GBG 11 Endapan Sedimenter

1

Irianti, ST. MSc.UMI-Makassar

2011

2

Secara umum, endapan sedimenter/surficial dibedakan atas dua:

1. Endapan Allochthonous2. Endapan Autochthonous

1. Endapan Allochthonous merupakan endapan bahan galian yang dalam pembentukannya mengalami transportasi untuk kemudian terendapkan. Termasuk di dalamnya golongan terrigenous (klastik) dan piroklastik.

2. Endapan Autochthonous merupakan endapan bahan galian yang terbentuk pada tempat diendapkannya, termasuk didalamnya golongan kimia, organik dan residual.

4

Grup Golongan/Kelas

Endapan Allochthonous Terrestrial deposits: clays, siliciclastics sands, danconglomerates.

Pyroclastic deposits: tuff, lapilituffs, agglomerates dan volcanic breccias.

Endapan Autochthonous Presipitasi (kimiawi): endapan karbonat, evaporit, rijang, BIF (Banded Iron Formation), ironstonesdan phosphorit.

Endapan organik: batubara, lignit, oil shales dan tar sands.

Endapan residual: laterite, bauxit.

Endapan A llochthonous

Endapan mineral yang bersifat ekonomis umumnya dikenal dengan nama

endapan placer, yang terbentuk sebagai hasil akumulasi proses-proses sedimentasi yang menghasilkan konsentrasi mineral-mineral berat.

Mineral-mineral berat yang terkonsentrasi terpisah dari batuan induknya karena memiliki density yang tinggi, resisten terhadap pelapukan kimia dan fisika.

Contoh: cassiterite, chromite, columbite, copper, diamond, garnet, gold, ilmenite, magnetite, monazite, platinum, ruby, rutile, sapphire, xenotime danzircon.

Mineral-mineral sulfida mudah mengalami pelapukan, teroksidasi dan terurai sehinga jarang dijumpai terkonsentrasi sebagai endapan placer.

Umumya terbentuk pada Tersier hingga sekarang.

Faktor pengontrol endapan placer

Resisten terhadap pelapukan secara kimia: tidak mengalami penguraian (dekomposisi) komposisi kimia.

Ketahanan terhadap pelapukan secara mekanis (fisik): tidak mengalami kerusakan secara fisik.

Konsentrasi gravitasi secara alamiah (perbedaan berat jenis): memungkinkan pengendapan kembali untuk mencapai konsentrasi yang ekonomis.

Media transportasi (padat, air, gas/udara) sebagai media utama.

Perangkap atau lingkungan pengendapannya.

2

7

Klasifikasi Endapan placer

Asal (Sumber) Kelas/Golongan

Terakumulasi insitu sepanjang proses pelapukan

Residual placers

Konsentrasi akibat pergerakan pada media padatan

Eluvial placers

Konsentrasi akibat pergerakan pada media air

Stream atau alluvial placersBeach placersOffshore placers

Konsentrasi akibat pergerakan pada media angin/udara

Aeolian placer

Residual placersEndapan ini terbentuk/terakumulasi tepat di atas batuan asal, mis: Urat-urat/vein emas atau cassiterite.

Terbentuk akibat penguraian dan penghancuran secara kimiawi. Fragmen batuan yang lebih ringan dan mudah larut akan tertransportasi.

Dapat dijumpai bergradasi kebawah permukaan sampai pada vein-vein yang terlapukkan.

Endapan placer residual ini terbentuk pada morfologi yang relatif datar. Pada topografi yang miring terjadi perpindahan konsentrasi mineral berat (residual) sehingga membentuk endapan placer eluvial (collovial).

Residual placers yang terbentuk di atas carbonatites merupakan penghasil apatit, Mis: Jacupiranga, Brasil; Uganda, dsb.

Endapan ini merupakan sumber (potensial sumber) dari niobium, zircon, baddeleyite, magnetite dan mineral berat lainnya. Endapan residual placers ini umumnya terbentuk pada carbonatites yang juga bersifat subekonomik.

Eluvial placers

Endapan ini merupakan akumulasi mineral-mineral yang terbentuk/terakumulasi di lereng-lereng bukit yang dekat dengan batuan asal/sumber.

Mineral-mineral berat akan terakumulasi, sedangkan mineral-mineral ringan (tidak resisten) akan melarut dan tersapu menuruni lereng oleh air hujan ataupun tertiup angin.

Untuk dapat terendapkan/terakumulasi endapan yang ekonomis dibutuhkan batuan sumber/asal yang kaya.

