LARUTAN HIDROTERMAL atau PRESIPITASI

Cairan yang menyebabkan metasomatisme yang kaya akan H₂O dan bersuhu 250⁰ atau lebih di namakan larutan hidrotermal (dari bahasa Yunani, hidro-air termal-panas). Larutan hidrotermal membentuk urat-urat (veins) dengan mengendapkan bahan yang terlarut seperti kuarsa atau kalsit dalam rekahan. Veins terbentuk jika larutan hydrothermal mengendapkan mineral-mineral dalam rekahan terbuka. Biasanya veins semacam ini dijumpai di daerah aktivitas volkanik.

Selain itu dapat juga menghasilkan ubahan pada batuan yang dialirinya. Larutan hidrotermal mempunyai peranan penting dalam pembentukan cebakan mineral yang berharga, dengan membentuk urat-urat dan alterasi batuan. Cebakan mineral berharga hasil larutan hidrotermal lebih banyak dijumpai dari pada tipe lainnya. Komposisi utama dari larutan hidrotermal adalah air.

Airnya selalu mengandung garam-garam, sodium khlorida, potassium khlorida, kalsium sulfat, dan kalsium khlorida. Kadar garam yang terlarut sangatlah bervariasi, mulai dari salinitas air laut yaitu 3.5% berat sampai puluhan kalinya. Larutan yang sangat “asin” (barin, kadar garam tinggi) dapat melarutkan sedikit mineral yang tamoaknya tidak larut seperti emas, kalkopirit, galena dan sfalerit.

Larutan hidrotermal terjadi dalam beberapa cara. Salah satunya peleburan magma yang terjadi oleh parsial basah yang mendingin dan mengkristal, air yang menyebabkan peleburan parsial basah dilepaskan. Namun tidak sebagai air murni, tetapi mengandung semua unsure yang dapat larut yang terdapat pada magma seperti NaCl dan unsure kimia: emas, perak, tembaga, timbal, zinc, merkuri dan molybdenum, yang tidak terikat kuarsa, feldspar, dan mineral lain dengan substitusi ion. Suhu yang tinggi meningkatkan efektifitas larutan yang sangat asin ini untuk membentuk endapan mineral hidrotermal. Larutan lainnya berasal dari air hujan atau air laut yang bersirkulasi jauh didalam kerak. Ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Endapan mineral yang terbentuk dari volkanisme pematang tengah samudra dinamakan volcanogenic massive sulfide deposits. Batuan kerak samudra yang kaya akan piroksen menghasilkan larutan mengandung Cu dan Zn. Hasilnya, endapan volcanogenic massive sulfide kaya akan copper dan zinc.

Pada black smokers, cairan hydrothermal yang naik berwarna hitam disebabkan oleh partikel sufida besi dan presipitasi mineral lain merupakan cerobongnya dari larutan yang mendingin oleh air laut yang dingin. Struktur seperti cerobong terdiri dari pyrite, chalcopyrite, dan mineral bijih lainnya diendapkan oleh larutan hydrothermal.

Volkanisme dan panas merupakan satu kesatuan. Oleh karena itu wajar bila banyak endapan mineral berasosiasi dengan batuan volkanik panas yag dimasuki air yang bersirkulasi di kedalaman, yang berasal dari air hujan atau air laut. Banyak sekali endapan mineral dijumpai pada bagian atas tumpukan volkanik, yang diendapkan saat larutan hidrotermal bergerak naik, mendingin dan mengendapkan mineral bijih.

Saat larutan hidrotermal bergerak perlahan ke atas larutan akan mendingin sangat lambat. Jika mineral terlarut diendapkan (precipitated) dari larutan ini akan menyebar jauh dan luas sehingga tidak cukup terkonsentrasi membentuk endapan bijih. Namun apabila larutannya bergerak cepat seperti melalui rekahan yang terbuka pada massa batuan yang hancur (shattered) atau lapisan tefra porous dimana aliran agak lancer pendinginannya dapat berlangsung secara tiba-tiba dan pada jarak yang pendek. Presipitasi cepat cepat dan konsentrasi mineral menghasilkan cebakan mineral. Pengaruh lainnya adalah penurunan tekanan yang cepat, mengubah komposisi larutan karena bereaksi dengan batuan di sekitarnya, dan mendingin akibat bercampur dengan air laut dapat juga menyebabkan presipitasi cepat dan membentuk konsentrasi cebakan.

Sumber:

Sapiie, Benyamin, dkk. anonim. Geologi Fisik. Bandung: ITB.

Read more »

Endapan Mineral Bijih Hidrotermal ( Oleh Arif W )

Endapan Mineral Bijih Hidrotermal ( Oleh Arif W )

Sumber dari endapan mineral biji adalah msalah klasik dari geologi, dan telah menjadi perdebatan selama lebih dari 3 abad. Lebih tepatnya, sebagian besar masalah belum terpecahkan, untuk mineral bijih banyak memerlukan bentuk sam asal dalam cara yang berbeda. Beberapa metode sangat nyata dari yang lainnya . Tidak ada misteri, contohnya proses mekanik yang menunjukan akumulasi di suatu tempat di bagian hulu, atau reaksi kimia yang menyebabkan besi menjadi bagian dari tanah yang berlumpur atau aluminium yang terkonsentrasi dalam bauksit. Tapi dari masalah dari mana asal bijih muncul bersamaan dengan tingkat kesulitan tertentu. Terutama mineral yang terbentuk pada temperature yang lebih tinggi daripada temperature normal di permukaan bumi. Pada endapan mineral ini kita arahkan perhatian.

