GENETIC MODEL OF EPITHERMAL GOLD DEPOSIT AT THE SOUTHERN PROSPECTS OF TRENGGALEK AREA, EAST JAVA, INDONESIA

AUNG, AUNG AUNG ZARNI, Dr. Agung Harijoko, S.T., M. Eng.

2019 | Disertasi | DOKTOR TEKNIK GEOLOGI

Daerah penelitian berada pada bagian selatan Trenggalek, Jawa Timur, Indonesia yang termasuk ke dalam segmen busur yang lebih tua dari jajaran Pegunungan Selatan. Tujuan penelitian ini adalah mendeskripsikan model genetik mineralisasi emas epithermal pada daerah Bantul dan Buluroto. Sampel diambil dari 10 titik bor, yaitu TRDD 02, 04, 05, 08, 09, 10, 18, 25, 37, dan 40. Satuan batuan utama yang dijumpai adalah intrusi Andesit, beberapa jenis Tuf, Lava Andesit, dan juga Breksi Tuf. Vein kuarsa yang mengandung emas dijumpai di bebatuan vulkanik seperti tufa, lava andesit dan breksi tufa yang merupakan bagian dari formasi Madalika berumur oligomiosen dan formasi Arjosari yang dikarakteristikkan oleh urat massive hingga colloform-crustiform-banded. Unit-unit ini terdiri dari feldspar sebagai mineral utama dan piroksen, amphibole, kuarsa, klorit, kalsit, fragmen vulkanik dan litik. Hasil plot diagram tektonik Co versus diagram Th menunjukkan bahwa daerah penelitian memiliki tipe seri batuan kalk-alkali. Menurut analisis geokimia, batuan hostnya berasal dari magma basaltik kalk-alkali. Oleh karena itu, bukti afinitas magmatik berdasarkan bukti geokimia masih mungkin untuk menyimpulkan bahwa semua unit di prospek selatan Trenggalek merupakan bagian dari busur magmatik Sunda. Pola alterasi mineral dapat dibagi menjadi dua zona berdasarkan karakteristik alterasi argilik dan propilitik; zona illit + kuarsa ± smektit dan zona klorit + illit ± albit. Kumpulan mineral teralterasi yang diamati adalah klorit, campuran lapisan ilit-smektit, klorit-smektit, kuarsa dan pirit. Illit dan klorit terdeteksi di bagian dangkal dan dalam inti bor. Kehadiran illit menunjukkan adanya pengaruh suhu yang relatif tinggi (<230˚C) dan kumpulan klorit dan illite menunjukkan bahwa batuan host diubah oleh cairan hidrotermal dengan pH netral. Kaolinit dan smektit sebagian besar diamati di dekat permukaan (bagian atas lubang bor). Karena H2S berasal dari air magmatik yang dicampur dengan air meteorik, kondisi keasaman, suhu rendah hingga sedang terbentuk di dekat permukaan. Kondisi keasaman ini yang menyebabkan terjadinya pembentukan kaolinit. Kehadiran smektit dapat memungkinkan alterasi hidrotermal di kemudian hari atau proses pelapukan sebagai hasil dari munculnya haloisit. Colloform-crustiform dan Comb merupakan tekstur Kuaarsa yang paling banyak ditemukan pada Vein di daerah Trenggalek. Berdasarkan kehadiran tekstur Kuarsa dan dominasi kumpulan mineral bijih, vein Kuarsa daerah Trenggalek dapat dikategorikan sebagai berikut : Daerah Sentul terdiri dari Pirit + kalkopirit ± elektrum ± akantit ± galena dan elektrum ± akantit ± aguilarit ± vein kovelit pembawa kuarsa dengan tekstur colloform-crustiform. Daerah Buluroto terdiri dari Pirit + spalerit ± kalkopirit dengan tekstur mosaik. Kuarsa dan Kalsit diketahui sebagai mineral gangue pada daerah Trenggalek. Inklusi fluida mikrothermometer dilakukan untuk mengetahui temperature pembentukan dan salinitas pada vein kuarsa. Pada daerah Sentul, temperature pembentukan Pirit + kalkopirit ± elektrum ± akantit ± galena dan electrum ± akantit ± aguilarit ± vein kovelit pembawa kuarsa dengan tekstur colloform-crustiform 180-190 °C and 200-210°C. Ketika temperatur pembentukan menurun, maka salinitas juga akan menurun, hal ini kemudian dapat disimpulkan bahwa mekanisme presipitasi emas pada derah Sentul berhubungan dengan proses percampuran dengan air meteoric. Presipitasi pada elektrum ± akantit ± aguilarit ± kovelit pada daerah Sentul tebentuk akibat proses pendidihan. Proses pendidihan (boiling) adalah sebuah mekanisme yang penting pada presipitasi emas, terutama akibat hadirnya elektrum. Pada daerah buluroto, pembentukan pirit ±spalerit ± vein kalkopirit pembawa kuarsa terjadi pada suhu 190-200 °C. Berdasarkan analisis SEM-EDS, perak yang terkandung pada electrum pada daerah Sentul dan Buluroto berkisar antara 50-60 at% and 40-50 at%. Sebagai tambahan, kandungan FeS pada Spalerit diestimasikan pada pirit +spalerit ±kalkopirit pada daerah Buluroto diperkirakan sebesar 1.8-2 mol%. Dengan mengkombinasikan temperature pembentukan dan hasil SEM-EDS, kandungan sulfur pada kedua daerah, maka daerah Trenggaalek dapat dikategorikan ke dalam tingkat Sulfidasi menengah. Berdasarkan kondisi pembentukan mineral bijih, alterasi hydrothermal dan proses mineralisasi, genetik model pada daerah penelitian terdiri dari tujuh tingkat (stages). Tingkatan tersebut adalah ; (i) 33.6 juta tahun lalu, pengendapan formasi Mandalika dibawah permukaan laut, (ii) pembentukan batugamping dengan dengan indikasi akumulasi foraminifera lepidocyclina sp. Pada lingkungan laut dangkal pada Miosen tengah, (iii) kompleks intrusi vulkanik pada 17.1±0.8 tahun yang lalu, (iv) alterasi/mineralisasi terbentuk pada 16.29 ± 0.56 juta tahun lalu, (v) overlapping mineralisasi dan formasi yang lebih muda, dan terhenti secara deposional dan/atau jeda letusan pada 15.6 ± 0.5 Ma juta tahun lalu (vi) aliran lava andesit dan unit breksi tuf yang lebih muda pada permukaan akibat erupsi eksplosif piroklastik, (vii) setelah proses eksogenik, pada permukaan yang dangkal muncul urat kuarsa yang termineralisasikan sebagai sumber dari endapan emas intermediet-sulfidasi epithermal. Dengan mempelajari model genetik endapan emas epithermal pada daerah selatan, diharapkan dapat membantu penyeleksian daerah yang prospek untuk area eksplorasi.