Pada beberapa wilayah, endapan eluvial placers ekonomis dijumpai terakumulsi pada kantong-kantong (pockets) yang terdapat pada permukaan bedrock, mis: cassiterite yang dijumpai pada sinkholes dan potholes pada marmer di Malaysia.

Stream atau Alluvial placers

Endapan placer aluvial merupakan endapan yang sangat penting untuk emas dan intan.

Fraksi ukuran butir pada mineral-mineral berat relatif lebih halus daripada minera-mineral ringan.

Mineral-mineral berat akan terkonsentrasi pada lokasi dimana terjadi suatu gangguan pada aliran (irregular flow) atau pengurangan energi seperti pada natural riffle, lubang pada dasar air terjun, pada tubrukan arus sungai, meander sungai, dsb.

Produksi timah terbesar didunia utamanya berasal dari tipe endapan ini. Penghasil timah yang berasal dari stream/alluvial placers antara lain Brasil, Indonesia dan Malaysia.

Natural riffle

3

13

Lubang (perangkap)/ potholes di dasar sungai/air terjun

14

Pada pertemuan arus sungai

15

Pada meander sungai

16

Beach placer (endapan pantai)

Pada endapan pantai, endapan yang ekonomis akan terkonsentrasi di sepanjang garis pantai atau pada muara sungai, atau reworking pada endapan yang lebih tua.

Pergerakan muka air laut dan ombak memegang peranan penting.

Sedangkan endapan lepas pantai merupakan kemenerusan dari endapan-endapan pantai, dimana keberdaan arus bawah menjadi penentu utama.

Mineral-mineral penting yang banyak dijumpai sebagai endapan beach placers: cassiterite, diamond, gold, ilmenite, magnetite, monazite (pembawa REE), rutile, xenotime dan zircon.

Offshore placers (endapan lepas pantai)

Endapan ini terdapat pada paparan kontinen (continental shelf), umumnya berjarak beberapa kilometer dari pantai.

Endapan ini utamanya terbentuk dari submergence endapan alluvial dan/atau beach placers (drownedplacers).

Contoh: Endapan timah di Indonesia.

4

19

Sketsa endapan pantai dan lepas pantai Aeolian placers

Endapan ini terbentuk oleh reworking endapan beach placers oleh angin.

Contoh: Endapan titanomegnetite iron sand pada North Island, New Zealand.

Bukit-bukit pasir di pantai (coastal dunes) yang terbentuk oleh angin mempunyai volume yang besar dan homogenitas, sehingga pada bukit-bukit tsb yang mengandung mineral berat dapat bersifat ekonomis walaupun pada kadar rendah.

Contoh endapan placer: endapan timah di Pulau Bangk a

Busur pluton yang membentang dari Asia hingga di Kepulauan Bangka Belitung menghasilkan cebakan timah yang terkaya di dunia.

Secara genetik, kehaditan timah bermula dengan adanya intrusi granit yag diperkirakan terjadi lebih dari 200 juta tahun yang lalu.

Magma yang berifat asam yang mengandug unsur gas SnF4 menerobos dan mengisi celah retakan yag terdapat pada batuan sekitar akibat proses pneumatolotik.

SnF4 + H2O SnO2 + HF4


Iklim tropis memudahkan terjadinya proses pelapukan baik kimiawi maupun mekanis. Berlanjut dengan proses erosi dan transportasi melalui sungai-sungai.

Jenis endapan timah sekunder yang terbentuk sangat bervariasi, mulai dari elluvial, collovial, alluvial dangkal hingga alluvial dalam (lebih dari 120m) serta kipas alluvial.

Penyebaran konsentrasi lapisan pasir bertimah (tinbearing sand) baik vertikal maupun lateral sangat dipengaruhi oleh gejala naik turunnya permukaan laut.

23


24

Grup Golongan/Kelas

Endapan Allochthonous Terrestrial deposits: clays, siliciclastics sands, danconglomerates.

Pyroclastic deposits: tuff, lapilituffs, agglomerates dan volcanic breccias.

Endapan Autochthonous Presipitasi (kimiawi): endapan karbonat, evaporit, rijang, BIF (Banded Iron Formation), ironstonesdan phosphorit.

Endapan organik: batubara, lignit, oil shales dan tar sands.

Endapan residual: laterite, bauxit.

5

25

Sedimentasi Kimiawi

Beragam batuan terbentuk oleh kompaksi dan litifikasi oleh presipitasi kimiawi, mis: sedimen karbonatan (limestone dan

dolomite); sedimen silikaan (rijang); sedimen kaya Fe (ironstones dan BIF); oksida mangan; phospat dan barit.

