17

Bab III Landasan Teori 3.1 Pelapukan

Batuan beku yang terdapat di daerah penelitian pada awalnya terbentuknya

berada jauh di kerak samudera serta pada kondisi tekanan dan temperatur yang

tinggi. Dengan terjadinya tektonik pada kerak samudera, maka batuan tersebut

terangkat dan tersingkap di permukaan bumi.

Batuan dasar yang terdapat di permukaan hampir semuanya telah berubah.

Disebabkan karena tekanan dan temperatur pada permukaan bumi berbeda dengan

tekanan dan temperatur pada awal pembentukannya, maka secara perlahan-lahan

batuan tersebut akan mengalami perubahan untuk mencapai kesetimbangan yang

baru. Pelapukan pada batuan merupakan proses perubahan fisik maupun kimia

batuan, proses ini terjadi akibat perubahan lingkungan.

Proses pelapukan pada batuan dapat dibedakan menjadi dua yaitu pelapukan

mekanik dan pelapukan kimia.

Pelapukan Mekanik

Pelapukan mekanik terjadi karena perubahan fisik, dimana tidak ada perubahan

kimia pada batuan tersebut. Disebabkan karena perbedaan temperatur yang besar

pada waktu siang dan malam, maka batuan tersebut akan mengalami ketegangan-

ketegangan yang menyebabkan batuan tersebut pecah.

Pelapukan Kimia

Pelapukan kimia merupakan proses yang mengubah struktur dalam mineral

dengan pengurangan atau penambahan unsur pada mineral tersebut. Batuan yang

mengalami pelapukan kimia akan terjadi perubahan komposisi mineral pada

batuan tersebut.

18

Proses pelapukan yang terjadi pada daerah penelitian didominasi oleh proses

pelapukan secara kimia. Pelapukan tersebut telah mengubah komposisi mineral

batuan pada awal pembentukan menjadi mineral baru. Dalam proses pelapukan,

air menjadi media yang sangat penting dalam mengubah komposisi mineral. Air

akan mengoksidasi mineral dalam batuan yang dilaluinya.

Batuan dasar di daerah penelitian adalah peridotit, merupakan batuan ultrabasa

yang mengandung mineral olivine. Pada daerah tropis, mineral olivine sangat

tidak stabil sehingga lapuk dan mengalami perubahan komposisi mineral. Mineral

olivine terdekomposisi membentuk mineral lain yang kaya akan mineral ekonomis

seperti nikel, besi, dan kobalt.

3.2 Genesa Nikel Laterit

Proses terbentuknya endapan nikel sekunder (laterit) dimulai dengan proses

pelapukan pada batuan peridotit. Batuan tersebut banyak mengandung olivin,

magnesium silikat, dan besi silikat yang pada umumnya mengandung 0.3 % nikel.

Batuan peridotit sangat mudah terpengaruh oleh proses pelapukan di mana

airtanah yang kaya CO2 yang berasal dari udara luar dan tumbuh-tumbuhan

akan menghancurkan olivin. Penguraian olivine, magnesium, besi, nikel, dan

silikat ke dalam larutan, cenderung membentuk suspensi koloid dari partikel-

partikel silika.

Larutan besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri

hidroksida. Endapan tersebut akan menghilangkan air dengan membentuk

mineral-mineral seperti goethite (FeO(OH)), hematite (Fe2O3), dan kobalt,

sehingga besi oksida mengendap dekat dengan permukaan air tanah.

Magnesium dan nikel silikat tertinggal di dalam larutan selama air tanah bersifat

asam, tetapi jika bereaksi dengan batuan dan tanah maka zat-zat tersebut

cenderung mengendap sebagai hidrosilikat.

19

Adanya erosi air tanah asam dan erosi di permukaan akan melarutkan

mineral-mineral yang telah terendapkan. Zat-zat tersebut terbawa ke tempat yang

lebih dalam, sehingga terjadi pengayaan pada bijih nikel. Kandungan nikel pada

saat terendapkan akan semakin bertambah banyak, dan selama itu magnesium

tersebar pada aliran air tanah. Proses pengayaan bersifat kumulatif, di mana proses

dimulai dari batuan yang mengandung 0.25 % nikel, sehingga akan menghasilkan

1.5 % bijih nikel.

Keadaan tersebut di atas merupakan kadar nikel yang sudah dapat ditambang, di

mana waktu yang diperlukan untuk proses pengayaan tersebut mungkin dalam

beberapa ribu tahun atau bahkan berjuta-juta tahun. Nikel laterit yang mempunyai

kadar paling tinggi terdapat pada dasar zone pelapukan dan diendapkan pada

rekahan di bagian atas dari lapisan dasar batuan (bedrock). Nikel laterit terjadi

akibat dari proses pelapukan kimia pada kondisi iklim lembab dengan periode

waktu yang lama di mana kondisi tektoniknya stabil (Butt dan Zeegers, 1992)

Endapan nikel laterit terdapat pada lapisan bumi yang kaya akan besi. Pembagian

yang sempurna dari besi dan nikel ke dalam zone-zone yang berbeda belum

diketahui. Pengayaan besi dan nikel terjadi melalui pemindahan magnesium dan

silika. Besi di dalam banyak berbentuk mineral ferri oksida yang pada umumnya

membentuk gumpalan (disebut limonit). Endapan nikel dapat ditunjukkan dengan

adanya jenis limonit tersebut atau sebagai nickel ferrous iron ore. Hal tersebut

berlawanan dengan nikel bertipe silikat (yang kadang-kadang disebut sebagai bijih

serpentin) di mana pemisahan nikel dan besi lebih baik.

