Alterasi pada Lingkungan Hidrotermal

Intisari dari paper Geological Characteristics of Epithermal Precious and Base Metal Deposits (Simmons et al., 2005)

Alterasi dalam lingkungan epitermal dibagi menjadi lingkungan epitermal aktif dan endapan epitermal. Lingkungan epitermal aktif terdiri atas sistem geotermal, sistem magmatik hidrotermal, dan alterasi argilik lanjut. Endapan epitermal dapat diklasifikasikan berdasarkan kenampakan alterasinya, yaitu kelompok kuarsa ± adularia ± kalsit ± illit dan kelompok kuarsa ± kaolin ± piropilit ± dickite ± alunit. 

Pada sistem geotermal, alterasi yang terbentuk tergantung pada fluida penyusun sistem geotermal. Sistem geotermal memiliki tiga macam fluida penyusun. Pada sistem air klorit akan memiliki kelimpahan mineral alterasi yang berbeda dengan sistem air sulfat dan kaya CO₂ (air karbonat).

Sistem air klorit umumnya berkaitan langsung dengan sistem geotermal yang relatif dalam. Air klorit memiliki pH mendekati netral, kandungan Cl sebesar 0.1 - >1 wt%, CO₂ 3 wt%, dan H₂S 10 – 100 ppm (Seward, 1973; Seward dan Barnes, 1997). Lingkungan alterasi dengan sistem air klorit ini terdiri atas kuarsa, albit, adularia, illit, klorit, pirit, kalsit, dan epidot (Barton et al., 1977; Giggenbach, 1997). Kelimpahan mineral alterasi propilitik dapat terbentuk ketika fluida mengalami kesetimbangan dengan batuan dan mineral penggantinya (Giggenbach, 1997). Pada lingkungan boiling (pendidihan) di atas terbentuk kuarsa, adularia, dan kalsit platy pada bukaan dan channel subvertikal untuk fluida terdidihkan yang mendingin. Sistem air klorit yang berpotongan dengan topografi juga akan membentuk silika sinter. 

Sistem air sulfat dan air karbonat terbentuk pada lingkungan air tanah seperti ilustrasi di atas. Sistem air sulfat merupakan salah satu sistem fluida geotermal yang umumnya tidak diinginkan. Sistem ini terbentuk dari pelarutan H₂S_(g) pada air tanah di kedalaman yang relatif dangkal sehingga umumnya dapat teroksidasi membentuk H₂SO₄. Air sulfat memiliki karakteristik pH ~2, konsentrasi sulfat ~1000 mg/kg, dan temperatur relatif rendah (~100⁰C). Alterasi akibat air sulfat membentuk kelimpahan mineral alterasi argilik lanjut, seperti opal (kristobalit), alunit, kaolinit, dan pirit (Schoen et al., 1974). Sistem air karbonat terbentuk dari pengayaan CO₂. Air karbonat memiliki karakteristik dengan kandungan CO₂ >1wt%, temperatur ~150⁰ dan berasal dari kedalaman yang dangkal. Alterasi yang terbentuk adalah daerah alterasi argilik dengan kelimpahan mineral terdiri atas mineral lempung, seperti illit, illit-smektit, smektit, dan kaolinit), kalsit, dan siderit. Salah satu contoh lingkungan ini adalah Broadlands-Ohaaki. 

Alterasi	Mineralogi	Pembentukan dan asal
Propilitik	Kuarsa, K-feldspar (adularia), albit, illit, klorit, kalsit, epidot, pirit	Terbentuk pada temperatur  >2400C  oleh air ber-pH mendekati netral
Argilik	Illit, smektit, klorit, interlayered clays, pirit, kalsit  (siderit), kalsedoni	Terbentuk  pada temperatur <1800C pada selubung dan lingkungan yang relatif lebih dangkal oleh air kaya CO­­2 (steam-heated)
Argilik lanjut (steam-heated)	Opal, alunit, kaolin, pirit, markasit	Terbentuk pada temperatur < 1200C, dekat muka air tanah dan  pada lingkungan yang dekat permukaan air acid-sulfate, dapat dijumpai sebagai silika sinter pada lingkungan geotermal
Argilik lanjut (magmatic hydrothermal)	Kuarsa, alunit, dickite, piropilit (diaspor, zunyit)	Terbentuk pada temperatur >2000C oleh fluida magmatik asam langsung
Argilik lanjut (supergene)	Alunit, kaolin, halloysit, jarosit, Fe-oksida	Terbentuk pada temperatur < 400C akibat pelapukan dan oksidasi batuan pembawa sulfida

