Mineral yang berasosiasi dengan Endapan Laterit bagian 2

OLIVINE GROUP

Mineral-mineral olivin yang berasosiasi dengan batuan ultramafik yaitu Forsterite (Mg2SiO4) dan Fayalite (Fe2SiO4).

Anggota kelompok olivin adalah mineral penting pembentuk batuan beku basa dan ultrabasa. Batuan basa dan ultrabasa umumnya mengandung mineral olivin kaya magnesian. Mineral olivin yang kaya besi hanya ditemukan di beberapa batuan alkali dan sedimen kaya zat besi yang telah bermetamorfosis.

Olivin adalah mineral mafik pertama yang mengkristal dari magma dasar. Olivin group terdiri dari mineral Forsterite (Mg2SiO4) dan Fayalite (Fe2SiO4). Forsterite memiliki suhu leleh 1.890 °C dan Fayalite memiliki suhu leleh 1.205 °C.

Mineral dari kelompok olivin sangat rentan terhadap perubahan oleh cairan hidrotermal dan proses pelapukan. Reaksi Perubahan meliputi: hidrasi, silisifikasi, oksidasi dan karbonasi. Produk perubahan umumnya adalah serpentine, klorit, amphibole, karbonat, oksida besi, dan talc.

Kandungan nikel pada olivin bisa mencapai 0,41% NiO (rata-rata 0,322% Ni). Sebagian nikel yang terkandung sebagai pengganti atom magnesium dengan atom nikel yang dengan ukuran yang sama. Umumnya, rasio  Ni:Mg dalam olivin adalah sama seperti dalam magma dasar.

PROXENE GROUP

Pyroxenes yang paling umum terdapat di lingkungan yang berhubungan dengan laterit (batuan ultramafik) adalah varietas orto dan clino. Enstatite/Bronzite adalah mineral orto-pyroxenes yang paling umum terdapat di batuan ultramafik Sulawesi. Mereka dapat dengan mudah dikenali oleh refleksi bersinar dan belahan yang kuat dan berwarna perunggu (bronze). 

Orthopyroxene (enstatite) dapat berubah menjadi serpentine dan menampilkan kilap metalloidal perunggu seperti pada belahan utama. Enstatite yang berubah dengan komposisi serpentin disebut bastite.

Analisis beberapa mineral pyroxenes dari Soroako dan New Caledonia menyatakan bahwa kandungan nikel rata-rata di pyroxenes jauh lebih sedikit daripada di olivin. Kadar NiO pada orthopyroxenes yaitu 0,04-0,15% NiO (rata-rata 0,07%) dan 0,034-0,045% NiO (rata-rata 0,04%) pada clinopyroxenes. 

MINERAL SERPENTINE GROUP 

Berbagai kelompok serpentine mineral termasuk kelompok silikat hidrat magnesium (hydrous silicates of magnesium) dan aluminium. Mineral ini erat terkait dengan kelompok klorit dan termasuk:

• Serpentine
• Talc
• Sepiolite
• Saponite
• Iddingsite

Serpentine

Serpentin merupakan mineral sekunder yang dihasilkan biasanya dari ubahan hidrotermal dari olivin, piroksin atau amphibol. Serpentinites terdiri dari massa hijau Lizardite / Antigorite yang dapat dipotong oleh vein dari Chrysotile. Kandungan besi dari serpentin umumnya sangat rendah, besi asli dalam olivine dan pyroxene dikonversi ke magnetit selama proses serpentinisasi. Oleh karean itu, batuan terserpentisasi (serpentinised rocks) relatif lebih magnetik dari batuan non serpentinisasi (unserpentinised rocks).

Serpentin umunya dapat dilihat sebagai produk pengganti dari mineral asli, membentuk pseudomorph. Serpentin juga dapat terendapkan dalam rekahan dan bukaan batuan lainnya. 

Tiga bentuk penting dari serpentin umumnya bervariasi dari massive, foliated  dan fibrous:

• Lizardite: ini adalah bentuk paling umum dari serpentine dan massive. Struktur kisi (lattice structure) terdiri dari susunan lapisan planar. Warna biasanya hijau terang-sedang, tapi cukup variabel karena kehadiran mineral lainnya
• Antigorite: micaceous, bersisik, pipih atau bentuk foliated dari serpentin. Struktur kisi (lattice structure) terdiri dari susunan lapisan bergelombang. Warna hijau terang-sedang tapi cukup variabel (kehadiran magnetit dapat memberi warna abu-abu, coklat atau hitam sedangkan kehadiran hematit dapat memberikan nuansa coklat dan merah).
• Chrysotile: berserat halus dengan serat biasanya fleksibel dan mudah dipisahkan. Struktur kisi (lattice structure) terdiri dari susunan lapiran terputar (rolled). Chrysotile umum terjadi pada vein atau matted masses. Warna biasanya hijau kekuning-kuningan, putih atau abu-abu. Mineral ini populer disebut "asbestos" sebenarnya merupakan bagian dari serpentin. Namun, beberapa amphiboles, seperti dijelaskan di bawah, juga termasuk dalam "asbestos" komersial.

