Makalah Eksplorasi Emas Dengan Metode Geolistrik

Oleh:Dimas Putra Suendra1215051018

TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG2015

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Emas merupakan elemen yang dikenal sebagai logam mulia. Elemen ini memiliki nomor atom 79 dan nama kimia aurum atau Au. Emas memiliki sifat fisik yang sangat stabil, tidak korosif atau tidak lapuk dan jarang bersenyawa dengan unsur kimia lain. Konduktifitas elektrik dan termalnya sangat baik, malleable sehingga dapat dibentuk dan juga bersifat ductile. Penggunaan utama emas adalah untuk bahan baku perhiasan dan benda-benda seni, selain itu karna konduktif emas digunakan dalam aplikasi elaktronik. Emas juga digunakan dalam bidang fotografi dan pengobatan (Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Landak Kalimantan Barat, 2008)

Salah satu daerah penghasil emas adalah Kenagarian Padang Sibusuk Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung. Jarak nagari Padang Sibusuk dengan Ibukota Provinsi Sumatera Barat Kota Padang berkisar antara 80 90 km. Penduduk asli Kenagarian Padang Sibusuk sebagian besar bertani, dan ada juga yang bekerja di pemerintahan maupun sektor swasta. Beberapa tahun terakhir ini muncul pekerjaan baru yaitu menambang emas. Menurut data dari map of local economy (Sarjadi, 2009) persentase jumlah penduduk yang melakukan penambangan dan penggalian di Kabupaten Sijunjung sekitar 15,55% dari jumlah penduduk, dan di tingkat nagari sekitar 15% atau kurang lebih berjumlah1050 orang. Perekonomian masyarakat Padang Sibusuk meningkat, terlihat dari rumah-rumah sudah dibangun dengan megah, kendaraan bermotor ditemui disetiap rumah, dan banyak masyarakat Padang Sibusuk yang menunaikan ibadah haji berkat emas yang ditambangnya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Mineral Emas Dan Proses Terbentuknya

Emas merupakan logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa, kekerasannya berkisar antara 2,5 3 (skala Mohs), massa jenisnya 19,3 gr/cm3. Warnanya kuning emas, kekerasaanya rendah sehingga dapat dipotong dengan pisau dan mudah diubah bentuknya. Bentuknya di alam tidak teratur, ukuran butirnya bervariasi tetapi sering kali mikroskopis dan bahkan sukar dilihat (Munir, 1996) Mineral pembawa emas biasanya berpadu dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral nonlogam. Mineral pembawa emas juga berpadu dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Mineral pembawa emas terdiri dari emas nativ, elektrum, emas telurida, sejumlah paduan dan senyawa emas dengan unsur-unsur belerang (Alamsyah, 2006).Emas berasal dari suatu reservoar yaitu inti bumi dimana air magmatik yang mengandung ion sulfida, ion klorida, ion natrium, dan ion kalium mengangkut logam emas ke permukaan bumi. Kecenderungan terdapatnya emas terdapat pada zona epithermal atau disebut zona alterasi hidrothermal. Zona alterasi hidrotermal merupakan suatu zona dimana air yang berasal dari magma atau disebut air magmatik bergerak naik kepermukaan bumi. Celah dari hasil aktivitas Gunungapi menyebabkan air magmatik yang bertekanan tinggi naik ke permukaan bumi. Saat air magmatik yang yang berwujud uap mencapai permukaan bumi terjadi kontak dengan air meteorik yang menyebabkan ion sulfida dan ion klorida yang membawa emas terendapkan. Air meteorik biasanya menempati zona-zona retakan-retakan batuan beku yang mengalami proses alterasi akibat pemanasan oleh air magmatik. Seiring dengan makin

bertambahnya endapan dalam retakan-retakan tersebut, semakin lama retakan- retakan tersebut tertutup oleh akumulasi endapan dari logam-logam yang mengandung ion-ion kompleks yang mengandung emas. Zona alterasi yang potensial mengandung emas dapat diidentifikasi dengan melihat lapisan pirit atau tembaga pada suatu reservoar yang tersusun atas batuan intrusif misalnya granit atau diorite (Kurniawan, 2010).Emas terbentuk dari proses magmatisme atau pengendapan di permukaan. Beberapa endapan terbentuk karena proses metasomatisme yaitu kontak yang terjadi antara bebatuan dengan air panas (hydrothermal) atau fluida lainnya. Genesis emas dikategorikan menjadi dua yaitu endapan primer dan endapan plaser (Alamsyah, 2006) Berdasarkan temperatur, tekanan dan kondisi geologi pada saat pembentukan emas dapat dibagi menjadi 3 jenis1) Endapan Hipotermal

