Laterit1. Formasi LateritLaterit didefinisikan sebagai produk yang dihasilkan dari pelapukan yang kuat pada daerah-daerah tropis, lembab, dan hangat yang kaya akan lempung kalolinit sebagai oksida dan oksihidroksida dari Fe dan Al. Laterit penting secara ekonomi karena mengandung logam alumunium (bauksit). Berikut merupakan kandungan unsur-unsur yang terdapat pada profil laterit.Mineral utama Pencucian Mineral Sekunderpada zona ferruginous

Aluminosilikat (muskovit, kaolinit)oksida besi; emas

K, Rb, Cs

mineral jejak : Au

Si, Al (kaolinit)

pada saprolit bagian atas

Aluminosilikat (muskovit)Ferromagnesia (klorit, talk,amfibol)Lempung smektit

Cs, K, Rb

Mg, LiCa, Mg, Na

Si, Al (kaolinit)

Fe, Ni, Co, Cr, Ga, Mn, Ti, V, (Oksida Fe dan Mn)Si, Al (kaolinit)

pada saprolit bagian bawah

AluminosilikatFerromagnesia (piroksen, olivin,amfibol, klorit, biotit)

Ca, Cs, K, Na, Rb

Ca, Mg

Si, Al (kaolinit); Ba

Fe, Ni, Co, Cr, Ga, Mn, Ti, V (Oksida Fe dan Mn)

pada zona pelapukan sulfide As, Au, Cd, Co, Cu, Mo, Ni, Zn, S

As, Cu, Ni, Pb, Sb, Zn (oksida besi; sulfat, arsenat, karbonatan, alunit-jasorit)

pada daerah karbonatan Ca, Mg, Fe, Mn, Sr2. Formasi bauksitBijih bauksit, sebagai sumber utama logam alumunium, mengandung mineral gibsit, boehmit, dan diaspor. Akumulasi dari residu kaya alumina, pada bagian atas dari profil laterit, sebagai hasil dari curah hujan yang tinggi, temperatur yang agak rendah (22°C), dengan kelembaban yang tinggi. Proses yang berlangsung pada bagian atas dari profil laterit berupa pelarutan inkongruen yaitu :

Feldspar – (kehilangan Si) kaolinit – (kehilangan Si)→ gibsit (Al(OH)→ 3)

Variasi iklim musiman juga dianggap penting dalam pembentukan formasi bauksit. Musim panas dan dingin membuat fluktuasi pada muka air tanah, yang membuat terjadinya pelarutan dan transfer massa. Variasi pada profil bauksit sebagai transformasi dari gibsit yang terdehidrasi menjadi versi yang terhidrasi secara relatif, boehemit atau diaspor (ALO(OH)), dihasilkan dari fluktuasi tersebut. Profil mineralogical untuk zona mineralisasi bauksit dapat bervariabel.3. Laterit Nikel

Laterit nikel berasal dari batuan ultramafik yang mengandung olivin dan ortopiroksen dengan berlimpah, dan karenanya kaya akan nikel. Laterit nikel mengandung konsentrasi nikel silikat atau nikel oksida yang mencapai 10 kali lipat dari konsentrasi aslinya. Penambangan laterit nikel jauh lebih mudah daripada penambangan bijih sulfida magmatik. Bijih nikel berhubungan dengan eluviasi nikel dari residu pada lapisan laterit teratas dan konsenrasi di dasar illuvium saprolit sebagai talk nikeliferous, serpentin, atau smektit, dan bersamaan dengan geotit meskipun jarang.Mineral olivin dan ortopiroksen sebagai sumber nikel utama merupakan penyusun utama dari batuan ultramafik mungkin berasal dari bagian kompleks ofiolit obduksi atau berupa intrusi mafik. Alterasi olivin terjadi karena proses hidrasi dari silika, serpentinit, dan limonit . Pada tanah laterit, keasaman air tanah semakin berkurang seiring dengan bertambahnya kedalaman dan bikabornat bertindak sebagai anion utama dalam proses pelarutan ini. Olivin bereaksi pada kondisi ini, diikuti dengan ortopiroksen, serpentin, klorit, dan talk. Berikut ini merupakan contoh reaksi pada olivin.

4(Fe2,Mg3)SiO4 + 8H+ + 4O2 (Fe→ 2,Mg3)Si4O10(OH)2 + 6FeO(OH) + 5Mg2+

olivin smektit goetit

Konsentrasi nikel dipengaruhi oleh pertukaran kation, kemungkinan oleh Mg2+. Hasilnya adalah suatu jenis mineral pilosilikat yang kaya nikel seperti kerolit (Ni-talk), nepouit (Ni-serpentin), dan pimelit (Ni-smektit). Salah satu contoh dari reaksi pertukaran kation adalah sebagai berikut :

Mg2Si2O5(OH)4 + 3Ni2+(aq) Ni→ 3Si2O5(OH)4 + 3Mg2+

(aq)

serpentin nepouit

Konsentrasi dari nikel juga sering berasosiasi dengan goetit, sekalipun mekanismenya belum diketahui. Kemungkinan absorbs dari nikel pada koloid goetit terjadi pada alam karena pH yang agak basa. Zona limonit yang ada pada bagian atas dari profil laterit pada umumnya tidak mengandung nikel.Laterit yang sangat tebal dan sangat kaya dengan garnierit terjadi pada batuan dasar yang mengalami sirkulasi air tanah maksimum dan peran dari interaksi air antar batuan. Konsentrasi nikel juga dikontrol oleh keadaan topografi dan cenderung terjadi dibawah perbukitan atau pinggiran plato atau teras. Hal ini dikarenakan deposit sensitif untuk mengalami erosi permukaan dan fluktuasi muka air dikonrol oleh distribusi zona eluviasi dan iluviasi.

Nikel laterit

Batuan induk bijih nikel adalah batuan peridotit. Menurut Vinogradov batuan ultra basa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya

substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan di antara unsur-unsur tersebut. Proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hydrothermal, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk.

Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil.

Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering).

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit ini adalah:

a. Batuan asal. Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: - terdapat elemen Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan

piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.

b. Iklim. Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.

c. Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan

• akumulasi air hujan akan lebih banyak

• humus akan lebih tebal. Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis.

d. Struktur. Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar (joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif.

e. Topografi. Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang

meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.

f. Waktu. Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi.

Profil nikel laterit keseluruhan terdiri dari 4 zona gradasi sebagai berikut :

• 1. Iron Capping : merah tua, merupakan kumpulan massa goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar besi yang tinggi tapi kadar nikel yang rendah. Terkadang terdapat mineral-mineral hematite, chromiferous.

• 2. Limonite Layer : fine grained, merah coklat atau kuning, lapisan kaya besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area. Lapisan ini tipis pada daerah yang terjal, dan sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel pada zona ini hadir di dalam mineral manganese oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral talc, tremolite, chromiferous, quartz, gibsite, maghemite.

• 3. Silika Boxwork : putih – orange chert, quartz, mengisi sepanjang fractured dan sebagian menggantikan zona terluar dari unserpentine fragmen peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan tekstur dari batuan asal. Terkadang terdapat mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite-pimelite di dalam boxwork mungkin berasal dari nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang terdapat pada bedrock yang serpentinized.

• 4. Saprolite : campuran dari sisa-sisa batuan, butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari endapan garnierite, nickeliferous quartz, mangan dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork, bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz yang mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang terlapukkan, chlorite. Garnierite di lapangan biasanya diidentifikasi sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang nickeliferous serpentin. Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat.

• 5. Bedrock : bagian terbawah dari profil laterit. Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 75 cm dan blok peridotit (batuan dasar)

dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis (kadar logam sudah mendekati atau sama dengan batuan dasar). Zona ini terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya tersembunyi.

4. Emas pada lateritTelah diketahui dengan baik bahwa emas dapat terbentuk pada bagian pedolitik atas pada zona pelapukan laterit. Bentuk emas yang dihasikan bermacam-macam dari yang berukuran besar, partikel membundar seperti nugget, dan dendritus emas pada celah dan retakan, sampai kristal-kristal kecil pada pori-pori tanah. Sebenarnya sumber emas secara primer adalah pada lingkungan yang juga kaya akan perak. Emas dapat berada pada profil laterit karena proses kimiawi. Berbeda dengan proses mobilisasi dan penghilangan perak, dimana Ag berperan sebagai air meteorik pada zona pelapukan. Proses perpindahan Au dan Ag hanya terjadi pada kondisi spesifik tertentu. Mungkin perpindahan tersebut berhubungan dengan asamnya air tanah dekat permukaan pada lingkungan laterit. Kedua reaksi berikut merupakan contoh dari proses pengasaman yang berlangsung pada profil laterit.

2FeS2 + 2H2O +7O2 2Fe→ 2+ + 4SO42- + 4H+

2Fe2+ + 3H2O + O2 2 FeOOH + 4H→ +

Percobaan yang dilakukan menunjukan bahwa pada keadaan pH rendah, Eh tinggi, dan keberadan ion Cl-, emas yang berada di dekat permukaan dapat menjadi AuCl4-. Hal ini dikontrol oleh oksidasi dari Fe2+ yang berhubungan dengan ketersedian oksigen. Sebagai perbandingan, perak akan bereaksi dengan lebih cepat, pada daerah reduksi, sebagai AgCl, AgCl2-, dan AgCl32-. Reaksi berikut mengasilkan Au murni pada kondisi reduksi yang terjadi pada bagian yang kaya akan ion Fe2+ dan Mg2+.

AuCl4- + 3Fe+ + 6H2O Au + 3FeOOH + 4Cl→ - +9H+

Perlu diketahui bahwa mikroorganisme juga berhubungan dengan konsentrasi emas pada tanah laterit. Emas sekunden yang berbentuk nugget dapat ditemukan pada lingkungan yang berbeda dari tempat deposit emas terjadi. Hal ini disebabkan oleh bakteri pada tanah yang memiliki kemampuan untuk mengakumulasi emas melaluiproses difusi melewati dinding selnya dan masuk ke dalam cytoplasmanya. Diagenesis subsekuen dari sedimen yang mengandung mikroorganisme yang kaya akan emas akan menyebabkan terjadinya rekristalisasi dari emas menjadi bentuk seperti nugget.5. PGE pada lateritUnsur-unsur kelompok platinum juga terdapat pada laterit. Kristal-kristal Pt-Fe atau Os-Ir-Ru dapat ditemukan pada pedolith, sebagai hasil perpindahan PGE pada zona pelapukan. Dipercaya bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi konsentrasi PGE juga sama dengan faktor-faktor yang

mempengaruhi Au dam Ag. Pada daerah non laterit, PGE tidak akan

tertransportasi sebagai senyawa klorit (PdCl42- dan PtCl42-), tetapi

sebagai senyawa hidroksida (PdOH2 dan Pt OH2). Proses laterisasi menyebabkan berpindahnya komponen-komponen bijih berpindah, dengan mineral dasar terbentuk pada oksida Mn dan Au-Pt-Pd terbentuk bersamaan dengan karbon nonkristal, dan oksida atau oksihidroksida dari De-Mn.6. Deposit lempungMineral-mineral lempung merupakan produk pelapukan yang sangat berlimpah, baik yang terdapat in situ maupun yang berpindah dan mengalami deposisi. Mineral-mineral ini penting secara ekonomi pada industry kertas, keramik, filtrasi, dan minyak pelumas. Mineral-mineral lempng yang penting ini diantaranya adalah kaolinit, illit, dan kelompok smektit (termasuk monmorilonit). Kaolinit berasal dari kondisi lembab yang mendukung terjadinya hidrolisis asam pada batuan feldspar. Illit terjadi pada kondisi basa dengan pelapukan feldspar dan mika. Sedangkan smektit merupakan hasil pelapukan dari batuan intermediet sampai basa dibawah kondisi basa, dengan lapisan-lapisan intrakristalin air dan kation-kation yang dapat berganti-ganti. Mineral-mineral lempung tidak hanya dihasilkan dari pelapukan batuan saja, tetapi dapat ditemukan sebagai produk dari alterasi hidrotermal bertemperatur rendah.

Eksplorasi mineral merupakan salah satu kegiatan penting untuk mendapatkan informasi dimana lokasi mineral berada, namun selama ini proses tersebut membutuhkan waktu yang lama dan biaya yang besar terutama jika dilakukan pada daerah yang luas. Di dalam penelitian ini penulis akan menyajikan aplikasi penginderaan jauh diterapkan dalam pemetaan mineral deposit nikel laterit. Dengan menggunakan metode defoliant technique dan citra sensor ASTER, akan ditunjukkan bagaimana pemetaan potensi deposit mineral dilakukan padawilayah tropis. Sorowako merupakan contoh menarik untuk dikaji, wilayahnya yang merupakan bagian dari singkapan ultramafik terbesar di dunia disertai lingkungan mendukung menjadikan sorowako kaya akan deposit nikel laterit.

Report Preview

I. PendahuluanNikel merupakan salah satu barang tambang penting di dunia. Manfaatnya yang begitu besar bagi kehidupan sehari-hari, seperti pembuatan logam anti karat, campuran dalam pembuatan stainless steel, baterai Nickel-metal hybride, dan berbagai jenis barang lainnya. Keserbagunaan ini pula yang menjadikan nikel sangat berharga dan memiliki nilai jual tinggi di pasaran dunia. Setidaknya sejak 1950 permintaan akan nikel rata-rata mengalami kenaikan 4% tiap tahun, dan diperkirakan sepuluh tahun mendatang terus mengalami peningkatan (Dalvi et al., 2004).Bijih nikel diperoleh dari endapan nikel laterit yang terbentuk akibat pelapukan batuan ultramafik yang mengandung nikel 0.2 - 0.4 % (Golightly, 1981). Jenis-jenis batuan tersebut antara lain olivine, piroksin, dan amphibole (Rajesh, 2004). Nikel laterit umumnya ditemukan pada daerah tropis, dikarenakan iklim yang mendukung terjadinya pelapukan, selain topografi, drainase, tenaga tektonik, batuan induk, dan struktur geologi (Elias, 2001).Selama ini eksplorasi terhadap nikel laterit dilakukan dengan mencari singkapan ultramafik, pemetaan lapangan, pengeboran, dan analisa laboratorium untuk mengetahui kandungan mineral dan kimiawi nikel. Namun salah satu hambatan besar dari kegiatan tersebut adalah pada tahap pemetaan lapangan, dimana membutuhkan waktu yang lama dan berbiaya besar, terutama untuk daerah baru, sehingga seringkali sulit untuk dilakukan pada wilayah luas. Namun seiring berkembangnya teknologi dalam bidang pemetaan, keterbatasan tersebut kini dapat diatasi dengan menggunakan aplikasi dari teknologi penginderaan jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG) (Rajesh, 2004).Aplikasi penginderaan jauh dan SIG dalam eksplorasi mineral memiliki banyak keuntungan, antara lain cakupan wilayahnya luas, hemat biaya, data yang mudah diperbaharui (up date) dan memungkinkan integrasi dengan berbagai jenis data satelit, geofisika, geokimia, Digital Elevation Model (DEM), dan sebagainya. Sehingga proses analisa semakin efisien, cepat, dan akurasi yang meningkat.Penggunaan penginderaan jauh dalam eksplorasi pertambangan telah lama digunakan dan sudah berkembang luas, beberapa pendekatan yang banyak diaplikasikan antara lain, pemetaan lithologi, struktur, dan alterasi (Rajesh, 2004; Siegal dan Gillespie, 1991). Pemetaan lithologi merupakan pemetaan sumberdaya mineral, dengan menarik kesimpulan dari beberapa parameter utama yang diperoleh melalui observasi penginderaan jauh, seperti mengidentifikasi nilai spektral batuan, penampakan struktural, pelapukan dan bentuk daratan (landform), serta pola aliran sungai. Pemetaan struktur didasarkan pada hubungan antara deposit mineral dengan beberapa tipe deformasi, seperti patahan, lipatan atau struktur geologi lainnya. Sedangkan pendekatan alterasi merupakan teknik pemetaan mineral yang mengasosiasikan deposit mineral dengan alterasi hidrothermal dan batuan sekitar, jenis dan luasnya zona alterasi menggambarkan tipe dari deposit mineral (Rajesh, 2004). Distribusi spasial dari batuan hasil alterasi hidrothermal merupakan kunci utama untuk mengetahui zona aliran dari hidrothermal dan sebagai petunjuk penting untuk mengenali deposit mineral (Pirajno, 1992 dalam Rajesh, 2004). Identifikasi sebaran nikel laterit melalui teknologi penginderaan jauh dalam penelitian ini dilakukan dengan pendekatan alterasi, yaitu dengan memetakan mineral permukaan hasil lapukan batuan ultramafik pada lapisan

limonite, antara lain mineral goethite, hematite dan chlorite. Metode yang digunakan untuk mendeteksi mineral tersebut yaitu Defoliant Technique atau Directed Principal Component (DPC). Pemilihan metode tersebut didasarkan pada karakteristik wilayah tropis yang bervegetasi rapat, sehingga menjadi hambatan tersendiri dalam mendeteksi deposit mineral. Untuk itu metode yang mampu meminimalisir pengaruh vegetasi, seperti Defoliant Technique sangat cocok untuk digunakan (Carranza, 2003; Rojas, 2003).Defoliant Technique pada dasarnya adalah teknik penajaman yang dilakukan dengan menggabungkan dua rasio saluran (Carranza, 2002; Fraser dan Green, 1987 dalam Rojas, 2003), adapun hasil dari proses ini adalah sebaran mineral permukaan yang digambarkan dalam citra skala keabuan (grayscale). Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Defoliant Technique mampu mengidentifikasi keberadaan alterasi hidrothermal di daerah bervegetasi, seperti yang dilakukan oleh Carranza dan Hale pada tahun 2001 di wilayah Baugio, Filipina. Kemudian untuk menguji tingkat akurasi, hasil pencitraan akan diverifikasi dengan data titik bor.Sensor yang digunakan untuk mengidentifikasi deposit mineral adalah Advanced Spaceborne Thermal Emission Radiometer (ASTER). Salah satu kelebihan citra ASTER dalam memetakan sebaran mineral permukaan adalah ketersediaan saluran (band) yang lebih banyak (VNIR saluran 1 – 3, SWIR saluran 4 – 9, dan TIR saluran 10 – 14) dan resolusi spasial yang lebih baik dibandingkan citra Landsat, oleh karena itu ASTER cocok dalam memetakan berbagai jenis batuan dan mineral. Kemudian harga citra ASTER yang jauh lebih murah dibandingkan menggunakan satelit hyperspectral ataupun pemetaan udara menjadikan ASTER menarik untuk digunakan lebih jauh. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan kemampuan ASTER yang baik dalam pemetaan geologi, seperti yang dilakukan oleh Simpson, Mars, dan Rowan pada tahun 2004 dalam pemetaan lithologic komplek ultramafik di Australia serta Debgani dan Gingerich tahun 2005 untuk ekstrasi mineral di Iran. Sorowako merupakan salah satu wilayah Sulawesi yang kaya akan kandungan nikel laterit dalam jumlah besar. Hal ini didukung oleh bentukan geologi yang terdiri atas volcano plutonic arc, methamorphic belt, ophiolite belt, banggai-sula dan tukang besi disisi Barat dan Utara, Tengah, Timur, serta beberapa pecahan fragmen di Timur dan Tenggara. Selain itu kondisi ini juga tidak terlepas oleh iklim, reaksi kimia, struktur, dan topografi Sulawesi yang cocok terhadap pementukan nikel laterit. Endapan nikel laterit di Sorowako terbentuk karena proses pelapukan dari batuan ultramafik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari 120 km x 60 km, dimana sejumlah endapan lainnya tersebar di provinsi Sulawesi Tengah dan Tenggara (Waheed, 2005). Salah satu perusahaan yang melakukan eksplorasi dan penambangan nikel laterit di beberapa wilayah Sulawesi bagian Tengah, Tenggara dan Selatan adalah PT. International Nickel Indonesia, Tbk (PT INCO). Perusahaan multinasional yang diakuisisi sahamnya sejak tahun 2007 oleh Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) yang kini bernama Vale, dan berubah menjadi Vale Inco, ltd; telah beroperasi sejak tahun 1968, terutama di wilayah Sorowako. Nikel laterit PT INCO diperoleh dengan mengambil mineral dari endapan nikel laterit yang mengandung unsur nikel dalam jumlah besar, antara lain limonite dan saprolite, kemudian diolah secara pyrometallurgical atau hydrometallurgical dan dihasilkan nikel dalam bentuk matte. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola sebaran potensi, tingkat akurasi pencitraan dan ASTER di areal eksplorasi tambang PT INCO blok Sorowako. Hasil penelitian dapat menyediakan informasi sebaran potensi nikel laterit secara spasial dengan metode yang lebih cepat dan efisien,

mempermudah dalam pemetaan awal (reconnaissance mapping) geologi dan mineral pada daerah yang luas, serta sebagai decision maker support system bagi kepentingan PT INCO dalam melakukan eksplorasi tambang nikel laterit.

