GEOLOGI MINERAL GEOLOGI MINERAL BIJIHBIJIH

IronIron--MnMn--Al DepositsAl Deposits

Dr. Dr. ArifudinArifudin IdrusIdrusLaboratorium Bahan GalianLaboratorium Bahan Galian

Jurusan Teknik Geologi FTJurusan Teknik Geologi FT--UGMUGMEE--mail: arifidrus@ugm.ac.idmail: arifidrus@ugm.ac.id

1. Besi (Fe)1. Besi (Fe) Sumber utama bijih besi sebagai FeSumber utama bijih besi sebagai Fe+2+2 atau Featau Fe+3+3, adalah , adalah

mineralmineral--mineral oksida besi (mineral oksida besi (iron oxidesiron oxides), seperti:), seperti: Magnetit (FeMagnetit (Fe33OO44)) Hematit (FeHematit (Fe22OO33)) Siderit (FeCOSiderit (FeCO33)) Ilmenit (FeTiOIlmenit (FeTiO33). ).

Tipe endapan bijih besi utama:Tipe endapan bijih besi utama: Endapan magmatikEndapan magmatik Endapan hidrotermalEndapan hidrotermal SedimentarySedimentary--hosted deposithosted deposit Endapan rombakan pantai (Endapan rombakan pantai (coastalcoastal placer depositsplacer deposits). ).

1)1) Endapan besi magmatik, seperti di Upper Zone dari Busveld Endapan besi magmatik, seperti di Upper Zone dari Busveld Complex, Afrika Selatan, berasosiasi dengan endapan Complex, Afrika Selatan, berasosiasi dengan endapan kromium, titanium dan platinum dalam bentuk layer dari kromium, titanium dan platinum dalam bentuk layer dari magnetit (Femagnetit (Fe33OO44).).

(2) (2) Endapan oksida besi hidrotermal sering berasosiasi dengan Endapan oksida besi hidrotermal sering berasosiasi dengan tembaga dan emas, sehingga disebut tembaga dan emas, sehingga disebut Iron OxideIron Oxide--CopperCopper--(Gold) (Gold) depositdeposit (IOCG)(IOCG). C. Contoontoh: h: Olympic Dam depositOlympic Dam deposit, , Australia.Australia.

(3) (3) Endapan besi tipe Endapan besi tipe sedimentarysedimentary--hostedhosted, lebih dikenal dengan BIF , lebih dikenal dengan BIF ((Banded Iron FormationBanded Iron Formation),), umumnya berasosiasi dengan batuan umumnya berasosiasi dengan batuan Prekambrium (Prekambrium (ca. ca. 2 2 milyar thnmilyar thn).). Mineral oksida pentingMineral oksida penting: : hematit hematit (Fe(Fe22OO33), magnetit (Fe), magnetit (Fe33OO44) dan greenalit ((Fe,Fe)) dan greenalit ((Fe,Fe)22--3Si3Si22OO55(OH)(OH)44). ). BIF merupakan endapan penghasil bijih besi utama di dunia, BIF merupakan endapan penghasil bijih besi utama di dunia,

contohnya endapan Mesabi Range di Minnesota, USA dan contohnya endapan Mesabi Range di Minnesota, USA dan Kiruna di Swedia. Kiruna di Swedia.

(4) E(4) Endapan besi placerndapan besi placer, , terbentuk dari rombakan batuan yang terbentuk dari rombakan batuan yang mengandung Fe dan terendapkan di pantai. mengandung Fe dan terendapkan di pantai. ContohContoh: E: Endapan ndapan pasir besi Pantai Selatan Yogyakartapasir besi Pantai Selatan Yogyakarta, dengan m, dengan mineral oksida besi ineral oksida besi utamautama: : ilmenit (71ilmenit (71--88 %), magnetit (788 %), magnetit (7--25%) dan hematit (625%) dan hematit (6--25%)25%). . AAnalisis kimia mineral nalisis kimia mineral pada pada oksida besi dari Pantai Selatan oksida besi dari Pantai Selatan