Talc

Talc adalah silikat magnesium terhidrasi yang berasosiasi dengan mineral kelompok serpentin dan klorit. Talk memiliki komposisi kimia H2Mg3Si4O12 atau3MgO.4SiO2.H2O [MgO=31.7%; SiO2=63.5%; H2O=4.8%]. Talc biasanya berbentuk massive (soapstone), foliasi, atau bahkan berserat ketika pseudomorphous setelah tremolite. Talk merupakan mineral yang sangat lembut dan memiliki karakteristik seperti berminyak. Warna berkisar dari putih ke hijau.

Talk di lingkungan nickeliferous selalu membawa nikel dalam struktur kristal. Talk adalah mineral temperatur tinggi dari serpentine dan terbentuk pada suhu di atas 500 derajat celcius.

Sepiolit

Sepiolit adalah mineral sekunder yang biasa ditemukan terkait dengan serpentin. Komposisinya adalah: H4Mg2Si3O10 atau 2MgO.3SiO2.2H2O [MgO = 27,2%; SiO2 = 60,7%; H2O = 12,1%]. Sepiolite memiliki tingkat kekerasan yang lembut (2,0-2,5 skala mosh), berwarna putih keabu-abuan, dan berpori (dalam massa kering mengapung di atas air).

Saponit

Saponit umumnya terbentuk sebagai perubahan silikat magnesian dan umumnya terkait dengan batuan ultrabasa dan laterit. Saponit biasanya berwarna putih, kekuningan dan kehijauan dengan komposisi: H32.Mg9Al2Si10.O48 atau 9MgO.Al2O3.10SiO2.16H2O

[MgO = 26,8%; Al2O3 = 7,5%; SiO2 = 44,4%; H2O = 21,3%]

Iddingsit

Iddingsit adalah mineral kristal dengan komposisi:  

H8MgFe2Si3O14 atau MgO.Fe2O3.3SiO2.4H2O 

[MgO = 8,9%; Fe2O3 = 35,3%; SiO2 = 39,8%; H2O = 15,9%]. 

Iddingsit berwarna coklat, foliasi, dan terjadi sebagai produk perubahan dari chrysolite olivine.

KLORIT GROUP

Sebagian besar mineral dalam kelompok ini adalah berwarna hijau. Pewarnaan ini disebabkan karena adanya ferrous iron. Kelompok klorit berkaitan erat dengan mika dan mineral lempung. Namun, tidak seperti mika, klorit yang lebih keras dan kurang elastis.

Semua klorit mengkristal dalam sistem monoklin. Kelompok klorit pada dasarnya merupakan silikat aluminium dengan ferrous iron, magnesium dan air.

SPINELS GROUP

Mineral kelompok spinel, yang umumnya terkait dengan batuan ultramafik dan laterit yaitu magnetit (FeO.Fe2O3) dan kromit (FeO.Cr2O3).

Magnetit

Magnetit terjadi pada batuan ultrabasa sebagai mineral aksesori, umumnya sebesar kurang dari 1%. Magnetit merupakan produk perubahan selama proses serpentinisasi dari olivine ferromagnesian dan pyroxene. Selama pelapukan laterit, magnetit mudah mengubah ke hematit, goethite, limonit, dan hidroksida besi lainnya. Magnetit murni memiliki komposisi kimia FeO.Fe2O3.

Kromit

Kromit adalah mineral yang sangat umum berasosiasi dengan batuan peridotit dan serpentinit. Mineral kromit biasanya membentuk lensa, lapisan, pods, dan kadang-kadang massa besar dalam peridotit dan sering dimanfaatkan sebagai bijih kromium. Namun, yang paling sering terjadi sebagai butiran yang tersebar ke seluruh tubuh ultramafik.

Kromit primer umumnya bertahan dalam proses pelapukan laterit dan dapat hadir dalam jumlah yang cukup dalam profil residual. Konsentrasi kromit di beberapa endapan laterit yang cukup tinggi sehingga dapat bernilai ekonomis.

OKSIDA

Mineral oksida yang umumnya terkait dengan batuan ultramafik dan laterit adalah oksida besi, manganese dan silikon.

