TERMINOLOGI
Kata"skarn"pertama kali digunakan dipertambangan Swedia untuk sebuah material gangue kalk-silikat yang kaya akan bijih-Fedan endapan-endapan sulfida terutama yang telah me-replace kalsit dan dolomit pada batuan karbonat. Metamorfosa dan metasomatosa kontak yang melibatkan batuan samping terutama batuan karbonat sering kali menghasilkan skarn dan endapan skarn. Istilah skarnoid digunakan untuk batuan kalk-silikat, yang berukuran relatif halus, miskin Fe, komposisinya dikontrol oleh protolithnya. Secara genetik skarnoid terbentuk antara proses hornfels metamorfosa murni dan metasomatosa murni (kadang disebut sebagai infiltrasi skarn).
Skarn merupakan endapan hidrotermal yang berasosiasi dengan batuan karbonatan seperti limestone atau dolostone. Larutan hidrotermal bergerak ke atas dan mengintrusi area dengan dominasi batuan ini dan membentuk mineralisasi yang dikenal dengan endapan skarn. Skarn bisa terbentuk sebagai deposit sendiri atau berasosiasi dengan deposit lain seperti dengan porfiri. Endapan Skarn terdiri dari beberapa macam, yaitu Au, Cu, Fe, Mo, Sn, W, dan Zn-Pb skarn deposits. Pembagian tipe skarn didasarkan pada kenampakan megaskopisnya, seperti komposisi protolith, tipe batuan, dan mineral ekonomis dominannya, serta genesa pembentukannya, seperti mekanisme pergerakn dluida, suhu pembentukan dan pengaruh aktivitas magma lainnya. Selain itu, endapan skarn juga dapat menghasilkan endapan F, C, Ba Pt, U dan REE. Endapan skarn juga ekonomis untuk ditambang sebagai mineral industri, seperti garnet dan wolframite.
KLASIFIKASI
Berdasar hostrocknya
Klasifikasi skarn pada umumnya banyak mempertimbangkan tipe batuan dan asosiasi mineral dari batuan yang di replace. Pengertian endo-skarn dan exo-skarn mengacu pada skarnifikasi batuan beku dan batugamping yang terkait.
· Endo-skarn adalah proses skarnifikasi yang terjadi pada batuan beku atau endapan skarn yang terbentuk pada kontak batuan sedimen dengan intrusi ataupun di dalam batuan beku intrusi itu sendiri sebagai xenolith.
· Exo-skarn adalah skarnifikasi pada batugamping sekitar batuan beku atau endapan skarn yang terbentuk di sekitar intrusi batuan beku, tidak mengalami kontak langsung dengan intrusi.
Berdasar mineraloginya
Einaudi (1982) membagi exo-skarn berdasarkan kandungan mineral-mineral kalk-silikat-nya menjadi:
· Calcic skarn
Dibentuk oleh replacement pada batugamping, yang banyak mengandung mineral-mineral Fe-Ca silikat seperti garnet (seri andradit-grosularit), klino-piroksen (seridiopsit-hedenbergit), wolastonit, skapolit, epidot dan magnetit
· Magnesian skarn
Dihasilkan dari replacement batuan dolomitik dan dicirikan oleh hadirnya mineral-mineral Mg-silikat seperti diopsit, forsterit, serpentin, magnetit dan talk pada lingkungan yang miskin silika, sedangkan pada lingkungan yang kaya silika sering hadir tremolit-aktinolit.
Berdasar kandungan logamnya
Disamping klasifikasi diatas, yang juga banyak digunakan adalah klasifikasi yang didasarkan oleh asosiasi kandungan logamnya, yang dibagi menjadi beberapa tipe, yaitu:
•Fe-skarn,
•W-skarn,
•Mo-skarn,
•Cu-skarn,
•Zn-Pb-skarn, dan
•Sn-skarn
TATANAN TEKTONIK
Skarn terbentuk pada daerah dimana terjadi magmatisme pada batugamping. Tatanan tektonik skarn banyak berhubungan dengan sistem porfiri pada batas lempeng konvergen, baik pada active continental margin (continental arc) maupun island arc (busur kepulauan).
