Batuan Sedimen non Klastik - Besi

1.1           Sedimen batu besi

            Peradapan modern bergantung lebih pada besi daripada logam industry lainnya. Beberapa konsentrasi besi yang besar di dunia terdapat dalam batuan sedimen tua, yang umutnya jutaan tahun, seperti yang terdapat di Brazilia, Kanada, Afrika Selatan dan Australia. Endapan ini terletak diantara batuan sedimen kimia yang jenisnya sangat tidak umum sebagaimana batuan sedimen kimia yang kita kenal. Endapan ini seluruhnya berasal dari sedimen kimia atau mungkin biokimia, dan mengubah detritus lepas, meskipun kebanyakan berselingan dengan batuan sedimen klastik.

            Setiap bagian dari endapan besi yang berlapis ini memperlihatkan presipitasi kimia, tetapi penyebabnya belum jelas. Endapan sedimenter mineral besi tersebar luas,tetapi kandungan besi dalam rat-rata air laut begitu kecil sehingga tentunya tidak mungkin endapan semacam itu terbentuk dari paenguapan air laut (seperti air laut yang sekarang). Kemungkinan dapat dijelaskan dengan kimia air laut purba dengan kadar endapan 15 – 30% berat Fe. Bisa jadi perbedaan utama air laut purba dan air laut sekarang dimana terjadi akumulasi endapan besi adalah kandungan oksigen di dalam air. Jika kandungan oksigen dipermukaan sangat rendah maka sejumlah besar Fe²⁺ terlarut dapat diendapkan sehingga dapat disimpulkan kadar oksigen pada atmosfir zaman purba sangat rendah dibandingkan sekarang.

            Logam besi adalah unsur umum dalam sedimen, meskipun keterdapatannya sedikit pada  hampir semua endapan. Batuan sedimen yang mengandung sedikitnya 15 % logam disebut sebagai ironstone, dan ini menarik perhatian karena kepentingan nilai ekonominya. Besi mungkin dalam bentuk oksida, hidroksida, karbonat, sulfida atau silikat (Berner 1971).   Besi ditransportasikan sebagai hidroksida dalam suspensi koloid atau terikat dengan mineral lempung dan partikel organik. Pengendapan terjadi ketika sifat kimia lingkungan mendukung pengendapan mineral besi. Jika ada lingkungan beroksigen baik maka terbentuk hematit, oksida besi, adalah mineral yang paling umum terbentuk, jika pada kondisi sedikit teroksidasi, terbentuklah goetit, hidroksida besi. Hematit berwarna merah hingga hitam sedangkan hidroksida berwarna kuning hingga coklat muda. Dalam lingkungan gurun sepertinya goetit lebih dulu terbentuk dan kemudian hematit, goetit memberikan warna kekuningan pada pasir gurun. Oksidasi lanjut membentuk hematit dan warna pasir gurun menjadi merah, ini terlihat dalam beberapa endapan gurun tua karena proses post-depositional.

            Di bawah kondisi reduksi, tipe mineral besi yang terbentuk tergantung pada ketersediaan ion sulfida atau sulfat. Dalam setting kaya sulfur, umum terbentuk sulfida besi (pyrite), terdapat sebagai kristal berwarna emas atau lebih umum sebagai partikel halus yang tersebar dan memberikan warna hitam pada sedimen. Pirit berbutir halus ditemukan dalam lingkungan reduksi, lingkungan kaya organik seperti tidal mudflat dan fetid lake. Jika tidak ada sulfida atau sulfat, maka mungkin terbentuk pengnedapan siderit, karbonat besi: kondisi yang mendukung dalam pembentukan siderit umumnya terdapat dalam lingkungan lumpuran non-marin seperti danau dan rawa atau paya (marsh). Mineral autigenik glaukonit (2.4.5) adalah silikat besi, chamosite adalah mineral yang ditemukan dalam beberapa lapisan ironstone sebagai ooid, terjadi karena penggantian kalsium karbonat.

                                                                                

Tabel 1.1 Mineral-mineral yang umum pada sedimen ironstone.

Silicates	Glauconite Chamosite	KMg(FeAl)(SiO3)6.3H2O (Fe5Al)(Si3Al)O10(OH)8
Oxides	Haematite Magnetite	Fe2O3 Fe3O4
Hydroxides	Goethite Limonite	FeO.OH FeO.OH.H2O
Carbonate	Siderite	FeCO3
Sulphide	Pyrite	FeS2
Silicates	Glauconite Chamosite	KMg(FeAl)(SiO3)6.3H2O (Fe5Al)(Si3Al)O10(OH)8