Yogyakarta, mineral bijih besi Yogyakarta, mineral bijih besi meliputi meliputi titanomagnetite, titanomagnetite, ferrian ilmeniteferrian ilmenite dan dan termally generated titaniferous martite termally generated titaniferous martite (titanohematite)(titanohematite). Mineral yang terakhir ini terbentuk akibat . Mineral yang terakhir ini terbentuk akibat adanya proses adanya proses ErhitzungErhitzung, terhadap , terhadap homogeneous homogeneous titanomagnetitetitanomagnetite

Gambar 9 Back-scattered image dari termally generated martite dari endapan pasir besi Pantai Selatan Yogyakarta yang mengandung titanohematite lamellae dalam butiran magnetit. Titanohematite lamellae tersebut tadinya berasal dari titanomagnetite (oleh Erhitzung), dan relict dari titanomagnetit tersebut masih terlihat (anak panah) Skala 100 m. (Sumber: Muecke, 2003).

Notes: Structural formula calculations

are based on: 32 Oxygens for 1,2) and 6 oxygens for 3,4)

Spinel-oxide end-members: Hc= Hercynite, Spl = spinel, Chr= chromite, Usp = ulvospinel, Mag = magnetite; XHc = 100*(1-XSpl-XChr-XUsp-XMag), XSpl = 100*Mg, XChr = 100*Cr/2, XUsp = 100*Ti, XMag = 100*Fe+3/2.

Rhombohedral-oxide end-members: Ilm = ilmenite, Gk = geikielite, Pyr = pyrophanite, Hem = hematite; XIlm = 100*(F*Fe+2)/G, XGk = 100*(F*Mg)/G, XPyr = 100*(F*Mn)/G, XHem = 100*(1-XIlm-XGk-XPyr), where F = 1-Fe+3/(Fe+3+2*Ti); G = sum of Fe+2+Mn+Mg.

Kimia mineral oksida besi dari Batu Hijau, Sumbawa dan perhitungan mole fraction end-members-nya (Idrus, 2006).

2. Mangan2. Mangan (Mn)(Mn) Tipe endapan bijih mangan:Tipe endapan bijih mangan:

EEndapan primerndapan primer umumnya tidak ekonomisumumnya tidak ekonomis.. Endapan sEndapan sekunder/pengkayaan supergen.ekunder/pengkayaan supergen.

EkonomisEkonomis hasil pelapukan dari endapan primerhasil pelapukan dari endapan primer

(1). (1). Klasifikasi endapan mangan primer: Klasifikasi endapan mangan primer: Type IType I yaitu yaitu mangannese carbonates (queluzites)mangannese carbonates (queluzites) dan dan

manganese silicates (gondites)manganese silicates (gondites) yang berasosiasi dengan yang berasosiasi dengan andesiticandesitic--basaltic metavolcanicsbasaltic metavolcanics..

Type IIType II terdiri dari lapisanterdiri dari lapisan--lapisan oksida mangan atau lapisan oksida mangan atau karbonat mangan yang terinterkalasi dengan BIFkarbonat mangan yang terinterkalasi dengan BIF..

Type IIIType III berupa berupa MnMn--rich graphitic or carbonaceous rich graphitic or carbonaceous shales,shales,

Type IVType IV berupa lapisanberupa lapisan--lapisan karbonat mangan yang lapisan karbonat mangan yang kurang ekonomiskurang ekonomis..

Type VType V berupa endapan bijih mangan yang terbentuk berupa endapan bijih mangan yang terbentuk pada kondisi estuarin dan laut dangkal.pada kondisi estuarin dan laut dangkal.

(2). Endapan bijih mangan sekunder(2). Endapan bijih mangan sekunder, contohnya: , contohnya: Endapan Groote Eylandt, Northern Teritory, Endapan Groote Eylandt, Northern Teritory, AustraliaAustralia..Komposisi kimia (wt.%):Komposisi kimia (wt.%): Mn = 64.8; AlMn = 64.8; Al22OO33 = 1.7; = 1.7; SiOSiO22 = 0.3; K= 0.3; K22O = 2.4; BaO = 1.7 dan FeO = 1.9. O = 2.4; BaO = 1.7 dan FeO = 1.9.

