Prinsip-Prinsip Geokimia EksplorasiGeokimia Eksplorasi 1 Sept 2010

Ulva Ria Irfan

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

definisigeokimia 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.

definisi Eksplorasi geokimia memfokuskan 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).

Prinsip dasarProspeksi/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 mis: emas, platina, kasiterit, kromit, mineral tanah jarang. Cocok digunakan di daerah yang kondisi iklimnya tidak terlalu dipengaruhi pelapukan kimiawi.

Prinsip dasar2. Metode yang didasarkan pada pengenalan pola dispersi kimiawi. Pola ini dapat diperoleh pada endapan bijih yang tererosi ataupun yang tidak tererosi, baik yang lapuk ataupun yang tidak lapuk. Pola dispersi kimia berbeda pada pola dispersi mekanis, karena unsur-unsurnya yang membentuk pola dispersi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor sbb :

Pola dispersi kimia memiliki mineralogi yang berbeda pada endapan bijihnya mis: serussit

dan anglesit terbentuk akibat pelapukan endapan galena dapat terdispersi dalam larutan, mis: ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari endapan kalkopirit dapat tersembunyi dalam mineral lain,mis: Ni dalam serpentin dan lempung yang berdekatan dengan endapan pentlandit. Dapat teradsorbsi, mis: Cu teradsosbsi pada lempung atau material organik pada aliran sungai, terbawa oleh airtanah yang melewati endapan kalkopirit. dapat bergabung dengan material organik, mis : Cu dalam tumbuhan atau hewan.

Daur geologiSemua endapan bijih adalah produk dari daur yang sama dengan proses-proses geologi, yang mengakibatkan terjadinya tanah, sedimen dan batuan.

Dispersi Geokimia Joyce (1984) mendefinisikan dispersi geokimia

sebagai proses total yang mencakup transportasi dan fraksinasi dari unsur-unsur. Rose et al (1979) mendefinisikannya sebagai proses

di mana atom-atom dan partikel-partikel bergerak menuju ke lokasi atau lingkungan geokimia yang baru.

dispersi Dispersi dapat terjadi secara mekanis mis :

pergerakan pasir di sungai dan Kimiawi, mis : disolusi, difusi dan pengendapan dalam larutan.

dispersiProses dispersi, selain dipengaruhi oleh tingkat mobilitas unsur yang terangkut, juga akan dipengaruhi oleh berbagai faktor yang berhubungan dengan media dispersinya, antara lain tingkat keasaman, yang selalu berubah tergantung lingkungan geokimianya. Sebagai contoh air hujan bersifat agak asam, tanah penutup sebagian bumi tingkat keasamannya sedang, air yang mengalir (termasuk sungai) umumnya netral, dan air laut bersifat alkali (Joyce, 1984).

Tingkat keasaman sangat penting untuk dipertimbangkan, karena di samping berhubungan dengan dispersi, juga berpengaruh terhadap tingkat mobilitas unsur. Untuk daerah-daerah di Indonesia yang beriklim tropis, berdasarkan hasil survei geokimia regional yang telah dilakukan oleh Departemen Pertambangan dan Energi - UNDP, sedimen sungai umumnya mempunyai tingkat keasaman yang netral, kecuali sungai-sungai yang melalui daerah batugamping (Johnson et al, 1986 dalam A. Djunuddin, 1998).

Dispersi

Dispersi geokimiaBerdasarkan hubungan dengan lingkungan geokimia, dispersi dibagi dalam dua kelompok, yaitu dispersi primer yang berhubungan dengan lingkungan geokimia primer (bawah permukaan) dispersi sekunder yang berhubungan dengan lingkungan geokimia sekunder (di permukaan).

dispersi Tipe dispersi mempengaruhi pemilihan metode pengambilan

conto, pemilihan lokasi conto, pemilihan fraksi ukuran dsb. Mis : dalam survey drainage , apakah conto diambil dari air atau sedimen? jika pada sedimen maka harus diketahui apakah pengendapan unsur yang dicari sensitif terhadap variasi pH (mis: adsorpsi Cu oleh lempung) atau kecepatan aliran sungai (mis : 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.

