Terminologi inklusi sering digunakan untuk menamakan terjebaknya material asing pada suatu material yang homogen, misalnya zirkon atau apatit pada kuarsa dari suatu batuan beku. Pada bidang mineralogi/petrologi kita mengenal beberapa macam inklusi, seperti inklusi mineral, inklusi fluida (fluid inclusion) dan inklusi gelas atau lelehan (melt inclusion). Ketiga macam inklusi ini dapat digunakan untuk mengetahui proses dibalik terbentuknya mineral yang diinklusinya.
Gambar 1. Inklusi Fluida (wikipedia.org)
Semua kristal dalam batuan beku tumbuh dari fluida, yaitu fluida silikat lebur. Sebagian mineral batuan beku tersebut tumbuh dengan tambahan kehadiran fasa vapor yang berdensitas rendah. Pada endapan bijih, kristal-kristal baru terbentuk dari fluida aqueous yang mengandung berbagai macam material terlarut (solutes). Setelah terkristalisasi, mineral umumnya akan ter-fracture-kan satu atau beberapa kali, dan fractures tersebut kemudian tertutupi (healed) oleh fluida-fluida berfasa liquid atau gas. Selama proses pertumbuhan kristal dan penutupan fracture ini berlangsung, sejumlah kecil media fluida yang ada di sekitarnya umumnya akan terperangkap sebagai inklusi fluida di dalam host crystals tersebut (Roedder, 1984).
Pemerangkapan inklusi fluida selama pertumbuhan kristal berlangsung adalah normal dan sering terjadi. Pertumbuhan kristal dapat dianggap terbentuk dari peningkatan lateral suatu seri layers yang tumbuh dalam bentuk step-like (Gambar 2). Bagian yang kaku (kinks) di ujung-ujung kristal, memungkinkan terbentuknya reentrants ketika perkembangan layers meningkat, dan akhirnya reentrants ini tertutupi membentuk lubang. Ketika pertumbuhan layers selesai dan lubang-lubang tertutupi, ketidaksempurnaan dalam kristal ini merupakan situs-situs pemerangkapan inklusi fluida (Goldstein and Reynolds, 1994).
Gambar 2. Diagram skematis yang memperlihatkan proses pembentukan inklusi dari ketidaksempurnaan kristal skala atom (Goldstein and Reynolds, 1994).
Bagi ahli geologi, inklusi liquid, solid, dan/atau vapor yang terdapat dalam mineral merupakan kunci informasi yang sangat berarti dalam memahami proses-proses fisika dan kimia yang bekerja pada pertumbuhan suatu kristal di alam. Studi inklusi fluida telah terbukti sangat berguna di bidang genetik bijih, di mana selama ini telah memberi kontribusi yang sangat bernilai dalam pemahaman akan transportasi dan pengendapan bijih (Shepherd et al., 1985).
Sorby (1858) pertama kali mengusulkan bahwa gas bubbles yang terdapat pada inklusi merupakan hasil penyusutan diferensial dari fluida dan mineral-mineral yang melingkupinya selama berlangsungnya pendinginan dari temperatur pemerangkapan (Tt) ke temperatur observasi. Sorby menunjukkan bahwa koefisien ekspansi pada pemanasan (dan sebaliknya, koefisien kontraksi pada pendinginan) untuk larutan liquid seperti fluida dalam inklusi, nilainya satu atau dua kali lebih besar daripada koefisien-koefisien tersebut untuk mineral-mineral yang melingkupinya atau host minerals-nya. Sehingga, Sorby mengusulkan bahwa temperatur pemerangkapan dapat diestimasi dengan cara memanaskan sampel hingga ke titik di mana gas bubbles tersebut menghilang, yang disebut dengan temperatur homogenisasi (Th) (Roedder, 1984).
Secara umum ada lima asumsi dasar yang diterapkan pada studi inklusi fluida (Roedder and Bodnar, 1997):
- Suatu sampel fluida pembentuk bijih homogen yang representatif telah terperangkap dan terawetkan (sealed) selama berlangsungnya pertumbuhan dari suatu kristal di dalam suatu endapan bijih.
- Tidak terjadi penambahan atau kehilangan dari inklusi setelah pemerangkapan.
- Volume vacuole (cavity) di sekeliling fluida inklusi tidak bertambah atau berkurang setelah pemerangkapan.
- Hubungan-hubungan telah diketahui antara kejadian pemerangkapan aktual - baik secara spasial dan terutama temporal - dengan proses-proses geologi yang penting, seperti pengendapan bijih.
- Efek tekanan adalah signifikan atau telah diketahui.
