ENDAPAN VOLCANIC-HOSTED MASSIVE SULPHIDE (VMS)

A.    Deskripsi Umum

Endapan Volcanic-Hosted Massive Sulphide atau  ada pula yang menyebutkan Volcanic-Associated Massive Sulphide, Volcanogenic Massive Sulphide (VMS) merupakan endapan sulfida logam dasar yang berhubungan dengan vulkanisme  terkait dengan proses  hidrotermal di lingkungan bawah laut. Endapan ini terjadi sebagai lensa polymetallic masif sulfida yang terbentuk pada atau mendekati dasar laut di lingkungan vulkanik submarine. Sebagian   besar   endapan   VMS   berupa akumulasi mineral sulfida berlapis yang mengendap dari cairan hidrotermal di bawah dasar laut dalam berbagai setting geologi dari masa terbentuknya hingga sekarang. Adapun beberapa hal yang khas dari endapan VMS adalah:

• Endapan bijih dengan kadar sulfida sangat tinggi (mencapai 95%)
• Kandungan barit dan anhidrit yang dominan.
• Kandungan logam dasar mempunyai nilai ekonomis yang lebih besar daripada deposit emasnya.

B.     Tatanan Geologi dan Tektonik

Aggarwal & Nesbit (1984) menyebutkan bahwa endapan VMS terbentuk di dasar laut yaitu di antara batas lempeng divergen di mana ophiolite berasosiasi dengan endapan yang terbentuk akibat pemekaran lantai samudera (endapan Baie Verte-Siprus) dan pada batas lempeng konvergen (endapan Kuroko-Jepang) yang berasosiasi dengan lempeng samudera. Herzig dan Hannington (1995) berpendapat bahwa endapan VMS umumnya terbentuk pada tektonik ekstensional dasar laut yaitu di lingkungan pemekaran samudera aktif (Mid Oceanic Ridge, MOR) dan di lingkungan back arc basin pada tatanan busur vulkanik. Kedua pendapat tersebut pada intinya sama. Terdapat pendapat lain juga yang mengatakan bahwa endapan VMS berasosiasi dengan kaldera submarine.

Gambar B.1 Tatanan tektonik endapan VMS

C.    Genesa Endapan

C.1. Sumber atau Jenis Batuan Induk

Endapan VMS diduga bersasosiasi dengan beberapa mineral berbeda seperti  calc-alkaline.  Pada  beberapa  kasus,  calc-alkaline  merupakan batuan induk. Dugaan inilah yang membuat beberapa scientist untuk melakukan tes untuk memastikannya. Dari hasil tes, tidak terlihat distribusi waktu  pembentukan endapan   yang   berkisar   pada   umur   3500   SM   di   Blok   Pilbara-Australia. Hutcison mencatat bahwa umur endapan VMS disesuaikan dengan periode ketebalan endapan, akumulasi supracrustal, sehingga tidak termasuk dalam fenomena metalogenik serta dari area singkapan endapan dapat diperkirakan umur endapan. Bagaimanapun tidak ada keraguan bahwa aktifitas vulkanik dilaut dalam,   berumur dan memilike tipe petrokimia yang sama, ini sangatjelas  terjadi   distribusi   sebagian  pada  endapan  VMS.  Sebagai   contoh,   83 endapan VMS ekonomis diketahui terjadi di tahun 2650-2730 yang terjadi akibat sabuk vulkanik di Canadian Shield, tapi hanya 2 komposisi sabuk vulkanik   yang  diketahui berumur sama dengan yang ada di Australia (Franklin et al, 1981). Pada endapan yang termetamorfosa, biasanya bijih akan mengalami peningkatan kekasaran dengan meningkatnya kadar metamorfosa. Tekstur dan   struktur   pada   kebanyakan   pada   lapisan   sulfida   massif   yang   telah termetamorfosa   dan   terdeformasi   lebih   tepatnya   dideskripsikan   sebagai gneiss.  Kemungkinan ciri-ciri yang  didasarkan pada  endapan  VMS telah terlihat pada zonasi dari kimia, mineralogi dan tekstur bijih dan perubahan metasomatisme menjadi batuan induk dalam jalur alterasi hidrotermal. Mineral   logam   lainnya,   pirotit,   magnetit   dan   bornit   (jika ada) cenderung untuk terkonsentrasi pada inti zona stockwork dan bagian tengah basalt pada lapisan sulfida massif. Barit, umumnya terjadi dengan konsentrasi spalerit dan galena yang paling tinggi pada zona paling luar dari lapisan sulfida massif. Pirit, umumnya lebih dulu berada di sepanjang pola zonasi sulfida, cenderung untuk mencapai bagian yang relatif maksimum dimana spalerit menjadi dominan daripada kalkopirit.