Oksida besi dan mangan

Hematit bisa berasal dari primer dan juga dapat terbentuk selama proses pelapukan kimia dari batuan ultramafik. Hematit adalah mineral yang mengakibatkan warna merah dari permukaan tanah.

Maghemite adalah variasi magnetik dari hematit dan diyakini terbentuk sebagai hasil pelapukan oleh oksidasi magnetit [2Fe3O4 + O = 3Fe2O3]. Struktur kristal maghemite lebih dekat dengan spinel seperti magnetit tapi kekurangan unsur besi (Fe2.66O4 dibandingkan dengan Fe3O4 magnetit). Kekurangan besi sebesar 11,33%. Struktur spinel dari maghemit merupakan kebalikan dari struktur hematit (Fe2O3) pada proses pemanasan. 

Silika tidak pernah hadir dalam batuan ultramafik dalam bentuk bebas tapi ada sebagai silikat. Pencucian (leaching) batuan ultramafik dalam kondisi tropis melepaskan silika dan magnesium dalam jumlah besar. Pada tahap awal pencucian, magnesium lebih larut meninggalkan encrustations dan pengendapan silika dalam profil laterit. Kadang-kadang, deposisi silika tersebut dapat membentuk zona yang sangat mengandung silika. Silika umumnya diendapkan pada rekahan dan bukaan di peridotit dan akhirnya akan menghasilkan pembentukan silika boxwork.

HIDROKSIDA

Hidroksida yang paling umum di profil laterit adalah dari besi dan sedikit aluminium dan mangan. Unsur besi di hidroksida besi dihasilkan oleh dekomposisi mineral mafik seperti olivine dan pyroxene. Sumber hidroksida alumina dan mangan umumnya olivines primer dan pyroxenes yang mengandung unsur-unsur ini dalam jumlah kecil.

      

Hidroksida dari besi dan aluminium

Goethite

Goethite merupakan mineral ortorombik dengan specific gravity yang relatif tinggi (4.28) dan kekerasan menengah (5,0-5,5 skala mosh). Goethite berwarnanya kekuningan, kemerahan dan coklat kehitaman. Goethite ini paling sering ditemukan berasosiasi dengan limonit, dan kurang umum dengan hematit. Komposisi kimia goethite adalah Fe2O3.H2O.

Limonit

Limonit adalah koloid mineral non-kristal. Mineral ini dapat ditemukan dalam bentuk stalactitic botryoidal atau mammillary, tapi paling sering di daerah laterit hanya sebagai earthy mass. Warna dalam bentuk earthy mass adalah berwarna kuning kecoklatan sampai oker coklat. Komposisi tradisional dari limonit adalah sekitar 2Fe2O3.3H2O dengan air kristalisasi sekitar 14,5%. Namun, jumlah air kristalisasi bervariasi di limonit. Untuk alasan ini, beberapa pihak menganggap limonit sebagai bentuk koloid dan amorf goethite. Limonit selalu berasal proses sekunder, yaitu dari breakdown mineral iron-bearing (iron-bearing olivines and pyroxenes).

Manganese Wad

Manganese wad adalah material amorf yang umum ditemukan sebagai lapisan tipis pada kekar dan rekahan, berbentuk bintik-bintik, dan sebagai massa reniform. Warnanya hitam kusam, kebiruan atau hitam kecoklatan. Mineral ini sangat lembut dan easily soils ketika menyentuh tangan. Wad kaya akan mangan hidroksida (MnO2 dan MnO).

Asbolan / Asbolite

Istilah asbolan atau asbolite digunakan untuk "Earthy Cobalt' yang merupakan bahan amorf dan mengandung jumlah kobalt yang cukup besar hingga 32%.

CLAY GROUP

Kata clay digunakan dalam dua pengertian:

• Partikel memiliki ukuran butir halus yang kurang dari 0.002mm. Partikel-partikel ini dapat terdiri dari berbagai komposisi.
• Sekelompok silikat dengan komposisi dan struktur mineral yang didefinisikan dengan cukup baik yang bisa dijelaskan melalui metode difraksi sinar-X (XRD).

Mineral clay (lempung) yang dijelaskan di sini jatuh dalam kategori kedua. Mineral lempung silikat terhidrasi umum adalah aluminium, besi dan magnesium.

Berikut yang termasuk kelompok mineral lempung :

1. Kaolinit Grup : kaolinit, dickite dan nacrite.
2. Smectite Group (Montmorilonit Group) : montmorillonite (Mg-smectite), nontronite (Fe-smectite) dan beidellite (Al-smectite)
3. Illit Grup : illite dan hydromicas
4. Klorit Grup
5. Mixed-Layer Clay Mineral

NICKEL HYDROSILICATES

Dalam hidrosilikat nikel, nikel menggantikan atom Mg di mineral seperti serpentin, talk, dan klorit.

