Metode Analisis Geokimia PDF

Preview

Summary

METODE ANALISIS GEOKIMIA A. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Eksplorasi adalah penyelidikan yang dilakukan untuk mengidentifikasi, menentukan lokasi, ukuran, bentuk, letak dan sebaran, kuantitas dan kualitas suatu sumberdaya geologi untuk kemudian dapat dilakukan analisis atau kajian kemungkinan dilak...

Description

METODE ANALISIS GEOKIMIA

A.

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Eksplorasi adalah penyelidikan yang dilakukan untuk mengidentifikasi,

menentukan lokasi, ukuran, bentuk, letak dan sebaran, kuantitas dan kualitas suatu sumberdaya geologi untuk kemudian dapat dilakukan analisis

atau kajian

kemungkinan dilakukannya penambangan. Pentahapan dalam eksplorasi mutlak dilakukan untuk meminimalkan kerugian atau resiko kegagalan karena eksplorasi merupakan aktivitas yang berisiko tinggi. Pentahapan dalam eksplorasi harus dilakukan sesuai dengan karakteristik tiap endapan mineral untuk mengurangi resiko kegagalan (kerugian) yang lebih besar dalam menemukan endapan mineral tersebut. Setelah suatu tahapan eksplorasi selesai dilakukan, perlu adanya evaluasi untuk pengambilan keputusan yang akan dilakukan selanjutnya. Beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu kegiatan eksplorasi adalah : 1. Efektifitas, yaitu mengenai sasaran dengan metoda dan strategi yang tepat. 2. Efisiensi, dengan usaha (biaya dan waktu) yang seminimal mungkin untuk mendapatkan hasil yang optimal. 3. Unsur ekonomi, biaya eksplorasi harus sesuai dengan hasil yang diharapkan dengan memperhitungkan resiko. Hal ini disebabkan karena lebih tinggi resiko maka keuntungan yang dicapai makin berlipat ganda. Pemilihan metode eksplorasi yang tepat dipakai untuk mendapatkan kepastian yang tinggi sehingga dapat dilakukan pada daerah yang terbatas dengan tingkat kegagalan yang rendah. Pengertian eksplorasi geokimia dapat diartikan sebagai penerapan praktis prinsip-prinsip geokimia teoritis pada eksplorasi mineral dengan tujuan agar mendapatkan endapan mineral baru dari logam-logam yang dicari dengan metoda kimia. Metoda tersebut meliputi pengukuran sistematik satu atau lebih unsur kimia pada batuan, stream sediment, tanah, air, vegetasi dan udara. Metoda ini dilakukan agar mendapatkan beberapa dispersi unsur di atas (di bawah) normal yang disebut anomali, dengan harapan menunjukkan mineralisasi yang ekonomis. 1|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

Eksplorasi geokimia mempunyai pengertian sebagai metode yang digunakan untuk mencari endapan mineral dengan didasarkan pada pengukuran secara sistematik pada satu atau lebih pada aspek kimiawi material-material di alam (Rose Et Al , 1979). Prospeksi geokimia didefinisikan sebagai pengukuran sistematis terhadap satu atau lebih trace elements (unsur-unsur jejak) dalam batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air atau gas dengan tujuan untuk menentukan anomali-anomali geokimia (Levinson, 1974; Rose Et Al, 1979; Joyce, 1984; Chaussier, 1987). Pengukuran dari aspek kimiawi tersebut biasanya diwakili oleh unsur atau kelompok unsur yang terdapat dalam material-material yang ada di bumi. Jenis-jenis material tersebut antara lain berupa batuan, tanah, gossan, glacial debris, tumbuh-tumbuhan, endapan sungai atau danau dan air. Sedangkan anomali geokimia adalah konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih. Pembentukan anomali ini dihasilkan oleh mobilitas dan dispersi unsur-unsur yang terkonsentrasi dalam zonazona mineralisasi (Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Joyce, 1984; Chaussier, 1987). Dari definisi di atas diketahui bahwa salah satu bagian dari eksplorasi atau prospeksi geokimia adalah metoda sedimen sungai (stream sediment survey), di mana pengukuran, analisis, dan interpretasi dilakukan berdasarkan sampel-sampel sedimen sungai yang diambil secara sistematis (Levinson, 1974; Joyce, 1984; Evans, 1995). Konsentrasi-konsentrasi anomali dari unsur-unsur yang dideteksi dalam survei sedimen biasanya telah terpindahkan ke arah bawah (hilir), sehingga diperlukan metoda-metoda survei lain sebagai alternatif atau pelengkap, seperti metoda geokimia lainnya, geofisika, atau geologi tindak-lanjut. Sehubungan dengan hal tersebut, geokimia eksplorasi tidaklah secara langsung bertujuan untuk mencari mineralisasi, tetapi hanya mencari indikasi-indikasi (anomali) yang bisa dipakai sebagai acuan untuk menentukan daerah prospek mineralisasi. Olehnya itu bantuan dari data-data metoda survei lainnya sangat dibutuhkan, terutama data geologi (Levinson, 1974; Joyce, 1984; Peter, 1987).

