endapan
porfiri Mo.
Zona Retakan Barat sepanjang strike jalur endapan porfiri Cu
berumur
Eosen di utara Chile, mulai dari El Salvador pada bagian selatan
sampai
Collahausi di bagian utara, yang aktif selama dan mengikuti
penempatan endapan porfiri dan aktivitas hydrothermal. Pada jalur
ini, struktur yang
saling berpotongan mengontrol distribusi endapan secara
individual seperti
Quebrada Blanca, Collahausi dan Escondida.
Sistem sesar geser/mendatar utama Philippina pada bagian utara
sistem
island arc system, mirip dengan Zona Retakan Barat di utara
Chile, kemungkinan juga merupakan kontrol pada penempatan pusat
magmatik
dan hydrothermal utama, yang kemunginan tertempatkan pada area
dengan
struktur pull apart structures pada dilational bends. Namun
demikian, pada banyak distrik, kontrol struktur geologi regional
tidak jelas, kemungkinan
karena tingginya intensitas alterasi dan intrusi berulang.
16
Skala endapan
-Tatanan geologi dan batuan magmatik yang berhubungan-
Endapan porfiri dijumpai erat kaitannya dengan intrusi
porfiritik epizonal dan mesozonal, merupakan
tipikal pada root zones dari andesitik stratovolcanoes.
Pengecualian: Berhubungan dengan intrusi kecil batuan alkalin
yang tertempatkan pada kedalaman yang sangat dangkal. Mis: Porgera,
Papua
NewGuinea dan QR, British Columbia.
17
Skala Endapan
-Tatanan Geologi dan Batuan Magmatik yang berhubungan-
Adanya hubungan antara aktivitas
magmatisme dan mineralisasi hidrotermal pada endapan porfiri
ditunjukkan oleh kehadiran intrusi-intrusi
intermineral dan breksi yang tertempatkan diantara atau
selama
proses mineralisasi.
18
Contoh intermineral dykes dan
breksi yang berasosiasi dengan endapan porfiri
-
4
19
Batuan-batuan intrusif asam yang berasosiasi dengan enapan
porfiri dicirikan oleh tekstur yang khas seperti
comb-quartz layers dan tekstur undirectional solidification
lainnya.
Comb-quartz layers dijumpai pada beberapa tempat sepanjang tepi
dan bagian atas dari intrusi berukuran kecil atau cupolas.
Umumnya dengan ketebalan kurang dari 1 mm sampai beberapa
sentimeter dan dipisahkan oleh
lapisan-lapisan grani aplitik yang berbutir halus.
Skala Endapan
-Tatanan Geologi dan Batuan Magmatik yang berhubungan-
20
A) Comb quartz layers containing molybdenite separated by aplite
interlayers; growth direction from to to bottom. B) Multiple thin
to thick comb quartz layers separated by aplite interlayers; growth
direction of the quartz crystal in the comb layers was from the
upper right to the bottom left. C) Multiple thin to thick comb
quartz layers, hyghly concorted in places, and separated by
interlayers of chloritized aplite; growth
direction of the quartz crystals in the comb layers was from top
to bottom. D) Photomicrograph of a comb quartz layer in granite
porphyry showing euhedral termination of quartz crystals
approximately perpendicular to the layer; the very fine grined
texture of the granite adjacent to the crystal faces is thought to
have resulted frompressure quenching ad consequent rapid cooling
related to sudden (catastrophic) release of the fluid phase in
which the quartz crystals were growing.
Contoh comb-quartz
layers pada intrusi asam yang berasosiasi dengan
endapan porfiri
21
Batuan intrusif yang berasosiasi dengan endapan porfiri Cu,
Cu-Mo, Cu-Au dan Au cenderung rendah silika, berupa pluton-pluton
dioritik-granodioritik sederhana, sedangkan endapan porfiri Mo,
W-Mo, W dan Sn dicirikan dengan asosiasinya dengan pluton granitik
silika tinggi yang yang terdifferendiasi.
Oksidasi batuan granitik dicirikan oleh mineral asosiasi yang
opak seperti magnetite, ilmenite, pyrite dan pyrrhotite, juga
pengaruh komposisi logam pada endapan yang berhubungan. Mis:
Endapan porfiri Cu, Cu-Mo, Cu-Au, Au, Mo dan W umumnya beraosiasi
dengan pluton-pluton magnetit yang lebih bersifat oksida, berbeda
dengan endapan porfiri Sn yang dicirikan dengan asosiasinya dengan
pluton-pluton ilmenit yang bersifat reduksi.
Skala Endapan
-Tatanan Geologi dan Batuan Magmatik yang berhubungan-
22
Diagram fariasi SiO2-(Fe2O3/FeO) pada
batuan granitik yang berhubungan dengan endapan porfiri Cu,
Cu-Mo, Cu-Au, Mo, W-Mo dan Sn (dimodifikasi dari
Lehmann, 1990).