Endapan skarn Tembaga (Cu)
Kebanyakan endapan skarn tembaga berhubungan dengan granodiorit Calc-alkaline yang mengubah monzogranite di busur kepulauan pada tepi benua. Intrusi ini merupakan tubuh bijih tembaga yang penting dalam pembentukan porfiri tembaga yang terbentuk pada busur tepi benua sisi barat Amerika yang berumur Mesozoikum dan Tersier, dan serupa dengan busur tepi benua Rusia yang berumur Karbon. Sejumlah endapan skarn tembaga juga terbentuk pada busur kepulauan kerak samudera yang berasosiasi dengan diorit kuarsa hingga monzogranit plutonik, seperti pada Tambang Meme, Haiti.
Porfiri tembaga yang berasosiasi dengan endapan skarn dapat terbentuk dengan dimensi yang sangat besar, hingga 500 juta ton pada tambang terbuka penambangan bijih. Kebanyakan skarn Cu berasosiasi dengan tipe-I, pluton seri magnetit pada lingkungan dangkal yang berbentuk stockwork, tersebar luas, dan secara intensif terjadi alterasi hidrothermal (Meinert, 2005). Skarn tipe ini didominasi oleh garnet andradit, diopside, vesuvianite, wallastonite, actinolite, dan spidote. Hematit dan magnetit kemungkinan terbentuk dan secara lokal membentuk lapisan yang padat. Skarn tembaga dizonakan oleh garnierit padat di dekat pusat plutonik, diikuti peningkatan kandungan clinopiroksin dan vasuvianite dan/atau wollastonite di daerah sekitar kontak dengan marmer. Pirit, kalkopirit dan bornit merupakan sulfida yang paling melimpah, dan terbentuk jauh dari pusat plutonik (Meinert 1992).
Endapan skarn Besi (Fe)
Endapan skarn telah lama menjadi sumber yang penting pada tambang bijih besi dan magnetit di Cornwall, Pennsylvania, yang memasok kebutuhan akan besi selama revolusi industri di Amerika Serikat. Ini adalah tambang tertua di Amerika Utara. Pertambangan dimulai pada tahun 1737 dan pada tahun 1964, 93 juta ton bijih telah diproduksi dengan pasokan rata-rata ke pabrik 39,4% Fe dan 0,29% Cu, dengan hasil sampingan sejumlah kecil kobalt, emas dan perak (Lapham 1968). Konsentrat pirit digunakan untuk menghasilkan asam sulfat, dan sampai tahun 1953, ketika operasi tambang terbuka dihentikan, overburden batugamping dihancurkan dan dijual sebagai agregat. Hasil yang tanggung dari tambang di Cornwall adalah skarn besi yg mengandung kapur dan endapan skarn tersebut berasosiasi dengan intrusives mulai dari gabro hingga diorit ke syenite, sementara skarn besi magnesium biasanya berasosiasi dengan granit atau granodiorites.
Endapan skarn tungsten (W) dan timah (Sn)
Endapan skarn tungsten, vein dan endapan stratiform memasok sebagian besar produksi tahunan tungsten di dunia, dengan dominasi endapan skarn. Endapan skarn tungsten berasal dari endapan yang relatif besar, antara lain di Pulau Raja, Tasmania; Sangdong, Korea; MacMillan Pass (Yukon), Kanada; dan Pine Creek, California, Amerika Serikat. China adalah produsen utama dunia dan pada tahun 1989 menghasilkan sekitar 18.000 ton. Uni Soviet peringkat berikutnya dengan 7.000 ton.
Meinert (2005) memisahkan skarn Tungsten dari skarn Timah. Skarn tungsten umumnya terdapat pada plunonik calc-alkanine, dan Meinert telah membuat daftar sebanyak 203 endapan jenis ini. Karakteristik plutonik pembentuk endapan skarn tungsten berupa zona kontak berbentuk cincin akibat metamorfisme temperatur tinggi dan kahadiran pegmatit.
Mineral utama pada timah berupa cassiterite dan stannites, dan mineral utama pada tungsten berupa wolframite dan scheelite, di mana scheelite menjadi begitu dominan pada tahapan akhir dari paragenesa. Terdapat dua varietas dari scheelite, yaitu yang kaya akan kandungan molybdenum (powellite) dan yang miskin akan kandungan molybdenum. Powellite ditemukan proses reduksi pada lingkungan skarn, sedangkan scheelite yang miskin kandungan molybdenum terjadi pada proses oksidasi. Proses reduksi skarn tungsten didominasi oleh hedenbergite-grandite, spessartine dan garnet almandine. Mineral sulfida termasuk pirrhotite, molybdenite, kalkopirit, sphalerite, dan arsenopirit. Mineral retrograde skarn berupa epidote, biotit, dan hornblende. Skarn tungsten yang teroksidasi mengandung lebih banyak andradite ketimbang piroksin.