Endapan yang terbentuk oleh sedimentasi kimiawi merupakan penghasil utama Fe, Mn dan phospat.

Limestone (CaCO3) merupakan raw material utama pembuatan semen. Pada endapan evaporit mengandung unsur-unsur penting K, Na, Ca, Mg, Li, I, Br dan Cl dan senyawa borat, nitrat dan sulfat.

26

Ironstones dan BIF

Dilihat dari segi morfologi, tekstur dan mineralogi, terdapat tiga tipe endapan bijih besi

sedimenter:

- Bog iron ores

- Ironstone

- BIF

27

Endapan Bog iron ores

Terbentuk utamanya pada danau dan rawa-rawa pada northern hemisphere, seperti Kanada utara dan Scandanavia.

Tipe endapannya umumnya kecil dan tipis, dan tersusun oleh geothite dan limonite (Fe-oxyhydroxides) yang berasosiasi dengan serpih yang kaya organik.

28

Endapan Ironstone

Berumur Phanerozoikum dengan penyebaran luas. Endapan ini terbentuk pada laut dangkal dan lingkungan delta.

Umumnya tersusun oleh geothit dan hematit berbentuk oolit atau pellet, yang menunjukkan adanya abrasi mekanik. Endapan ini mengandung sedikit sekali ataupun tidak mengandung rijang, tetapi umumnya berasosiasi dengan mineral-mineral silica-Fe seperti glauchonite dan chamosite.

Lingkungan pengendapannya menunjukkan Fe berasal dari kontinen melalui sistem fluvial, dimana Fe dalam bentuk larutan Fe2+ atau tertransportasi sebagai colloid.

29

Ironstones mempunyai hubungan stratigrafi dengan organic-rich black shale. Pada beberapa endapan menunjukkan ciri terbentuk pada perlapisan yang mengalami periode trasgresi dan continental margin flooding.

30

Endapan BIF ( Banded Iron Formations )

Merupakan perlapisan (laminasi) batuan metasedimen yang tersusun oleh perselingan lapisan mineral-mineral kaya besi (oksida: hematite atau magnetite; karbonat: siderite; silikat: greenalite dan minnesotaite; sulfida: pyrite) dengan mikrokristalin kuarsa (rijang) atau serpih karbonatan.

Perlapisan dapat dijumpai pada beraga skala: setiap skala tsb menunjukkan asal lingkungan pengendapan.

Berumur Arkean dan Paleoprotozoik.

6

31

Model tektonik dan lingkungan

pembentukan beberapa tipe

endapan BIF: Tipe Algoma,

Superior, dan Rapitan. Inset

diagram menunjukkan tonase

dari ketiga tipe BIF

dihubungkan dengan waktu.

32

Model Lingkungan pengendapan BIF

33

Endapan Perlapisan Mangan ( Bedded Manganese )

Umumnya lingkungan pembentukan mangan sedimenter serupa dengan lingkungan pembentukan ironstones dan BIF. BIF tipe Superior dapat dijumpai berasosiasi dengan bijih mangan.

Sifat geokimia mangan seperti halnya besi dikontrol oleh oksidasi dan dijumpai sebagai Mn2+ (yang melarut dalam kondisi asam dan reduced) serta Mn3+ dan Mn4+ (solubility kecil dan stabil sedangkan oksida mangan dibawah kondisi oksidasi dan alkalin).

Endapan mangan dijumpai berumur seragam mulai dari Paleoprotozoic sampai saat ini.

34

Modern analog pembentukan endapan mangan pada Black Sea

35

Endapan Phosphorites

Phosfor merupakan unsur yang sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan organisme.

Endapan phosporites umumnya terbentuk sepanjang kontinental self dan tepian laut dangkal seperti lagun dan delta.

Proses pembentukan endapan ini serupa dengan proses pembentukan Mn dan Fe yang utamanya berhubungan dengan adanya upwelling air laut yang mengandung konsentrasi logam yang diatas normal dan kemudian terpresipitasi pada kontinental self.

36

Endapan Evaporit

Endapan evaporit merupakan sumber garam (rock salt/halite), borat, potash, dan nitrat. Terbentuk oleh presipitasi, utama dari air laut.

Diagram yang menunjukkan bagian-bagian penting dalam pembentukan endapan evarporit yang besar

7

37

Endapan Lateritik

Endapan nikel lateritEndapan bauksit

38

Endapan Nikel laterit

Profil endapan nikel laterit Kontrol pembentukan

Penyumbang 40% produksi tahunan nikel dunia.