23
Skala Endapan
-Morfologi dan Arsitektur-
Secara umum, bentuk individual dari endapan porfiri sangat
bervariasi, seperti tidak beraturan (irregular), oval, padat,
silinder
yang berlubang, dan bentuk menyerupai mangkuk yang terbalik.
Tubuh endapan dapat dijumpai terpisah atau saling overlap, dan
ada
pula yang dijumpai berada di atas tubuh endapan porfiri
lainnya.
Ukuran individual tubuh endapan ratusan sampai ribuan meter
dalam
tiga dimensi.
Tubuh endapan dicirikan dengan adanya zonasi. Tubuh endapan
dicirikan dengan adanya zonasi, dengan bagian inti yang barren
dan Orebodies zona logam yang konsentrik yang dikelilingi oleh
barren
pyritic halos dengan atau tanpa vein-vein yang
mengelilinginya,
skarns, replacement manto zones dan edapan epithermal logam
berharga.
Tubuh endapan yang tidak beraturan, kompleks dan pola
alterasi
disebabkan antara lain oleh superposisi dan pemisahan mineral
secara spasial dan zona alterasi pada umur berbeda.
24
Model zonasi secara umum pada sistem endapan porfiri Cu yang
kaya Au
(Jones, 1992)
-
5
25
Skala Endapan
-Struktur yang berhubungan dan Jenis mineralisasi-
Pada skala endapan, struktur-struktur yang berasosiasi dengan
berbagai jenis mineralisasi, seperti urat-urat (veins dan vein
sets), stockworks, rekahan-rekahan, crackled zones dan breccia
pipes.
Pada endapan porfiri ekonomis yang besar dan kompleks, vein-vein
yang termineralisasi dan rekahan-rekahan dicirikan oleh densitas
yang sangatt tinggi. Orientasi struktur-sturktur yang
termineralisasi dapat berhubungan dengan lingkungan tegasan lokal
sekitar bagian atas pluton atau merefleksikan kondisi tegasan
regional. Ketika terjadi saling superimposed pada jumlah batuan
yang besar, kombinasi individual struktur yang termineralisasi
dihasilkan pada higher-grade zones dan merupakan karakteristik dari
endapan porfiri berukuran besar.
26
Contoh pola mineralisasi yang beragam pada endapan porfiri:
A) Urat-urat (vein dan veinlets) kuarsa pada apatit yang kaya
kalkopirit dan bornit memotong
porfiri biotit-feldspar.B) Urat-urat kuarsa yang mengandung
bornit dan kalkopirit
memotong granodiorit yang mengalami alterasi sericite.C)
Stockwork of wolframite-bearing
fractures and quartz veinlets in altered Breccia. D)
Quartz-pyrite-chalcopyrite
veinlets cutting fine-grained diopside-garnetskarn.
E) Pyrite and chalcopyrite disseminated, along fractures, and in
deformed quartz vein in foliated
breccia consisting of felsic fragments in biotite-rich matrix.
F) Breccia consisting of fragments
of silicified granite in a dark matrixof sphalerite and
cassiterite.
27
Skala Endapan
-Mineralogi-
Mineralogi dari endapan porfiri sangat bervariasi, meskipun
pirit merupakan mineral sulfida yang umum
pada endapan porfiri Cu, Cu Mo, Cu Au, Au dan Ag, menunjukkan
bahwa sulfur dalam jumlah besar bertambah pada endapan tsb.
Pada endapan porfiri yang memiliki unsur-unsur yang lebih
lithophile, seperti Sn, W dan Mo, komposisi mineral
sulfida dan sulfur secara keseluruhan rendah.
28
Endapan Porfiri Cu, Cu-Mo dan Cu-Mo-Au : Mineral bijih utama:
kalkopirit, bornit, kalkosit, tennantit, enargit, sulfida Cu dan
sulphosalts lainnya, molybdenit and elektrum.Mineral asosiasi:
pirit, magnetit, kuarsa, biotit, K-feldspar, anhydrit, muskovit,
mineral lempung, epidot and klorit.
Endapan Porfiri Cu-Au : Mineral bijih utama: kalkopirit, bornit,
kalkosit, tennantit, mineral Cu lainnya, native Au, elektrum dan
tellurides.Mineral asosiasi: pirit, arsenopirit, magnetit, kuarsa,
biotit, K-feldspar, anhydrit, epidot, klorit, skapolit, albit,
kalsit, fluorit dan garnet.
Subtipe Endapan Porfiri: Bijih utama dan mineral asosiasi
29
Endapan Porfiri Au : Mineral bijih utama: native Au, electrum,
kalkopirit, bornit and molybdenit.
Mineral asosiasi: pirit, magnetit, kuarsa, biotit, K-feldspar,
muskovit, mineral lempung, epidot dan klorit.