II. Tujuan PenelitianAdapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pola sebaran potensi deposit nikel laterit di areal eksplorasi tambang PT INCO berdasarkan interpretasi citra satelit dan kaitannya dengan variabel fisik batuan induk, struktur geologi, dan lereng. Sehingga hasil penelitian diharapkan dapat menyediakan informasi sebaran potensi nikel laterit secara spasial dengan metode yang lebih cepat dan efisien, mempermudah dalam pemetaan awal geologi (reconnaissance mapping) dan mineral pada daerah yang luas, serta sebagai decision maker support system bagi kepentingan PT INCO dalam melakukan eksplorasi tambang nikel laterit.

III. Kondisi GeologiBeberapa penelitian yang menjelaskan mengenai proses tektonik dan geologi di daerah sulawesi, antara lain adalah Sukamto (1975) yang membagi pulau Sulawesi dan sekitarnya terdiri dari 3 Mandala Geologi yaitu : 1) Mandala Geologi Sulawesi Barat, dicirikan oleh adanya jalur gunung api paleogen, intrusi neogen dan sedimen mesozoikum. 2) Mandala Geologi Sulawesi Timur, dicirikan oleh batuan ofiolit yang berupa batuan ultramafik peridotite, harzburgit, dunit, piroksenit dan serpentinit yang diperkirakan berumur kapur. 3) Mandala Geologi Banggai Sula, dicirikan oleh batuan dasar berupa batuan metamorf permo-karbon, batuan plutonik yang bersifat granitis berumur trias dan batuan sedimen mesozoikum.

Menurut Hamilton (1979) dan Simanjuntak (1991), Mandala Geologi banggai Sula merupakan mikro kontinen yang merupakan pecahan dari lempeng New Guinea yang bergerak kearah barat sepanjang sesar sorong.( Gambar 1 )

Gambar 3.1 Garis Besar Kondisi Lithologi dan Struktur Geologi Pulau Sulawesi (Ahmad, 2006)Geologi daerah Sorowako dan sekitarnya sudah dideskripsikan sebelumnya secara umum oleh Brouwer, 1934; Van Bemmelen, 1949; Soeria Atmadja et al., 1974; dan Ahmad, 1977 dalam Mustaring, 2006. Namun yang secara spesifik membahas tentang geologi deposit nikel laterit adalah Golightly pada tahun 1979, dimana ia membagi geologi daerah Sorowako menjadi tiga bagian, yaitu :1) Satuan batuan sedimen yang berumur kapur, terdiri dari batu gamping laut dalam dan rijang. Terdapat dibagian barat Sorowako dan dibatasi oleh sesar naik dengan kemiringan kearah barat.2) Satuan batuan ultrabasa yang berumur awal tersier, umumnya terdiri dari jenis peridotit, sebagian mengalami serpentinisasi dengan derajat yang bervariasi dan umumnya terdapat dibagian timur. Pada satuan ini juga terdapat intrusi-intrusi pegmatit yang bersifat gabroik dan terdapat dibagian utara.3) Satuan alluvial dan sedimen danau (lacustrine) yang berumur kuarter, umumnya terdapat dibagian utara dekat desa Sorowako.

Batuan induk dari endapan nikel laterit adalah batuan ultrabasa dengan

kandungan mineral ferromagnesian (olivine, piroksin, dan amphibole) dalam jumlah besar yang berasosiasi dengan struktur geologi yang terbentuk pada masa Precambrian hingga Tersier (Ahmad, 2006). Batuan ultrabasa wilayah Sorowako tersusun dari batuan peridotite yang dapat dibagi menjadi empat satuan batuan, yang merupakan batuan induk pembawa nikel dengan kadar sekitar 2 %. Batuan-batuan sejenis peridotite antara lain :1) Dunite, yang mengandung olivine lebih dari 90% dan piroksen sekitar 5%.2) High Serpentinized, yang mengandung olivine 85% dan piroksen 15%.3) Low Serpentinized, yang mengandung olivine 65% dan piroksen 35%.

Bijih nikel yang terdapat di bagian Tengah dan Timur Sulawesi tepatnya di daerah Sorowako termasuk ke dalam jenis nikel laterite dan bijih nikel silikat (garnierit). Bijih nikel tersebut terbentuk akibat pelapukan dan pelindihan (leaching) batuan ultrabasa seperti peridotit dan serpentinit dari rombakan batuan ultrabasa. Namun berdasarkan ciri fisik dan kimiawinya, endapan nikel laterit di Sorowako dapat dibagi menjadi dua, yaitu Blok Barat (West Block) dan Blok Timur (East Block) yang berbeda satu sama lainnya (gambar 2).Perbedaan topografi sangat menyolok, pada umumnya di East Block memiliki topografi yang landai sedikit berbukit sedangkan di West Block pada umumnya topografi terjal membentuk pegunungan. West Block meliputi 36 bukit dengan luas sekitar 46,5 km persegi, secara umum merupakan batuan peridortite yang tidak terserpentinisasi dengan bentuk morfologi yang relatif lebih terjal dibandingkan East Block (karena pengaruh struktur yang kuat), banyak dijumpai bongkah – bongkah segar peridotit (Boulder) sisa proses pelapukan sehingga recovery menjadi kecil. Umumnya boulder dilapisi oleh zona pelapukan tipis dibagian luarnya. Daerah West banyak mengandung urat-urat kuarsa yang sulit dikontrol pola penyebarannya. Sedangkan East Block meliputi 44 bukit menempati area seluas 36,3 km persegi. Topografi pada daerah ini relatif lebih landai dari pada daerah West Block. Batuan dasar dari tipe ini umumnya adalah serpentine peridotite, lherzolite, dengan derajat serpentin yang bervariasi.

Estimasi dan pemodelan cadangan merupakan suatu hal yang sangat penting dalam tahap evaluasi penambangan, karena keputusan teknis yang berhubungan dengan kegiatan penambangan sangat bergantung pada jumlah cadangan. Metode estimasi cadangan yang berkembang saat ini cukup banyak, namun salah satu metode estimasi yang terbaik yang berhubungan dengan pemodelan dan perhitungan cadangan adalah metode geostatistik berupa kriging. Metode kriging tersebut diterapkan dalam penelitian ini untuk melakukan estimasi dan pemodelan cadangan nikel laterit daerah Pulau Gee, Halmahera timur, Propinsi Maluku Utara.

Metode kriging yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode ordinary kriging blok 3 (tiga) dimensi karena mempertimbangkan penggunaan data dalam aspek ruang tiga dimensi. Pemodelan dan perhitungan cadangan dilakukan berdasarkan konsep model blok, dimana cadangan dibagi menjadi unit-unit blok untuk memperoleh variabel taksiran cadangan secara detail. Adapun variabel taksiran yang digunakan dalam melakukan estimasi cadangan nikel laterit ini yaitu data kadar nikel (Ni) dan besi (Fe). Dimensi unit-unit blok cadangan yang digunakan adalah 25 25 1 meter yang disesuaikan dengan daerah pengaruh lubang bor dan spasi assay per meter kedalaman yang dilakukan terhadap conto bor.

Berdasarkan analisis variogram, dapat diketahui karakterisik spasial antar data. Dimana, data pada arah horizontal memiliki daerah pengaruh (range) sebesar 35-43 meter dan pada arah vertikal memiliki daerah pengaruh sebesar 10-15 meter. Pada beberapa lokasi yaitu Blok Utara dan Blok Selatan A, variogram memiliki nugget effect yang cukup tinggi yang menunjukkan adanya data yang bersifat erratic.

Batuan induk bijih nikel adalah batuan peridotit. Menurut Vinogradov batuan ultra basa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan di antara unsur-unsur tersebut. Proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hydrothermal, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk.

Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil.

Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering).

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit ini adalah:

a. Batuan asal. Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: - terdapat elemen Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.

b. Iklim. Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur

yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.

c. Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak • humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis.

d. Struktur. Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar (joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif.

e. Topografi. Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.

f. Waktu. Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi.

Profil nikel laterit keseluruhan terdiri dari 4 zona gradasi sebagai berikut :

1. Iron Capping : Merupakan bagian yang paling atas dari suatu penampang laterit. Komposisinya adalah akar tumbuhan, humus, oksida besi dan sisa-sisa organik lainnya. Warna khas adalah coklat tua kehitaman dan bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah sehingga tidak diambil dalam penambangan. Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6 m. berwarna merah tua, merupakan kumpulan massa goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar besi yang tinggi tapi kadar nikel yang rendah. Terkadang terdapat mineral-mineral hematite, chromiferous.

2. Limonite Layer : Merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya meliputi oksida besi yang dominan, goethit, dan magnetit. Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam limonit dapat dijumpai adanya akar tumbuhan, meskipun dalam persentase yang sangat kecil. Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa pada zona ini tidak dominan atau hampir tidak ada, umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-ultrabasa telah terubah menjadi serpentin akibat hasil dari pelapukan yang belum tuntas. fine grained, merah coklat atau kuning, lapisan kaya besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area. Lapisan ini tipis pada daerah

yang terjal, dan sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel pada zona ini hadir di dalam mineral manganese oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral talc, tremolite, chromiferous, quartz, gibsite, maghemite.

3. Silika Boxwork : putih - orange chert, quartz, mengisi sepanjang fractured dan sebagian menggantikan zona terluar dari unserpentine fragmen peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan tekstur dari batuan asal. Terkadang terdapat mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite-pimelite di dalam boxwork mungkin berasal dari nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang terdapat pada bedrock yang serpentinized.

4. Saprolite : Zona ini merupakan zona pengayaan unsur Ni. Komposisinya berupa oksida besi, serpentin sekitar <0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang masih terlihat. Ketebalan lapisan ini berkisar 5-18 m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan pada rekahan-rekahan batuan asal dijumpai magnesit, serpentin, krisopras dan garnierit. Bongkah batuan asal yang muncul pada umumnya memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni dan Fe yang rendah. campuran dari sisa-sisa batuan, butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari endapan garnierite, nickeliferous quartz, mangan dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork, bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz yang mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang terlapukkan, chlorite. Garnierite di lapangan biasanya diidentifikasi sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang nickeliferous serpentin. Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat.

5. Bedrock : bagian terbawah dari profil laterit. Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 75 cm dan blok peridotit (batuan dasar) dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis (kadar logam sudah mendekati atau sama dengan batuan dasar). Batuan dasar merupakan batuan asal dari nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit yang pada rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%, garnierit minor dan silika > 35%. Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding dengan intensitas serpentinisasi.Zona ini terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya tersembunyi.

Nikel laterite merupakan sumber bahan tambang yang sangat penting, menyumbang terhadap 40% dari produksi nikel dunia. Endapan nikel laterite terbentuk dari hasil pelapukan yang dalam dari batuan induk dari jenis ultrabasa. Umumnya terbentuk pada iklim tropis sampai sub-tropis. Saat ini kebanyakan nikel laterite memang terbentuk di daerah ekuator. Negara penghasil nikel laterite di dunia diantaranya New Caledonia, Kuba, Philippines, Indonesia, Columbia dan Australia.

yang kaya akan Nikel; Garnierite ( max. Ni 40%). Ni terlarut (leached) dari fase limonite (Fe Oxyhydroxide) dan terendapkan bersama mineral silicate hydrous atau mensubtitusi unsure Mg pada serpentinite yang teralterasi (Pelletier,1996). Jadi, meskipun nikel laterite adalah produk pelapukan, tapi dapat dikatakan juga bahwa proses enrichment supergene sangat penting dalam pembentukan formasi dan nilai ekonomis dari endapan hydrous silicate ini. Type ini dapat ditemui dibeberapa tempat seperti di New Caledonia, Indonesia, Philippines.Dominika dan Columbia.

Istilah “laterite” bisa diartikan sebagai endapan yang kaya akan iron-oxide, miskin unsure silica dan secara intensif ditemukan pada endapan lapukan di iklim tropis (eggleton, 2001). Ada juga yang mengartikan nikel laterite sebagai endapan lapukan yang mengandung nikel dan secara ekonomis dapat di tambang.

Batuan induk dari endapan Nikel Laterite adalah batuan ultrabasa; umumnya harzburgite (peridotite yang kaya akan unsur ortopiroksen), dunite dan jenis peridotite yang lain.

Proses Kimia Pembentukan Nikel

Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex;olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama pelapukan berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, Fe-Oxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite. Benar bahwa Nikel berasosiasi dengan Fe-Oxide terutama dari jenis Goethite. Rata-rata nikel berjumlah 1.2 %.

Kondisi Mineralogy

Endapan nikel laterite terbentuk baik pada mineral jenis silicate atau oxide. Kemiripan radius ion Ni2+ dan Mg2+ memungkinkan substitusi ion diantara keduanya. Umumnya, mineral bijih dari jenis hidrous silicate seperti talc, smectite, sepiolite, dan chlorite terbentuk selama proses metamorphisme temperature rendah dan selama proses pelapukan dari batuan induk. Umumnya, mineral – mineral tersebut mempunyai variasi ratio Mg dan Ni. Mineral garnierite dari jenis silicate mempunyai ciri poor kristalin, texture afanitik, dan berstuktur seperti serpentinite (Brindley,1978).

Genesis of Nikel Laterite

Umunya Nikel deposit terbentuk pada batuan ultrabasa dengan kandungan Fe di olivine yang tinggi dan Nikel berkadar antara 0.2% – 0.4% wt. Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi kedalam tiga kategori (Brand et all.,1998)

1.Hydrous Silicate Deposits

Profil dari type ini dari vertical dari bawah ke atas : Ore horizon pada lapisan saprolite (Mg-Ni silicate), grade Nikel antara 1.8% – 2.5%. Pada zona ini berkembang box-works (apa tuh..), veining, relic structure, fracture dan grain boundaries dan dapat terbentuk mineral

1.Clay Silicate Deposits

Pada jenis endapan ini, Si hanya sebagian terlarut oleh melalui groundwater. Si yang tersisa akan bergabung dengan Fe,Ni,dan Al untuk membentuk mineral lempung (clay minerals) seperti Ni-rich Notronite pada bagian tengah profil saprolite (see profile). Ni-rich serpentine juga dapat

di replace oleh smectite atau kuarsa jika profile deposit ini tetap kontak dalam waktu lama dengan groundwater. Ni grade pada endapan ini lebih rendah dari Hydrosilicate deposit (1.2%;Brand et all,1998).

1.Oxide Deposits

Type terakhir adalah Oxide. Profile bawah menunjukkan Protolith dari jenis harzburgitic peridotites (mostly mineral olivine,serpentine, piroksen), sangat rentan terhadap pelapukan terutama di daerah tropis. Diatasnya terbentuk saprolite dan mendekati permukaan terbentuk limonite dan ferricrete (dipermukaan) ( see profile). Pada tipe deposit oxide ini, Nikel berasosiasi dengan Goethite (FeOOH) dan Mn Oxide.

Sebagai tambahan, Nikel laterite sangat jarang atau tidak sama sekali terbentuk pada batuan carbonate mengandung mineral talc.

Tektonik Setting

Nikel laterite berkembang di kompleks Ophiolite pada rentang waktu Phanerozoic, terutama Cretaseous-Miosen. Ophiolite ini telah mengalami fault dan joint sebagai efek dari tectonic uplift yang dapat memicu intensitas pelapukan dan perubahan pada water table level. Deposit Nikel lainnya ditemukan pada Archean Craton yang tergolong stabil berasosiasi dengan layer mafic complexes and komatiite (Butt,1975). Semakin banyak zona shear dan steep fault ( normal??), semakin tinggi pula tingkat enrichment proses untuk menghasilkan grade Nikel yang tinggi. Sebaliknya, zona thrust fault berasosiasi dengan emplacement kompleks ophiolite dan bersama dengan greenstone membentuk zona serpentine milonite atau talc-carbonates-altered ultramafic rocks. Komposisi seperti itu tidak memungkinkan terbentuknya Nikel pada endapan residu (regolith/lapukan).