2|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

1.2

Maksud dan Tujuan

1.2.1

Maksud Adapun maksud dari pembuatan makalah ini mahasiswa mengenal

tahapan dalam kegiatan eksplorasi geokimia. 1.2.2

Tujuan

1.

Mengetahui prinsip dasar prospeksi eksplorasi geokimia

2.

Mengetahui parameter survey geokimia

3.

Mengetahui tipe survey geokimia

4.

Mengetahui interpretasi dari data geokimia

1.3

Ruang Lingkup Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada makalah ini adalah tahapan penyelidikan

geokimia dalam pengambilan data yang dilakukan di lapangan, mencari suatu pola ketidaknormalan atau anomali geokimia yang berkaitan dengan adanya indikasi mineralisasi. Ghazali dkk. (1986) menjelaskan secara umum pekerjaan yang dilakukan dalam penyelidikan geokimia meliputi 3 pekerjaan utama yaitu pekerjaan lapangan, pekerjaan laboratorium, serta pengolahan data dan interpretasi. Sedangkan komponen utama yang dibutuhkan dalam penyelidikan geokimia meliputi peta, formulir lapangan, dan contoh geokimia.

B.

LANDASAN TEORI

2.1

Definisi dan Konsep Dasar Ada banyak definisi tentang geokimia, tetapi definisi yang dilakukan oleh

Goldschmidt menekankan pada dua aspek yaitu : 

Distribusi unsur dalam bumi (deskripsi)



Prinsip-prinsip yang mengatur distribusi tersebut diatas (interpretasi) Pada dasarnya definisi ini menyatakan bahwa geokimia mempelajari

jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan tanah, air, dan atsmosfer. Tidak terbatas pada penyelidikan unsur kimia sebagai unit terkecil dari material, juga kelimpahan dan distribusi isotop-isotop dan kelimpahan serta distribusi inti atom Eksplorasi

geokimia

khusus

mengkosentrasikan

pada

pengukuran

kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsure-unsur yang berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam 3|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

pengertian yang lebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran

secara

sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu kosentrasi abnormal dari unsure tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (backround geokimia). Pengertian geokimia awalnya dijelaskan oleh Mason (1958) dalam Rose Et Al (1979), yaitu pengelompokan kelimpahan relatif dan absolute dari unsur-unsur yang ada dibumi, studi mengenai penyebaran dan migrasi dari unsur-unsur tunggal diberbagai tempat dibumi dengan obyek berupa pola dasar penyebaran dan migrasi dari unsur. Survey geokimia bertujuan mencari indikasi mineralisasi pada suatu daerah, metode ini digunakan untuk memperoleh data yang berkaitan dengan pola geokimia yang tidak normal atau dikenal dengan istilah anomali. Dari sini muncul penggunaan konsep mengenai nilai latar belakang (backround), yaitu kisaran tertentu suatu unsure dalam suatu mineral yang sesuai dengan harga rata-rata unsure dikerak bumi. Sedangkan istilah treshold atau batas atas dari nilai latar belakang merupakan nilai kadar unsur yang menjadi batas nilai anomali (Ghazali, dkk., 1986). Dalam mencari anomali unsur, sebelumnya harus diketahui terlebih dahulu mengenai karakter atau sifat-sifat geokimia dari unsur tersebut, sehingga akan mempermudah dalam mengenali keberadaanya. Potensi keberadaan dari suatu unsur berkaitan dengan bagaimana reaksi

unsur tersebut terhadap aksi yang

diberiakan oleh alam sehingga akan terbentuk pola-pola yang khas dari kumpulan unsur tertentu. Penentuan