The research area is in the southern part of Trenggalek area, East Java, Indonesia which belongs to an older arc segment of Southern Mountains Range. The purpose of this study is to describe the genetic model of epithermal gold mineralization at the Sentul and Buluroto prospects in Trenggalek area. Samples taken from ten drill cores, namely TRDD 02, 04, 05, 08, 09, 10, 18, 25, 37, and 40 were used in this study. The main lithologic units are andesite intrusion, various composition of tuff, and andesite lava and tuff breccia are also existed. The gold-bearing quartz veins are hosted in the volcanic rocks such as tuff, andesite lava and tuff breccia which are part of Oligo-Miocene Madalika, and Arjosari Formation are characterized by massive to colloform-crustiform-banded veins. These units are composed of feldspar as main mineral and pyroxene, amphibole, quartz, chlorite, calcite, volcanic and lithic fragment. Application of tectonic discrimination plots Co versus Th diagram indicated a calc-alkaline. According to the geochemical analysis, the host rocks are derived from calc-alkali basaltic magma. Therefore, the evidence for magmatic affinity based on geochemical evidence it is still possible to conclude that all units at the southern prospects of Trenggalek belongs to the Sunda magmatic arc. The alteration mineral patterns can be separated into two zones based on the characteristics of argillic and propylitic alteration; illite + quartz ± smectite zone and chlorite + illite ± albite zone. The observed altered mineral assemblages are chlorite, mixed layered illite-smectite, chlorite-smectite, quartz and pyrite. Illite and chlorite were detected in both shallow part and deep part of the drill cores. The presence of illite indicates influence of relatively high temperature (<230˚C) and chlorite and illite assemblage suggest that host rocks were altered by hydrothermal fluid with neutral pH. Kaolinite and smectite are mostly observed in the near surface (the upper level of the drill hole). Because H2S derived from magmatic water mixed with meteoric water, acidic and low to moderate temperature condition is formed near the surface. This acidic condition is responsible for forming of kaolinite. The presence of smectite may suggest relatively later hydrothermal alteration or weathering process in addition to the occurrence of halloysite. Colloform-crustiform and comb are quartz textures in the veins most recognized in Trenggalek area. Based on the occurrence of quartz textures and dominant ore mineral assemblages, the quartz veins of Trenggalek area can be characterized; Sentul prospect consists of pyrite + chalcopyrite ± electrum ± acanthite ± galena and electrum ± acanthite ± aguilarite ± covellite bearing quartz vein with colloform-crustiform texture. Buluroto prospect consists of the pyrite + sphalerite ± chalcopyrite with mosaic texture. Quartz and calcite are noticed as gangue minerals in Trenggalek area. Fluid inclusion microthermometry was conducted for the interest of formation temperature and salinity in quartz veins. In Sentul prospect, formation temperature of pyrite + chalcopyrite ± electrum ± acanthite ± galena and electrum ± aacanthite ± aguilarite ± covellite bearing quartz veins are 180-190 °C and 200-210°C, respectively. As decreasing in formation temperature, salinity also decreased, and this suggests that the mechanism of gold precipitation in Sentul prospect is related with the mixing process with meteoric water. The precipitation in electrum ± acanthite ± aguilarite ± covellite of Sentul prospect is formed under boiling process. Boiling process is an important mechanism for gold precipitation since the occurrence of electrum. Similarly, in Buluroto prospect, formation temperature of pyrite ± sphalerite ± chalcopyrite bearing quartz vein is 190-200 °C. Based on SEM-EDS analysis, silver contents in electrum of Sentul and Buluroto prospects range from 50-60 at% and 40-50 at%. In addition, FeS contents in sphalerite were estimated in pyrite + sphalerite ± chalcopyrite of Buluroto prospect with the result of 1.8-2 mol%. By a combination of formation temperatures and SEM-EDS results, sulfur fugacity of each vein can be constrained and suggested that sulfur fugacity of all quartz vein in both prospects, Trenggalek area can be classified as intermediate sulfidation state. Genetic model of the study area consists of seven main stages based on the formation development, ore forming condition and hydrothermal thermal alteration and mineralization processes. The stages are; (i) at 33.6 Ma, deposition of Mandalika Formation under the sea water, (ii) development of limestone with indication of lepidocyclina sp. foraminifera accumulated in shallow warm marine environment at the Middle Miocene (iii) complex of intrusion-volcanic at 17.1±0.8 Ma (iv) alteration/mineralization are formed at 16.29 ± 0.56 Ma (v) overlapping of mineralization and younger formation and depositional break down and/or pause of eruption after 15.6 ± 0.5 Ma (vi) andesite lava flow and younger unit tuff breccia on the surface by the pyroclastic explosive eruption (vii) after exogenic process, current surface at shallow part appeared with mineralized quartz veins are source of intermediate-sulphidation epithermal gold deposit. Studying on genetic model of epithermal gold deposits at the southern prospects provides the basis for the selection of favourable areas for regional to prospect-scale exploration.

Kata Kunci : Geologi, Ubahan hidrotermal dan mineralisasi, Fluida hidrotermal, Urat, epithermal, deposit emas, Trenggalek, model genetik /Geology, Hydrothermal alteration and mineralization, Hydrothermal fluid, Quartz vein, epithermal, gold deposit, Trenggalek, Gene