Bagaimana cara menemukan inklusi fluida? Hampir semua mineral yang pernah dilewati atau yang terbentuk dari hasil presipitasi larutan hidrotermal dapat mengandung inklusi fluida, misalnya kuarsa, kalsit, fluorit, jasperoid, sfalerit, dan pirit. Untuk mempelajari inklusi dapat dilakukan dengan membuat asahan tebal terpoles ganda (double polished section) dengan tebal 50 -- 150 µm tergantung jenis mineral pembawanya. Asahan ini dapat diamati di bawah mikroskop baik dengan sinar biasa, inframerah atau kathodoluminescens. Petrografi inklusi fluida merupakan hal yang sangat penting di dalam pemakaian inklusi untuk mendukung studi selanjutnya. Pengamatan yang terpenting di dalam petrografi, meliputi jenis inklusinya, apakah primer, sekunder atau pseudosekunder. Untuk kepentingan selanjutnya, hanya inklusi yang berjenis primer dan pseudosekunder saja yang dapat dianalisis. Selain jenis inklusi, hubungan antara paragenesis mineral bijih dengan inklusi yang diambil baik dari mineral bijih maupun mineral pengotor (gangue mineral) juga harus diketahui dengan jelas. Ini akan dapat menjelaskan kronologi pembentukan mineral dan perubahan P, T, dan X hidrotermal selama pengendapan endapan bijih (Wayan, 2005).
Analisis apa saja yang dapat diterapkan pada inklusi fluida? Ada dua macam analisis yang dapat diterapkan pada inklusi fluida, yaitu analisis tanpa penghancuran (non-destructive analysis) dan analisis dengan penghancuran (destructive analysis). Analisis tanpa penghancuran biasanya digunakan dengan alat optis, misalnya mikroskop. Analisis ini dapat digunakan untuk menentukan komposisi secara analitik dan mikrotermobarometri. Analisis dengan penghancuran dilakukan dengan menghancurkan dinding penyangga inklusi. Analisis ini dapat digunakan untuk mengetahui komposisi larutan atau gas dengan lebih detail, misalnya dengan alat Raman spectrometry, ICP-MS, atau Gas Chromatography. Atau penghancuran inklusi dapat juga dilakukan secara langsung untuk mengetahui ada tidaknya gas CO2 (Wayan 2005).
Data apa saja yang dapat diperoleh dari analisis inklusi fluida dan bagaimana memanfaatkannya dalam eksplorasi endapan bijih? Secara langsung, data-data yang dapat diperoleh dari analisis inklusi fluida meliputi: suhu, salinitas, tekanan, beratjenis cairan, dan komposisi komponen yang terjebak. Salah satu variabel yang dapat digunakan untuk pembeda suatu model endapan bijih adalah suhu pembentukannya. Data suhu yang diukur dari inklusi fluida dapat digunakan untuk menentukan model endapan bijih secara global, misalnya endapan epitermal umumnya dapat dijumpai pada suhu 150 - 250 °C. Pada endapan mesotermal suhu berkisar antara 250 - 350 °C, sedangkan pada endapan porfiri suhu pembentukannya relatif tinggi (>400 °C). Kehadiran H2O-CO2 yang mengandung CO2-cair dan gas hanya terbentuk pada lingkungan dalam (paling tidak beberapa kilometer), dapat dijadikan batas target mineralisasi epitermal. Salinitas dan komposisi cairan pada inklusi fluida dapat digunakan untuk menginterpretasi kondisi kimia larutan hidrothermal (agen transport dan mekanisme presipitasi mineral). Sebagai contoh, inklusi dengan salinitas rendah atau mendekati netral dapat diinterpretasikan bahwa fluida hidrotermal didominasi oleh kompleks sulfida. Pada kondisi ini emas-perak lebih memungkinkan tertransport dibandingkan logam dasar. Sebaliknya, inklusi dengan salinitas tinggi mengindikasikan fluida kaya akan ion Cl- atau kompleks klorida. Fluida semacam ini dapat mengangkut logam dasar dengan mudah. Namun, hal ini sangat tergantung kepada suhu dan tekanan ketika fluida itu mengalir (Wayan, 2005).
Referensi :
- Roedder, E. (1984) Fluid Inclusions. In Ribbe, P.H. (Ed.), Reviews in Mineralogy Vol.12, Mineralogical Society of America, BookCrafters, Inc., Chelsea, Michigan, 646 p.
- Roedder, E. and Bodnar, R.J. (1997) Fluid Inclusion Studies of Hydrothermal Ore Deposits. In Barnes, H.L. (Ed.), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, Third Edition, John Wileys and Sons Inc., Canada-USA, p.657-697
- I Wayan Warmada (http://warmada.staff.ugm.ac.id/GeoGaul/inklusi.html)
- Shepherd, T.J., Rankin, A.H. and Alderton, D.H.M. (1985) A Practical Guide to Fluid Inclusion Studies, Blackie & Son Ltd., Glasgow, 239 p.
0 komentar:
Post a Comment