Endapan ini terbentuk pada temperatur 300C - 600C pada kedalaman >

12.000 meter. Endapan ini merupakan endapan urat (vein) dan penggantian (replacement) yang terbentuk pada temperatur dan tekanan tinggi. Pada endapan ini, biasa terdapat mineral logam yang berupa bornit, kovelit, kalkosit, kalkopirit, pirit, tembaga, emas, wolfram, molibdenit, seng dan perak. Mineral logam tersebut berasosiasi dengan mineral - mineral pengotor seperti piroksen, amfibol, garnet, ilmenit, spekularit, turmalin, topaz, mika hijau dan mika cokelat (Warmada, 2007)2) Endapan Mesotermal

Endapan ini terbentuk pada suhu 200-4000C dan kedalaman bekisar 3.000 meter sampai 12.000 meter. Endapan ini terletak agak jauh dari tubuh intrusi, maka sumber panas yang utama berasal dari fluida panas yang bergerak naik dari lokasi intrusi menuju lokasi terbentuknya endapan ini. Fluida tersebut berasal dari meteorik water yang masuk menuju lokasi intrusi dan mengalami pemanasan yang selanjutnya naik menuju lokasi endapan mesotermal.Logam utama yang terdapat pada endapan ini antara lain emas, perak, tembaga, seng dan timbal. Mineral bijih yang ditemukan berupa sulfida, arsenida, sulfantimonida, dan sulfarsenida. Pirit, kalkopirit, sfalerit, galena, tetrahedrit, dan tentalit serta emas stabil merupakan mineral bijih yang paling banyak

4

ditemukan. Mineral pengotor yang dominan adalah kuarsa namun selain itu juga dijumpai karbonat seperti kalsit, dolomit, ankerit dan sedikit siderit, florit yang merupakan asosiasi penting (Kamar, 2006)3) Endapan epitermal Endapan ini terbentuk pada suhu 50C - 250C yang berada dekat permukaan bumi dan terletak pada kedalaman paling jauh dari tubuh intrusi, dan terbentuk pada kedalaman 1 km . Sumber panas yang utama pada endapan ini berasal dari fluida panas yang bergerak naik dari lokasi intrusi menuju lokasi terbentuknya endapan ini. Dengan kata lain, fluida panas tersebut telah melewati zona endapan mesotermal (Warmada, 2007).

B. Resistivitas Emas

Kelistrikan batuan dapat dipelajari dari respon yang diberikan oleh batuan saat arus dialirkan. Respon yang diberikan tersebut sebanding dengan harga tahanan jenis yang dimiliki oleh batuan itu. Secara teoritis kelistrikan dari batuan yaitu besarnya nilai tahanan yang diberikan batuan saat arus dialirkan kepadanya, dan besarnya nilai tahanan dinyatakan sebagai nilai tahanan jenis () (Reynolds,1997)

Resistivitas atau tahanan jenis merupakan parameter sifat fisis yang menunjukan daya hambat suatu medium (batuan) dalam mengalirkan arus listrik. Jika bumi diasumsikan homogen, isotropis, dimana resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya (true resistivity) dan tidak tergantung pada spasi (jarak) antar elektroda. Bumi terdiri dari lapisan-lapisan (heterogen) dengan yang berbeda-beda, sehingga potensial yang terukur merupakan potensial dari pengaruh lapisan-lapisan tersebut. Harga resistivitas yang terukur merupakan resistivitas gabungan dari beberapa lapisan tanah yang dianggap sebagai satu lapisan (apparent resistivity) dan besar nilai tergantung oleh faktor geometri susunan elektrodanya (Telford, 1990).

Resistivitas suatu medium atau bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor

Kandungan air atau fluida

Salinitas atau kandungan garam

Temperature

Porositas

Kandungan lempung

Kandungan logam

Emas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi nilai resistivitas suatu medium atau bahan, disebabkan memiliki sifat menghantarkan panas dan arus listrik. Emas merupakan konduktor yang baik dengan konduktivitas termal sebesar 317 W m-1 K-1 .