Kondisi Topografi dan Morfologi

Dua faktor tersebut sangat penting dalam endapan nikel laterit karena kaitannya dengan posisi water table, stuktur dan drainage. Zona enrichment nikel laterite berada di topografi bagian atas (upper hill slope,crest, plateau, atau terrace). Kondisi water table pada zona ini dangkal,apalagi ditambah dengan adanya zona patahan n shear or joint. In consequence, akan mempercepat proses palarutan kimia (leaching processes) yang pada akhirnya akan terbentuk endapan saprolite mengandung nikel yang cukup tebal. Kondisi seperti ini dapat dijumpai di beberapa tempat sepeti Indonesia,New Caledonia, Ural (Russia) dan Columbia. Sebaliknya, pada topografi yang rendah, water table yang dalam akan menghambat proses pelarutan unsur – unsur dari batuan induk (baca:enrichment proses).

Iklim

Tempat – tempat yang beriklim tropis seperti Indonesia, Columbia memungkinkan untuk terjadinya endapan Nikel laterite. Kondisi curah hujan yang tinggi,temperatur yang hangat ditambah dengan aktivitas biogenic akan mempercepat proses pelapukan kimia, dimana Nikel laterite bisa mudah terbentuk.

4. NIKELSifat-sifat nikel :• Putih mengkilat• Sangat keras• Tidak berkarat• Tahan terhadap asam encer

Bijih nikel yang utam adalah nikel sulfida . Nikel-nikel yang diekspor dalam bentuk 3 macam yaitu bijih, nikel kasar, dan ferronikel. Daerah penambangan nikel ada di Koala, Soroako, Maluku Utara. Cara penambangan nikel melalui berbagai cara , antara lain ;• Penebangan pohon dan semak• Pengupasan tanah permukaan• Penggalian dengan sistem tangga (benching system) yaitu dimulai dari bawah ke atas mengikuti garis kontur dengan alat gali power shovel atau dozer shovelPengolahan nikel melalui beberapa tahap , yaitu :• Pemanggangan• Peleburan• ElektrolisisPenggunaan Nikel• Untuk melapisi barang yang terbuat dari besi, tembaga, baja karena nikel mempunyai sifat keras, tahan korosi dan mudah mengkilap jika digosok.• Untuk membuat baja tahan karat (stailess stell)• Untuk membuat aliase dengan tembaga dan beberapa logam lain seperti :a. Monel (Ni, Cu, Fe)Digunakan untuk membuat instrumen tranmisi listrikb. Nikrom(Ni,Fe,Cr)Digunakan sebagai kawat pemanasc. Alniko (Al, Ni, fe, Co)Untuk membuat magnet.d. Palinit dan Invar yaitu paduan nikel yang mempunyai koefisien muai yang sama dengan gelas yang digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca, misalnya pada bolam lampu pijar.e. Serbuk nikel digunakan sebagai katalisator, misalnya pada hidrogenansi (pemadatan) minyak kelapa, juga pada cracking minyak bumi.

Genesa Endapan Nikel Akibat ReplacementUnsure logam Ni dan Co sebagai penyusun utama magma basa hadir dalam Kristal olivine dan enstatite karena adanya kesamaan jari-jari ion (Ni= 0,78 A dan Co = 0,82 A) dengan jari-jari mg dan Fe sehingga Ni dan Co dapat bertukar (proses replacement) dengan Mgf dan Fe pada jaringan mineral asli. Ni dan Co menjadi bagian yang tak terpisahkan dalam batuan peridotit, dimana dalam keadaan segar mengandung Ni sebesar 0,1% sampai 0,3 % ( Prijono, 1977)

Genesa Endapan Nikel LateritTubuh endapan nikel laterit terbentuk setelah tubuh batuan beku tersingkap di permukaan dan mengalami pelapukan secara terus – menerus yang mengakibatkan batuan menjadi Batuan induk bijih nikel adalah batuan peridotit. Menurut Vinogradov batuan ultra basa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan di antara unsur-unsur tersebut. Proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hydrothermal, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk.

Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil.Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering).

EKSPLORASI ENDAPAN NIKEL LATERIT

PendahuluanSecara umum endapan nikel laterit dibedakan menjadi beberapa bagian

lapisan (Elias, et al., 1981) yaitu :a. Tanah penutup (Overburden).

Merupakan bagian yang paling atas dari suatu penampang laterit. Komposisinya adalah akar tumbuhan, humus, oksida besi dan sisa-sisa organik lainnya. Warna khas adalah coklat tua kehitaman dan bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah sehingga tidak diambil dalam penambangan. Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6 m.

b. LimonitMerupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya meliputi oksida besi yang dominan, goethit, dan magnetit. Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam limonit dapat dijumpai adanya akar tumbuhan, meskipun dalam persentase yang sangat kecil. Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa pada zona ini tidak dominan atau hampir tidak ada, umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-ultrabasa telah terubah menjadi serpentin akibat hasil dari pelapukan yang belum tuntas.

c. SaprolitZona ini merupakan zona pengayaan unsur Ni. Komposisinya berupa oksida besi, serpentin sekitar <0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang masih terlihat. Ketebalan lapisan ini berkisar 5-18 m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan pada rekahan-rekahan batuan asal dijumpai magnesit, serpentin, krisopras dan garnierit. Bongkah batuan asal yang muncul pada umumnya memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni dan Fe yang rendah.

c. Batuan dasar (Bedrock).Batuan dasar merupakan batuan asal dari nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit yang pada rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%, garnierit minor dan silika > 35%. Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding dengan intensitas serpentinisasi.

WARNAPROFIL ZONA

KEDALAMAN (m)

KANDUNGAN UNSUR(% berat total)

Ni Co Fe MgO SiO2Tanah Penutup

0.3-6 <0.8 <0.1 >50 <0.5 <7

Limonit

8-15 0.8-1.5

0.1-0.2

40-50 0.5-5

7-10

Saprolit

5-18 1.5-3

0.02-0.1

10-25 15-35

33-35

Batuan Dasar

0.3 0.01 5 35-45

>35

Profil lapisan endapan nikel laterit (Elias M., et. al., 1981)

Exercise :Dari peta dasar yang telah tersedia pada Lapangan “SDW”, terdapat

lokasi/titik-titik pengeboran dangkal. Analisa kimia terhadap sampel batuan hasil pengeboran dilakukan untuk mengetahui persentase dari unsur Ni, Co, Fe, MgO, SiO2, dan CaO. Berdasarkan data-data yang tersedia, maka tugas anda adalah: Berdasarkan data pengeboran:Tentukanlah zona/profil lapisan endapan nikel laterit! (Gunakan klasifikasi

Elias, et. al., (1981)). Buatlah korelasi zona/profil lapisan endapan nikel laterit berdasarkan

pekerjaan 1 yang telah anda kerjakan sebelumnya, yang melewati:Section 1: GBR1 - PX3 – PX2 – HGT11 – HGT5 – SPT1 – SPT4 – DNT4Section 2: HGT3 – HGT4 – HGT9 – HGT10 – HGT11 – HGT6 – HGT7Section 3: DNT1 – DNT3 – DNT2 – DBS1 PETUNJUK:

• Untuk membuat penampang gunakan data elevasi masing-masing sumur, jarak antar sumur dan kedalaman harus refresentatif!!!)

• Dalam melakukan korelasi perhatikan topografi!!! Karena endapan ini berhubungan dengan proses pelapukan.

Berdasarkan data kandungan Ni, Co, Fe, MgO, SiO 2, dan CaO:Buatlah grafik yang menggambarkan variasi kandungan unsur Fe, MgO, dan SiO2

terhadap kedalaman untuk setiap sumur. Berikan analisa anda mengenai kondisi endapan nikel laterit di daerah ”SDW”!! Dan tentukan tipe dari endapan nikel laterit tersebut (laterit lempungan, laterit silikaan, atau laterit oksida???).

Buatlah grafik yang menggambarkan variasi kandungan Ni dan Co terhadap kedalaman. Bagaimanakah hubungan antara kandungan Ni dan Co untuk setiap batuan yang berbeda dan masing-masing profil endapan nikel laterit? (Catatan: kode sumur menunjukkan komposisi batuan, GBR: Gabro – PX: Piroksenit – HGT: Harzburgit – SPT: Serpentinit – DNT: Dunit – DBS: Diabas).

Jika akan dilakukan penambangan, daerah dengan batuan dan pada zona apa yang akan anda usulkan untuk penambangan Ni dan Co? (dengan anggapan cut off grade untuk Ni 1.5% dan Co 0.1%)

(Data pengeboran menggunakan interval kedalaman, untuk pengeplotan kandungan unsur gunakan nilai bottom dari masing-masing interval kedalaman tersebut!!!)

Genesa endapan bijih tembaga secara garis besar dapat dibagi 2 (dua) kelompok, yaitu genesa primer dan genesa sekunder.

1.Genesa PrimerLogam tembaga, proses genesanya berada dalam lingkungan magmatik, yaitu suatu proses yang berhubungan langsung dengan intrusi magma. Bila magma mengkristal maka terbentuklah batuan beku atau produk-produk lain. Produk lain itu dapat berupa mineral-mineral yang merupakan hasil suatu konsentrasi dari sejumlah elemen-elemen minor yang terdapat dalam cairan sisa.Pada keadaan tertentu magma dapat naik ke permukaan bumi melalui rekahan-rekahan (bagian lemah dari batuan) membentuk terowongan (intrusi). Ketika mendekati permukaan bumii, tekanan magma berkurang yang menyebabkan bahan volatile terlepas dan temperatur yang turun menyebabkan bahan non volatile akan terinjeksi ke permukaan lemah dari batuan samping (country rock) sehingga akan terbentuk pegmatite dan hidrotermal.Endapan pegmatite sering dijumpai berhubungan dengan batuan plutonik tapi umumnya granit yang kaya akan unsur alkali, aluminium, kuarsa dan beberapa muskovit dan biotit.Endapan hidrotermalmerupakan endapan yang terbentuk dari proses pembentukan endapan pegmatite lebih lanjut, dimana larutan bertambah dingin dan encer. Cirri khas endapan hidrotermal adalah urat yang mengandung sulfida yang terbentuk karena adanya pengisian rekahan (fracture) atau celah pada batuan semula.Endapan bijih tembaga porfiri merupakan suatu endapan bijih tembaga yang mempunyai kadar rendah, tersebar relatif merata dengan jumlah cadangan yang besar. Endapan bahan galian ini erat hubungannya dengan intrusi batuan Complex Subvolcanic Calcaline yang bertekstur porfitik. Pada umumnya berkomposisi granodioritik, sebagian terdeferensiasi ke batuan granitik dan monzonit. Bijih tersebar dalam bentuk urat-urat sangat halus yang membentuk meshed network sehingga derajat mineralisasinya merupakan fungsi dari derajat retakan yang terdapat pada batuan induknya (hosted rock). Mineralisasi bijih sulfidanya menunjukkan perkembangan yang sesuai dengan pola ubahan hidrotermal.Zona pengayaan pada endapan tembaga porfiri:

• Zona pelindian.• Zona oksidasi.• Zona pengayaan sekunder.• Zona primer.

Reaksi yang terjadi pada proses pengayaan tersebut adalah :

5FeS2 + 14Cu2+ + 14SO42- + 12H2O 7Cu2S + 5Fe2+ + 2H+ + 17SO42-

Sifat susunan mineral bijih endapan tembaga porfiri adalah:-Mineral utama terdiri : pirit, kalkopirit dan bornit.

-Mineral ikutan terdiri : magnetit, hematite, ilmenit, rutil, enrgit, kubanit, kasiterit, kuebnit dan emas.

-Mineral sekunder terdiri : hematite, kovelit, kalkosit, digenit dan tembaga natif.

Akibat dari pembentukannya yang bersal dari intrusi hidrotermal maka mineralisasi bijih tembaga porfiri berasosiasi dengan batuan metamorf kontak seperti kuarsit, marmer dan skarn.2.Genesa SekunderDalam pembahasan mineral yang mengalami proses sekunder terutama akan ditinjau proses ubahan (alteration) yang terjadi pada mineral-mineral urat (vein). Mineral sulfida yang terdapat di alam mudah sekali mengalami perubahan. Mineral yang mengalami oksidasi dan berubah menjadi mineral sulfida kebanyakan mempunyai sifat larut dalam air. Akhirnya didapatkan suatu massa yang berongga terdiri dari kuarsa berkarat yang disebut Gossan (penudung besi). Sedangkan material logam yang terlarut akan mengendap kembali pada kedalaman yang lebih besar dan menimbulkan zona pengayaan sekunder.Pada zona diantara permukaan tanah dan muka air tanah berlangsung sirkulasi udara dan air yang aktif, akibatnya sulfida-sulfida akan teroksidasi menjadi sulfat-sulfat dan logam-logam dibawa serta dalam bentuk larutan, kecuali unsur besi. Larutan mengandung logam tidak berpindah jauh sebelum proses pengendapan berlangsung. Karbon dioksit akan mengendapkan unsur Cu sebagai malakit dan azurit. Disamping itu akan terbentuk mineral lain seperti kuprit, gunative, hemimorfit dan angelesit. Sehingga terkonsentrasi kandungan logam dan kandungan kaya bijih.Apabila larutan mengandung logam terus bergerak ke bawah sampai zona air tanah maka akan terjadi suatu proses perubahan dari proses oksidasi menjadi proses reduksi, karena bahan air tanah pada umumnya kekurangan oksigen. Dengan demikian terbentuklah suatu zona pengayaan sekunder yang dikontrol oleh afinitas bermacam logam sulfida.Logam tembaga mempunyai afinitas yang kuat terhadap belerang, dimana larutan mengandung tembaga (Cu) akan membentuk seperti pirit dan kalkopirit yang kemudian menghasilkan sulfida-sulfida sekunder yang sangat kaya dengan kandungan mineral kovelit dan kalkosit. Dengan cara seperti ini terbentuk zona pengayaan sekunder yang mengandung konsentrasi tembaga berkadar tinggi bila dibanding bijih primer.Sumber : Diktat Kuliah - Mineralogi Endapan Bijih Tembaga (Cu)

Bijih adalah sejenis batu yang mengandung mineral penting, baik itu logam maupun bukan logam. Bijih diekstraksi melalui penambangan, kemudian hasilnya dimurnikan lagi untuk mendapatkan unsur-unsur yang bernilai ekonomis.

Kandungan atau kadar mineral, atau logam, juga bentuk keujudannya, secara langsung akan memengaruhi ongkos pertambangan bijih. Ongkos ekstraksi harus diberi pembobotan untuk dibandingkan dengan nilai ekonomis logam yang terkandung untuk menentukan bijih yang mana yang lebih menguntungkan dan bijih yang mana yang kurang atau tidak menguntungkan. Bijih logam secara

umum merupakan persenyawaan oksida, sulfida, silikat, atau logam "murni" (misalnya tembaga murni yang biasanya tidak terkumpul di dalam kerak Bumi atau logam "mulia" (biasanya tidak berbentuk persenyawaan) seperti emas. Bijih harus diolah untuk mengekstraksi logam-logam dari "batuan sampah" dan dari mineral bijih. Tubuh bijih dibentuk oleh berbagai macam proses geologis. Di dalam bahasa Inggris, proses "pembentukan bijih" disebut sebagai ore genesis.

Pembentukan

Proses terbentuknya bijih sangatlah kompleks. Sering lebih dari satu proses bekerja bersama-sama. Meskipun dari satu jenis bijih, apabila terbentuk oleh proses yang berbeda-beda, maka akan menghasilkan tipe endapan yang berbeda-beda pula.

Proses pembentukanKonsentrasi magmatik > deposit magmatik

1.Sublimasi > sublimat2.Kontak metasomatisme > deposit kontak metasomatik3.Konsentrasi hidrotermal > pengisian celah-celah terbuka (pertukaran

ion pada batuan)4.Sedimentasi lapisan sedimenter (evaporit)5.Pelapukan Konsentrasi residual6.Metamorfisme > deposit metamorfik7.Hidrologi > air tanah

Contoh proses pengendapan bijih besi1.Diferensiasi magmatik2.Larutan hidrotermal3.Proses sedimentasi4.Proses pelapukan

Kategorisasi endapan bijih besi1.Mutu2.Besar cadangan3.Jenis mineral ikutan

Manfaat pengenalan proses pembentukan1.Membantu dalam proses pencarian2.Membantu dalam proses penemuan3.Membantu dalam proses pengembangan bahan galian

Cadangan bijih

Cadangan bijih" atau "cebakan bijih" adalah timbunan bijih pada satu kawasan yang ditentukan batas-batasnya. Ini berbeda dengan sumber daya mineral yang didefinisikan menurut kriteria penggolongan sumber daya mineral. Cadangan bijih adalah kenampakan satu jenis bijih tertentu. Sebagian besar cadangan bijih dinamai menurut lokasinya (misalnya, Witswatersrand, Afrika Selatan), atau menurut penemunya (misalnya cadangan nikel kambalda dinamakan menurut pengebor perintisnya), atau menurut lelucon, tokoh sejarah, tokoh terkemuka, mitologi (phoenix, kraken, serepentleopard, dll) atau nama sandi perusahaan sumber daya yang mendirikannya (misalnya MKD-5 adalah nama singkatan untuk perusahaan tambang nikel Mount Keith).