Merupakan hasil dari pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa Ni silikat, terbentuk pada daerah tropis-subtropis.

Laterit merupakan bagian atas dari horison tanah yang kaya akan oksida besi dan miskin silika sebagai hasil pelapukan intensif pada regolith (Eggleton, 2001).

Nickel laterite: untuk menyatakan keberadaan suatu regolith yang mengandung konsentrasi nikel yang ekonomis tetapi tidak untuk menyatakan suatu horison atau unit lapisan tanah tertentu.

40

41

Sebaran nikel di dunia

42

Sebaran nikel di Indonesia

8

43 44

45

Profil endapan nikel laterit

46


47 48

OB (Top Soil)

Limonite

Saprolite

Bedrock

9

49


PROTOLITH

Merupakan dasar (bagian terbawah) ari penampang vertikal yang merupakan batuan asal yang berupa batuan ultramafik (hazburgit, peridotit, dunit).

Nikel terdapat (muncul) bersama-sama dengan struktur mineral silikat dari magnesium-rich olivin atau sebagai hasil alterasi serpentinisasi.

Olivin tidak stabil pada pelapukan kimiawi membentuk amorphous ferric hydroxides, minor amorphous silikat dan beberapa unsur tidak mobile lainnya.

50

Peridotit

Serpentinit

51


SAPROLITE

Fragmen-fragmen batuan asal masih ada, tetapi mineral-mineralnya pada umumnya sudah terubah.

Batas antara zona sapolite dan protolith pada umumnya irreular dan bergradasi.

Pada beberapa endapan nikel laterit, zona ini dicirikan dengan keberadaa pelapukan mengulit bawang ( spheroidal weathering).

Dengan berkembangnya proses pelapukan, unsur Mg di dalam protolith umumya terlindikan (leached) dan silika sebagian terbawa oleh air tanah.

52

Spheroidal weathering

53Spheroidal weathering


LIMONIT

Bagian yang kaya dengan oksida besi akibat dari proses pembentukan zona saprolite (oksida besi dominan pada bagian atas dari zona saprolite).

TUDUNG BESI

Berupa terrigeneous duricrust, cuirasse, canga atau ferricrete (laterit residu).

Merupakan suatu lapisan dengan konsentrasi besi yang cukup tinggi, melindungi lapisan laterit dibawahnya terhadap erosi.

10

Klasifikasi endapan nikel laterit

3 Tipe Utama:

56

Konsep genesa endapan nikel laterit

57

Kontrol pembentukan endapan nikel laterit

58

Kontrol pembentukan endapan nikel laterit

59

Kontrol pembentukan endapan nikel laterit Kontrol pembentukan endapan nikel laterit

11

Endapan Bauksit

Pengertian umum Klasifikasi Profil endapan bauksit Kontrol pembentukan Periode pembentukan

Material regolith yang secara ekonomi merupakan bijih aluminium.

Secara umum sebagai Gibsite, sebagian sebagai boehmit, diaspore dan semi-amorphous phase.

Merupakan endapan residual tetapi sebagian ada yang berupa endapan kolovial dan aluvial.

Pengertian umum

Karst bauksit deposit: Akumulasi oksida Al yang disebabkan oleh pengaruh

penguraian karbonat. Berasal dari pelapukan yang berasosiasi dengan Al silikat

(interbedded vulkanik).

Laterite bauksit deposit: Terbentuk melalui proses pelapukan batuan aluminosilikat,

pada kondisi subtropis hingga tropis. Jumlahnya mencapai 90% sumberdaya bauksit dunia.

Terdapat 3 endapan: orthobauksit, metabauksit, dan cryptobauksit.

Klasifikasi endapan bauksit

64

Sebaran endapan bauksit dunia

65

Profil endapan bauksit

66

Profil endapan bauksit Cryptobauksit

12

67

Kontrol pembentukan

68

Kontrol pembentukan

69

Kontrol pembentukan

70

Periode pembentukan bauksit

71

! " #$%%&

()*+ ,!!%%-

. /010234 %% 5/1

5. The Past and the Future of Nickel Laterites oleh Ashok D. Dalvi; W. Gordon Bacon; Robert C. Osborne (2004), Inco.

6. Nickel laterite deposits geological overview, resourcesand exploitation oleh M. Elias

(

5/6

GBG 11 Endapan Sedimenter

Documents

Transcript of GBG 11 Endapan Sedimenter