Sistem magmatik hidrotermal merupakan salah satu sistem aktif dari lingkungan hidrotermal. Fluida magmatik ini merupakan sumber fluida untuk lingkungan geotermal dan epitermal. Kondisi langsung fluida magmatik dapat diamati melalui kenampakan permukaan pada gas di fumarole yang bersuhu 100⁰ hingga >800⁰C, sumber air panas asam, dan batuan teralterasi karena erupsi eksplosif. Intursi yang relatif dangkal dari fluida ini akan membentuk kelimpahan mineral alterasi, berupa alunit, piropilit, dickite, kuarsa, anhidrit, diaspor, dan topaz. Sistem ini dikenal sebagai sistem fluida dominan yang kaya gas, seperti H₂S dan H₂SO₄. Pada kondisi ini, tidak dapat terbentuk silika sinter karena kondisi asam yang menghambat silika polimerisasi dan deposisi silika amorf (Fournier, 1985).

Alterasi lanjut dapat didefinisikan berdasarkan morfologi, kelimpahan mineralogi, dan zonanya. Alterasi lanjut dapat dibedakan menjadi tiga sumber, yaitu fluida magmatik, steam heated, dan pelapukan. Alterasi lanjut akibat fluida magmatik terbentuk setelah batuan terbentuk dimana biasanya memotong stratigrafi dan mengikuti struktur – struktur bersudut tinggi. Pada batuan yang permeabel, alterasi yang terbentuk berupa lapisan. Lapisan argilik akibat steam heated biasanya membentuk ‘selimut’ dengan ketebalan 10 – 20 m. Sama halnya dengan steam heated, alterasi argilik akibat pelapukan juga membentuk selimut yang mengikuti topografi, seperti rekahan sub-vertikal.

Sistem alterasi endapan epithermal low sulfidation.

Mineralisasi epitermal dapat dibagi berdasarkan kelimpahan alterasinya. Endapan epitermal sulfidasi rendah dikenal dari mineral kuarsa ± kalsit ± adularia ± illit. Endapan iini terbentuk oleh air klorit pH mendekati netral, seperti sistem geotermal. Pada skala regional untuk kedalaman (>400 m bawah muka air tanah), alterasi terbentuk propilitik. Pada skala menengah (400 – 150 m bawah muka air tanah), terjadi peningkatan mineral aluminosilikat yang mencerminkan penurunan temperatur dan membentuk zona lempung (illit hingga smektit) dan zeolit (wairakit – heulandit – mordenit). Pada umumnya, pada host rock berpermeabilitas rendah, alterasi akan melingkupi urat dan veinlets, berupa kuarsa, adularia, illit dan pirit. Pada kedalaman dangkal (150 – 0 bawah muka air tanah), terbentuk selimut argilik, illit, dan lempung lainnya (dengan atau tanpa pirit disseminated, karbonat, minor barit, dan minor anhidrit), terutama pada host rock volkanik dan melingkupi tubuh bijih. Argilik lanjut berupa steam heated dapat terbentuk pada lingkungan dangkal, dekat paleowatertable dan paleosurface.

Sistem alterasi endapan epithermal high sulfidation.

Endapan epitermal sulfidasi tinggi dikenal dari mineral kuarsa ± alunit ± piropilit ± dickite ± kaolinit. Endapan ini umumnya menunjukkan tesktur vuggy yang merupakan produk alterasi fluida asam secara intensif. Fenokris dan fragmen litik lainnya mengalami pelindian dan pelarutan. Pada gambar di atas, alterasi melingkupi inti silicic (batuan terlindikan dan silifikasi), alunit, dickite, dan kaolinit atau piropilit, serta smektit atau illit. Alterasi terbentuk memanjang secara lateral dari 1 hingga >100 m. Alterasi propilitik meluas dan melingkupi badan bijih teralterasi asam. Zona illit dan piropilit dapat meluas hingga di bawah deposit. Perubahan kelimpahan mineral alterasi menggambarkan netralisasi fluida asam oleh interaksi dengan air dan batuan, serta pendinginan. Pada level dangkal, argilik lanjut steam heated yang terbentuk menandai paleowatertable.