Skarn timah umumnya terbatas pada granit yang kaya akan silika dan umumnya berasosiasi dengan alterasi tipe greisen dak aktifitas kaya kandungan flourine, yang tidak terdapat pada skarn tipe lain. Perlu dicatat bahwa skarn timah cenderung berkaitan dengan pluton granitik yang terbentuk oleh proses partial melting pada kerak benua. Skarn timah umumnya memiliki asosiasi elemen F-B-Be-Li-W-Mo. Skarn timah dikategorikan dari yang bersifat calcic hingga magnesian, dari yang kaya akan oksida hingga yang kaya akan sulfida. Kwak (1987) menyatakan bahwa skarn yang kaya akan kandungan timah biasanya yang jauh dari pusat plutonik.
Endapan Skarn Talk
Endapan skarns yang mengandung talk dan alterasi karbonat serta batuan metasedimen lainnya memasok sekitar 70% dari produksi talk di dunia. Contoh yang baik dan penting dari endapan ini terdapat di Perancis dan Austria (Moine et al. 1989). Sebuah Tambang terbuka di Trimouns, terletak di ujung timur Pyrenees Perancis pada ketinggian 1.800 m. Produksi Talk lebih dari 300.000 ton dan cadangan minimal 20 juta ton. Bijih-bijih terbentuk di sepanjang batas antara basement batuan metamorf tingkat tinggi dan migmatit dari St Barthélemy Massif dan tertutup oleh batuan hasil sesar naik berupa batuan metamorf yang tingkatannya lebih rendah berumur Ordovisium atas hingga Devon. Bagian bawah dari hanging wall terdapat lensa-lensa dolomit yang menerus dengan ketebalan 5 – 80 meter, juga terdapat sisipan sekis mika pada leucogranit, aplit, pegmatit, dan juga terdapat vein kuarsa.
Selama proses sesar yang memotong dolomit terjadi, sekis dan batuan lainnya mengalami sirkulasi hidrotermal yang luas yang menghasilkan bijih yang kaya akan talk (80-97% talk) pada dolomites dan bijih yang kaya akan klorit (10-30% talk) pada batuan silikat. Badan bijih utama setebal 10-80 meter dengan kemiringan 40-800. Volume batuan nampaknya tetap konstan selama prose metasomatisme tersebut. Dari studi tentang kumpulan dan komposisi mineral, Moine et al. (1989) menunjukkan bahwa metasomatisme berlangsung di sekitar 400°C di bawah tekanan dari sekitar 0,1 GPa. Larutan dengan kandungan garam yang tinggi, minim kandungan CO2, namun kandungan Ca dan Mg yang tinggi, memegang peranan penting dalam proses metasomatisme ini, namun sumbernya belum dapat dipastikan.
Endapan Skarn Grafit
Produksi sejumlah kecil grafit berasal dari endapan skarn, misalnya Tambang Skaland Norwegia, jauh di dalam Lingkaran Arktik tepat di sebelah selatan Tromso, di mana lensa skarn yang panjangnya hingga 200 meter dengan 5-6 meter (maksimum 24 m), mengandung 20-30% grafit dan terdapat pada skis mika dikelilingi oleh metagabbro dan granit. Terdapat gangue mineral berupa diopside, hornblende, labradorite, sphene, garnet, scapolite dan wollastonite. Diperkirakan endapan telah dihasilkan dari konsentrasi karbon yang sudah ada dalam sedimen (Bugge 1978) dan ini kemungkinan terjadi akibat proses kalk-silikat hornfelses atau reaksi skarn.
Endapan Skarn Emas (Au)
Dalam 20 tahun terakhir ini terdapat beberapa endapan skarn emas yang telah ditemukan, misalnya Red Dome, Queensland dan Navachab, Namibia. Namun, kenyataannya mineralisasi emas ini sebagai tipe skarn tidak disadari sejak awal. Pada skarn emas, kandungan emas berkisar 5 hingga 15 gram per ton. Skarn emas lainnya lebih merupakan hasil oksidasi, memiliki kandungan emas yang lebih rendah (1 hingga 5 gram perton), dan mengandung logam lain seperti Cu, Pb dan Zn. Beberapa tipe skarn lainnya, khususnya skarn Cu, mengandung cukup emas (antara 0,01 hingga 1 gram perton) sebagai hasil sampingannya. Sebagian besar endapan skarn emas dengan kandungan tinggi berasosiasi dengan dengan proses reduksi dari pluton diorit-granodiorit kompleks dike atau sill.