Garnierites

Sebagian besar umum nikel hidro silikat milik varietas serpentine dan talk. Lebih khusus, dilapangan garnierite terdiri dari tiga seri individu terdiri dari magnesium dan anggota akhir nickeliferous, sebagai berikut

• Kerolite – Pimelite series
• Talc – Willemseite series
• Serpentine – Nepouite series

Struktur garnierit (Serpentine-Talc)

Saat ini istilah "garnierite" pada dasarnya digunakan untuk varietas nickeliferous dari spesies mineral serpentin, talk, kerolit, klorit dan sepiolit. Ketika jumlah nikel kurang dari magnesium, istilah-istilah seperti nikel-serpentin dan nikel-talk dapat digunakan. Ketika jumlah nikel melebihi magnesium, mineral dapat diberikan nama khas mereka sendiri.

MINERAL ASBESTIFORM

Mineral asbestiform telah menarik banyak perhatian karena risiko kesehatan yang berhubungan dengan inhalation dan ingestion. Beberapa penelitian telah dilakukan pada individu yang terus menerus terkena debu asbestiform tingkat tinggi di lingkungan kerja seperti pertambangan asbestos dan operasi penggilingan (milling). Berbagai penyakit yang disebabkan asbestos yaitu diantaranya kanker paru-paru dan jaringan parut dari jaringan paru-paru (asbestosis).

Proses di mana mineral asbestiform mempengaruhi kesehatan manusia cukup komplek dan semua aspek dari proses tersebut masih belum sepenuhnya dipahami. Beberapa mineral asbestiform tampak lebih berbahaya daripada yang lain.

Asbestos

Nama ini digunakan untuk varietas berserat (fibrous varieties) dari beberapa spesies mineral. Semua silikat dan varietas umum termasuk tremolite, actinolite, crocidolite dan chrysotile. Tiga pertama merupakan kelompok amphibole sementara yang terakhir merupakan kelompok serpentine mineral.

Karena bersifat lembut, serat sangat fleksibel, mineral asbestos telah dikempa (felted) dan dianyam (woven) seperti kain. Penggunaan utama mereka telah berada di wilayah fireproofing dan insulasi panas.

Mineral Asbestiform

Istilah "asbestiform" digunakan umumnya untuk mineral yang muncul berserat di alam dan menyerupai asbestos dalam penampilan. Lebih umum, mineral berikut dari grup serpentine dan amphibole yang termasuk dalam kategori mineral asbestiform:

• Mineral Serpentine: Chrysotile
• Mineral Amphibole: Tremolite, Aktinolit, Crocidolite (Riebeckite)

Serpentine mineral biasanya terjadi dalam tiga bentuk: massive lizardite, foliated antigorite, dan fibrous chrysotile. Dalam hal ini hanya fibrous chrysotile yang menjadi perhatian dari sudut pandang kesehatan.

Karakteristik serpentine chrysotile yaitu berserat halus dan serat biasanya fleksibel dan mudah dipisahkan. Umumnya terdapat pada vein atau matted masses. Warna biasanya hijau kekuning-kuningan, putih atau abu-abu. Mineral ini populer disebut "asbestos" sebenarnya merupakan varietas dari serpentin. Namun, beberapa amphiboles, seperti dijelaskan di bawah, juga termasuk dalam "asbestos" komersial. 

Chrysotile (serpentine group)

Beberapa anggota grup amphibole juga terjadi dalam bentuk berserat (fibrous) dan termasuk dalam kategori mineral asbestiform. Amphiboles yang termasuk dalam kategori ini antara lain:

• Tremolite (Ca-Mg amphibole): H2Ca2Mg5Si8O24 atau 2CaO.5MgO.8SiO2.H2O
• Actinolite (Ca-Fe amphibole): H2Ca2Fe5Si8O24 atau 2CaO.5FeO.8SiO2.H2O
• Riebeckite / Crocidolite (Na-Fe): H2Na2Fe5Si8O24 atau Na2O.3FeO.F2O3.8SiO2.H2O
• Cummingtonit / grunerite (Mg-Fe): H2 (Mg, Fe) 7Si8O24 atau 7 (MgO.FeO) .8SiO2.H2O

Mineral asbestiform dalam asosiasi batuan ultramafik

Dari semua mineral asbestiform, asbestos chrysotile adalah yang paling mungkin untuk dilihat di batuan ultramafik.