Mineral bijih penting

• Argenit :Ag2S untuk menghasilkan perak

• Barit: BaSO4

• Bauksit Al2O3 untuk menghasilkan aluminium

• Beril: Be3Al2(SiO3)6

• Bornit: Cu5FeS4

• Kasiterit: SnO2

• Kalkosit: Cu2S untuk menghasilkan tembaga

• Kalkopirit: CuFeS2

• Kromit: (Fe, Mg)Cr2O4 untuk menghasilkan kromium

• Sinabar: HgS untuk menghasilkan Raksa

• Kobaltit: (Co, Fe)AsS

• Kolumbit-Tantalit atau Koltan: (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6

• Galena: PbS

• Emas: Au, biasanya berserikat dengan kuarsa atau sebagai cadangan utama

• Hematit: Fe2O3

• Ilmenit: FeTiO3

• Magnetit: Fe3O4

• Molibdenit: MoS2

• Pentlandit:(Fe, Ni)9S8

• Pirolusit:MnO2

• Skeelit: CaWO4

• Sfalerit: ZnS

• Uraninit: UO2 untuk menghasilkan uranium

• Wolframit: (Fe, Mn)WO4BAHAN GALIAN LOGAMBahan galian logam (bijih) atau ore dapat merupakan senyawa Misal: Calaverite AuTe2

Sylvanite (Ag.Au)Te2

Atau dalam bentuk unsur logam tunggalMisal: Native gold (Au)

Ore adalah batuan dan mineral, tidak hanya metal atau mineral yang mengan-dung metal, tetapi beberapa non-metalik seperti sulfur dan flourite juga termasuk disebut ore.Yang tidak termasuk ore: batuan, pasir untuk bangunan, lempung, garam. Ini adalah batuan dan mineral industri atau mineral-mineral ekonomis. Sehingga kita dengan mudah dapat memisahkan yang mana material industri atau mineral bijih.

Teori modern mengenai ore diformulasikan oleh:

1. Georg Bauer atau Georgius Agricola pada abad 16, mengamati dan mengobser-vasi ore deposit. Beliau juga disebut sebagai BAPAK EKONOMI GEOLOGI. Buku yang diterbitkan berjudul: De re Metallica (tahun 1556)

2. Nicolaus Steno pada pertengahan abad 18: memberikan pandangan mengenai tanggung jawab dan kontribusi seorang ahli geologi yang berhubungan dengan geologi umum harus dihubungkan dengan mineral bijih; di mana sebagai produksi/ kondensasi dari uap/gas yang naik melalui rekahan-rekahan (fisures).

3. Henkel (tahun 1725 dan 1727) dan Zimmerman (tahun 1746) memberi masukan tentang pentingnya hydrothermal solution atau uap yang berasal dari bagian paling dalam (deep seated origin) yang menghasilkan endapan bijih karena proses metasomatisme (replacement).

4. Von Oppel (tahun 1749) membuat perbedaan antara urat kuarsa (vein) dan lapisan endapan (bedded deposits), yaitu cross cutting features adalah sekunder dan open fissure adalah origin (primer), dan kemudian menyesuaikan diri dengan lapisan interbedded sedimen.

5. Delius (tahun 1770 dan 1773) mempelajari tentang alterasi batuan/bijih oleh agen atmosfer, beliau juga mengamati perkembangan mineral sekunder pada zone alterasi sebagai zone supergen.

6. Charpenter seorang profesor dari Jerman (tahun 1778 dan 1779) yakin bahwa urat kuarsa (vein) terbentuk oleh alterasi dari batuan induk (country rock) dan memotong batuan-batuan dinding yang di antaranya terjadi silifikasi.

7. Gerhard (tahun 1781) menulis bahwa urat kuarsa (vein) membuka dan terisi oleh sisa cairan magma atau mineral-mineral yang terbawa (mineral leached) atau open fissure fillid dari dalam bumi.

Teori lateral secretion (batuan ore deposits berasal dari mineral cucian (mineral leached) dari wall rock oleh air (meteoric origin) dari Charpenter dan Gerhard ini bertahan + 100 tahun (tahun 1882)

8. James Huton, a Scot dan Abraham Gottlob Wenner dari Jerman, mempredik-sikan pengaruh yang luas tentang ore deposits. Huton seorang plutonist (tahun 1888 dan 1895) terkenal dengan teorinya: yaitu magma yang berhubungan dengan endapan mineral logam, berasal dari perputaran cairan sisa magma.

9. Joseph Bruneur (1801), Scipione Breaslak (1811) ahli geologi Italia menyebutkan bahwa proses segregasi magma dapat menjelaskan bagaimana mineral hadir terkonsentrasi dalam lapisan batuan beku.

10. Spurr (1923) memodifikasi bahwa magma bijih (ore magma) diterima sebagai pembawa/mengandung bodi bijih (ore bodies).

11. Werner seorang Neptunist menerangkan bahwa basalt, sandstone, limestone, ore deposit terbentuk sebagai sedimen awal dalam lautan. Dalam bukunya yang berjudul: New teory of the formation of veins. Diterangkan bahwa vein berasal dari dasar laut. Bermula dari terbentuknya sebagai rekahan/crack yang disebabkan oleh slumping atau gempa bumi, kemudian crack terisi oleh proses resapan kimia.

Hutton dan Werner yang terkenal dengan plutonist dan neptunist selama bertahun-tahun mengadakan observasi dan menghasilkan bahwa lava bukan suatu formasi sedimen, karena mereka melihat bahwa terdapat mineral-mineral (termasuk mineral bijih) larut dan tertranspot serta terendapkan dari media air/cairan. Sehingga dapat diketahui bahwa magmatisme dan singenetis tidak dapat berdiri sendiri-sendiri.

Sebagai contoh: nikel selalu berasosiasi dengan norites (batuan beku basa) dan peridotit.Kehadiran monsonit dan atau quartz monzonite stock) akan ditemukan dissemi-nated copper.

Timah akan ditemukan berasosiasi dengan siliceous plutonic rock (granit)Hal ini merupakan bukti dari hubungan bijih dengan aktivitas volkanik yaitu adanya fumarol atau mataair panas/hot spring.

12. Pada abad 19 banyak ilmuan terkenal yang menyumbangkan teori tentang trans-portasi bijih dan pengendapannya. Di antaranya: Von Cotta, Sandberger dan Stelzner dari Jerman, Danbree dan Launay dari Perancis, Poepny dari Bohemia, Phillips dari Inggris, Vogt dari Norwegia dan Emmons dari amerika Serikat.

Secara umum banyak ilmu pengetahuan yang dikemukakan, tetapi para ahli geologi masih belum mengetahui secara jelas, bahwa tidak ada teori single yang dapat menjelaskan genesis endapan bijih secara keseluruhan.

13. Pada abad 20, klasifikasi endapan bijih sangat meningkat dengan pesat, dan Lindgren (tahun 1907, 1913 dan 1922) mempopulerkan Genetic Classification atau klasifikasi deposit dari produk mekanika atau konsentrasi kimia dan klasifikasi urat-urat hidrotermal (hydrothermal vein). Dalam group Lindgren termasuk pirometa-somatik (batuan beku metamorpik) dan deposit hidrotermal.

Berdasarkan atas proses cara terbentuknya bahan galian logam/mineral bijih/ore dibagi menjadi 2 yaitu:1. Bijih primer = bijih hipogen

Bijih yang diendapkan pada saat terjadinya proses metalisasi2. Bijih sekunder = supergen

Bijih yang diendapkan sebagai akibat alterasi dari bijih primer, oleh proses pelapuk-an dari air permukaan yang meresap ke dalam tanah.

Proses pembentukan bahan galian:Proses terbentuknya bahan galian adalah sangat komplek. Sering lebih dari satu proses bekerja bersama-sama.Meskipun dari satu jenis bahan galian logam, apabila terbentuk oleh proses yang berbeda-beda, maka akan menghasilkan tipe endapan yang berbeda pula.

Contoh endapan bijih besi dapat dihasilkan oleh:1. Diferensiasi magmatik2. Larutan hidrotermal3. Proses sedimentasi4. Proses pelapukan

Tiap-tiap proses akan menghasilkan endapan bijih besi yang berbeda dalam:1. Mutu2. Besar cadangan3. Jenis mineral ikutan

Mengenal proses yang membentuk endapan bahan galian akan sangat membantu di dalam:

1. pencarian2. Penemuan3. Pengembangan bahan galian

DaFINISI DAN KONSEP DASAR

Dasar dasar Geokimia :Ada banyak definisi tentang geokimia, tetapi definisi yang dilakukan oleh Goldschmidt menekankan pada dua aspek yaitu:1. Distribusi unsur dalam bumi (deskripsi)2. Prinsip-prinsip yang mengatur distribusi tersebut di atas (interpretasi)

Pada dasarnya definisi ini menyatakan bahwa geokimia mempelajari jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan tanah, air, dan atmosfer. 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 mengkonsentrasikan pada pengukuran kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam 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 konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia).

A.1 Prinsip Dasar Prospeksi/Eksplorasi GeokimiaProspeksi/eksplorasi geokimia pada dasarnya terdiri dari dua metode :1. Metode yang menggunakan pola dispersi mekanis diterapkan pada mineral yang relatif stabil pada kondisi permukaan bumi (seperti: emas, platina, kasiterit, kromit, mineral tanah jarang). Cocok digunakan di daerah yang kondisi iklimnya membatasi pelapukan kimiawi.2. Metode yang didasarkan pada pengenalan pola dispersi kimiawi. Pola ini dapat diperoleh baik pada endapan bijih yang tererosi ataupun yang tidak tererosi, baik yang lapuk ataupun yang tidak lapuk. Pola ini kurang terlihat seperti pada pola dispersi mekanis, karena unsur-unsurnya yang membentuk pola dispersi bisa :a. Memiliki mineralogi yang berbeda pada endapan bijihnya (contohnya: serussit dan anglesit terbentuk akibat pelapukan endapan galena)b. Dapat terdispersi dalam larutan (ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari endapan kalkopirit)c. Bisa tersembunyi dalam mineral lain (contohnya Ni dalam serpentin dan empung yang berdekatan dengan sutu endapan pentlandit)d. Bisa teradsorbsi (contohnya Cu teradsosbsi pada lempung atau material organik pada aliran sungai bisa dipasok oleh airtanah yang melewati endapan kalkopirit)

e. Bisa bergabung dengan material organik (contohnya Cu dalam umbuhan atau khewan) A.2. Daur GeologiSemua endapan bijih adalah produk dari daur yang sama di dalam proses-proses geologi yang mengakibatkan terjadinya tanah, sedimen dan batuan. Gambar merupakan ringkasan dari daur geologi dan contoh-contoh tipe bijih yang dihasilkan pada berbagai stadia daur : A.3. DispersiDispersi geokimia adalah proses menyeluruh tentang transpor dan atau fraksinasi unsur-unsur. Dispersi dapat terjadi secara mekanis (contohnya pergerakan pasir di sungai) dan kimiawi (contohnya disolusi, difusi dan pengendapan dalam larutan). Tipe dispersi ini mempengaruhi pemilihan metode pengambilan conto, pemilihan lokasi conto, pemilihan fraksi ukuran dsb.Contohnya dalam survey drainage pertanyaan muncul apakah conto diambil dari air atau sedimen ; jika sedimen yang dipilih, haris diketahui apakah pengendapan unsur yang dicari sensitif terhadap variasi pH (contohnya adsorpsi Cu oleh lempung) atau kecepatan aliran sungai (contohnya dispersi Sn sebagai butiran detrital dari kasiterit). Jika adsorpsi dari ion-ion yang ikut diendapkan dicari dalam tanah atau sedimen, maka fraksi yang halus yang diutamakan; jika unsur yang dicari hadir dalam mineral yang resisten, maka fraksi yang kasar kemungkinan mengandung unsur yang dicari. A.4. Lingkungan GeokimiaLingkungan geokimia primer adalah lingkungan di bawah zona pelapukan yang dicirikan oleh tekanan dan temperatur yang besar, sirkulasi fluida yang terbatas, dan oksigen bebas yang rendah. Sebaliknya, lingkungan geokimia sekunder adalah lingkungan pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yang dicirikan oleh temperatur rendah, tekanan rendah, sirkulasi fluida bebas, dan melimpahnya O2, H2O dan CO2. Pola geokimia primer menjadi dasar dari survey batuan sedangkan pola geokimia sekunder merupakan target bagi survey tanah dan sedimen.

A.5. Mobilitas UnsurMobilitas unsur adalah kemudahan unsur bergerak dalam lingkungan geokimia tertentu. Beberapa unsur dalam proses dispersi dapat terpindahkan jauh dari asalnya, ini disebut mudah bergerak atau mobilitasnya besar, contohnya: unsur gas mulia seperti radon. Rn dipakai sebagai petunjuk dalam prospeksi endapan Uranium. Mobilias unsur akan berbeda dalam lingkungan yang berbeda, contohnya : F bersifat sangat mobil dalam proses pembekuan magma (pembentukan batuan beku), cebakan pneumatolitik dan hidrotermal, namun akan sangat tidak mobil (stabil sekali) dalam proses metamorfose dan pembentukan tanah. Bila F masuk ke air akan menjadi sangat mobil kembali.

Unsur yang berbeda yang ditemukan dalam suatu endapan bisa memiliki mobilitas yang sangat berbeda, sehingga mungkin tidak memberikan anomali yang sama secara spasial. Misalnya: Pb dan Zn sangat sering terdapat bersama-sama (berasosiasi) di dalam endapan bijih (di dalam lingkungan siliko-alumina), sedangkan dalam lingkungan pelapukan Zn yang jauh lebih

mobil daripada Pb akan mudah mengalami pelindian, sehingga Pb yang tertinggal akan memberikan anomali pada zona mineralisasinya. Contoh lainnya : 1. Emas yang tahan terhadap larutan akan tertinggal dalam gossan2. Galena terurai perlahan dan menghasilkan serusit dan anglesit yang relatif tidak larut. oleh karena itu Pb cenderung tahan dalam gossan3. Mineral sulfida Cu, Zn dab Ag mudah terurai dan bermigrasi ke level yang lebih rendah membentuk bijih oksida yang kaya atau bijih supergen

A.6. Unsur PenunjukKarena unsur-unsur memperlihatkan mobilitas yang berbeda (dikontrol oleh perbedaan stabilitas dan oleh lingkungan tempat mereka bermigrasi) sering dilakukan penggunaan unsur penunjuk dalam prospeksi suatu unsur. Unsur penunjuk adalah suatu unsur yang jumlahnya atau pola penyebarannya dapat dipakai sebagai petunjuk adanya mineralisasi. Alasan penggunaan unsur penunjuk antara lain :1. Unsur ekonomis yang diinginkan sulit dideteksi atau dianalisis2. Unsur yang diinginkan deteksinya mahal3. Unsur yang diinginkan tidak terdapat dalam materi yang diambil (akibat perbedaan mobilitas)Contohnya : Emas kelimpahannya kecil dalam bijih, oleh karena itu pola dispersinya hanya mengadung kadar emas yang sangat rendah, kurang dari batas minimal yang dapat dianalisis. Di lain pihak, Cu, As, atau Sb dapat berasosiasi dengan emas dalam kelimpahan yang relatif besar.

A.7. Anomali GeokimiaBijih mewakili akumulasi dari satu unsur atau lebih diatas kelimpahan yang kita anggap normal. Kelimpahan dari unsur khusus di dalam batuan barren disebut background. Penting untuk disadari bahwa tak ada unsur yang memiliki background yang seragam, beberapa unsur memiliki variasi yang besar bahkan dalam jenis batuan yang sama. Contohnya background nikel :

1. Dalam granitoid kira-kira 8 ppm dan relatif seragam2. Dalam shale berkisar antara 20 - 100 ppm3. Dalam batuan beku mafik Ni rata-rata sekitar 160 ppm dan relatif tidak seragam4. Dalam batuan beku ultramafik Ni rata-rata sekitar 1200 ppm dengan variasi yang besar.

Tujuan mencari nilai background adalah untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu nilai di atas background yang sangat diharapkan berhubungan dengan endapan bijih. Karena sejumlah besar conto bisa saja memiliki nilai di atas background, maka ada nilai ambang/nilai 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 di atas nilai threshold didefinisikan sebagai anomali. Teknik-teknik interpretasi baru melibatkan grafik frekuensi kumulatif, analisis rata-rata yang bergerak, analisis regresi jamak banyak menggantikan konsep klasik background dan threshold.