C.2. Proses Pembentukan Endapan

Tahapan-tahapan mineralisasi endapan VMS sebagai berikut :

1.      Karena adanya tekanan hidrostatis, air laut meresap melalui rekahan-rekahan yang terbentuk di lantai samudera (recharge). Air laut ini mempunyai karakter kimiawi tertentu.

2.      Fluida tersebut dipanaskan oleh batuan bagian dalam yang melebur pada kerak samudera sampai ketinggian temperatur 400°C. Reaksi fluida magmatis dengan air laut menyebabkan tingginya kadar sulfida dan sulfat.

3.      Fluida yang panas perlahan naik ke permukaan dikarenakan adanya perbedaan suhu (discharge)

4.      Lalu memancar ke permukaan dan terbentuklah black smoker.

Gambar C.2.1 Pembentukan endapan VMS

D.    Tipe Endapan VMS

Tipe endapan VMS diklasifikasikan berasarkan pada kandungan logam dasar, kandungan emas dan litologi hostrock-nya. Terdapat beberapa klasifikasi VMS:

Klasifikasi Silitoe (1973):

1.      Endapan yang terbentuk di pusat penyebaran dan biasanya banyak mengandung Cu –Zn.

2.      Endapan yang terbentuk di  busur pulau  yang biasanya  memiliki   konsentrasi dari Pb, Zn, Ag dan Ba yang relatif tinggi.

Klasifikasi Sawkins (1976):

1.      Tipe Kuroko, felsic, calc-alkali urutan Arkean usiaTersier di lempeng konvergen pada wilayah laut.

2.      Tipe Cyprus, terjadi di batuan basaltik vulkanik.

3.      Tipe Besshi, terjadi pada sedimen klastik dan volkanik mafik.

Klasifikasi menurut Hutchinson (1973)

1.      tipe Zn-Cu

2.      tipe Pb-Zn-Cu

3.      tipe Cu 

Klasifikasi Solomon (1976):

1.      jenis Zn-Pb-Cu

2.      jenis Zn-Cu

3.      jenis Cu

Klasifikasi Hannington dan Poulsen (1996).

Klasifikasi ini berdasarkan kandungan logam dasar relatif (Cu+Zn+Pb) dibandingkan dengan kandungan logam mulia (Ag, Au).

Gambar D.1. Endapan VMS normal vs kaya Au

Klasifikasi Berdasarkan Jenis Hostrock

Klasifikasi berdasarkan jenis hostrock termasuk semua urut-urutan litologi dalam ruang dan waktu yang berbeda, berhubungan dengan lingkungan tektonik bawah laut yang berbeda, dari lingkungan ophiolite ke oceanic rift arc, continental back arc dan sediment back arc, diilustrasikan sebagai berikut:

Gambar D.2. Klasifikasi berdasarkan hostrock

Black Smoker dan White Smoker

1.      Black smoker

Endapan ini terbentuk di pusat penyebaran. Black smoker mempunyai suhu lebih dari 360⁰C, endapan   mineral   yang   dihasilkan,   yaitu   pirit   (FeS₂),   kalkopirit (CuFeS₂), anhidrit (CaSO₄) dan mineral yang dihasilkan yaitu mineral sulfida. Bahan  bijih   yang  diendapkan  dalam  fumarol  atau  black  smoker   ketika didorong   ke  laut   dingin   dan   bercampur  dengan   air  laut  mengakibatkan pengendapan   mineral   sulfida   sebagai   bijih   sulfida   stratiform.