Endapan Porfiri Mo : Mineral bijih utama: molybdenit, scheelite,
wolframit, cassiterite, bismuthinite
dan native bismuth.Mineral asosiasi: magnetit, kuarsa,
K-feldspar, biotit, muskovit, mineral
lempung, fluorit dan topaz.
Endapan Porfiri W-Mo : Mineral bijih utama: scheelite,
wolframite, molybdenit, cassiterite, stannite, bismuthinite dan
native bismuth.
Mineral asosiasi: pirit, arsenopyrie, loellingite, kuarsa,
K-feldspar, biotit,
muskovit, mineral lempung, fluorit dan topaz.
Subtipe Endapan Porfiri: Bijih utama dan mineral asosiasi
30
Endapan Porfiri Sn dan Sn-Ag : Mineral bijih utama: cassiterite,
tetrahedrite, argentite, stannite, wolframite, kalkopirit,
sphalerite, franckeite, cylindrite, teallite, molybdenit,
bismuthinite, mineral sulphides dan sulphosaltslainnya, native Ag
dan native Bi.Mineral asosiasi: pirit, arsenopyrite, loellingite,
kuarsa, K-feldspar, biotit, muskovit, mineral lempung, fluorit dan
topaz.
Endapan Porfiri Ag : Mineral bijih utama: freibergite,
stephanite, acanthite, sphalerite dan galena.Mineral asosiasi:
arsenopyrite, pyrrhotite, pirit, adularia, kuarsa, fluorit dan
kalsit.
Subtipe Endapan Porfiri: Bijih utama dan mineral asosiasi
-
6
31
Skala Endapan
-Alterasi-
Alterasi hidrotermal yang luas dan dicirikan
dengan adanya zona alterasi pada skala
endapan maupun sekitar urat-urat dan
rekahan-rekahan.
32
A) Alterasi Potassic (K-
feldspar) sekitar kalkopirit dan
urat-urat kuarsa yang mengandung bornit.
B) Urat-urat kuarsa yang
mengandung bornit
memotong granodiorit yang bersifat pervasif dan
mengalami alterasi potassicmenjadi K-feldspar.
C) Granit berbutir halus
dipotong oleh rekahan
berbentuk stockwork yang mengandung wolframite dan
molybdenite dengan alterasi biotitic.
D) Stockworks kuarsa-pirit-kalkopirit pada feldspar porfiri
tergantikan oleh alterasi sericitic (phyllic).
Contoh alterasi yang berasosiasi dengan Endapan Porfiri:
33
Pada banyak endapan porfiri, zona alterasi pada skala endapan
terdiri dari alterasi potassic pada zona
alterasi bagian dalam yang dicirikan oleh biotit dan/atau
K-feldspar ( amfibol magnetit anhydrit) dan alterasi propylitic
pada zona bagian luar yang
tersusun oleh kuarsa, klorit, epidot, kalsit dan secara lokal
adanya albit yang berasosiasi dengan pirit.
Zona alterasi phyllic (kuarsa+ serisit+pirit) dan alterasi
argillic (kuarsa+ illit+ pirit kaolinit smektit montmorillonit
kalsit) dapat dijumpai sebagai bagian
dari zona antara zona potassic dan propylitic, atau dijumpai
dalam bentuk tidak teratur (irregular) dan tabular, dimana zona
yang lebih muda superimposed
alterasi yang lebih tua dan sulphide assemblages.
34Schematic time-depth relations of principal alteration typesin
Au-rich porphyry Cu systems and other types of porphyry
deposits
35
Mineralogi pada alterasi dikontrol salah satunya oleh komposisi
dari host rocks. Pada host rocks batuan basa dengan signifikan besi
dan magnesium, biotit ( minor hornblende) merupakan mineral
alterasi yang dominan pada zona alterasi potassic, sedangkan
K-feldspar mendominasi pada batuan yang lebih asam. Pada host rocks
yang karbonatan, mineral-mineral calc-silicate seperti garnet dan
diopsit dijumpai melimpah.
Mineralogi pada alterasi juga dikontrol oleh komposisi dari
sistem mineralisasi. Pada lingkungan yang lebih bersifat oksidasi,
mineral seperti pirit, magnetit ( hematit) dan anhydrit umum
dijumpai, sedangkan pyrrhotit dijumpai pada lingkungan yang lebih
bersifat reduksi. Sistem yang kaya fluor, seperti pada sistem yang
berhubungan dengan banyak pembentukan endapan porfiri Sn dan W Mo,
dan beberapa endapan porfiri Mo, umumnya mengandung mineral-mineral
yang mengandung fluor pada alterasinya.
36
Referensi
1. Introduction to Ore Forming Processes oleh Laurence Robb
(2005).
2. Modul kuliah Genesa Bahan Galian oleh Syafrizal (2007),
Institut Teknologi Bandung.
3. Porphyry deposits oleh W.D. Sinclair, Geological Survey of
Canada.
4. Understanding Mineral Deposits oleh Kula C. Misra (2000).