Sifat Fisik dan Penambangan Emas

Sifat fisik emas adalah logam yang tidak aktif, tidak bereaksi dengan air dan banyak pelarut lainnya. Memiliki titik leleh 1064° C dan titik didih 2808° C, menjadikan emas walaupun sebagai logam lunak namun tahan akan panas. Emas adalah penghantar panas dan kelistrikan yang baik. Rapat massa mencapai 19,3 gram/sentimeter kubik, dengan berat atomic 196,97.
Emas merupakan salah satu logam lunak dengan skala kekerasan 2,5 – 3 Mohs, rapat massa mencapai 19,3 gram/sentimeter kubik, dengan berat atomic 196,97. Memiliki warna kuning gelap dengan ikatan atomic yang tidak terstruktur, dapat membedakan antara emas dengan galena (memiliki warna sama tapi bentuk Kristal berbeda).

Penambangan
Sistem penambangan dapat dilakukan melalui tambang tertutup atau tambang terbuka. Pemilihan pendekatan penambangan, mempertimbangkan model geologi mineralisasi emas dan teknik yang ekonomis dalam mendapatkannya. Sistem tambang terbuka pada mineralisasi porfiri, diantaranya terdapat ditambang emas dan tembaga Grasberg, Tembagapura, Papua seperti diperlihatkan pada Gambar di bawah ini

Untuk mineralisasi berupa veins/urat , dilakukan penambangan tertutup membuat terowongan menuju alur urat. Visualisasi penambangan diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Logam emas telah lama dimanfaatkan manusia baik sebagai alat perhiasan dan alat transaksi internasional. Keunggulan logam emas adalah tahan akan korosi, dan mudah ditempa untuk dibentuk dibandingkan logam lainnya, selain tampilan warna yang lebih indah. Beberapa kelebihan tersebut menjadikan logam ini telah bernilai tinggi sejak dahulu.
Emas juga digunakan sebagai standar fundamen ekonomi suatu bangsa, alat tukar yang stabil, dan dasar transaksi keuangan internasional. Semakin tinggi cadangan emas suatu Negara, mencerminkan kekuatan perekonomiaannya. Dibidang medis, radio isotop emas dimanfaatkan untuk penelitian biologi dan terapi kanker. Sedangkan sifat konduktif dari emas, terdapat komponen elektronika tertentu menggunakan bahan ini.

EMAS (GOLD)

Mineral emas unsur logam berwarna kuning gelap, lunak mendekati britle. Disimbolkan oleh Au berasal dari bahasa latin aurum yang mempunyai arti emas. Termasuk pada kelompok unsur transisi bernomor atomic 79, susunan table periodic.  Emas sebagian besar dimanfaatkan sebagai alat perhiasan dan investasi dan sebagai alat tukar dalam perdagangan.

GEOLOGI

Larutan hidrotermal terbentuk pada fase akhir siklus pembekuan magma. Interaksi antara larutan hidrotermal dengan batuan yang dilewati akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral penyusun batuan samping dan membentuk mineral alterasi. Larutan hidrotermal tersebut akan terendapkan pada suatu tempat membentuk mineralisasi.
Faktor-faktor dominan yang mempengaruhi pengendapan mineral di dalam sistem hidrotermal terdiri dari empat macam, yaitu:
(1) Perubahan temperatur
(2) Perubahan tekanan
(3) Reaksi kimia antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewati dan
(4) Percampuran antara dua larutan yang berbeda.