Mineral tremolite-actinolite cenderung terjadi pada oceanic ultramafik karena memerlukan jumlah CaO yang cukup besar. Namun, kedekatan dengan batugamping/dolomit dan adanya kontak atau metamorfosis regional akan meningkatkan kemungkinan terjadinya.

Reference : 

• Waheed Ahmad, 2006, Laterites, Fundamentals of chemistry, mineralogy, weathering processes and laterite formation. Mine Geology PT INCO. 
• Dirangkum oleh Caprock (tukangbatu.com)

Mineral yang berasosiasi dengan Endapan Laterit bagian 1

Tabel di bawah ini menunjukkan mineral umum yang berasosiasi dengan laterit dan batuan induknya, ultramafik :

Mineral mafik utama (Primary Mafic Minerals)

Mineral mafik utama dalam batuan ultramafik di daerah Sulawesi pada dasarnya terdiri dari olivin dan piroksin, sebagai berikut:

• Chrysolite olivine: (Mg,Fe)2SiO4
• Orthopyroxene, Enstatite: MgSiO3
• Orthopyroxene, Hypersthene: (Mg,Fe)SiO3
• Clinopyroxene, Diopside: CaMg(SiO3)2
• Clinopyroxene, Hedenbergite: CaFe(SiO3)2
• Clinopyroxene, Augite: CaFe(SiO3)2 dengan (Mg,Fe)(Al,Fe)2SiO6

Mineral spinel utama (Primary Spinel Minerals)

Mineral spinel utama pada batuan ultramafik pada dasarnya terdiri dari magnetit and kromit:

• Magnetite: Fe3O4 atau FeO.Fe2O3
• Chromite FeCr2O4 atau FeO.Cr2O3

Hydrothermal Mafic Minerals
Mineral mafik yang terbentuk selama proses serpentinisation dan ubahan hidrotermal, yaitu diantaranya serpentin, talk dan klorit.

• Serpentine: H4Mg3Si2O9 atau 3MgO.2SiO2.2H2O
• Talc: H2Mg3Si4O12 atau 3MgO.4SiO2.H2O
• Chlorite: H8Mg5Al2Si3O18 atau 5MgO.Al2O3.3SiO2.4H2O

Secondary Spinel

Selama pembentukan serpentin hidrotermal, unsur besi yang tidak diinginkan dari struktur olivin dan piroksin berubah menjadi magnetit (Fe3O4). Dengan demikian, batuan yang terserpentinisasi tinggi (highly serpentinised) umumnya lebih magnetik dari batu tidak terserpentinisasi (unserpentinised).

Secondary Oxides

Oksida sekunder meliputi hematit dan maghemit

• Hematite: Fe2O3
• Maghemite: Fe2.66O4

Secondary Hydroxides
Pada dasarnya besi, aluminium dan mangan:

• Goethite: Fe2O3.H2O
• Limonite: Fe2O3.nH2O
• Boehmite: Al2O3.H2O
• Bauxite: Al2O3.2H2O
• Gibbsite: Al2O3.3H2O

Lempung (Clays)

Mineral lempung (clay) yang berasosiasi dengan profil laterit:

• Kaolinites: Kaolinite, Nacrite, Dickite
• Smectites: Montmorillonite (Mg-smectite); Nontronite (Fe-smectite); Beidellite (Al-smectite)
• Illites: Illite, hydromicas
• Mixed Layer Clays: Illite-smectite; chlorite-smectite; chlorite-vermiculite; Mica-vermiculite

Nickel hydrosilicates

Pada dasarnya dari struktur mineral serpentin, talc dan klorit:

• Nepouite: Ni3Si2O5(OH)4 Nickel serpentine
• Willemsite: Ni3Si4O10(OH)2 Nickel talc
• Nimite: Ni5Al2Si3O10(OH)8 Nickel chlorite

Gambar 1. Asosiasi mineral pada endapan laterit

Introduction to Ophiolites

1. Ophiolite and oceanic lithosphere 

Ophiolite is a stratified igneous rock complex composed of upper basalt member, middle gabbro member and lower peridotite member (Fig. 1). Some large complexes measure more than 10 km thick, 100 km wide and 500 km long. The term "ophiolite" means "snake stone" in Greek. Basalt and gabbro are commonly altered to patchy green rocks, and peridotite is mostly changed into black, greasy serpentinite. The term comes from such serpentine appearance of these altered, metamorphosed, or sometimes highly fragmented members. Ophiolite is interpreted to be thrust sheet of ancient oceanic lithosphere which has been obducted over the continental crust in the course of orogeny. The ophiolite succession can be correlated with the seismologic layering of the oceanic lithosphere (Fig. 1). The sedimentary cover correspond to Layer 1, basaltic pillow lava matches Layer 2, sheeted dikes and gabbro with occasional plagiogranite intrusions are correlated to Layer 3, and ultramafic cumulates and residual mantle peridotite represent Layer 4 (mantle). 