daerah

target

untuk

penyelidikan

geokimia

dengan

mempertimbangkan kondisi geologi suatu daerah. Mempertimbangkan genesis pembentukan bijih, serta geologi tertentu yang memberi peluang untuk terbentuknya mineralisasi. Pada survei harus sudah menentukan rencana jenis unsur yang akan dianalisis, berdasarkan tipe mineralisasi yang kemungkinan terbentuk. Sebelum menentukan prospeksi geokimia pada suatu daerah, perlu mengidentifikasi tipe deposit atau mineralisasi potensi yang terbentuk. Sebagai contoh penyelidikan untuk deposit bijih emas tipe forfiri, kadar rendah, berukuran besar, berbeda dengan deposit emas tipe urat ukuran kecil dengan kadar tinggi. Kondisi yang berlawanan, metode yang digunakan untuk survey deposit emas kadar 4|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

tinggi, berdimensi atau ukuran kecil akan tidak tepat untuk diterapkan pada deposit ukuran besar, yaitu bias terjadi pemborosan. 2.1.1

Prinsip Dasar Prospeksi/Eksplorasi Geokimia Prospeksi/eksplorasi geokimia pada dasarnya terdiri dari dua metode yaitu

metode yang menggunakan pola dispersi mekanis dan metode yang didasarkan pada pengenalan pola dispersi kimiawi. Pola dispersi mekanis biasanya diterapkan pada mineral yang relative stabil pada kondisi permukaan bumi (seperti : emas, platina, kasiterit, kromit, mineral tanah jarang). Cocok digunakan di daerah yang kondisi iklimnya membatasi pelapukan kimiawi. Sedangkan pola dispersi kimiawi pola ini dapat diperoleh baik pada endapan bijih yang tererosi ataupun yang tidak tererosi, baik yang lapukan ataupun tidak lapuk. Pola ini kurang terlihat seperti pada pola dispersi mekanis. 2.1.2

Daur Geologi Semua endapan bijih ialah produk dari daur yang sama didalam proses-

proses geologi yang mengakibatkan terjadinya tanah, sedimen dan batuan. Gambar 2.1 merupakan ringkasan dari daur geologi dan contoh-contoh tipe bijih

yang

dihasilkan pada berbagai stadia daur.

Gambar 2.1 Daur Geologi, Geokimia dan Terbentuknya Bijih

5|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

2.1.3

Dispersi Geokimia Joyce (1984) mendefinisikan dispersi geokimia sebagai proses total yang

mencakup transportasi dan/atau fraksinasi dari unsur-unsur, sedangkan Rose Et Al (1979) mendefinisikannya sebagai proses di mana atom-atom dan partikel-partikel bergerak menuju ke lokasi atau lingkungan geokimia yang baru. Berdasarkan prosesnya Joyce (1984) dan Chaussier (1987) membagi dispersi menjadi dua jenis, yaitu dispersi mekanik (contohnya pergerakan butiran-butiran pasir dalam sungai) dan dispersi kimia (contohnya disolusi, difusi, dan presipitasi dalam larutan). Sedangkan berdasarkan hubungannya dengan lingkungan geokimia, beberapa ahli seperti Levinson, 1974; Rose Et Al, 1979; Chaussier, 1987; dan A. Djunuddin, 1998 membagi dispersi ke dalam dua kelompok, yaitu dispersi primer yang berhubungan dengan lingkungan geokimia primer (bawah permukaan) dan dispersi sekunder yang berhubungan dengan lingkungan geokimia sekunder (di permukaan). Proses dispersi tersebut selain dipengaruhi oleh tingkat mobilitas unsur yang terangkut, juga akan dipengaruhi oleh berbagai faktor yang berhubungan dengan media dispersinya, antara lain tingkat keasaman, yang selalu berubah tergantung lingkungan geokimianya. Sebagai contoh air hujan bersifat agak asam, tanah penutup sebagian bumi tingkat keasamannya sedang, air yang mengalir (termasuk sungai) umumnya netral, dan air laut bersifat alkali (Joyce, 1984). Tingkat keasaman ini sangat penting untuk dipertimbangkan, karena di samping berhubungan dengan dispersi, juga berpengaruh terhadap tingkat mobilitas unsur. Untuk daerah-daerah di Indonesia yang beriklim tropis, berdasarkan hasil survei geokimia regional yang telah dilakukan oleh Departemen Pertambangan dan Energi berkerjasama dengan UNDP, umumnya sedimen sungai mempunyai tingkat keasaman yang netral, kecuali sungai-sungai yang melalui daerah batugamping (Johnson Et Al, 1986 dalam A. Djunuddin, 1998). 2.1.4

Lingkungan Geokimia Menurut Rose Et Al (1979), berdasarkan perbedaan tekanan, temperatur,

dan sifat-sifat kimianya, lingkungan geokimia dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok, yaitu : 1.