Kebanyakan endapan mineral terbentuk pada temperature yang sedang sampai temperature tinnggi berasosiasi dengan batuan beku, dan asalnya sangat berhubungan dengan proses magmatik. Beberapa mineral bijih dapat terakumulasi langsung dari proses difernsiasi magma: horizon dari kromit ditemukan dalam lapisan intrusi mafic. Seperti di Bushfield, daerah di Afrika Selatan, sebagai contohnya. Lebihnya adalah endapan logam yang dalam transportasinya dilakukan oleh air danterlarut dalam cairan dan suatu saat akam terakumulasi menjadi suatu lapisan endapan yang kita temukan. Salah satu sumber air yang mengandung material residu dari proses kristalisai magma. Sumber dari logam yang mungkin dari hujan meteorit atau air laut yang bersirkulasi pada kedalaman yang tinggi atau didekat tubuh intrusi. Atau air yang terperangkap dalam suatu formasi sediment. Atau sebagai volatile yang perpecah dari prose metamorfisme. Apapun sumber mereka larutan yang memiliki temperatur hangat ini disebut fluida hidrotermal, dan mineral bijih yang mungkinterendapka adalah mineral bijih hidrotermal.

Dan kami mengarahkan mineral hidrotermal dalam bahasan ini hanya menjadi satu jenis mineral, tapi jenis yang paling penting adalah yang telah menjadi kebutuhan peradaban industrialisai. Adajuga endapan mineran yang mengarah pada prinsip geokimiayang telah dijelaskan pada bab sebelimnya dan bisa dijadikan aplikasi disini kesaahpahaman dari proses fisika dan kimia bertanggungjawab atas proses tarnspotasi dan kandungan dari sebuah formasi endapan mineral bijih. Dan kemidian untuk pergerakan logam di lingkungan permukaan yang dimana endapan tersebut telah tersingkap oleh proses pelapukan dan erosi.

Larutan Pembentuk Bijih

Salah satu petunjuk datang dari mata air panas dan cairan fumarole. Di sejumlah tempat fluida ini hadir mengendapkan sejumlah kecil mineral bijih logam. Dan kesimpulannya sangat rasional bahwa mineral bijih tersebut sama dengan lepisn endapan yang ada dibawah permukaan bumi. Pada mata air panas mineral bijih diendapkan dari suati larutan, pada fumarrole ia mengkristal bersamaan denga keluarnya gas. Bukti – bukti kuat menunjukan bahwa mineral bijih diendapkan dari cairan atau larutan superkritikal lebih banyal dari[ada gas. Khususnya untuk meyakinkan observasi bahwa di banyak tempat endapan, mineral telah tergantikan oleh mineral karbonat atau mineral silica. Mengartikan bahwa karbinat dan silica telah tergerakan oleh larutan pembentuk bijih, dan pembawaan mineral oleh gas telihat sukar. Pada endapan dimana asosiasi mineral mengindikasikan temperature yang rendah dari suatu formasi. Transport logam dan pemilihan kelompok mineral dalam gas sangat tidak mungkin sekali.

Volatil dari Mineral Bijih

Volatile dari suatu mineral logam khususnya klorida, bersamaan dengan teori yang serupa bahwa air yang kaya akan gas akan memisahkan dira denga tahapan yang lambat, pada proses pendinginan magma. Membuat transport gas untuk bijih logam kemungkinan kecil pada awal temperature tinggi untuk konsentrasi logam. Pengendapan akhir dari bijih mungkin adalah langkah akhir dari proses komplek yang terjadi dimana logam teruapkan, terpilah, terlarutkan, tertransportkan, dan terpisah–pisah. Momen sebuah sekuen seperti ini suatu waktu dapat di observasi di suatu tempat di sekitar fomarole.

Dalam bentuk bagaimana logam berada, apakah dalam gas temperature tinggi? Kemungkinan tertinggi adalah klorida. Sejak semua kandungan dapat terbentuk dengan pemilahan dari gas magmatik. Klorida dari sekian banyak logam berat adalah volatile. Dalm berbagai kombinasi, logam munkin berada dalam magma yang membeku (oksida, sulfida, sulfat, dan silikat), klorin atau klorida hidrogen dalam keadaaan uap dapat membentuk kandungan volatile yang mampu menajan logam dalam gas dalam bermacam–macam konsentrasi. Ini dapat dibuktikan dengan menghitung tekanan uap dari logam kloroda dalam persamaan reaksi

PbS + 2HCl --> PbCl2(g) + H2S

Perhitungannya adalah berbanding lurus. Mungkin kebanyakan endapan memiliki sejarah yang panjang . logamnya berasal dari bawaan gas yang menjadi bagian dari suatu larutan dan terbawa dalm bentuk ini ke temperature yang lebih rendah atau pada suatu wilayah dimana larutan tercampur dengan larutan yang berasal dari sumber yang berbeda. Pada perhitungan, menunjukan bahwa volatile dapat menjadi factor utama dalam keadaan temperature tinggi , uap mengisi ingklusi dalam batuan beku.
Kompleksitas Logam Dalam Larutan Hidrotermal
Sebuah prosedur yang mungkin di[pakai dari kesetimbangan reaksi antara material, untuk mengevaluasi transport dari cairan magma. Untuk menmgendapkan pada temperature antara 500 - 5000 celcius, di mana hubungan geologi dan eksperimen laboratorium dapat memberikan bukti yang jelas mengenai sifat dari pengendapan larutan bijih dalam bentuk cairan. Meskipun dalam kristalisasi batuan beku yang meleleh atau airtanah yang terpanaskan dari m,eteor atau berasal dari air laut atau air yang terekstraksi dari batuan sedimen atau metamorf.
Pada cairan yang bersirkulasi di dalam rekahan dan celah dari batuan sekitar. Temperaturnya dalam jarak yang umum adalah beberapa ratus derajat dan komposisinya sama dengan mata air panas dan air yang dipompakan di area geothermal.

Read more »