Figure 1. Opholite succession and seismeic layer of oceanic crust

2. Ophiolite examples and their occurrences 

Ophiolite was first described from the Alps in the early 20th century, and was later discovered from almost every orogenic belt on the earth. Semail ophiolite in Oman (Mesozoic), Troodos ophiolite in Cyprus (Mesozoic), Papua ophiolite in Papua-New Guinea (Mesozoic), and Bay of Islands ophiolite in Newfoundland (Paleozoic) are the best known. Yakuno (Paleozoic), Horokanai (Mesozoic) and Poroshiri (Mesozoic) are the three full-membered ophiolites in Japan, which also has many dismembered ophiolites such as Oeyama (Paleozoic), Miyamori (Paleozoic), Mikabu (Mesozoic) and Setogawa-Mineoka (Cenozoic). 

Ophiolite occurs as a nappe (intact thrust sheet) or as a melange (tectonic mixture of fragments). In collisional orogenic belts, ophiolites generally lie on older continental basement. In circum-Pacific orogenic belts, however, ophiolites generally lie on younger accretionary complexes. For example, Jurassic Tamba accretionary complexes are overlain by the late Paleozoic Yakuno ophiolite, which is in turn overridden by the early Paleozoic Oeyama ophiolite (Fig. 2). The younger Mikabu and Setogawa-Mineoka ophiolites underlies the Jurassic accretionary complexes in the Pacific coastal areas. 

Figure 2. Pre Cretaceous tectonic units of the Inner Zone of southwestern Japan

3. Petrologic classification of ophiolites

Ophiolites may have formed either at divergent plate boundaries (mid-oceanic ridges) or convergent plate boundaries (supra-subduction zones; i.e. island arcs and marginal basins). They are called MOR and SSZ types, respectively. These types are identified by chemical composition of the rocks and minerals in comparison with those from various tectonic settings on the earth at present. 

Ophiolitic mantle peridotite is the refractory residue after extraction of basaltic melt through partial melting processes in the mantle. Although primary mantle peridotite may be lherzolite with abundant clinopyroxene, it changes into clinopyroxene-poor (or -free) harzburgite as the degree of melting increases (Fig. 3). The mantle peridotite samples dredged from the mid-oceanic ridges are mostly lherzolite, while those dredged from supra-subduction zones (trench walls) are mostly harzburgite. 

Figure 3. Modal variation of residual mantle peridotite with increasing degree of melting

Ophiolitic igneous cumulates shows systematic variation in the crystallization sequence of minerals corresponding to the petrologic diversity of the underlying peridotite mantle. The mineral crystallizing next to olivine varies from plagioclase through clinopyroxene to orthopyroxene as the degree of melting in the underlying mantle increases (Fig. 4). The characteristic cumulate rocks correspondingly varies from troctolite through wehrlite to harzburgite. 

In general, ophiolitic basalt also varies from alkali basalt or high-alumina basalt (like mid-ocean ridge basalt (MORB)) through low-alumina basalt (like island-arc tholeiite (IAT))to boninite (high-magnesian andesite) in correspondence with the petrologic variation of the underlying members (Fig. 4). 

Figure 4. Petrologic variation of the underlying members

4. Ophiolites in the circum-Pacific orogenic belts

Ophiolites in the circum-Pacific orogenic belts generally occur intercalated among the accretionary complexes and show multiple tectonic superposition as exemplified by the Klamath Mountains in western USA (Fig. 5). The oldest early Paleozoic ophiolite occupies structurally uppermost position, and younger ones take lower seats. Such "Confucian" ophiolite belts are also present in Japan and northeastern Russia, and forms "circum-Pacific Phanerozoic multiple ophiolite belts". This structure may be formed by underplating of the accreted oceanic material and trench-fill sediments beneath the overlying SSZ lithosphere (ophiolite) and subsequent underplating of the younger SSZ-trench system. The circum-Pacific ophiolite belts are also characterized by extreme petrologic diversity. Juxtaposition of depleted, clinopyroxene-free harzburgite and fertile lherzolite is common, though such a case is rare in the collisional orogenic belts. 