Komposisi kimia bijih mangan primer di Jalisco, Mexico

MineralMineral utamautama ((endapan ekonomisendapan ekonomis)):: PPyrolusiteyrolusite (MnO(MnO22)) PPsilomelanesilomelane (Ba,H(Ba,H22O)O)22MnMn55OO1010) ) BBraunite raunite ((Mn,Fe)((Mn,Fe)22OO33.MnSiO.MnSiO33) )

Mineral aMineral asssesessoriori:: RRhodochrositehodochrosite (MnCO(MnCO33) ) SSpessartitepessartite (Mn(Mn33AlAl22(SiO(SiO44))33)) MManganite anganite (MnO(OH))(MnO(OH)) LLithiophoriteithiophorite (LiMn(LiMn33AlAl22OO99.3H.3H22O)O) TTodorokiteodorokite (Mn(Mn+2+2,Ca, Ba),Ca, Ba)22MnMn+3+3) Mn) Mn+4+41111OO3333.8H.8H22O)O) CChalcophanitehalcophanite (ZnMn(ZnMn33OO77.3H.3H22O). O).

3. Aluminium3. Aluminium BijihBijih aluminium (Al), aluminium (Al), terutamaterutama diekstrakdiekstrak daridari endapanendapan bauksitbauksit..

BauksitBauksit didefinisikandidefinisikan soil soil atauatau batuanbatuan yang yang didominasididominasi oleholeh mineralmineral--mineral aluminium mineral aluminium hidroksidahidroksida yaituyaitu gibbsitegibbsite (Al2O3.3H2O) (Al2O3.3H2O) dandan boehmiteboehmite(Al2O3.H2O), (Al2O3.H2O), sertaserta sedikitsedikit diasporadiaspora (Al2O3.H2O). (Al2O3.H2O).

MineralMineral--mineral minor mineral minor antaraantara lain mineral lain mineral lempunglempung ((umumnyaumumnya kaolinitkaolinitdandan halloysitehalloysite), ), goethite, hematitegoethite, hematite, , kuarsakuarsa, l, leucoxeneeucoxene dandan air. air.

BauksitBauksit akanakan ekonomisekonomis ditambangditambang bilabila memilikimemiliki sekitarsekitar > 45% Al2O3, < > 45% Al2O3, < 20% Fe2O3 20% Fe2O3 dandan < 5% SiO2 < 5% SiO2

Endapan bauksit dapat berasal dari berbagai jenis batuan yang kaEndapan bauksit dapat berasal dari berbagai jenis batuan yang kaya ya akan mineral pembawa aluminium (akan mineral pembawa aluminium (AlAl--bearing mineralsbearing minerals): ): syenit nefelin (Arkansas, USA) syenit nefelin (Arkansas, USA) batugamping (Jamaika), batugamping (Jamaika), batu lempung, serpih (Gove, Australia), batu lempung, serpih (Gove, Australia), batupasir kaolinitik (Brazil, Weipabatupasir kaolinitik (Brazil, Weipa--Australia) dan Australia) dan granit (Los Pijiguaos, Venezuela). granit (Los Pijiguaos, Venezuela).

Gambar 13 Distribusi vertikal (vol.%) dari mineral gibbsite (gbs), nordstrandite(nsd), kaolinit (kaol), kuarsa (qtz), goethit (gt), hematit (hem) dan anatase (ant) pada endapan bijih bauksit Pijiguaos, Venezuela (Meyer et al., 2002). Kuantifikasi fase dilakukan dengan analisis Rietveld.

Stolberg, Germany, 2005

References:Books1. Ramdohr: Thr Ore minerals and their intergrowths2. Picot & Johan: Atlas of ore minerals3. Taylor: Ore textures4. Evans: Ore geology and industrial minerals5. Edwards & Atkinson: Ore deposit geology6. Etc...

Journals on Economic Geology, Ore geochemistry, etc..