Temperatur dan pH fluida merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi mineralogi sistem hidrotermal. Tekanan langsung berhubungan dengan temperatur, dan konsentrasi unsur terekspresikan di dalam pH batuan hasil mineralisasi.Alterasi merupakan perubahan di dalam komposisi mineralogi suatu batuan (terutama secara fisik dan kimia), khususnya diakibatkan oleh aksi dari fluida hidrotermal. Alterasi hidrotermal merupakan konversi dari gabungan beberapa mineral membentuk mineral baru yang lebih stabil di dalam kondisi temperatur, tekanan dan komposisi hidrotermal tertentu. Mineralogi batuan alterasi dapat mengindikasikan komposisi atau pH fluida hidrotermal.
Komposisi batuan samping berperan mengkontrol mineralogi alterasi. Mineralogi skarn terbentuk di dalam batuan karbonatan. Fase adularia K-feldspar dipengaruhi oleh batuan kaya potasium. Paragonit (Na-mika) terbentuk pada proses alterasi yang mengenai batuan berkomposisi albit. Muskovit terbentuk di dalam alterasi batuan potasik.
Sistem pembentukan mineralisasi di lingkaran Pasifik secara umum terdiri dari endapan mineral tipe porfiri, mesotermal sampai epitermal. Tipe porfiri terbentuk pada kedalaman lebih dari 1 km dan batuan induk berupa batuan intrusi. Endapan porfiri mempunyai diameter 1 sampai  2 km dan bentuknya silinder.
Tipe mesotermal terbentuk pada temperatur dan tekanan menengah, dan bertemperatur > 300oC. Kandungan sulfida bijih terdiri dari kalkopirit, spalerit, galena, tertahidrit, bornit, dan kalkosit. Mineral penyerta terdiri dari kuarsa, karbonat (kalsit, siderit, rodokrosit), dan pirit. Mineral alterasi terdiri dari serisit, kuarsa, kalsit, dolomit, pirit, ortoklas, dan lempung.
Tipe epitermal terbentuk di lingkungan dangkal dengan temperatur < 300oC, dan fluida hidrotermal diinterpretasikan bersumber dari fluida meteorik. Endapan tipe  ini merupakan kelanjutan dari sistem hidrotermal tipe porfiri, dan terbentuk pada busur magmatik bagian dalam di lingkungan gunungapi kalk-alkali atau batuan dasar sedimen. Sistem ini umumnya mempunyai variasi endapan sulfida rendah dan sulfida tinggi (Gambar  3.1 dan 3.2).
Mineral bijih terdiri dari timonidsulfat, arsenidsulfat, emas dan perak, stibnite, argentit, cinabar, elektrum, emas murni, perak murni, selenid, dan mengandung sedikit galena, spalerit, dan galena. Mineral penyerta terdiri dari kuarsa, ametis, adularia, kalsit, rodokrosit, barit, flourit, dan hematit. Mineral alterasi terdiri dari klorit, serisit, alunit, zeolit, adularia, silika, pirit, dan kalsit.

Gambar 3.1. Model mineralisasi emas-perak lingkaran Pasifik

 

Gambar 3.2. Model fluida sulfida tinggi dan rendah

Terdapat beberapa asosiasi mineral petunjuk sistem hipogen dalam proses magmatik yang berhubungan dengan mineralisasi epigenetik seperti dipaparkan pada Tabel 3.1.

Tabel  3.1. Asosiasi mineral petunjuk sistem hipogen dalam proses magmatik  

                  yang berhubungan dengan mineralisasi epigenetik.

 

Zonasi alterasi dapat mempunyai bentuk geometri yang berbeda-beda, mulai dari bentuk konsentris, linier, sampai tidak teratur dan komplek. Zonasi alterasi endapan Porfiri Cu mempunyai bentuk konsentris. Bagian inti/tengah terdiri dari alterasi potasik, berkomposisi potasium feldspar dan biotit. Bagian tengah merupakan zonasi alterasi philik tersusun oleh kuarsa-serisit-pirit. Bagian paling luar mempuyai alterasi propilitik, mineraloginya tersusun oleh kuarsa-klorit-karbonat, dan setempat-setempat terdapat epidot, albit atau adularia. Endapan epitermal berbentuk urat/vein yang berasosiasi dengan struktur mayor mempunyai pola linier dan paralel dengan arah struktur. Urut-urutan zonasi alterasi dari temperatur tinggi ke temperatur rendah adalah argilik sempurna, serisit, argilik, dan propilitik.Mineralisasi/alterasi endapan urat yang berasosiasi dengan endapan logam dasar dicirikan oleh zonasi pembentukan mineral dari temperatur tinggi sampai rendah (Tabel 3.2). Urat/vein di daerah proksimal kaya kandungan tembaga dan rasio logam dibanding sulfur tinggi. Daerah ini dicirikan oleh hadirnya alterasi argillik sempurna di bagian dalam dan ke arah luar berubah menjadi alterasi serisitik. Daerah distal kaya kandungan timbal dan zeng, dan terdiri dari mineral sulfida dengan rasio logam dibanding sulfur rendah. Alterasi yang berkembang di daerah ini berupa alterasi propilitik, semakin ke arah jauh dari urat tersusun oleh batuan tidak teralterasi.