Figure 5. Geologic structure of the Klamath Mountain, western USA (Irwin 1981)

5.Ophiolite pulses

Reported formation ages of ophiolites show three distinct peaks at about 750, 450 and 150 Ma, respectively (Fig. 6). These are called ophiolite pulses. Each pulse corresponds to the period of worldwide magmatic event as represented by voluminous granite intrusions. 

Production rate of oceanic crust was distinctly high during the 80 and 120 Ma interval of Cretaceous time, as evidenced by wide area of the ocean floor formed in this interval. Magnetic reversals of the earth, which take place every million years, were unreasonably absent during this interval. These facts lead Larson (1991) to a hypothesis of superplume, a big plume of hot mantle rock which ascended from core/mantle boundary and erupted beneath the South Pacific ocean during this interval, causing worldwide magmatic event. This interval corresponds to the later half of the Mesozoic ophiolite pulse (Fig. 6). 

Figure 6. Histogram of formation ages of ophiolites in the world

6. Ophiolite belts on the earth

Ophiolites issued by each pulse tend to form a particular ophiolite belt. Late Proterozoic (ca. 750 Ma) ophiolites are distributed in the Pan-African orogenic belt, early Paleozoic (ca. 450 Ma) ophiolites appear in the Appalachian-Caledonian-Uralian belt, and Mesozoic (ca. 150 Ma) ophiolites dominate the Alpine-Himalayan belt (Fig. 7). However, the circum-Pacific orogenic belts bear ophiolites of widely varying ages, including at least two pulses (early Paleozoic and Mesozoic). This may be due to continuous, subduction-induced, accretionary orogeny that have taken place in the circum-Pacific areas from early Paleozoic to the present, showing contrast to the episodic, short-lived, collisional orogeny in the continental areas. Circum-Pacific ophiolites may be the best witnesses of the history of superplumes. 

Figure 7. Ophiolite belts in the world

Author : Akira ISHIWATARI (Dr., Assoc. Prof., Fac. Sci., Kanazawa University)

Tipe Endapan Nikel Laterit Sorowako

Menurut Ahmad (2005), tipe endapan nikel laterit di daerah Sorowako pada dasarnya dibagi menjadi 2, Yaitu Sorowako West Block dan Sorowako East Block. Pembagian tipe endapan ini berdasarkan beberapa parameter utama, diantaranya :

1. Tipe batuan ultramafik
2. Derajat serpentinisasi
3. Kandungan kimia bijih
4. Fraksi batuan
5. Tingkat kesulitan dalam penambangan
6. Derajat penetrasi dengan auger drilling
7. Kandungan olivin

Tipe West Block

Pada daerah west block batuan didominasi oleh harzburgit dengan beberapa batuan dunit yang kaya olivin. Kandungan olivin tinggi dan piroksen yang hadir umumnya orthopiroksen. Batuan di daerah ini umumnya tidak terserpentinisasi atau sedikit terserpentinisasi.. Sifat material yang relatif keras menyebabkan kesulitan dalam penambangan, namun batuan di daerah ini menunjukkan rasio silika magnesia yang relatif lebih tinggi (2,2 –2,6) di banding East Block.

Tipe East Block

Daerah east block didominasi oleh lherzolit dengan kandungan olivin yang rendah dan mengandung orthopiroksen maupun klinopiroksen. Peningkatan derajat serpentinisasi di daerah ini didukung juga oleh peningkatan kandungan magnetik dalam material batuan. Sifat batuan relatif lebih lunak dan menunjukkan rasio silika magnesia yang lebih rendah (1,4 – 2) dibandingkan West Block.

Gambar 1. Penampang umum Nikel Laterit Sorowako (Osborne & Waraspati,1986)

Pembagian secara terperinci antara tipe endapan bijih West Block dan East Block dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Batuan Ultramafik

Batuan Ultramafik

Batuan ultramafik kaya akan mineral – mineral mafik (ferromagnesian) seperti olivine, piroksen dan hornblende dan mika. Semua batuan ultramafik memiliki indeks warna > 70. Kebanyakan batuan ultramafik mengandung kurang lebih 45 % silika. Pada umumnya batuan ultramfik kekurangan mineral feldspar. 

Perlu diperhatikan bahwa istilah "ultrabasa" dan "ultramafik" tidak identik. Sebagian besar batuan ultramafik juga ultrabasa, sementara tidak semua batuan ultrabasa yang ultramafik. Dengan demikian, batuan kaya fedspathoids yang ultrabasa tapi tidak ultramafik karena mereka tidak mengandung mineral ferromagnesian. Demikian pula, pada contoh kasus pada batuan piroksenit enstatite dengan 60% kandungan silika yang sangat tinggi pasti ultrabasa tetapi tidak dapat dianggap ultramafik.