2.      White Smoker

Endapan ini terbentuk di  busur pulau  yang memiliki suhu antara 260⁰-300⁰C, endapan   mineral   yang   dihasilkan   yaitu   pirit   (FeS₂)   dan   sphalerit (ZnS), dan kaya akan zinc. Disebut white smoker karena menghasilkan unsur Al sebagai ciri khas felsic.

Gambar D.3. Black smoker dan white smoker

Endapan VMS berdasarkan litologi footwall dan sistem geoteknik:

1.      Cyprus type : berhubungan dengan tholeiitic batuan basalt dalam sekuenofiolit(back arc spreading ridge), contoh: Troodos Massif (Siprus).

2.      Besshi-type :   berasosiasi   dengan   lempeng   vulkanik   dan   turbiditkontinental, contoh: Sanbagwa (Jepang).

3.      Kuroko-type : berasosiasi dengan batuan vulkanik felsik terutama kubahrhyolite (back arc rifting), contoh: Kuroko deposits (Jepang).

4.      Primitive-type : berasosiasi dengan differensiasi magma, contoh: Canadian archean rocks.

E.     Bentuk Endapan, Variasi dan Karakteristik Setiap Bentuk Endapannya

Karakteristik dan genesa endapan ini sangat menarik karena berbeda dengan tipe endapan lain, sehingga masih menjadi perdebatan diantara para geoscientist. Namun belakangan ini telah dilakukan penelitian lebih   lanjut   dan   ditemukan   bahwa   endapan   ini   dapat   ditemukan   akibat semburan larutan hidrotermal bersuhu tinggi (350^oC) yang timbul akibat celah di sepanjang timur punggungan   samudera pasifik yang juga   menunjukan aktifitas presipitasi mineral logam,   yang serupa dengan endapan VMS.

Dari penemuan tersebut dihasilkan model endapan bijih yang terdiri dari 2 komponen utama, yaitu:

1.      Model deskriptif: menceritakan model badan bijih antara lain geologi, morfologi, sifat kimia, mineralogi setiap tipe endapan.

2.      Model genetik: memberikan penjelasan yang rasional dan konsisten tentang karakteristik tipe endapan yang menceritakan tentang proses geologi yang terjadi.

Endapan VMS terdiri dari lapisan konkordan pada kadar sulfida yang tinggi, komposisi 60% atau lebih mineral sulfida (Sangster dan Scott, 1976), yang secara stratigrafi didasari oleh stockwork diskordan atau pada zona urat-urat stringer. Mineralisasi tipe sulfida terjadi pada jalur alterasi batuan hidrotermal. Kontak bagian atas dari lapisan VMS (dengan batuan dinding atas) tajam,   kontak   terendah   biasanya   tergadrasi   masuk   ke   zona stringer. Perbandingan panjang dengan ketebalan yaitu antara 3-10 : 1. Endapan yang akan ditambang mungkin terdiri dari beberapa lapisan VMS  dan  lapisan  tersebut  mendasari   zona  stockwork. 

Gambar E.1. Anatomi (cross-section VMS)

F.     Keterdapatan Endapan VMS

Contoh endapan VMS yang sudah dieksplorasi aat ini:

1.      Endapan Bathurst, Noranda, Windy Craggy, and Flin Flon (Kanada)

2.      Endapan Mt. Windsor Group and Mt. Read Volcanics (Australia)

3.      Endapan dari Sabuk Pyrite (Iberia, Portugal dan Spanyol)

4.      Endapan Tambo Grande District (Perú)

5.      Endapan  Kuroko, Besshi (Jepang)

6.      Endapan tipe Cyprus (Trodos, Siprus)

7.      Endapan Au-Ag di Lerokis dan Kalikuning (Kep. Wetar, Indonesia)

G.    Komoditas Utama yang Dihasilkan 

Adapun komoditas utama yang dihasilkan berupa bijih Cu , Zn , Pb , Au , dan Ag, serta produk tambang Co, Sn, Ba, S,Se,  Mn,  Cd,  Bi,  Te,  Ga  dan  Ge.

Pustaka

Anonim. 2010. Hidrotermal. Diunduh dari http://phiin.wordpress.com/2010/ 10/11/20 pada 17 November 2015

Bahan ajar Endapan Mineral Teknik Geologi ITB