Lingkungan kedalaman (deep seated environment), yaitu lingkungan yang meluas ke arah bawah, mulai dari level terendah yang dapat dicapai oleh sirkulasi air permukaan sampai ke level terdalam di mana batuan biasanya terbentuk. Lingkungan ini dicirikan oleh : proses-proses magmatik dan 6|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

metamorfik yang dominan, temperatur dan tekanan yang tinggi, sirkulasi fluida terbatas, dan kandungan oksigen bebas yang relatif kecil. Istilahistilah sejenis yang sering digunakan adalah : hipogen, primer, dan endogen. 2.

Lingkungan permukaan (surficial environment), adalah lingkungan di mana terjadi proses-proses pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yaitu di permukaan bumi, yang mencakup proses-proses yang terjadi setelah tubuh batuan terbentuk. Lingkungan ini dicirikan oleh temperatur dan tekanan yang relatif rendah dan konstan, pergerakan solusi yang bebas, serta oksigen bebas, air, dan CO2 yang melimpah. Istilah-istilah sejenis yang sering digunakan adalah : supergen, sekunder, dan eksogen.

2.1.5

Mobilitas Unsur Levinson (1974) mendefinisikan mobilitas unsur sebagai suatu kondisi di

mana suatu unsur tertentu dapat bergerak pada lingkungan tertentu pula. Dengan demikian mobilitas suatu unsur sangat bergantung pada kondisi lingkungan maupun jenis atau sifat kimia dari unsur tersebut. Deskripsi dan mobilitas unsur saling berkaitan dan sangat berperan dalam mencari anomali geokimia dimana kedua faktor tersebut akan menjelaskan keberadaan unsur, pola anomalinya serta kondisi lingkungan pengendapannya. Tingkat mobilitas unsur yang tinggi akan menyebabkan tingkat ketersebaran atau dispersi yang tinggi juga untuk unsur tersebut sehingga dapat menyebar luas dan jauh. Sebaliknya jika tingkat mobilitas suatu unsur rendah maka tingkat dispersinya pun rendah sehingga memiliki daerah penyebaran tidak luas. Selain itu dengan mengetahui lingkungan pengendapannya, apakah bersifat asam, netral, atau basa maka akan lebih mempermudah mengetahui tingkat mobilitas suatu unsur. Mobilitas unsur sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.3, Emas (Au) mempunyai mobilitas rendah, sehingga cenderung tetap tertinggal pada gosan. Mineral galena cenderung untuk lambat pelapukannya, sehingga juga masih tertinggal pada gosan. Sulfida Cu, Ag dan Zn cepat lapuk atau terurai serta mobilitas tinggi, sehingga mengalami migrasi ke arah bagian bawah dari gosan membentuk zona yang semakin kaya akan Cu, Ag dan Zn atau dikenal dengan zona pengkayaan bijih oksida atau bijih supergen.

7|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

2.1.6

Gambar 2.2 Diagram Profil Deposit Bijih Emas

Unsur Penciri

Unsur penciri atau yang sering disebut sebagai pathfinder dijelaskan oleh Warren dan Delavault (1953;1956) dalam Levinson (1980) sebagai unsur-unsur yang relatif bergerak dan berasosiasi atau selalu bersama sama dengan unsurunsur yang menjadi target pencarian, akan tetapi lebih mudah untuk ditemukan karena unsur-unsur tersebut biasanya memiliki tingkatan mobilitas yang tinggi, sehingga akan membentuk daerah sebaran yang lebih luas dibandingkan dengan unsur-unsur yang dicari. Unsur-unsur penciri (pathfinder) ini dapat mempermudah dalam pencarian unsur-unsur yang dicari karena kemampuannya untuk mengindikasi keberadaan unsur lain di sekitar endapan. Sebagai contoh unsur As dapat digunakan sebagai unsur penciri adanya emas dan unsur Ag dalam urat, serta dapat juga sebagai penciri adanya emas, perak, tembaga, kobalt dan seng dalam asosiasi bijih sulfida (Tabel 2.1). Tabel 2.1 Contoh dari unsur-unsur penciri yang digunakan dalam mendeteksi mineralisasi. (Learned dan Boissen, 1973 dalam Levinson, 1980) ASOSIASI BIJIH