Lingkungan geokimia Lingkungan geokimia primer : lingkungan di bawah zona

pelapukan, dicirikan oleh tekanan dan temperatur yang besar, sirkulasi fluida yang terbatas dan oksigen bebas yang rendah. Lingkungan geokimia sekunder : lingkungan pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yang dicirikan oleh T rendah, P 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.

Klasifikasi Lingkungan geokimia berdasarkan perbedaan P, T dan sifat kimia (Rose et al (1979)

Lingkungan kedalaman (deep seated environment)

lingkungan yang meluas ke arah bawah, mulai dari level terendah yang dapat dicapai oleh sirkulasi air permukaan sampai ke level terdalam di mana batuan biasanya terbentuk.Ciri: proses-proses magmatik dan metamorfik yang dominan, temperatur dan tekanan yang tinggi, sirkulasi fluida terbatas, dan kandungan oksigen bebas yang relatif kecil. hipogen, primer, dan endogen.

Lingkungan permukaan (surficial environment)lingkungan di mana terjadi proses-proses pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yaitu di permukaan bumi, yang mencakup proses-proses yang terjadi setelah tubuh batuan terbentuk.

ciri : temperatur dan tekanan yang relatif rendah dan konstan, pergerakan solusi yang bebas, serta oksigen bebas, air, dan CO2 yang melimpah. supergen, sekunder, dan eksogen.

Mobilitas UnsurLevinson (1974) mendefinisikan mobilitas unsur sebagai suatu kondisi di mana suatu unsur tertentu dapat bergerak dengan mudah pada lingkungan geokimia. Mobilitas suatu unsur sangat bergantung pada kondisi lingkungan maupun jenis atau sifat kimia dari unsur tersebut. Andrews-Jones, 1968 (dalam Levinson, 1974) telah membuat tabel mobilitas relatif unsur pada lingkungan sekunder

Mobilitas unsur 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.

Mobilitas unsur Mobilitas unsur akan berbeda dalam

lingkungan yang berbeda, mis: F bersifat sangat mobil dalam proses pembekuan magma, 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.

Mobilitas unsur Unsur berbeda yang ditemukan dalam suatu endapan dapat

memiliki mobilitas yang sangat berbeda, sehingga mungkin tidak memberikan anomali yang sama secara spasial. Misalnya: Pb dan Zn sangat sering terdapat bersama-sama dalam endapan bijih di dalam lingkungan siliko-alumina, dan dalam lingkungan pelapukan Zn yang jauh lebih mobil daripada Pb akan mudah mengalami pelindian, sehingga Pb yang tertinggal akan memberikan anomali pada zona mineralisasinya.

Mobilitas unsur Emas yang tahan terhadap larutan akan tertinggal

dalam gossan Galena terurai perlahan dan menghasilkan serusit dan anglesit yang relatif tidak larut. oleh karena itu Pb cenderung tahan dalam gossan Mineral sulfida Cu, Zn dab Ag mudah terurai dan bermigrasi ke level yang lebih rendah membentuk bijih oksida yang kaya atau bijih supergen

Anomali Geokimia Bijih mewakili akumulasi dari satu unsur atau lebih

diatas kelimpahan yang dianggap normal. Kelimpahan dari unsur khusus di dalam batuan barren disebut background. tidak ada unsur yang memiliki background seragam, beberapa unsur memiliki variasi yang besar bahkan dalam jenis batuan yang sama.

anomaliContohnya background nikel: dalam granitoid kira-kira 8 ppm dan relatif seragam dalam shale berkisar antara 20 - 100 ppm dalam batuan beku mafik Ni rata-rata sekitar 160 ppm dan relatif tidak seragam dalam batuan beku ultramafik Ni rata-rata sekitar 1200 ppm dengan variasi yang besar.