 

Model hubungan antara mineralisasi dan alterasi dalam sistem epitermal diperlihatkan pada Gambar di bawah ini. Beberapa asosiasi mineral bijih maupun mineral skunder erat hubungannya dengan besar temperatur larutan hidrotermal pada waktu mineralisasi. Mineral bijih galena, sfalerit dan kalkopirit terbentuk pada horison logam dasar bagian bawah dengan temperatur ≥ 350oC. Pada horison ini alterasi bertipe argilik sempurna dan terbentuk mineral alterasi temperatur tinggi seperti adularia, albit dan feldspar.
Fluida hidrotermal di horison logam dasar (bagian tengah) bertemperatur antara 200o- 400oC. Mineral bijih terdiri dari argentit, elektrum, pirargirit dan proustit. Mineral ubahan terdiri dari serisit, adularia, ametis, sedikit mengandung albit. Horison bagian atas terbentuk pada temperatur < 200oC. Mineral bijih terdiri dari emas di dalam pirit, Ag-garamsulfo dan pirit. Mineral ubahan berupa zeolit, kalsit, agat.

 

Berdasarkan pada kisaran temperatur dan PH , komposisi alterasi pada sistem emas-tembaga hidrotermal di lingkaran Pasifik dapat dikelompokan menjadi 6 tipe alterasi, yaitu:
1) Argilik sempurna (silika pH rendah, alunit, dan group mineral alunit-kaolinit.
2) Argilik tersusun oleh anggota kaolin (halosit, kaolin, dikit) dan illit (smektit,
    selang-seling illlit-smektit, illit) dan group mineral transisi (klorit-illit).
3) Philik tersusun oleh anggota kaolin (piropilit-andalusit) dan illit (serisit-mika
    putih) berasosiasi dengan mineral pada temperatur tinggi seperti serisit-mika-
    klorit.
4) Subpropilitik tersusun oleh klorit-zeolit yang terbentuk pada temperatur rendah
    dan propilitik tersusun oleh klorit-epidot-aktinolit terbentuk pada temperatur
    rendah.
5) Potasik tersusun oleh biotit-K-feldspar-aktinolit+klinopiroksen.
6) Skarn tersusun oleh mineral kalk-silikat  (Ca-garnet, klinopiroksen, tremolit).

BATU MULIA (GEMSTONES)

Intan merupakan gems utama, yang tersusun oleh senyawa karbon. Selain intan, terdapat ragam batu mulia yang dapat ditemukan di alam. Dengan kandungan mineral penyusun beragam, dapat dihasilkan banyak warna dari batuan mulia yang terbentuk. Faktor proses pembentukan dengan syarat geologi dan geotermodinamika yang lebih rendah dibandingkan intan, memungkinkan banyak ditemukan endapan batu mulia di tanah air.

GEOLOGI
 

Mula jadi batu mulia berasosiasi dengan system pembentukan batuan beku  dan proses metamorf pada pembentukan primer dan proses sedimentasi pada proses sekunder.
 

a.    Proses diferensiasi magma
Proses diferensiasi magma berkaitan erat dengan proses pembentukan batuan beku. Saat magma menuju permukaan, terdapat bagian yang mencapai permukaan membentuk lelehan lava. Bagian lainnya membeku di bawah permukaan menghasilkan batuan pluton. Saat mengalami penurunan temperatur dan magma mulai mendingin, mineral mengalami kristalisasi dan mengendapkan Kristal berat di bagian bawah.Saat tingkat kristalisasi akhir, sisa magma menjadi lebih encer karena zat yang mudah menguap (gas dan uap panas) menjadi lebih banyak. Magma encer memiliki mobilitas dan mengisi kekar, rekahan dan celah – celah batuan yang sudah terbentuk sebelumnya menghasilkan pegmatite dan urat – urat. Dari uraian tersebut, proses diferensiasi magma dapat membentuk ragam endapan mineral, diantaranya batu mulia.Terbentuknya batu mulia sangat dipengaruhi oleh larutan hidrotermal kaya silikat, ataupun batuan silikat yang terkena kontak temperatur, tekanan atau keduanya, menghasilkan impuritas silikat dengan mineral lain sebagai agen penghasil warna.  Batuan mulia juga dapat terbentuk melibatkan mineral non silikat.  Beberapa contoh batuan mulia yang dapat dihasilkan;
•    Batu mulia bertemperatur tinggi, seperti; safir, rubi, peridotit, garnet, zircon dll. Diantara penampakan warna dari zircon dan garnet diperlihatkan pada Gambar dibawah ini