Skarn jenis ini didominasi oleh besi yang kaya akan piroksin; zona yang dekat pusat plutonik dapat mengandung garnet grandit intermediate yang melimpah. Mineral umum lainnya termasuk K-feldspar, scapolite, idocrase, apatite, dan amphibole aluminous dengan kandungan klorit yang tinggi. Daerah yang jauh dari pusat plutonik dan zona yang terbentuk lebih awal mengandung biotit dan K-feldspar hornfles yang dapat meluas hingga ratusan meter. Arsenopirit dan dan pyrrhotite dapat menjadi mineral sulfida yang dominan. Umumnya emas hadir sebagai elektrum dan berasosiasi kuat dengan bermacam bismuth dan mineral-mineral telluride termasik bismuth, hedleyite, wittichenite dan maldonite (misalnya di Navachab, Namibia).
STADIA PEMBENTUKAN SKARN (GENESA)
Stadia1: isokimia metamorfosa
•Stadia ini melibatkan reaksi dekarbonisasi dan dehidrasi yang membentuk mineral-mineral kalk-silikat. Kisaran temperatur adalah 900-500°C.
•Pada proses ini seringkali juga terbentuk hornfels kalk-silikat, yang berukuran relatif halus, yang mencerminkan komposisi dan tekstur batuan protolith-nya.
•Proses metamorfosa ini tidak berhubungan dengan pembentukan bijih, namun dapat meneyebabkan terjadinya penambahan permeabilitas.
Stadia 2: metasomatosa
•Proses metasomatisme yang disebabkan sistem magmatik-hidrothermal sering kali akan meng-overprintzona aureole proses metamorfosa.
•Menghasilkan mineral-mineral skarn anhydrous
•Fluida magmatik-hidrotermal tersebut akan menerobos dan bereaksi dengan batugamping dan atau yang telah termetamorfkan, melepas Ca dan CO2, yang sebagian terdifusi kembali ke dalam pluton membentuk endo-skarn.
•Proses metasomatosa ini umumnya akan diikuti pembentukan endapan-endapan sulfida. Temperatur rata-rata pada stadia ini adalah 600-400°C.
•Pada zona yang dalam skarn mempunyai ukuran yang relatif lebih kecil dibanding dendan zona aureole metamorfiknya, sedangkan didekat bagian atas dari sistem skarn sering melebar diluar zona aureole (Meinert, 1993).
Stadia alterasi hidrotermal retrograde
•Pada proses ini terjadi alterasi retrograde terhadap kumpulan mineral kalk-silikat metamorfik dan metasomatikprograde.
•Dicirikan oleh pembentukan mineral-mineral hydrous seperti lempung (kaolinit, monmorilonit, nontronit), klorit, kalsit, kuarsa, hematit, pirit dan atau silika-pirit.
•Mineralisasi sulfida pada vein sebagian besar terdiri dari pirit, spalerit, galena dan tennantit.
•Stadia ini bersamaan dengan fase akhir alterasi kuarsa-serisit-pirit dan argilik pada intrusi porfir, oleh karena itu didominasi oleh air meteorik. Alterasi retrograde ini akan mempunyai penyebaran yang lebih luas pada zona yang lebih dangkal.
ALTERASI dan MINERALISASI
Kehadiran variasi mineral-mineral ubahan pada skarn salah satunya dikontrol oleh komposisi wall rocksnya, apakah batugamping murni, dolomit, batugamping lempungan, batuan beku, atau batuan yang lain.
Zonasi Skarn
Meinert (1997) membagi zona skarn berturut-turut dari batas batuan intrusi menjadi proksimal skarn (garnet>klino-piroksen), intermediet skarn (garnet = klino=piroksen), distal skarn (klino-piroksen>garnet), dan marmer.
Sumber:
Hartosuwarno, Sutarto Teknik Geologi UPN Yogyakarta “Endapan Skarn”
Tidak ada komentar:
Posting Komentar