Mineral dan BijihProses dan aktivitas geologi bisa menimbulkan terbentuknya batuan dan jebakan mineral. Yang dimaksud dengan jebakan mineraladalah endapan bahan-bahan atau material baik berupa mineral maupun kumpulan mineral (batuan) yang mempunyai arti ekonomis (berguna dan mengguntungkan bagi kepentingan umat manusia).Faktor-faktor yang mempengaruhi kemungkinan pengusahaan jebakan dalam arti ekonomis adalah :1.Bentuk Jebakan2.Besar dan volume cadangan3.Kadar4.Lokasi geografis5.Biaya Pengolahannya

Dari distribusi unsur-unsur logam dan jenis-jenis mineral yang terdapat didalam kulit bumi menunjukkan bahwa hanya beberapa unsure logam dan mineral saja yang mempunyai prosentasi relative besar, karena pengaruh proses dan aktivitas geologi yang berlangsung cukup lama, prosentase unsur – unsur dan mineral-mineral tersebut dapat bertambah banyak pada bagian tertentu karenaProses Pengayaan, bahkan pada suatu waktu dapat terbentuk endapan mineral yang mempunyai nilai ekonomis.Proses pengayaan ini dapat disebabkan oleh :1.Proses Pelapukan dan transportasi2.Proses ubahan karena pengaruh larutan sisa magma

Proses pengayaan tersebut dapat terjadi pada kondisi geologi dan persyaratan tertentu.Kadar minimum logam yang mempunyai arti ekonomis nilainya jauh lebih besar daripada kadar rata-ratadalam kulit bumi. Faktor perkalian yang bisa memperbesar kadar mineral yang kecil sehingga bisa menghasilkan kadar minimum ekonomis yang disebut faktor pengayaan (” Enrichment Factor” atau ”Concentration Factor”).Dari sejumlah unsur atau mineral yang terdapat didalam kulit bumi, ternyata hanya beberapa unsur atau mineral saja yang berbentuk unsur atau elemen tunggal (”native element”). Sebagian besar merupakan persenyawaan unsur-unsur daaan membentuk mineral atau asosiasi mineral.Mineral yang mengandung satu jenis logam atau beberapa asosiasi logam disebut mineral logam(Metallic mineral). Apabila kandungan logamnya trelatif besar dan terikat secara kimia dengan unsur lain maka mineral tersebut disebut Mineral Bijih (ore mineral). Yang disebut bijih/ore adalah

material/batuan yang terdiri dari gabungan mineral bijih dengan komponen lain (mineral non logam) yang dapat diambil satu atau lebih logam secara ekonomis. Apabila bijih yang diambil hanya satu jenis logam saja maka disebut single ore. Apabila yang bisa diambil lebih dari satu jenis bijih maka disebut complex-ore.Mineral non logam yang dikandung oleh suatu bijih pada umumnya tidak menguntungkan bahkan biasanya hanya mengotori saja, sehingga sering dibuang. Kadang-kadang apabila terdapatkan dalam jumlah yang cukup banyak bisa dimanfaatkan sebagai hasil sampingan (”by-product’), misalnya mineral kuarsa, fluorit, garnet dan lain-lain. Mineral non logam tersebut disebut ”gangue mineral” apabila terdapat bersama-sama mineral logam didalam suatu batuan. Apabila terdapat didalam endapan non logam yang ekonomis, disebut sebagai ’waste mineral”.Yang termasuk golongan endapan mineral non logam adalah material-material berupa padat, cairan atau gas. Material-material tersebut bisa berbentuk mineral, batuan, persenyawaan hidrokarbon atau berupa endapan garam. Contoh endapan ini adalah mika, batuan granit, batubara, minyak dan gas bumi, halit dan lain-lain.Kadar (prosentase) rata-rata minimum ekonomis suatu logam didalam bijih disebut ”cut off grade”. Kandungan logam yang terpadat didalam suatu bijih disebut ”tenor off ore”. Karena kemajuan teknologi, khususnya didalam cara-cara pemisahan logam, sering menyebabkan mineral atau batuan yang pada mulanya tidak bernilai ekonomis bisa menjadi mineral bijih atau bijih yang ekonomis.Jenis logam tertentu tidak selalu terdapat didalam satu macam mineral saja, tetapi juga terdapat pada lebih dari satu macam mineral. Misalnya logam Cu bisa terdapat pada mineral kalkosit, bornit atau krisokola. Sebaliknya satu jenis mineral tertentu sering dapat mengandung lebih dari satu jenis logam. Misalnya mineral Pentlandit mengandung logam nikel dan besi. Mineral wolframit mengandung unsur-unsur logam Ti, Mn dan Fe. Keadaan tersebut disebabkan karena logam-logam tertentu sering terdapat bersama-sama pada jenis batuan tertentu dengan asosiasi mineral tertentu pula, hal itu erat hubungannya dengan proses kejadian (genesa) mineral bijih.1.2. Hubungan antara Konsep Geologi dengan proses mineralisasiKonsep geologi adalah konsep mengenai proses-proses geologi yang berlangsung secara menerus dan berulang sepanjang sejarah geologi. Proses-proses tersebut sering diikuti dengan pembentukan endapan mineral. Pada

saat-saat dan tempat-tempat tertentu pembentukkan endapan mineral terutama bijih bisa efektif dan terdapat dalam jumlah yang cukup banyak.Konsep geologi yang mula-mula muncul adalah konsep geoloi klasik yang dikemukakan oleh STILLE.Kemudian atas dasar penemuan bukti-bukti lapangan dan hipotesa serta sintesa yang dilakukan para penyelidik, maka muncullan konsep geologi modern/ Konsep Tektonik Lempeng. Konsep geologi modern ini makin lama makin berkembang dan bertambah banyak penganutnya.

Unsur-unsur Tektonik Lempeng :

• Cekungan Laut Dalam (deep ocean) : Potensi ekonominya relative kecil (Mn,Co,Ni,Cu). Jenis jebakan yang mungkin ada berupa sulfide Cu – Pb – Zn, seperti di P. Cyprus

• Palung (trench) : Kecil sekali ditemukan jebakan mineral ekonomis• Busur Palung Terpisah (Arctrench Gap) : Jebakan mungkin pada batuan

sedimen, akibat intrusi dan arus panas, kemungkinan Pb – Zn dan endapan Placer.

• Busur Kepulauan (Island Arc) : Daerah mineralisasi paling intensif (Cu, Mn, Au)

• Cekungan Tepian (Marginal Basin) : apabila merupakan daerah kerak benua yang mengalami ”Oceanization”, maka asosiasinya berupa Cu, Sn – Pb – Zn – Au

• Tepian Benua (Continental Margin) : Jebakan Timah dan Tungsten dari granit

Secara umum genesa bahan galian mencakup aspek-aspek keterdapatan, proses pembentukan, komposisi, model (bentuk, ukuran, dimensi), kedudukan, dan faktor-faktor pengendali pengendapan bahan galian (geologic controls).Tujuan utama mempelajari genesa suatu endapan bahan galian adalah sebagai pegangan dalam menemukan dan mencari endapan-endapan baru, mengungkapkan sifat-sifat fisik dan kimia endapan bahan galian, membantu dalam penentuan (penyusunan) model eksplorasi yang akan diterapkan, serta membantu dalam penentuan metoda penambangan dan pengolahan bahan galian tersebut.Endapan-endapan mineral yang muncul sesuai dengan bentuk asalnya disebut dengan endapan primer (hypogen). Jika mineral-mineral primer telah terubah melalui pelapukan atau proses-proses luar (superficial processes) disebut dengan endapan sekunder (supergen).

A. KETERDAPATAN MINERAL BIJIHKerak bumi terdiri dari batuan-batuan beku, sedimen, dan metamorfik.Pengertian bijih adalah endapan bahan galian yang dapat diekstrak (diambil) mineral berharganya secara ekonomis, dan bijih dalam suatu endapan ini tergantung pada dua faktor utama, yaitu tingkat terkonsentrasi (kandungan logam berharga pada endapan), letak serta ukuran (dimensi) endapan tsb.Untuk mencapai kadar yang ekonomis, mineral-mineral bijih atau komponen bahan galian yang berharga terkonsentrasi secara alamiah pada kerak bumi sampai tingkat minimum yang tertentu tergantung pada jenis bijih atau mineralnya.Batuan merupakan suatu bentuk alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen. Deret reaksi Bowen (deret pembentukan mineral pada batuan) telah dimodifikasi oleh Niggli, V.M. Goldshmidt, dan H. Schneiderhohn.

Gambar Diagram urutan pengendapan mineral

Sedangkan proses pembentukan mineral berdasarkan komposisi kimiawi larutan (konsentrasi suatu unsur/mineral), temperatur, dan tekanan pada kondisi kristalisasi dari magma induk telah didesign oleh Niggli.

Gambar Diagram Temperatur-Konsentrasi-Tekanan (Diagram Niggli)

Jika pembentukan endapan mineral dikelompokkan menurut proses pembentukannya, maka salah satu pengklasifikasiannya adalah sebagai berikut :

Klasifikasi Lindgren (Modifikasi)1. Endapan yang terbentuk melalui proses konsentrasi kimia (Suhu dan Tekanan Bervariasi) a. Dalam magma, oleh proses differensiasi*) Endapan magmatik (segresi magma, magmatik cair); T 700-15000C; P sangat tinggi.*) Endapan Pegmatit; T sedang-sangat tinggi; P sangat tinggi

b. Dalam badan batuan*) Konsentrasi karena ada penambahan dari luar (epigenetik)

*) Asal bahan tergantung dari erupsi batuan beku- Oleh hembusan langsung bekuan (magma)+ Dari efusif; sublimat; fumarol, T 100-6000C; P atmosfer-sedang+ Dari intrusif, igneous metamorphic deposits; T 500-8000C, P sangat tinggi- Oleh penambahan air panas yang terisi bahan magma+ Endapan hipothermal; T 300-5000C, P sangat tinggi+ Endapan mesothermal; T 200-3000C, P sangat tinggi+ Endapan epithermal; T 50-2000C, P sangat tinggi+ Endapan telethermal; T rendah, P rendah+ Endapan xenothermal; T tinggi-sedang, P sedang-atmosfer

*) Konsentrasi bahan dalam badan batuan itu sendiri :- Konsentrasi oleh metamorfosis dinamik dan regional, T s/d 4000C; P tinggi.- Konsentrasi oleh air tanah dalam; T 0-1000C; P sedang- Konsentrasi oleh lapukan batuan dan pelapukan residu dekat permukaan; T 0-1000C; P sedang-atmosfer

c. Dalam masa air permukaan*) Oleh interaksi larutan; T 0-700C; P sedang- Reaksi anorganik- Reaksi organik

*) Oleh penguapan pelarut2. Endapan-endapan yang dihasilkan melalui konsentrasi mekanis; T & P sedang.

B. PENGERTIAN MENDALA METALOGENIK

Istilah Mendala Metalogenik atau Metallogenic Province memiliki pengertian suatu area yang dicirikan oleh kumpulan endapan mineral yang khas, atau oleh satu atau lebih jenis-jenis karakteristik mineralisasi. Suatu mendala metalogenik mungkin memiliki lebih dari satu episode mineralisasi yang

disebut dengan Metallogenic Epoch.

Beberapa contoh mendala metalogenik antara lain ; segregasi lokal dari kromium dan nikel di bagian yang paling dalam dari kerak samudera, dan pengendapan sulfida-sulfida masif dari tembaga dan besi di tempat-tempat yang panas, metal-bearing brine menuju samudra melalui zona regangan, endapan-endapan mineral magmatik-hidrotermal berhubungan dengan proses-proses subduksi. Tumbukan dan subduksi membentuk gunung-gunung yang besar seperti di Andes, yang mana endapan-endapan mineral dibentuk oleh diferensiasi magma.Gambar Diagram Skematis yang MenggambarkanSetting Geologi Endapan-endapan Mineral, dan Hubungannya denganProses-proses Tektonik Lempeng (Gocht, Zantop, Eggert; 1988)

Contoh mendala metalogenik yang terdapat di Indonesia antara lain: mendala metalogenik Malaya (terdiri dari batuan beku asam dengan mineral berharga kasiterit), manda metalogenik Sunda (terdiri dari batuan intermediet dengan mineral berharga elektrum (Au, Ag)), serta mendala metalogenik Sangihe-Talaut (terdiri dari batuan ultrabasa dengan mineral berharga nikel).

C. PROSES PEMBENTUKAN ENDAPAN MINERAL PRIMER

Pembentukan bijih primer secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi lima jenis endapan, yaitu :a. Fase Magmatik Cairb. Fase Pegmatitilc. Fase Pneumatolitikd. Fase Hidrothermale. Fase Vulkanik

Dari kelima jenis fase endapan di atas akan menghasilkan sifat-sifat endapan yang berbeda-beda, yaitu yang berhubungan dengan :1. Kristalisasi magmanya

2. Jarak endapan mineral dengan asal magmaa. intra-magmatic, bila endapan terletak di dalam daerah batuan bekub. peri-magmatic, bila endapan terletak di luar (dekat batas) batuan bekuc. crypto-magmatic, bila hubungan antara endapan dan batuan beku tidak jelasd. apo-magmatic, bila letak endapan tidak terlalu jauh terpisah dari batuan bekue. tele-magmatic, bila disekitar endapan mineral tidak terlihat (terdapat) batuan beku

3. Bagaimana cara pengendapan terjadia. terbentuk karena kristalisasi magma atau di dalam magmab. terbentuk pada lubang-lubang yang telah adac. metosomatisme (replacement) yaitu :reaksi kimia antara batuan yang telah ada dengan larutan pembawa bijih

4. Bentuk endapan, masif, stockwork, urat, atau perlapisan

5.Waktu terbentuknya endapana. syngenetic, jika endapan terbentuk bersamaan waktunya dengan pembentukan batuanb. epigenetic, jika endapan terbentuk tidak bersamaan waktunya dengan pembentukan batuan.

a. Fase Magmatik Cair (Liquid Magmatic Phase)

Liquid magmatic phase adalah suatu fase pembentukan mineral, dimana mineral terbentuk langsung pada magma (differensiasi magma), misalnya dengan cara gravitational settling (Gambar 6). Mineral yang banyak terbentuk dengan cara ini adalah kromit, titamagnetit, dan petlandit (lihat juga Gambar 4). Fase magmatik cair ini dapat dibagi atas :

1. Komponen batuan, mineral yang terbentuk akan tersebar merata diseluruh masa batuan. Contoh intan dan platina.2. Segregasi, mineral yang terbentuk tidak tersebar merata, tetapi hanya kurang terkonsentrasi di dalam batuan.Injeksi, mineral yang terbentuk tidak lagi terletak di dalam magma (batuan beku), tetapi telah terdorong keluar dari magma.b. Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase)

Pegmatit adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai akibat kristalisasi pada magmatik awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan residual yang mobile akan terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai dyke, sill, dan stockwork.Kristal dari pegmatit akan berukuran besar, karena tidak adanya kontras tekanan dan temperatur antara magma dengan batuan disekelilingnya, sehingga pembekuan berjalan dengan lambat. Mineral-mineral pegmatit antara lain : logam-logam ringan (Li-silikat, Be-silikat (BeAl-silikat), Al-rich silikat), logam-logam berat (Sn, Au, W, dan Mo), unsur-unsur jarang (Niobium, Iodium (Y), Ce, Zr, La, Tantalum, Th, U, Ti), batuan mulia (ruby, sapphire, beryl, topaz, turmalin rose, rose quartz, smoky quartz, rock crystal).Gambar Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair

Keterangan untuk Gambar :1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), sulfur (S) dan klorin (Cl). Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik

dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti sodium dan potasium.2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung sodium dan potasium cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur sodium dan potasium.4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung kalsium, magnesium dan besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral silikat yang lebih ringan.5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan sodium, potasium dan silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan dinding kaya akan kalsium, magnesium dan besi, magma akan berubah menjadi berkomposisi gabroik.6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoirl Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.c. Fase Pneumatolitik (Pneumatolitik Phase)Pneumatolitik adalah proses reaksi kimia dari gas dan cairan dari magma dalam lingkungan yang dekat dengan magma. Dari sudut geologi, ini disebut kontak-metamorfisme, karena adanya gejala kontak antara batuan yang lebih tua dengan magma yang lebih muda. Mineral kontak ini dapat terjadi bila uap

panas dengan temperatur tinggi dari magma kontak dengan batuan dinding yang reaktif. Mineral-mineral kontak yang terbentuk antara lain : wolastonit (CaSiO3), amphibol, kuarsa, epidot, garnet, vesuvianit, tremolit, topaz, aktinolit, turmalin, diopsit, dan skarn.

Gejala kontak metamorfisme tampak dengan adanya perubahan pada tepi batuan beku intrusi dan terutama pada batuan yang diintrusi, yaitu: baking (pemanggangan) dan hardening (pengerasan).Igneous metamorfism ialah segala jenis pengubahan (alterasi) yang berhubungan dengan penerobosan batuan beku. Batuan yang diterobos oleh masa batuan pada umumnya akan ter-rekristalisasi, terubah (altered), dan tergantikan (replaced). Perubahan ini disebabkan oleh panas dan fluida-fluida yang memencar atau diaktifkan oleh terobosan tadi. Oleh karena itu endapan ini tergolong pada metamorfisme kontak.Proses pneomatolitis ini lebih menekankan peranan temperatur dari aktivitas uap air. Pirometamorfisme menekankan hanya pada pengaruh temperatur sedangkan pirometasomatisme pada reaksi penggantian (replacement), dan metamorfisme kontak pada sekitar kontak. Letak terjadinya proses umumnya di kedalaman bumi, pada lingkungan tekanan dan temperatur tinggi.Mineral bijih pada endapan kontak metasomatisme umumnya sulfida sederhana dan oksida misalnya spalerit, galena, kalkopirit, bornit, dan beberapa molibdenit. Sedikit endapan jenis ini yang betul-betul tanpa adanya besi, pada umumnya akan banyak sekali berisi pirit atau bahkan magnetit dan hematit. Scheelit juga terdapat dalam endapan jenis ini (Singkep-Indonesia).

d. Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase) Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat "aqueous" sebagai hasil differensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relatif ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan hidrothermal, yaitu :1. Cavity filing, mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan.2. Metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal.

Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal beberapa jenis endapan hidrothermal, antara lain Ephithermal (T 00C-2000C), Mesothermal (T 1500C-3500C), dan Hipothermal (T 3000C-5000C). Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu membawa mineral-mineral yang tertentu (spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan barbagai macam batuan dinding. Tetapi minera-mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2), kalkopirit (CuFeS2), florida-florida hampir selalu terdapat dalam ke tiga tipe endapan hidrothermal.Paragenesis endapan hipothermal dan mineral gangue adalah : emas (Au), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), kalkopirit (CuFeS2), arsenopirit (FeAsS), pirrotit (FeS), galena (PbS), pentlandit (NiS), wolframit : Fe (Mn)WO4, Scheelit (CaWO4), kasiterit (SnO2), Mo-sulfida (MoS2), Ni-Co sulfida, nikkelit (NiAs), spalerit (ZnS), dengan mineral-mineral gangue antara lain : topaz, feldspar-feldspar, kuarsa, tourmalin, silikat-silikat, karbonat-karbonat

Sedangkan paragenesis endapan mesothermal dan mineral gangue adalah : stanite (Sn, Cu) sulfida, sulfida-sulfida : spalerit, enargit (Cu3AsS4), Cu sulfida, Sb sulfida, stibnit (Sb2S3), tetrahedrit (Cu,Fe)12Sb4S13, bornit (Cu2S), galena (PbS), dan kalkopirit (CuFeS2), dengan mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.Paragenesis endapan ephitermal dan mineral ganguenya adalah : native cooper (Cu), argentit (AgS), golongan Ag-Pb kompleks sulfida, markasit (FeS2), pirit (FeS2), cinabar (HgS), realgar (AsS), antimonit (Sb2S3), stannit (CuFeSn), dengan mineral-mineral ganguenya : kalsedon (SiO2), Mg karbonat-karbonat, rhodokrosit (MnCO3), barit (BaSO4), zeolit (Al-silikat).

Gambar Endapan bijih perak berupa endapan hidrothermal tipe epithermaldengan pengkayaan bijihdi sepanjang rekahan-rekahan dan urat-urat di Pachuca Meksiko (Dari Park, 1975 p 349)

e. Fase Vulkanik (Vulkanik Phase)

Endapan phase vulkanik merupakan produk akhir dari proses pembentukkan bijih secara primer. Sebagai hasil kegiatan phase vulkanis adalah :1. Lava flow2. Ekshalasi3. Mata air panasEkshalasi dibagi menjadi : fumarol (terutama terdiri dari uap air H2O), solfatar (berbentuk gas SO2), mofette (berbentuk gas CO2), saffroni (berbentuk baron). Bentuk (komposisi kimia) dari mata air panas adalah air klorida, air sulfat, air karbonat, air silikat, air nitrat, dan air fosfat.Jika dilihat dari segi ekonomisnya, maka endapan ekonomis dari phase vulkanik adalah : belerang (kristal belerang dan lumpur belerang), oksida besi (misalnya hematit, Fe2O3). Sulfida masif volkanogenik berhubungan dengan vulkanisme bawah laut, sebagai contoh endapan tembaga-timbal-seng Kuroko di Jepang, dan sebagian besar endapan logam dasar di Kanada.