C. Metode Induksi Polarisasi

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah permukaan, yaitu dengan mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di bawah permukaan bumi. Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan elektromagnetik dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik secara alamiah (metoda pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (metoda aktif) dari permukaan. Metode geolistrik mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan mengukur kembali potensial yang diterima di permukaan (Berau, 2009).Polarisasi adalah kemampuan batuan untuk menciptakan atau menyimpan sementara energi listrik, pada umumnya lewat proses elektrokimia. Induksi polarisasi adalah efek yang muncul saat batuan terinduksi oleh energi listrik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui batuan, dan batuan itu menyimpan induksi untuk sememtara (Nurhakim, 2006). Jadi metode Induksi Polarisasi adalah metode yang didasarkan atas fenomena polarisasi yang terjadi di dalam suatu medium batuan.Metode Induksi Polarisasi (IP) digunakan dalam eksplorasi logam dasar karena adanya fenomena polarisasi yang terjadi di dalam suatu medium batuan. Fenomena polarisasi tersebut menandakan adanya kandungan logam di bawah permukaan yang tidak dapat terdeteksi dengan baik jika hanya menggunakan metode geolistrik resistivitas. Sehingga, dalam eksplorasi logam dasar umumnya dilakukan dengan menggabungkan dua metode yaitu metode IP dan

resistivitas (Telford, 1990). Ilustrasi fenomena induksi polarisasi dapat digambarkan sebagai berikut (Gambar 3), arus searah (DC) dialirkan melalui rangkaian empat elektroda dan dimatikan secara tiba-tiba, potensial yang tertangkap pada elektroda potensial tidak turun langsung menjadi nol namun arus turun secara perlahan yang disebut dengan potential decay.1. Fenomena Induksi Polarisasi

Metode IP adalah salah satu metode geofisika dan sedang berkembang pesat terutama dalam bidang tehnik pertambangan yaitu eksplorasi mineral ekonomis dan geofisika lingkungan. Metode IP pada dasarnya merupakan pengembangan dari metode geolistrik tahanan jenis dan mampu memberikan informasi tambahan ketika tidak ditemukan kontras tahanan jenis yang memadai. Metode ini memiliki teknis pengukuran yang tidak jauh berbeda dengan pengukuran tahanan jenis.Metode IP menggunakan efek polarisasi terinduksi sebagai dasar kerjanya. Efek polarisasi terinduksi dapat diilustrasikan dengan menggunakan empat elektroda, dimana pada elektroda arus (C1 dan C2) dialiri arus listrik searah (DC) maka pada elektroda potensial (P1 dan P2) akan terukur beda potensial (V), sebagaimana diilustrasikan dalam Gambar 3. Ketika aliran arus pada elektroda arus dihentikan, maka nilai beda potensial antara kedua elektroda potensial tidak secara langsung bernilai 0 kembali, melainkan secara perlahan-lahan mengalami penurunan sehingga bernilai 0. Medium yang mengalami efek tersebut dinamakan medium yang dapat terpolarisasi (polarisable medium).2. Sumber Polarisasi

Polarisasi pada suatu medium dapat terjadi karena adanya penyimpan energi saat medium dialiri arus listrik. Secara teoritis, bentuk energi yang tersimpan pada medium dapat berupa energi mekanik (elektrokinetik) dan energi kimia (elektrokimia). Penyimpanan energi secara elektrokimia ini dapat diakibatkan oleh :1) Variasi mobilitas ion dalam fluida yang terkandung pada medium.

2) Variasi antara jalur penghantaran secara elektronik, hal ini terjadi jika di dalam medium terdapat mineral logam.

Efek elektrokimia disebut sebagai polarisasi elektroda atau over voltage effect. Efek ini biasanya lebih besar dibandingkan efek polarisasi membran, dimana besarnya sangat tergantung pada kandungan mineral logam yang ada dalam medium batuan (Telford , 1990).

D. Polarisasi Elektroda

Model penampang melintang sebuah batuan dalam skala mikroskopis dan terdapat larutan elektrolit yang mengisi pori pori batuan tersebut diasumsikan dengan Gambar 5. Dalam hal menghantarkan arus listrik, larutan elektrolit yang mengisi pori-pori batuan merupakan media yang baik untuk menghantarkan arus listrik. Jika terdapat partikel partikel mineral yang bersifat logam terdapat pada jalur pori pori batuan, maka partikel partikel mineral yang bersifat logam akan menghambat aliran arus listrik dalam bentuk akumulasi ion positif dan ion negatif saat arus diinjeksikan yang diasumsikan pada Gambar 5. Namun jika tidak terdapat partikel partikel mineral yang bersifat logam pada jalur pori pori batuan, maka saat arus diinjeksikan ion negatif dan ion positif dapat mengalir dengan lancar.Saat arus yang diinjeksikan dihentikan maka ion - ion yang mengalir akan berhenti bergerak dan kembali ke posisi stabil awalnya. Hal yang sama juga terjadi pada ion ion yang tertahan dalam bentuk akumulasi. Perbedaannya terdapat pada waktu tempuh menuju posisi stabilnya. Waktu tempuh ion ion yang mengalir kembali ke posisi stabil jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan ion ion yang tertahan. Maka ion ion yang tertahan inilah yang mendominasi beda potensial yang terukur setelah injeksi arus dimatikan tidak langsung nol tetapi perlahan-lahan turun (Telford, 1990).

III. METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan adalah bersifat penelitian terapan, sebab pada penelitian ini menerapkan konsep fisika tentang hukum Ohm pada metoda geolistrik Induksi Polarisasi untuk Memetakan sebaran emas di Kenagarian Padang Sibusuk Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung.Penerapan konsep hukum ohm pada metoda geolistrik induksi polarisasi adalah dengan melihat efek polarisasi terinduksi. Efek polarisasi terinduksi dapat diilustrasikan dengan menggunakan konfigurasi empat elektroda dalam pengukuran tahanan jenis, dimana pada elektroda arus (C1 dan C2) dialiri arus listrik searah (DC) maka pada elektroda potensial (P1 dan P2) akan terukur beda potensial (V). Ketika aliran arus pada elektroda arus dihentikan, maka nilai beda potensial antara kedua elektroda potensial tidak secara langsung bernilai 0 kembali melainkan secara perlahan-lahan mengalami penurunan sehingga bernilai 0. Selanjutnya diperoleh data pengukuran berupa beda potensial primer (Vp), beda potensial sekunder (Vs) dan waktu peluruhan, kemudian data diolah berdasarkan teori dasar yang dikemukakan.

B. Variabel Penelitian

Variabel adalah segala sesuatu yang akan diteliti oleh peneliti dan variable juga diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai variasi nilai. Variabel dalam penelitian ini terbagi menjadi 2 macam, yaitu variable bebas dan variable terikat (Nasir,1983). Variabel bebas merupakan variabel yang besarnya dapat berubah dan mempengaruhi munculnya variabel lainnya. Adapun variabel bebas dalam

penelitian ini adalah I (kuat arus) dan beda potensial (V). Sedangkan variabel terikat adalah variabel yang tergantung pada variabel bebas atau variabel yang muncul akibat oleh variabel bebas. Adapun variabel terikat dalam penelitian ini adalah harga tahanan jenis (rho) dan tahanan jenis semu (apparent resistivity) (a), chargeability (M), frekuensi efek (PFE) dan metal faktor (MF).

C. Teknik Pengambilan Data

Survey lokasi penelitian perlu dilakukan untuk mengetahui secara pasti lokasi tersebut, selanjutnya dilakukan penentuan titik-titik pengukuran (spasi) untuk memudahkan pengukuran. Setelah alat dipasang sesuai dengan prinsip kerja alat, terlebih dahulu alat harus dikalibrasi untuk mengetahui apakah alat berfungsi dengan baik. Selanjutnya pengukuran dilakukan pada spasi-spasi yang telah ditentukan untuk memperoleh variasi nilai tahanan jenis pada setiap titik spasi pengukuran. Langkah kerja untuk melakukan pengukuran adalah sebagai berikut:1. Menghubungkan accu dengan alat ukur ARES

2. Menghidupkan alat dengan menekan tombol ON

3. Memilih metoda pengukuran yang tersedia beserta konfigurasinya, dalam hal ini metode IP dengan konfigurasi Dipole-dipole4. Melakukan pengukuran

5. Melakukan pengukuran pertama IP dimulai pada frekuensi 50 Hz atau 60

Hz setelah pulsa arus dimatikan.

6. Menggunakan Tegangan 100 mv untuk IP, Tegangan ini berguna untuk mendapatkan pengukuran yang bagus selama pengurangan pulsa eksponensial.7. Perhitungan kesalahan pengukuran (standar deviasi), paling kurang digunakan 4 pulsa untuk satu titik pengukuran.8. Apabila standar deviasi pada titik pengukuran besar dari standar deviasi maksimum, maka pengukuran harus di ulang lagi. Standar deviasi yang diperbolehkan paling besar 10%9. Data hasil pengukuran dikirim ke PC melalui software ARES

10D. Pengolahan Data

Pengolahan data adalah suatu tahapan merubah data primer menjadi suatu data yang dapat menggambarkan kondisi bawah permukaan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak. Pengolahan data dilakukan dengan mendownload data yang tersimpan pada alat geolistrik ARES (Automatic Resistivity System) dengan menggunakan software ARES v5.1 ke PC, data yang telah didownload kemudian di ekspor ke MS Excel selanjutnya diolah menggunakan software RES2DINV