Mobilitas relatif unsur pada lingkungan sekunder (Andrews-Jones, 1968 dalam Levinson, 1974)Mobilitas relatif Kondisi Lingkungan Oksidasi Sangat tinggi Cl,I,Br S,B Mo,V,U,Se,Re Ca,Na,Mg, F,Sr,Ra Zn Asam Cl,I,Br S,B Mo,V,U,Se,Re Ca,Na,Mg, F,Sr,Ra Zn Cu,Co,Ni, Hg,Ag,Au As,Cd Netral-Alkalin Cl,I,Br S,B Mo,V,U,Se,Re Ca,Na,Mg, F,Sr,Ra Reduksi Cl,I,Br S,B Ca,Na,Mg, F,Sr,Ra

Tinggi

Sedang

Cu,Co,Ni, Hg,Ag,Au As,Cd Si,P,K Pb,Li,Rb,Ba, Be,Bi,Sb,Ge, Cs,Tl Fe,Mn Al,Ti,Sn,Te,W, Nb,Ta,Pt,Cr,Zr, Th,rare earths

As,Cd

Rendah

Si,P,K Pb,Li,Rb,Ba, Be,Bi,Sb,Ge, Cs,Tl Fe,Mn Al,Ti,Sn,Te,W, Nb,Ta,Pt,Cr,Zr, Th,rare earths

Si,P,K Pb,Li,Rb,Ba, Be,Bi,Sb,Ge, Cs,Tl Fe,Mn Al,Ti,Sn,Te,W, Nb,Ta,Pt,Cr,Zr, Th,rare earths Zn Cu,Co,Ni, Hg,Ag,Au

Si,P,K Fe,Mn

Sangat rendah sampai immobil

Al,Ti,Sn,Te,W, Nb,Ta,Pt,Cr,Zr, Th,rare earths S,B Mo,V,U,Se,Re Zn Cu,Co,Ni, Hg,Ag,Au As,Cd Pb,Li,Rb,Ba, Be,Bi,Sb,Ge, Cs,Tl

Klasifikasi geokimia unsur berdasarkan sifat empiris & analoginya

dengan fase2 meteorit serta peleburan bijih (Goldschmidt, 1922; 1937)

SIDEROFIL unsur2 yg berafinitas rendah terhdp sulfur & oksigen serta lbh cenderung terkayakan atau terkonsentrasi pd fase metalik (logam); dominan berikatan logam. KALKOFIL unsur2 yg berafinitas kuat terhdp sulfur & terkonsentrasi pada fase sulfida; dominan berikatan kovalen. LITOFIL unsur2 yg berafinitas kuat terhdp oksigen & terkonsentrasi pd fase silikat; dominan berikatan ion. ATMOFIL unsur2 yg terkonsentrasi di atmosfir. BIOFIL unsur2 yg terkonsentrasi pd makhluk hidup.

Unsur Penunjuk Unsur penunjuk adalah suatu unsur yang jumlah

atau pola penyebarannya dapat dipakai sebagai petunjuk adanya mineralisasi. unsur-unsur memperlihatkan mobilitas yang berbeda karena dikontrol oleh perbedaan stabilitas dan oleh lingkungan tempat mereka bermigrasi, maka sering dilakukan penggunaan unsur penunjuk dalam prospeksi suatu unsur.

Alasan penggunaan unsur penunjuk antara lain: Unsur ekonomis yang diinginkan sulit dideteksi atau dianalisis Unsur yang diinginkan deteksinya mahal Unsur yang diinginkan tidak terdapat dalam materi yang diambil (akibat perbedaan mobilitas)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.

Tugas Masing-masing buat makalah tentang

Prinsip Dasar Geokimia Eksplorasi Buat kesimpulan hubungan antara prinsipprinsip dalam geokimia eksplorasi. Tugas dikumpulkan Rabu 22 sept 2010.

Selamat Berlebaran Maaf lahir & bathin

Sampai ketemu pada tgl 22 Sept, 2010