Gambar Model Geologi Endapan Tembaga-Timbal-Seng volkanogenik(After Horikoshi & Sato, 1970; Sato,1981)

D. PROSES PEMBENTUKAN ENDAPAN SEDIMENTER

Mineral bijih sedimenter adalah mineral bijih yang ada kaitannya dengan batuan sedimen, dibentuk oleh pengaruh air, kehidupan, udara selama sedimentasi, atau pelapukan maupun dibentuk oleh proses hidrotermal. Mineral bijih sedimenter umumnya mengikuti lapisan (stratiform) atau berbatasan dengan litologi tertentu (stratabound). Endapan sedimenter yang cukup terkenal karena proses mekanik seperti endapan timah letakan di daerah Bangka-Belitung dan endapan emas placer di Kalimantan Tengah maupun Kalimantan Barat. Endapan sedimenter karena pelapukan kimiawi seperti endapan bauksit di Pulau Bintan dan laterit nikel di Pomalaa/Soroako Sulawesi Tengah/ Selatan.Y. B. Chaussier (1979), membagi pembentukan mineral sedimenter berdasarkan sumber metal dan berdasarkan host rock-nya. Berdasarkan sumber metal dibagi dua yaitu endapan supergen endapan yang metalnya berasal dari hasil rombakan batuan atau bijih primer), serta endapan hipogen (endapan yang metalnya berasal dari aktivitas magma/epithermal). Sedangkan berdasarkan host-rock (dengan pengendapan batuan sedimen) dibagi dua, yaitu endapan singenetik (endapan yang terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan) serta endapan epigenetik (endapan mineral terbentuk setelah batuan ada).

Terjadinya endapan atau cebakan mineral sekunder dipengaruhi empat faktor yaitu : sumber dari mineral, metal atau metaloid, supergene atau hypogene (primer atau sekunder), erosi dari daerah mineralisasi yang kemudian diendapkan dalam cekungan (supergene), dari biokimia akibat bakteri, organisme seperti endapan diatomae, batubara, dan minyak bumi, serta dari magma dalam kerak bumi atau vulkanisme (hypogene).

1. Mineral Bijih Dibentuk oleh Hasil Rombakan dan Proses Kimia Sebagai Hasil Pelapukan Permukaan dan Transportasi

Secara normal material bumi tidak dapat mempertahankan keberadaanya dan akan mengalami transportasi geokimia yaitu terdistribusi kembali dan bercampur dengan material lain. Proses dimana unsur-unsur berpindah menuju lokasi dan lingkungan geokimia yang baru dinamakan dispersi geokimia. Berbeda dengan dispersi mekanis, dispersi kimia mencoba mengenal secara kimia penyebab suatu dispersi.

Dalam hal ini adanya dispersi geokimia primer dan dispersi geokimia sekunder. Dispersi geokimia primer adalah dispersi kimia yang terjadi di dalam kerak bumi, meliputi proses penempatan unsur-unsur selama pembentukan endapan bijih, tanpa memperhatikan bagaimana tubuh bijih terbentuk. Dispersi geokimia sekunder adalah dispersi kimia yang terjadi di permukaan bumi, meliputi pendistribusian kembali pola-pola dispersi primer oleh proses yang biasanya terjadi di permukaan, antara lain proses pelapukan, transportasi, dan pengendapan. Bahan terangkut pada proses sedimentasi dapat berupa partikel atau ion dan akhirnya diendapkan pada suatu tempat. Mobilitas unsur sangat mempengaruhi dispersi. Unsur dengan mobilitas yang rendah cenderung berada dekat dengan tubuh bijihnya, sedangkan unsur-unsur dengan mobilitas tinggi cenderung relatif jauh dari tubuh bijihnya. Selain itu juga tergantung dari sifat kimianya Eh dan Ph suatu lingkungan seperti Cu dalam kondisi asam akan mempunyai mobilitas tinggi sedangkan dalam kondisi basa akan mempunyai mobilitas rendah.

Sebagai contoh dapat diberikan pada proses pengkayaan sekunder pada endapan lateritik. Dari pelapukan dihasilkan reaksi oksidasi dengan sumber oksigen dari udara atau air permukaan. Oksidasi berjalan ke arah bawah sampai batas air tanah. Akibat proses oksidasi ini, beberapa mineral tertentu akan larut dan terbawa meresap ke bawah permukaan tanah, kemudian terendapkan (pada zona reduksi). Bagian permukaan yang tidak larut, akan jadi berongga, berwarna kuning kemerahan, dan sering disebut dengan gossan. Contoh endapan ini adalah endapan nikel laterit.

2. Cebakan Mineral Dibentuk oleh Pelapukan Mekanik Mineral disini terbentuk oleh konsentrasi mekanik dari mineral bijih dan pemecahan dari residu. Proses pemilahan yang mana menyangkut pengendapan tergantung oleh besar butir dan berat jenis disebut sebagai endapan plaser. Mineral plaser terpenting adalah Pt, Au, kasiterit, magnetit, monasit, ilmenit, zirkon, intan, garnet, tantalum, rutil, dsb.

Berdasarkan tempat dimana diendapkan, plaser atau mineral letakan dapat dibagi menjadi :1. Endapan plaser eluvium, diketemukan dekat atau sekitar sumber mineral bijih primer. Mereka terbentuk dari hanya sedikit perjalanan residu (goresan), material mengalami pelapukan setelah pencucian. Sebagai contoh endapan platina di Urals.

2. Plaser aluvium, ini merupakan endapan plaser terpenting. Terbentuk di sungai bergerak kontinu oleh air, pemisahan tempat karena berat jenis, mineral bijih yang berat akan bergerak ke bawah sungai. Intensitas pengayaan akan didapat kalau kecepatan aliran menurun, seperti di sebelah dalam meander, di kuala sungai dsb. Contoh endapan tipe ini adalah Sn di Bangka dan Belitung. Au-plaser di California.

3. Plaser laut/pantai, endapan ini terbentuk oleh karen aktivitas gelombang memukul pantai dan mengabrasi dan mencuci pasir pantai. Mineral yang umum di sini adalah ilmenit, magnetit, monasit, rutil, zirkon, dan intan, tergantung dari batuan terabrasi.

4. Fossil plaser, merupakan endapan primer purba yang telah mengalami pembatuan dan kadang-kadang termetamorfkan. Sebagai contoh endapan ini adalah Proterozoikum Witwatersand, Afrika Selatan, merupakan daerah emas terbesar di dunia, produksinya lebih 1/3 dunia. Emas dan uranium terjadi dalam beberapa lapisan konglomerat. Mineralisasi menyebar sepanjang 250 km. Tambang terdalam di dunia sampai 3000 meter, ini dimungkinkan karena gradien geotermis disana sekitar 10 per 130 meter.

Gambar Sketsa mekanisme endapan bijih sedimenter

3. Cebakan Mineral Dibentuk oleh Proses Pengendapan Kimia a. Lingkungan DaratBatuan klastik yang terbentuk pada iklim kering dicirikan oleh warna merah akibat oksidasi Fe dan umumnya dalam literatur disebut “ red beds”. Kalau konsentrasi elemen logam dekat permukaan tanah atau di bawah tanah tempat pengendapan tinggi memungkinkan terjadi konsentrasi larutan logam dan mengalami pencucian (leaching/pelindian) meresap bersama air tanah yang kemudian mengisi antar butir sedimen klastik. Koloid bijih akan alih tempat oleh penukaran kation antara Fe dan mineral lempung atau akibat penyerapan oleh mineral lempung itu sendiri.

b. Lingkungan LautKejadian cebakan mieral di lingkungan laut sangat berbeda dengan lingkungan darat yang umumnya mempunyai mempunyai pasokan air dengan kadar elemen yang tinggi dibandingkan kandungan di laut. Kadar air laut mempunai elemen yang rendah. Sebagai contoh kadar air laut untuk Fe 2 x 10-7 % yag membentuk konsentrasi mineral logam yang berharga hal ini dapat terjadi kalau mempunyai keadaan yang khusus (terutama Fe dan Mn) seperti :a. Adanya salah satu sumber logam yang berasal dari pelapkan batuan di daratan atau dari sistem hidrotermal bawah permukaan laut.b. Transport dalam larutan, mungkin sebagai koloid. Besi adalah logam yang dominan dan terbawa sebagai Fe(OH) soil partikel.c. Endapan di dalam cebakan sedimenter, sebagai Fe(OH)3, FeCO3 atau Fe-silikat tergantung perbedaanpotensial reduksi (Eh).

Bijih dalam lingkungan laut ini dapat berupa oolit, yang dibentuk oleh larutan koloid membungkus material lain seperti pasir atau pecahan fosil. Bentuk kulit yang simetris disebabkan perubahan komposisi (Fe, Al, SiO2). Dengan pertumbuhan yang terus menerus, oolit tersebut akan stabil di dasar

laut dimana tertanam dalam material lempungan karbonatan yang mengandung beberapa besi yang bagus. Di dasar laut mungkin oolit tersebut reworked. Dengan hasil keadaan tersebut bijih besi dan mangan sebagai contoh ferromanganese nodules yang sekarang ini menutupi daerah luas lautan.E. CONTOH BEBERAPA ENDAPAN MINERAL YANG PENTING

1. Endapan mineral yang berhubungan dengan proses-proses magmatikTergantung pada kedalaman dan temperatur pengendapan, mineral-mineral dan asosiasi elemen yang berbeda sangat besar , sebagai contoh oksida-oksida timah dan tungsten di kedalaman zona-zona bertemperatur tinggi; sulfida-sulfida tembaga, molibdenum, timbal, dan seng dalam zona intermediet; sulfida-sulfida atau sulfosalt perak dan emas natif di dekat permukaan pada zona temperatur rendah. Mineral-mineral dapat mengalami disseminated dengan baik antara silikat-silikat, atau terkonsentrasi dalam rekahan yang baik dalam batuan beku, sebagai contoh endapan tembaga porfiri Bingham di Utah.Gambar Model Geologi Jenis Endapan Tembaga Porfiri di Amerika Selatan(After Sillitoe,1973)

Batugamping di dekat intrusi bereaksi dengan larutan hidrotermal dan sebagian digantikan oleh mineral-mineral tungsten, tembaga, timbal dan seng (dalam kontak metasomatik atau endapan skarn). Jika larutan bergerak melalui rekahan yang terbuka dan logam-logam mengendap di dalamnya (urat emas-kuarsa-alunit epithermal), sehingga terbentuk cebakan tembaga, timbal, seng, perak, dan emas.

Gambar Model Geologi Endapan Urat Logam Mulia (After Buchanan,1981)

Larutan hidrotermal yang membawa logam dapat juga bermigrasi secara lateral menuju batuan yang permeabel atau reaktif secara kimia membentuk endapan blanket- shaped sulfida, atau bahkan mencapai permukaan dan mengendapkan emas, perak, dan air raksa dalam pusat mata air panas silikaan atau karbonatan, seperti kadar emas tinggi yang terdapat dalam beberapa lapangan geotermal aktif di New Zealand. Jika larutan volkanik yang membawa logam memasuki lingkungan laut, maka akan terbentuk kumpulan sedimen-volkanik dari tembaga- timbal-seng.2. Endapan mineral yang berhubungan dengan proses sedimentasi

Erosi benua dan pengisian cekungan sedimen di samudera memerlukan siklus geologi dan kimia yang dapat berhubungan dengan formasi dari jenis endapan mineral selama pelapukan, perombakan menjadi unsur-unsur pokok berupa fragmental (sebagai contoh kwarsa atau kadang-kadang emas atau mineral-mineral berat), dan menjadi elemen-elemen yang larut secara kimiawi (sebagai contoh adalah kalsium, sodium, atau elemen-elemen metalik pembentuk bijih yang potensial seperti besi, tembaga, timbal, dan seng). Unsur-unsur pokok fragmental tertransportasi oleh air permukaan diendapkan sebagai batuan.

Klastik-klastik sedimen di benua dan di lingkungan tepi laut cenderung berbutir kasar dan bisa mengisi pengkayaan lokal mineral-mineral berharga

yang telah tertransportasi dengan fraksi klastik, sebagai contoh konsentrasi emas placer pada endapan Witwatersrand di Afrika Selatan dan timah placer di Asia bagian selatan.

Seringkali formasi endapan sulfida stratiform tidak tampak berhubungan dengan proses magmatisme atau vulkanisme, tetapi agak berhubungan dengan sirkulasi larutan hidrotermal dari sumber-sumber yang lain, sebagai contoh penirisan dari cekungan sedimen yang dalam. Endapan-endapan yang dihasilkan sangat mirip dengan beberapa asal-usul volkanogenik karena mekanisme traping yang sama. Hanya mineral-mineral sulfida yang dapat mengalami presipitasi pada sediment-water interface atau dalam batuan yang tidak terkonsolidasi, waktu dari formasi bijih berhubungan terhadap waktu pengendapan sedimen, terhadap waktu kompaksi dan konsolidasinya, atau terhadap waktu-waktu berikutnya saat sedimen-sedimen mengalami indurasi penuh dan dapat termineralisasi oleh larutan yang bergerak melalui batuan yang porous atau struktur-struktur geologi. Untuk proses ini, contoh yang bagus adalah endapan timbal-seng di Mississippi Valley.Gambar Model Geologi Endapan Sediment-Ekshalatif Timbal-Seng (After Lydon, 1983)

Proses-proses sedimentasi juga membentuk akumulasi fosil-fosil bahan bakar, batu bara, minyak dan gas alam. Untuk membentuk batu bara, gambut terkompaksi dan mengalami pemanasan akibat penurunan dan proses burial. Demikian juga, minyak dan gas terbentuk oleh maturasi unsur-unsur organik dalam batuan sedimen oleh peningkatan temperatur dan tekanan. Minyak dan gas dapat bermigrasi melalui batuan yang porous membentuk reservoir yang

besar dalam struktur yang baik, atau tetap di dalam batuan sumber membentuk oil shale.

3. Endapan Mineral Yang Berhubungan Dengan Proses MetamorfismeMetamorfisme yaitu proses rekristalisasi dan peleburan akhir dari batuan beku atau batuan sedimen, yang disebabkan oleh intrusi dari magma baru atau oleh proses burial yang dalam . Endapan hidrotermal kontak metasomatik terbentuk di sekitar magma yang mengalami intrusi, seperti yang digambarkan di atas. Metamorfisme burial yang dalam dapat menimbulkan overprinting terhadap akumulasi mineral yang ada sebelumnya, sebagai contoh yang besar adalah endapan sediment-hosted lead-zinc di Broken Hill, Australia.Metamorfisme burial juga membebaskan sebagian besar larutan hidrotermal yang melarutkan logam-logam dari country rock, diendapkan saat larutan bertemu dengan suatu lingkungan dengan kondisi temperatur, tekanan, dan kimia yang tepat untuk formasi bijih. Formasi endapan emas di beberapa jalur metamorfik Precambrian berhubungan terhadap transportasi emas oleh metamorfic water menuju urat kwarsa yang mengandung emas. Kecuali jenis endapan tersebut, metamorfisme regional tidak terlalu banyak membentuk formasi dari endapan bijih metalik.

Struktur Khusus Endapan Mineral :a. Struktur Banded

Struktur banded dalam suatu batuan menunjukkan adanya perlapisan mineral - mineral terang dan gelap yang yang umumnya dibentuk oleh pengaruh panas dari source rock yang relatif tidak stabil sehingga memungkinkan pembentukan mineral yang heterogen yang menunjukkan perlapisan

b. Struktur Comb

c. Struktur Colloform

d. struktur Vug

vug adalah struktur mineral yang menampakkan suatu rongga kecil dalam suatu batuan dimana rongga ini (Cavity Filling) terisi oleh kristal mineral - mineral yang terbentuk dari berbagai proses, umumnya rekahan ini dibentuk oleh aktifitas tektonik yang kemudian terisi oleh larutan sisa kristalisasi magma primer yang kemudian karena sifat dari magma yang terus mencari celah atau rekahan menuju ke permukaan menembus batuan samping dan batuan sumbernya, proses ini biasa disebut Metasomatisme kontak.

Struktur mineral deposit merupakan salah satu ciri fisik yang sangat berhubungan dengan genesa pembentukan suatu mineral.

Beberapa endapan bahan galian dijumpai tersusun dan terdapat pada tubuh batuan beku, sedimen ataupun batuan metamorf. Bahan galian industri umumnya dijumpai seperti demikian, misalnya bahan galian batugamping (limestone).Bahan galian lainnya, misalnya beberapa tubuh bijih besi merupakan bagian dari suatu sekuen stratigrafi yang terbentuk pada bersamaan dengan proses sedimentasi, yang kemudian dikenal dengan istilah endapan syngenetic. Adapula bahan galian yang berbentuk seperti tubuh batuan beku yang berbentuk dykes, yang memotong batuan sekitarnya dan terbentuk setelah batuan induknya yang dikenal dengan istilan endapan epigenetic.