Ofiolit

Ofiolit merupakan sekelompok batuan yang berkomposisi mafik sampai ultramafik dengan sekuen dari bawah ke atas, disusun oleh : komplek ultramafik, komplek gabro berlapis dan gabro massif, komplek retas berkomposisi mafik (diabas) dan kelompok batuan vulkanik berkomposisi mafik bertekstur bantal / basalt. 

Ofiolit berdasarkan konsep tektonik lempeng menurut Coleman (1986), merupakan batuan alokton yang merupakan bagian integral dari mekanisme lempeng yang terdapat ditepi benua. Menurut Dietz (1963), proses pemekaran dasar samudera dapat membawa gabungan batuan yang terdapat di pematang tengah samudera ke tepi benua. Hutchinson (1973), mengemukakan bahwa pengalihtempatan ofiolit ke tepi benua meliputi tiga cara yaitu yang pertama pengalihtempatan gawir – gawir ofiolit yang tergeser ke dalam kawasan zona penunjaman yang terdeformasi, yang kedua pengalihtempatan secara obduksi, yaitu pemotongan kerak samudera yang tersusun dari ofiolit lengkap oleh kerak benua, dan yang ketiga pengalihtempatan ofiolit lengkap akibat benturan dua massa kerak benua atau dua massa kerak samudera. 

Klasifikasi Batuan Ultramafik

Klasifikasi batuan ultramafik berdasarkan kandungan mineral olivin, piroksen dan hornblende, seperti terlihat pada gambar 1, terbagi atas :

• Dunit
• Peridotit
• Piroksenit
• Hornblendit
• Serpentinit (Hasil Alterasi mineral olivin dan piroksen)

Gambar 1. Klasifikasi batuan ultramafik berdasarkan kandungan mineral olivin, piroksen, dan hornblende (Streckeisen,1974)

1.  Dunit

Dunit merupakan batuan ultramafik yang memiliki komposisi hampir seluruhnya adalah monomineralik olivin (umumnya magnesia olivin). Kandungan olivin dalam batuan ini lebih dari 90%, dengan mineral penyerta meliputi kromit, magnetit, ilmenit, spinel.

Gambar 2. Dunit (wikipedia.org)

2.  Peridotit 

Peridotit merupakan batuan ultramafik yang mengandung lebih banyak olivin tetapi juga mengandung mineral – mineral mafik lainnya di dalam jumlah yang signifikan. Berdasarkan mineral – mineral mafik yang menyusunnya, maka batuan peridotit dapat diklasifikasikan sebagai Piroksen peridotit, Hornblende peridotit, Mika peridotit.

Gambar 3. Peridotit Harzburgit

Salah satu batuan peridotit yang dikelompokkan berdasarkan mineral mafik, yaitu piroksen peridotit. Berdasarkan dari tipe piroksen, maka piroksen peridotit dapat diklasifikasikan menjadi 3 yaitu :

• Harzburgit : Tersusun oleh olivin dan orthopiroksen (enstatite atau bronzite)
• Wehrlit   : Tersusun oleh olivin dan klinopiroksen (diopside atau diallage)
• Lherzolit    : tersusun oleh mineral olivin, orthopiroksin dan klinopiroksin.                                                 

Gambar 4 . Klasifikasi batuan ultramafik yang mengandung olivin, orthopiroksen dan klinopiroksen (Streckeisen, 1974)

3.  Piroksenit

Piroksenit Merupakan batuan ultramafik monomineral yang seluruhnya mengandung mineral piroksen. Batuan – batuan piroksenit selanjutnya diklasifikasikan ke dalam orthorombik piroksen atau monoklin piroksen :

• Orthopiroksenit (orthorombik) : bronzitites
• Klinopiroksenit (monoklin) : diopsidites, diallagites

Gambar 5. Piroksenit (wikipedia.org)

4.  Hornblendit

Hornblendit Merupakan batuan ultramafik monomineral yang seluruhnya mengandung mineral hornblende.

Gambar 6. Hornblendit (wikipedia.org)

5.  Serpentinit 

Merupakan batuan ultramafik monomineral yang seluruhnya mengandung mineral serpentin, yang kaya akan mineral mafik. Serpentinit merupakan batuan hasil alterasi hidrotermal dari batuan ultramafik, dimana mineral – mineral olivin dan piroksen jika teralterasi akan membentuk mineral serpentin. Batuan ini dapat terbentuk dari batuan dunit yang terserpentinisasi, dari hornblendit, ataupun peridotit (Ahmad, 2006). 

Gambar 7. Serpentinit (wikipedia.org)