UNSUR TARGET

PATHFINDER ELEMENTS

Tembang Porfiri

Cu, Mo

Zn, Au, Re, Ag, As, F

Komplek Bijih Sulfida

Zn, Cu, Ag, Au

Hg, As, (sebagai SO4), SB, Se, CD, Ba, F, Bi

Urat Logam Mulia

Au, Ag

As, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi, Co, Se, Ti

Endapan Skarn

Mo, Zn, Cu

B, Au, Ag, Fe, Be

Uranium (Batupasir)

U

Se, Mo, V, Rn, He, Cu, Pb

Uranium (Urat)

U

Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni, Pb, F

8|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

ASOSIASI BIJIH

UNSUR TARGET

PATHFINDER ELEMENTS

Tubuh Bijih Ultrabasa

Pt, Cr, Ni

Cu, Co, Pd

Urat Flourspar

F

Y, Zr, Rb, Hg, Ba

2.1.7

Asosiasi Unsur Asosiasi unsur digambarkan oleh Levison (1980) sebagai suatu asosiasi

unsur yang di dalamnya tidak terdapat satupun unsur penciri yang dapat digunakan untuk mengindikasikan adanya suatu endapan mineral yang dicari, tapi walaupun demikian asosiasi tersebut masih dapat digunakan sebagai indikasi kemungkinan hadirnya unsur-unsur yang dicari. Asosiasi unsur ini terbentuk sesuai dengan kondisi lingkungan dan tingkatan mobilitasnya. Karenanya setiap asosiasi unsur akan mencirikan suatu lingkungan dan model cebakan/deposit mineralisasi tertentu pula. Peranan asosiasi unsur ini bukanlah yang utama dalam eksplorasi geokimia, namun keberadaan kadang-kadang juga dibutuhkan sebagai data pendukung apabila tidak dijumpai data utamanya. 2.1.8

Anomali Geokimia Bijih mewakili akumulasi unsur dari satu unsur atau lebih atas

kelimpahannya yang kita anggap normal. Kelimpahan dari unsur khusus didalam batuan barren disebut backround. Penting untuk disadari bahwa tidak ada unsur yang memiliki backround yang seragam. Tujuan mencari nilai backround geokimia, yaitu nilai diatas backround

adalah untuk mendapatkan anomali yang sangat diharapkan berhubungan

dengan endapan bijih. Karena sejumlah besar conto bisa saja memiliki nilai diatas backround, maka ada nilai ambang batas yang digunakan untuk menentukan anomali , yang dikenal dengan sebutan threshold, yaitu nilai rata-rata plus dua standar deviasi dalam suatu populasi normal. Semua nilai diatas nilai threshold didefinikan sebagai anomali Teknik-teknik interpretasi baru melibatkan grafik frekunsi komulatif, analisis rata-rata yang bergerak, analisis regresi jamak banyak menggantikan konsep klasik backround dan threshold.

9|Syahroni [email protected] UNISBA 2010 I 085316177678

2.2

Perencanaan Kegiatan Eksplorasi Beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu kegiatan

eksplorasi adalah : 

Efektifitas, yaitu mengenai sasaran dengan metoda dan strategi yang tepat.



Efisiensi, dengan usaha (biaya dan waktu) yang seminimal mungkin untuk mendapatkan hasil yang optimal.



Unsur ekonomi, biaya eksplorasi harus sesuai dengan hasil yang diharapkan dengan memperhitungkan resiko. Hal ini disebabkan karena lebih tinggi resiko maka keuntungan yang dicapai makin berlipat ganda.

2.2.1

Tahapan Penyelidikan Dalam penyelidikan geokimia diperlukan adanya beberapa penahapan

yang ditujukan untuk kepentingan efisiensi dalam hal waktu, tenaga dan biaya. Tidak semua proses pencarian dapat menunjukkan hasil sesuai target yang hendak dicapai, maka harus ditentukan strategi penyelidikan yang tepat sebelum proses pencarian dilakukan atau dimulai. 1.

Penyelidikan Pendahulua...