Bentuk dan morfologi badan bijihSecara umum parameter dimensional dari suatu badan bijih yaitu ukuran, bentuk (pola) sebaran dan keberadaannya merupakan akibat dari variasi dan distribusi kadar mineral bijih. Bentuk sebaran suatu badan bijih akan mempengaruhi teknik penambangan yang akan digunakan untuk menambangnya. Bahan galian yang tersebar luas dan berkadar rendah (low grade) yang terdapat pada permukaan bumi dapat ditambang dengan metoda tambang terbuka, sementara endapan bahan galian yang berbentuk urat (vein-veinlets) dengan kadar yang relatif lebih tinggi (high grade) dapat ditambang dengan metode tambang bawah tanah. Dalam hal bentuk (pola) sebaran, endapan bahan galian dengan badan bijih yang teratur (terkumpul) akan lebih mudah ditambang daripada endapan bahan galian dengan badan bijih yang mempunyai bentuk (pola) yang tersebar (disseminated).Strike dan dip badan bijihPengetahuan dasar struktur geologi seperti strike dan dip batuan sangat penting untuk mengetahui dimensi suatu badan bijih. Bidang suatu badan bijih yang memiliki dimensi yang lebih panjang jika dibandingkan dengan

arah lainnya merupakan arah jurus (strike) badan bijih tersebut (Gambar 2.1) Inklinasi (penunjaman) bidang badan bijih dalam arah tegak lurus bidang strike merupakan arah kemiringannya (dip). Jika terdapat suatu struktur geologi (misalnya sesar), maka informasi arah pitchdan plunge menjadi sangat penting.Bentuk-bentuk badan bijihBerdasarkan bentuk (morfologi) badan bijih dan pola sebaran mineral bijihnya jika dihubungkan dengan batuan sekitarnya (batuansamping/induk), tubuh endapan bijih dapat dikelompokkan atas 2, yaitu: badan bijih berbentuk discordant dan badan bijih yang berbentuk concordant. Discordant yaitu jika bada bijih memotong perlapisan batuan sekitarnya. Sedangkan concordant yaitu jika badan bijih membentuk pola yang tidak memotong perlapisan batuan sekitarnya.Badan bijih diskordan (discordant ore bodies)Badan bijih diskordan dapat dijumpai mempunyai bentuk yang beraturan (regular shapes) maupun dengan bentuk yang tidak beraturan (irregular shapes). Badan bijih yang bentuknya beraturan dapat dibedakan atas:

1.Badan bijih yang berbentuk tabular (Gambar 2.2 dan 2.3), dengan ciri antara lain:

• badan bijih dengan pola penyebaran yang menerus dalam arah 2D (panjang dan lebar), tetapi terbatas dalam arah 3D (tipis),

• berbentuk urat (vein-fissure veins- Gambar 2.4) dan lodes,• urat-urat umumnya terbentuk di zona rekahan sehingga menunjukkan bentuk

yang teratur dalam orientasinya (Gambar 2.5),• mineralisasi pada umumnya berupa asosiasi dari beberapa kombinasi mineral

bijih dan pengotor (gangue) dengan komposisi yang sangat bervariasi, dan• batas dari penyebaran urat ini umumnya jelas, yaitu langsung dibatasi

dengan dinding urat.Gambar 2.2. Badan bijih yang berbentuk tabular berupa vein yang mengalami sesar normal.

Gambar 2.3 Contoh badan bijih yang berbentuk tabular berupa vein dan veinlets.

Gambar 2.4. Pembentukan vein.1.badan bijih yang berbentuk tubular (Gambar 2.6), dengan ciri antara lain:• badan bijih dengan pola penyebaran relatif pendek (terbatas) dalam arah 2D

namun relatif dalam kearah 3D (arah vertikal),

• jika penyebaran badan bijih ini relatif vertikal-sub vertikal biasanya disebut sebagai pipes atauchimneys, jika penyebarannya horizontal atau subhorisontal disebut mantos.Salah satu contoh badan bijih yang berbentuk tubular adalah badan bijih yang ditemukan di timur Asutralia, sepanjang 2400 km, memanjang dari Queensland sampai New South Wales, yang terdiri dari ratusan pipa di dalam dan dekat dengan intrusi granit. Sebagian besar terisi mineralisasi kuarsa dan beberapa diantaranya termineralisasi dengan bismuth, molybdenum, tungstehn dan tin (Gambar 2.7). Badan bijih berbetnuk mantos dan pipes dapat dijumpai memiliki percabangan (Gambar 2.8). Mantos dan pipes umumnya dijumpai berasosiasi, pipes umumnya bertindak sebagai sumber (feeders) terhadap mantos. Terkadang mantos saling berhubungan diantara lapisan batuan dengan perantaraan pipes, namun ada pula yang dijumpai sebagai percabangan dari pipes, contohnya pada Providencia Mine di Mexico dijumpai sebuah badan bijih berbentuk pipa jauh di kedalaman sebagai sumber dari duapuluh mantos yang dekat dengan permukaan.Pada beberapa tubuh bijih yang berbentuk tubular terbentuk oleh aliran larutan mineralisasi secara subhorisontal sehingga tubuh bijih dapat dijumpai diskontinyu membentuk tubuh bijih yang berbentuk podBadan bijih bentuknya tidak beraturan (irregular shapes) dibedakan atas:

1. Badan bijih disseminated:• Badan bijih dengan pola penyebaran mineral bijih yang tersebar di

dalam host rock (Gambar 2.10).• Mineral-mineral bijih tersebut tersebar merata di dalama host rock berupa

(dalam bentuk)veinlets yang saling berpotongan menyeruapai jarring-jaring yang saling berkaitan membentuk sistem veinlets yang sering disebut stockwork.

• Stockwork ( Gambar 2.11) dijumpai dalam bentuk tubuh endapan yang besar pada lingkungan intrusi batuan beku asam sampai intermedit, akan tetapi stockwork juga dapat dijumpai memotong kontak country rocks dan beberapa dijumpai sebagian atau seluruhnya berada padacountry rocks.

•

2. Badan bijih irregular replacement (Gambar 2.12):

• Merupakan badan bijih yang terbentuk melalui pergantian unsur-unsur yang sudah ada sebelumnya.

• Proses replacement ini umumnya terjadi pada temperatur rendah sampai sedang (<400oC), contohnya endapan magnesit pada carbonate-rich sediments.

• Proses replacement lainnya dapat juga terjadi pada suhu tinggi pada kontak intrusi batuan beku yang membentuk endapan skarn. Tubuh endapannya dicirikan dengan pembentukan mineral-mineral calc-silicate seperti diopside, wollastonite, andradite, garnet dan actinolite. Endapan bahan galian ini umumnya berbentuk sangat tidak beraturan (Gambar 2.12).

• Disebut juga endapan metasomatisme kontak (pirometasomatik).

Badan bijih konkordan (concordant ore bodies)Badan bijih konkordan umumnya terbentuk pada batuan induk (host rock) sebagai endapan hasil proses pelapukan. Endapan-endapan yang mempunyai badan bijih berbentuk konkordan ini dikelompokkan sesuai dengan jenis batuan induknya:

1. Sedimentary host rock:• Merupakan endapan dengan batuan induk adalah batuan sedimen (Gambar 2.13).• Endapan-endapan bijih yang tekonsentrasi dalam batuan sedimen cukup

penting, terutama endapan-endapan logam dasar dan besi.• Di dalam batuan sedimen, mineral-mineral bijih terbentuk (terkonsentrasi)

sebagai suatu bagian yang integral dari urutan stratigrafi, yang dapat terbentuk secara epigenetic filling ataureplacement pada rongga-rongga (pori-pori).

• Tubuh endapan umumnya menunjukkan perkembangan kearah 2D dan kurang berkembang kearah tegak lurusnya (Gambar 2.14 dan 2.15).

• Endapan-endapan seperti ini pada umumnya tersebar sejajar pada batuan induknya dengan bidang perlapisan batuan sekitarnya.

Gambar 2.13. Bentuk endapan konkordan pada batuan sedimen

Mangan

Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam kerak bumi. Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan, yang mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan-cebakan sedimenter dan residu. Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik sampai sub-metalik, tingkat kekerasan 2 – 6, memiliki berat jenis 4.8, massif, reniform, botriodal, stalaktit, serta kadang-kadang berstruktur fibrous dan radial. Mangan berkomposisi oksida lainnya namun memiliki peran bukan sebagai mineral utama dalam cebakan bijih adalah bauksit, manganit, hausmanit, dan lithiofori, sedangkan yang berkomposisi karbonat adalah rhodokrosit, serta rhodonit yang berkomposisi silika.

Cebakan mangan dapat terjadi dalam beberapa tipe, seperti cebakan hidrotermal, cebakan sedimenter, cebakan yang berasosiasi dengan aliran lava bawah laut, cebakam metamorfosa, cebakan laterit dan akumulasi residu. Sekitar 90% mangan dunia digunakan untuk tujuan metalurgi, yaitu untuk proses produksi besi baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi antara lain adalah untuk produksi baterai kering, keramik dan gelas, kimia, dan lain-lain.

Potensi cadangan bijih mangan di Indonesia cukup besar, namun terdapat di berbagai lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia. Potensi tersebut terdapat di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Jawa, Pulau Kalimantan, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua.

Menurut data statistic dari Central Bureau of Statistics memperlihatkan bahwa konsumsi atau penggunaan mangan sangat besar dengan total 43,579.26 ton pada tahun 2002 dan meningkat pada tahun 2003 sebesar 52,242.67 ton dengan konsumsi terbesar pada industri besi dan baja yang bisa mencapai 90%.

Secara geologi, daerah Sumbawa masi memiliki potensi terdapatnya mineral logam dan mineral-mineral lainnya. Batuan vulkanik dan batuan terobosan sebagai pembawa mineral logam yang merupakan batuan utama di daerah ini mempunyai prospek terdapatnya endapan mineral logam.

Ditinjau dari tatanan tektonik terbentuknya Pulau Sumbawa erat kaitannya dengan penunjaman lempeng Hindia yang berarah utara-timurlaut di bawah daratan Sunda yang menerus mulai dari Pulau Sumatera hingga Pulau Jawa dan menerus ke arah timur membentuk busur kepulauan Banda yang terbentuk pada masa Kenozoikum, yang dilandasi oleh batuan gunung api kalk alkalin dari busur dalam Banda yang masih aktif hingga sekarang oleh batuan sediment pinggiran benua yang beralaskan batuan metamorf.

Geologi daerah Sumbawa disusun oleh terbentuknya batuan gunung api tersier (miosen awal) breksi-tuff bersifat andesit dengan sisipan tuff pasiran, tuff batuapung dan batupasir tuffan. Satuan breksi tuff ini menjemari dengan batuan sediment yaitu satuan batu pasir tuffan dan juga satuan batugamping. Yang kemudian diterobos oleh batuan andesit, basalt, dasit, dan batuan yang tak teruraikan, diperkirakan berumur Miosen Tengah. Diatasnya terdapat batu gamping koral yang diendapkan pada jaman Miosen Akhir, lalu dilanjutkan oleh batulempung tuffan dari jaman Pliosen dengan sisipan batupasir dan kerikil hasil rombakan gunung api, menindih tidak selaras batuan yang lebih tua, kemudian diendapkan batuan gunung api kuarter yang diendapkan mulai dari satuan breksi tanah merah, batuan breksi andesit basalt dan satuan lava breksi, juga diendapkan batuan sedimen kuarter yaitu terumbu koral yang terangkat, terakhir pada jaman Holosen diendapkan alluvium dan endapan pantai.

Oksida besi manganese yang berupa bongkah-bongkah ini diduga terbentuk akibat proses pelapukan/oksidasi residual dari mineral-mineral mafik yang terkandung dalam tufa andesitik-dasitik yang berkomposisi besi-magnesium-aluminium silika.

HidrotermalSumber larutan magma mengandung Mn, bentuk urat-urat, lensa tak beraturan, berlapis. Mineral rodonit (MnSiO3) atau rodokrosit (MnCO3).

Pengayaan sekunder

Pelarutan dari mangan primer, fasa koloidal, bentuk konkresi/nodul, lensa, urat dalam retakan batuan. Mineral pirolusit (MnO2), psilomelan (MnO.MnO22H2O), mangaanit (Mn2O3.H2O).

SedimenterMangan berlapis dalam sediment marin, sebaran lateral luas, tebal, pra tersier, bantuan bakteri dan ganggang, lingkungan craton yang stabil.

Marine-noduleRelasi dengan kegiatan gunung api bawah laut, pelarutan unsur-unsur logam membentuk polimetalik-nodule. Mineral pirolusit, psilomelane.

Laterit dan elluvialPengayaan dari konsentrasi kimia dan mekanik dari bijih mangan dan batuan.

Pada tahun 1859 ada suatu teori kuno yang dikemukakan oleh Van Cotta yang menjelaskan proses terjadinya bijih di alam yaitu :

a.Teori disensionisBahwa endapan bijih berasal dari air permukaan yang meresap ke dalam

bumi lalu dipanaskan oleh panas alami, mengakibatkan logam yang terdapat pada batuan larut dan masuk ke dalam celah-celah batuan.

b.Teori sensionisBahwa endapan bijih berasal dari liquid atau cairan yang berhubungan

dengan kegiatan magma yang naik mendekati permukaan, kemudian mengendapkan bijih-bijih pada dinding celah-celah.

c.Teori pemisahan sekresi lateralBahwa bijih terbentuk karena adanya sekresi yang berjalan secara mendatar.

Kemudian bermunculan teori-teori baru yang telah membrikan konsep dasar mengenai proses terbentuknya bijih, yaitu selalu berkaitan dengan batuan. Proses-proses tersebut melibatkan pemisahan bijih atau injeksi gas-gas dan uap bermineral, air bermineral pada suhu tinggi.Logam-logam yang berguna biasanya terikat di dalam mineral bijih bersama-sama dengan

unsur kimia lainnya. Mineral-mineral ini biasanya tersebar dalam batuan dan terdiri dari mineral pembentuk batuan yang tidak atau sedikit sekali mengandung unsur logam. Biasanya mineral-mineral non logam dikenal sebagai gangue. Campuran mineral bijih dan mineral gangue akan membentuk mineral bijih. Mineral bijih dapat dikelompokkan menjadi :

·Mineral hipogene, mineral yang terbentuk bersama-sama dengan mineral lain dan belum mengalami pelapukan.

·Mineral supergene, mineral yang merupakan hasil proses pelapukan.Proses-proses pembentukan bahan galian logam adalah sebagai berikut :

Kristalisasi magmaMagma yang merupakan larutan silikat berasal dari perut bumi mengandung berbagai unsur kimia, baik berbentuk logam, semi logam dan bukan logam ataupun unsur-unsur volatil (pembentuk gas). Magma yang memiliki sifat mobilitas akan melalui celah-celah pada kulit bumi bila ada kesempatan dan membentuk intrusi. Magma akan mengalami penurunan tekanan dan temperatur kemudian akan mengalami kristalisasi mineral-mineral silikat.

SublimasiMerupakan proses pengendapan langsung dari uap dan gas. Pembentukan bahan galian ini relatif sangat kecil dibandingkan dengan proses lainnya. Konsep kerja proses tersebut sebagai akibat terjadinya penurunan tekanan. Terbentuknya endapan mineral ini sebagai akibat terjadinya reaksi antara dua gas atau lebih.

Metasomatisme kontakIntrusi magma yang telah menjadi padatan, mempunyai sisa magma yang berupa cairan dan gas yang bersuhu tinggi. Apabila cairan dan gas ini masuk dan bersentuhan pada celah-celah batuan lainnya dapat mengadakan reaksi kimia dan menghasilkan mineral-mineral baru. Dalam hal ini perlu dibedakan antara metamorphose kontak dan metasomatisme kontak. Pada metamorphose kontak, suhu memiliki peranan penting dan hanya mengakibatkan terjadi pemanggangan (baking effect). Sedangkan pada metasomatisme kontak, tekanan juga memegang peranan penting selain suhu, terjadi penambahan tekanan pada sisa cairan magma yang mampu mengadakan reaksi dan menghasilkan mineral baru.

Hidrothermal

Semua cairan, terutamaKlasifikasi hidrotermal :

Hipothermal, untuk cairan yang berada ditempat yang dalam dengan suhu berkisar antara 300o hingga 500o C.

Mesothermal, untuk cairan yang berada ditempat yangtidak begitu dalam dengan suhu berkisar antara 150o hingga 300o C.

Epithermal, untuk cairan yang berada ditempat yang dangkal dengan suhu berkisar antara 50o hingga 150o C.

Iron Ore

Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini. Karakter dari endapan besi ini bisa berupa endapan logam yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainnya. Kadang besi terdapat sebagai kandungan logam tanah (residual), namun jarang yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Endapan besi yang ekonomis umumnya berupaMagnetite,Hematite,Limonite dan Siderite. Kadang kala dapat berupa mineral:Pyrite,Pyrhotite,Marcasite, dan Chamosite.

Beberapa jenis genesa dan endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomis antara lain :

1. Magmatik:Magnetite dan Titaniferous Magnetite

2. Metasomatik kontak: Magnetite dan Specularite

3. Pergantian/replacement: Magnetite dan Hematite

4. Sedimentasi/placer:Hematite,Limonite, dan Siderite

5. Konsentrasi mekanik dan residual: Hematite,Magnetite dan Limonite

6. Oksidasi: Limonite dan Hematite

7. Letusan Gunung Api

Dari mineral-mineral bijih besi, magnetit adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematit merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi. Mineral-

mineral pembawa besi dengan nilai ekonomis dengan susunan kimia, kandungan Fe dan klasifikasi komersil dapat dilihat pada Tabel dibawah ini:

Tabel mineral-mineral bijih besi bernilai ekonomisMineral Susunan kimia Kandungan Fe

(%)Klasifikasi komersil

Magnetit FeO, Fe2O3 72,4 Magnetik atau bijih hitam

Hematit Fe2O3 70,0 Bijih merah

Limonit Fe2O3.nH2O 59 – 63 Bijih coklat

Siderit FeCO3 48,2 Spathic, black band, clay ironstone

Sumber : Iron & Ferroalloy Metals in (ed) M. L. Jensen & A. M. Bafeman, 1981; Economic Mineral Deposits, P. 392.

Besi primer ( ore deposits )

Proses terjadinya cebakan bahan galian bijih besi berhubungan erat dengan adanya peristiwa tektonik pra-mineralisasi. Akibat peristiwa tektonik, terbentuklah struktur sesar, struktur sesar ini merupakan zona lemah yang memungkinkan terjadinya magmatisme, yaitu intrusi magma menerobos batuan tua. Akibat adanya kontak magmatik ini, terjadilah proses rekristalisasi, alterasi, mineralisasi, dan penggantian (replacement) pada bagian kontak magma dengan batuan yang diterobosnya.

Perubahan ini disebabkan karena adanya panas dan bahan cair (fluida) yang berasal dari aktivitas magma tersebut. Proses penerobosan magma pada zona lemah ini hingga membeku umumnya disertai dengan kontak metamorfosa. Kontak metamorfosa juga melibatkan batuan samping sehingga menimbulkan bahan cair (fluida) seperti cairan magmatik dan metamorfik yang banyak mengandung bijih.