•    Batu mulia pegmatite, seperti; beril, krisoberil, safir, rubi, topas, turmalin dll. Penampakan turmalin dan topas diperlihatkan pada Gambar  di bawah ini

•    Batu mulia bertemperatur rendah seperti; kalsedon, agate (akik), opal dll. Penampakan batuan kalsedon dan opal diperlihatkan pada Gambar di bawah ini

b.    Proses metamorfosa
Material dan cairan panas, dan gas/uap yang terkandung pada magma dapat menyebabkan pembentukan mineral baru saat batuan lain mengalami kontak dengan magma. Proses tektonik menghasilkan tekanan besar, dan mampu menyebabkan foliasi dan remineralisasi.  Terdapat tiga jenis metamorfosa yang tergantung dari keadaan yang mendominasinya, diantaranya;

b.1. Metamorfosa kontak atau termal
    Proses metamorf dominan dipengaruhi oleh factor temperatur. Perubahan mineral dapat terjadi ketika massa batuan intrusi bertemperatur tinggi menerobos batuan lain. Jika terdapat mineral – mineral dengan warna terang pada batuan yang diterobos, meleleh dan terjadi pencampuran dengan agen pewarna, lambut laun mendingin dan terperangkap pada matriks batuan. Turmalin merupakan salah satu batu mulia yang dapat dihasilkan melalui proses kontak.

b.2. Metamorfosa dislokasi
    Proses metamorfosa dislokasi terjadi pada kondisi temperatur rendah, dan factor dominan adalah tekanan tinggi dari gaya tektonik. Bidang kontak patahan merupakan area terjadinya proses perubahan mineral.

b.2. Metamorfosa dislokasi
    Merupakan metomorfosa yang disebabkan oleh adanya pengaruh kimia dari batuan lain di sekitarnya. Proses metasomatisme ini bekerja dari volume per volume dalam skala kecil maupun besar. Secara keseluruhan komposisi batuan dapat berubah, dan kadang – kadang terjadi penggantian sempurna terhadap satu mineral saja tanpa kehilangan tekstur asal.

c.    Proses Sedimentasi
Endapan batuan mulia dapat terbentuk pada material alluvial dan merupakan endapan sekunder. Proses endapan dapat dihasilkan ketika batuan beku dan batuan metamorf dengan terkandung batu mulia di dalamnya,  muncul di permukaan dan mengalami pelapukan. Hancuran yang terjadi, kemudian terbawa oleh air atau media lainnya menuju anak sungai, sungai besar, danau ataupun daerah rendahan lainnya.
 

Pemanfaatan
    Keindahan warna yang dihasilkan, menjadi daya tarik sebagai perhiasan. Penggunaan terbesar dari batu mulia adalah sebagai perhiasan dan seni, juga dimanfaatkan bahan dekorasi dinding, kitchen set, dan asesoris lainnya seperti diperlihatkan pada Gambar di bawah ini

Eksplorasi dan Penambangan Intan

Eksplorasi dalam pencarian cebakan intan akan mengandalkan peran geologist  untuk telaah syarat geologi dan system pembentukan. Untuk asumsi terkait ekonomis dan tidaknya, akan memerlukan banyak data coring guna memastikan komposisi intan pada suatu matriks batuan. Peran geofisika dapat diterapkan, dengan terlebih dahulu mempelajari detail sifat fisis antara intan dengan matriks.  Data awal tersebut akan menjadi acuan dalam pemilihan pendekatan geofisika yang tepat guna.Sejarah geologi terkait pembentukan intan yang berada cukup dalam, dan proses – proses tertentu yang dapat menyebabkan tertransfortasi mendekati permukaan, menyebabkan system penambangan intan umumnya berupa tambang terbuka.
 

Delapan puluh persen intan yang terbentuk di alam dimanfaatkan sebagai perhiasan/batu mulai (gems), sedangka pemanfaatan di industry digunakan sebagai; mata bor, alat pemotong, bahan ampelas, komponen elektronika, material gigi dan komponen optik