Besi sekunder ( endapan placer )

Cebakan mineral alochton dibentuk oleh kumpulan mineral berat melalui proses sedimentasi, secara alamiah terpisah karena gravitasi dan dibantu pergerakan media cair, padat dan gas/udara. Kerapatan konsentrasi mineral-mineral berat tersebut tergantung kepada tingkat kebebasannya dari sumber,

berat jenis, ketahanan kimiawi hingga lamanya pelapukan dan mekanisma. Dengan nilai ekonomi yang dimilikinya para ahli geologi menyebut endapan alochton tersebut sebagai cebakan placer.

Jenis cebakan ini telah terbentuk dalam semua waktu geologi,

tetapi kebanyakan pada umur Tersier dan masa kini, sebagian besar merupakan cadangan berukuran kecil dan sering terkumpul dalam waktu singkat karena tererosi. Kebanyakan cebakan berkadar rendah tetapi dapat ditambang karena berupa partikel bebas, mudah dikerjakan dengan tanpa penghancuran; dimana pemisahannya dapat menggunakan alat semi-mobile dan relatif murah. Penambangannya biasanya dengan cara pengerukan, yang merupakan metoda penambangan termurah.

Cebakan-cebakan placer berdasarkan genesanya:

G e n e s a J e n i s

Terakumulasi in situ selama pelapukan Placer residual

Terkonsentrasi dalam media padat yang bergerak Placer eluvial

Terkonsentrasi dalam media cair yang bergerak (air)

· Placer aluvial atau sungai

· Placer pantaiTerkonsentrasi dalam media gas/udara yang bergerak

Placer Aeolian (jarang)

Placer residual. Partikel mineral/bijih pembentuk cebakan terakumulasi langsung di atas batuan sumbernya (contoh : urat mengandung emas atau kasiterit) yang telah mengalami pengrusakan/peng-hancuran kimiawi dan terpisah dari bahan-bahan batuan yang lebih ringan. Jenis cebakan ini hanya terbentuk pada permukaan tanah yang hampir rata, dimana didalamnya dapat juga ditemukan mineral-mineral ringan yang tahan reaksi kimia (misal : beryl).

Placer eluvial. Partikel mineral/bijih pembentuk jenis cebakan ini diendapkan di atas lereng bukit suatu batuan sumber. Di beberapa daerah ditemukan placer eluvial dengan bahan-bahan pembentuknya yang bernilai

ekonomis terakumulasi pada kantong-kantong (pockets) permukaan batuan dasar.

Placer sungai atau aluvial. Jenis ini paling penting terutama yang berkaitan dengan bijih emas yang umumnya berasosiasi dengan bijih besi, dimana konfigurasi lapisan dan berat jenis partikel mineral/bijihmenjadi faktor-faktor penting dalam pembentukannya. Telah dikenal bahwa fraksi mineral berat dalam cebakan ini berukuran lebih kecil daripada fraksi mineral ringan, sehubungan : Pertama, mineral berat pada batuan sumber (beku dan malihan) terbentuk dalam ukuran lebih kecil daripada mineral utama pembentuk batuan. Kedua, pemilahan dan susunan endapan sedimen dikendalikan oleh berat jenis dan ukuran partikel (rasio hidraulik).

Placer pantai. Cebakan ini terbentuk sepanjang garis pantai oleh pemusatan gelombang dan arus air laut di sepanjang pantai. Gelombang melemparkan partikel-partikel pembentuk cebakan ke pantai dimana air yang kembali membawa bahan-bahan ringan untuk dipisahkan dari mineral berat. Bertambah besar dan berat partikel akan diendapkan/terkonsentrasi di pantai, kemudian terakumulasi sebagai batas yang jelas dan membentuk lapisan. Perlapisan menunjukkan urutan terbalik dari ukuran dan berat partikel, dimana lapisan dasar berukuran halus dan/ atau kaya akan mineral berat dan ke bagian atas berangsur menjadi lebih kasar dan/atau sedikit mengandung mineral berat.

Placer pantai (beach placer) terjadi pada kondisi topografi berbeda yang disebabkan oleh perubahan muka air laut, dimana zona optimum pemisahan mineral berat berada pada zona pasang-surut dari suatu pantai terbuka. Konsentrasi partikel mineral/bijih juga dimungkinkan pada terrace hasil bentukan gelombang laut. Mineral-mineral terpenting yang dikandung jenis cebakan ini adalah : magnetit, ilmenit, emas, kasiterit, intan, monazit, rutil, xenotim dan zirkon.

Mineral ikutan dalam endapan placer. Suatu cebakan pasir besi selain mengandung mineral-mineral bijih besi utama tersebut dimungkinkan berasosiasi dengan mineral-mineral mengandung Fe lainnya diantaranya : pirit (FeS2), markasit (FeS), pirhotit (Fe1-xS), chamosit [Fe2Al2 SiO5(OH)4],

ilmenit (FeTiO3), wolframit [(Fe,Mn)WO4], kromit (FeCr2O4); atau juga mineral-mineral non-Fe yang dapat memberikan nilai tambah seperti : rutil

(TiO2), kasiterit (SnO2), monasit [Ce,La,Nd, Th(PO4, SiO4)], intan, emas

(Au), platinum (Pt), xenotim (YPO4), zirkon (ZrSiO4) dan lain-lain.

Eksplorasi bijih besi

Penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi di Indonesia sudah banyak dilakukan oleh berbagai pihak, sehingga diperlukan penyusunan pedoman teknis eksplorasi bijih besi. Pedoman dimaksudkan sebagai bahan acuan berbagai pihak dalam melakukan kegiatan penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi primer, agar ada kesamaan dalam melakukan kegiatan tersebut diatas sampai pelaporan.

Tata cara eksplorasi bijih besi primer meliputi urutan kegiatan eksplorasi sebelum pekerjaan lapangan, saat pekerjaan lapangan dan setelah pekerjaan lapangan. Kegiatan sebelum pekerjaan lapangan ini bertujuan untuk mengetahui gambaran mengenai prospek cebakan bijih besi primer, meliputi studi literatur dan penginderaan jarak jauh. Penyediaan peralatan antara lain peta topografi, peta geologi, alat pemboran inti, alat ukur topografi, palu dan kompas geologi, loupe, magnetic pen, GPS, pita ukur, alat gali, magnetometer, kappameter dan peralatan geofisika.

Kegiatan pekerjaan lapangan yang dilakukan adalah penyelidikan geologi meliputi pemetaan; pembuatan paritan dan sumur uji, pengukuran topografi, survei geofisika dan pemboran inti.

Kegiatan setelah pekerjaan lapangan yang dilakukan antara lain adalah analisis laboratorium dan pengolahan data. Analisis laboratorium meliputi analisis kimia dan fisika. Unsur yang dianalisis kimia antara lain : Fetotal, Fe2O3, Fe3O4, TiO2, S, P, SiO2, MgO, CaO, K2O, Al2O3, LOI. Analisis fisika yang dilakukan antara lain : mineragrafi, petrografi, berat jenis (BD). Sedangkan pengolahan data adalah interpretasi hasil dari penyelidikan lapangan dan analisis laboratorium.

Tahapan eksplorasi adalah urutan penyelidikan geologi yang umumnya dilakukan melalui empat tahap sbb : Survei tinjau, prospeksi, eksplorasi umum, eksplorasi rinci. Survei tinjau, tahap eksplorasi untuk mengidentifikasi daerah-daerah yang berpotensi bagi keterdapatan mineral pada skala regional. Prospeksi, tahap eksplorasi dengan jalan mempersempit daerah yg mengandung endapan mineral yg potensial. Eksplorasi umum, tahap

eksplorasi yang rnerupakan deliniasi awal dari suatu endapan yang teridentifikasi .

Eksplorasi rinci, tahap eksplorasi untuk mendeliniasi secara rinci dalarn 3-dimensi terhadap endapan mineral yang telah diketahui dari pencontohan singkapan, paritan, lubang bor, shafts dan terowongan.

Penyelidikan geologi adalah penyelidikan yang berkaitan dengan aspek-aspek geologi diantaranya : pemetaan geologi, parit uji, sumur uji. Pemetaan adalah pengamatan dan pengambilan conto yang berkaitan dengan aspek geologi dilapangan. Pengamatan yang dilakukan meliputi : jenis litologi, mineralisasi, ubahan dan struktur pada singkapan, sedangkan pengambilan conto berupa batuan terpilih.

Penyelidikan Geofisika adalah penyelidikan yang berdasarkan sifat fisik batuan, untuk dapat mengetahui struktur bawah permukaan, geometri cebakan mineral, serta sebarannya secara horizontal maupun secara vertical yang mendukung penafsiran geologi dan geokimia secara langsung maupun tidak langsung.

Pemboran inti dilakukan setelah penyelidikan geologi dan penyelidikan geofisika. Penentuan jumlah cadangan (sumberdaya) mineral yang mempunyai nilai ekonomis adalah suatu hal pertama kali yang perlu dikaji, dihitung sesuai standar perhitungan cadangan yang berlaku, karena akan berpengaruh terhadap optimasi rencana usaha tambang, umur tambang dan hasil yang akan diperoleh.

Dalam hal penentuan cadangan, langkah yang perlu diperhatikan antara lain :

- Memadai atau tidaknya kegiatan dan hasil eksplorasi.

- Kebenaran penyebaran dan kualitas cadangan berdasarkan korelasi seluruh data eksplorasi seperti pemboran, analisis conto, dll.

– Kelayakan penentuan batasan cadangan, seperti Cut of Grade, Stripping Ratio, kedalaman maksimum penambangan, ketebalan minimum dan sebagainya bertujuan untuk mengetahui kondisi geologi dan sebaran bijih besi bawah permukaan.

Metode penambangan ada 2 metode :

• Open Pit ( Tambang Terbuka )1. Truck and Shovel

2. Dragline

• Underground ( Tambang Bawah Tanah )Metode tambang bawah tanah terbagi mejadi:

·Open Stope Methodes·Supported Stope Methodes·Caving Methodes·Coal Mining Methodes

Berdasarkan pembagian metode penambangan di atas, dapat kita ketahui bahwa penambangan metode penambangan batubara dipisahkan dari metode-metode yang lain.

Hal ini dikarenakan :·Batubara berupa lapisan sedimen.·Penyusunnya berupa Karbon, dan banyak mengandung Methane (gas beracun).

Selanjutnya, metode tambang bawah tanah tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:

1.Open Stope MethodesOpen Stope Methodes adalah sistem tambang bawah tanah dengan ciri-ciri :a.Sedikit memakai penyangga, atau hampir tidak tidak ada.b.Umumnya merupakan cara penambangan sederhana, atau tradisional.c.Bisa menggunakan buruh-buruh yang tidak terlatih.d.Cocok untuk endapan bijih dengan ciri-ciri:

-Endapan bijih dan batuan induk relative keras, sehingga tidak mudah runtuh.

-Endapan bijih memiliki kemiringan lapisan (dip) lebih dari 70o.-Ukuran bijih tidak terlalu besar.-Tebal endapan bijih kurang dari 5 m.-Antara batuan induk dan bijih mudah dibedakan atau terlihat jelas.

Sedangkan metode Open Stope Methode sendiri dibedakan menjadi:a.Gophering Coyotingb.Glory Hole Methodec.Shrinkage Stopingd.Sublevel Stoping

Berdasarkan pembagian di atas, dapat dijelaskan sebagai berikut:a.Gophering Coyoting

Metode Gophering Coyoting mempunyai ciri-ciri:-Arah penambangan hanya mengikuti arah endapan bijih.-Cara pengerjaannya tidak sistematis.

-Alat dan cara penambangnya sangat sederhana.-Tanpa perencanaan rinci, karena dalam penambangnya hanya

mengikuti arah endapan.b.Glory Hole Methode

Metode Glory Hole Methode merupakan system penambangan dengan cara bebas membuat lubang bukaan, dikarenakan baik batuan induk maupun endapan bijih relative kuat. mempunyai ciri-ciri:-Metode ini cocok untuk endapan yang sempit atau relative

sedikit.-Lebar endapan antara 1 – 5 m, tetapi dengan arah memanjang ke

bawah berbentuk bulat atau elips.-Endapan bijih dan batuan induk kuat.

c.Shrinkage StopingMetode Shrinkage Stoping mempunyai syarat atau ciri-ciri:-Cocok untuk batuan kuat.-Endapan mempunyai kemiringan lebih dari 70o.-Tebal endapan tidak lebih dari 3 m.-Endapan bijih memiliki nilai yang tinggi baik kadar maupun

harganya.-Endapan bijih harus homogen atau uniform.-Penambangan tidak selektif.-Bukan merupakan endapan Sulfida (Fe), karena endapan Sulfida

harus dengan metode selective mining, hal ini guna menghindari pengaruhnya pada asam tambang.

d.Sublevel StopingSublevel Stoping adalah penambangan bawah tanah dengan cara membuat level-level, kemudian dibagi menjadi sublevel-sublevel. Sedangkan syarat-syaratnya sebagai berikut:-Ketebalan cebakan antara 1 – 20 m.-Kemiringan lereng sebaiknya lebih dari 30o.-Baik endapan bijih dan batuan induk harus kuat dan keras.-Batas endapan bijih dan batuan induk harus kuat dan tidak ada

retak-retak ketika dilakukan penambangan. Hal ini diperlukan agar tidak terjadi dilusi atau pencampuran dua material. Dalam hal ini pencampuran endapan bijih dengan batuan induk.

-Penyebaran kadar bijih sebaiknya homogen.2.Supported Stope Methode

Supported Stope Methode adalah metode penambangan bawah tanah yang menggunakan penyangga dalam proses penambangannya. Secara umum ciri-ciri Supported Stope Methode antara lain:

·Cocok untuk endapan bijih serta batuan induk yang lunak.·Cara penambangannya secara sistematis.

Penyangga dalam tambang bawah tanah dibedakan menjadi dua, antara lain:a.Penyangga Alamiah

Penyangga alamiah adalah penyangga yang menggunakan material yang berada atau dihasilkan dari proses penambangan itu sendiri. Penyangga alamiah dibagi menjadi:

-Endapan bijih yang ditinggalkan atau tidak ditambang.-Endapan bijih kadar rendah. Setelah dinilai tidak ekonomis,

endapan bijih ini ditinggalkan sebagai penyangga.-Waste

-Batuan samping, atau material lain yang tidak ditambang.b.Penyangga Buatan (Artificial Support)

Artificial support adalah penyangga buatan yang dimasukan ke dalam tamang bawah tanah, agar tidak runtuh. Bahan penyangga buatan ini disebut juga Material Filling, dapat berupa tailing, pasir, tanah, semen, baja, kayu, maupun baut batuan.

Supported Stope Methode dibedakan menjadi:a.Shrink and Fill Stoping

Merupakan metode penambangan dengan cara membuat level-level, dimana level-level tersebut merupakan endapan bijih yang ditambang. Di dalam level-level tersebut dibuat Stope-stope atau ruangan-ruangan. Setelah selesai menambang dalam satu level, maka level tersebut diisi kembali dengan material lalu dilanjutkan dengan membuat level baru. Arah tambang pada metode ini relative horizontal.

b.Cut and Fill StopingMerupakan metode penambangan dengan cara memotong batuan untuk membuat stope dalam level. Setelah selesai menambang dalam satu stope, maka stope tersebut diisi kembali tanpa menunggu selesai dalam satu level. Ini yang membedakan dengan Shrink and Fill Stoping. Syarat Cut and Fill Stoping antara lain:

-Endapan bijih tebalnya antara 1 – 6 m.-Arah endapan relative mendatar tapi cukup tebal.-Sebaiknya untuk endapan vein, kemiringannya harus lebih dari

45o.Dan untuk endapan yang bukan vein kurang dari 45o-Endapan bijih keras, tapi batuan induknya lunak.-Endapan bijih bernilai tinggi baik kadar maupun harganya.

c.Square Set StopingPada dasarnya, system penambangan ini dengan cara membuat penyangga yang lebih sistematis, dimana penyangganya berbentuk ruang (tiga dimensi). Baik berupa kubus ataupun balok. Penyangganya sendiri dapat berupa kayu maupun besi.Ciri-ciri Square Set Stoping antara lain:

-Ongkos penyangganya sangat mahal.-Kemiringan endapan lebih dari 45o-Ketebalan bijih minimal 3,5 m.-Baik endapan bijih maupun batuan induk mudah runtuh.-Endapan tidak perlu memiliki batasan yang jelas antara endapan

bijih dan batuan induknya.d.Stull Stoping

System penambangan ini meruapkan system penambangan yang memasang penyangga dari footwall ke hanging wall. Stull sendiri berarti kayu, sehingga pada system penambangan ini penyangganya menggunakan kayu.Ciri-ciri system penambangan ini antara lain:

-Bijih cukup kuat, sehingga tidak perlu langsung disangga, tapi batuan induk mudah pecah menjadi bongkahan-bongkahan.

-Kemiringan endapan bijih tidka terlalu berpengengaruh.-Ketebalan endapan bijih antara 1 – 5 m.-Bijih harus bernilai tinggi.-Recovery harus tinggi. Dan looses factor harus rendah,

mengingat biaya yang dibutuhkan untuk penyangga sangat mahal.

*Cara pemasangan penyangga dibedakan menjadi:·Raise Set

Raise set merupakan cara pemasangan penyangga dari bawah ke atas.·Lead Set

Lead set merupakan cara pemasangan penyangga maju, searah dengan penambangan endapan bijih.

·CornerCorner set merupakan cara pemasangna penyangga ke arah samping atau juga menyudut.

*Vein atau urat batuan adalah intrusi batuan lain ke dalam batuan induk. Intusi terjadi melalui rekahan-rekahan batuan induk, dan lebih keras daripada batuan induk.

* Endapan bijih dalam sebuah cebakan relative berbeda kadarnya pada masing-masing bagiannya. Mengenai kadarnya dapat dihitung dengan menggunakan metode IMD dan juga IDW yang diperlajari di matakuliah Geostatik.

*Drift adalah lubang bukaan yang menghubungkan antar level secara vertikal.*Raise adalah lubang bukaan horizontal yang berfungsi sebagai jalan keluar-

masuk pekerja dan juga mengeluarkan endapan bijih.*Level adalah lubang bukaan yang bertingkat-tingkat.