Pelapukan akan melarutkan silikat dan unsur-unsur logam dari batuan induk akan

menghasilkan bijih nikel limonit. Nikel silikat banyak terbentuk di daerah

beriklim tropis seperti Indonesia dan Kaledonia Baru. Daerah tersebut dengan

curah hujan cukup tinggi dan banyak tumbuh-tumbuhan yang teruraikan sehingga

menimbulkan asam organic dan CO2 pada air tanah.

20

Gambar 3.1 Skema pembentukan nikel laterit (Darijanto, 1988)

3.3 Klasifikasi Nikel laterit

Klasifikasi nikel laterit berdasarkan perubahan kandungan mineral, dapat

dibedakan menjadi 3 tipe (Brand et al, 1998):

Sedikit pelindiaan pada zona limonit selama musim hujan

Kosentrasi residu Fe dan Chromait Ni pada Geothit Al-oxida, Mineral lempung

Mn-hydroxida (+CO) Cr-spinel

Penguapan, pengendapan Si, Al selama musim kering

Larutan yang naik akibat kapila-ritas

ZONA PELINDIAN Silikat yang mengandung Ni

terobah Mg, Si dan Nikel larut

Pengendapan kembali Ni, Mg, Si Pada celah-celah mis : Sebagai : - garnierit - krisopras

Sebagian Mg mengendap kembali sebagai kosentrasi celah pada batuan asal sebagai : - magnesit - serpentinit

PERIDOTIT - SERPENTINIT

SERPENTINISASI

ULTRABASA

AIR HUJAN YANG KAYA CO2

Pengurangan Larutan yang mengandung Ni, Mg, Si

Pembawa Larutan yang mengandung Ni, Mg, Si

21

3.3.1 Endapan silikat hydrous (Hydrous silicate deposits)

Endapan silikat hydrous ini adalah endapan nikel laterit yang mempunyai kadar

Ni paling tinggi yang berkisar 1,8 - 2,5%, saprolit bagian bawah merupakan

horison bijih (ore) sedangkan mineral bijih adalah silikat Mg-Ni hydrous. Tipe ini

dibentuk oleh alterasi mineral primer batuan seperti serpetin dan garnerit. 3.3.2 Endapan silikat lempung (Clay silicate deposits)

Dalam endapan ini, terjadinya pelapukan oleh air tanah Si akan terurai sebagian,

sebagian lagi bergabung dengan Fe. Ni dan Al akan membentuk mineral lempung

(clay) seperti nontronite dan saponite, biasanya terdapat di bagian atas saprolit

dan protolith. Serpentin yang kaya akan Ni juga dapat digantikan oleh smektit

atau kuarsa jika di pengaruhi oleh air tanah yang cukup lama. Kandungan Ni rata-

rata 1.0-1.5%. 3.3.3 Endapan oksida (Oxside deposits)

Enpadan laterit oksida, atau dikenal juga sebagai endapan limonit. Ni banyak

mengandung oksida Fe, terutama geothite. Terdapat juga oksida Mn yang

diperkaya dalam Co, dimana kandungan Ni rata-rata 1,0-1,6%.

Gambar 3.2 Klasifikasi nikel laterit berdasarkan perubahan kandungan mineral

(Brand et al, 1998)

22

3.4 Faktor Genesa Pembentukan Nikel Laterit

Komposisi Protolith

Protolith untuk endapan Ni laterit didominasi oleh batuan ultramafik yang

mengandung kadar olivin forsteritik yang tinggi dengan kandungan Ni antara 0.2

dan 0.4 % berat. Beberapa endapan kecil terbentuk dari batuan sedimen, yang be-

rasal dari pelapukan batuan ultramafik. Jarang sekali, regolith pada tipe batuan

lain memiliki kandungan yang kaya nikel.

Protolith yang paling banyak dijumpai adalah peridotit harzburgitik yang seba-

gian atau seluruhnya telah mengalami serpentinisasi. Secara alami protolith me-

miliki kendali mendasar terhadap genesis (pembentukan) endapan. Pada umum-

nya, batuan ini secara mineralogi dan kimiawi memiliki komposisi terbatas, dan

mineral utamanya olivin, serpentin, dan piroksen (pyroxene) sangat rentan terha-

dap terhadap pelapukan dalam lingkungan tropis

Jenis endapan Ni laterit hanya sebagian yang dikontrol oleh litologi. Tiap jenis

dari ketiga kelas endapan dapat terbentuk pada peridotit, namun pada protolith

dunit, endapan oksida mendominasi. Nikel laterit pada batuan kaya-olivin yang

tidak mengalami serpentinisasi tidak terdokumentasi cukup baik, namun

cenderung membentuk endapan oksida dengan unit saprolitik yang tipis dan

berbatu. Protolith yang mengalami serpentinisasi sebagian atau keseluruhan

biasanya menghasilkan endapan saprolit yang lebih tebal, namun kadarnya

cenderung lebih rendah dengan meningkatnya alterasi (perubahan). Endapan

silikat lempung dilaporkan hanya ditemukan dari peridotit ter-serpentinisasi;

sejauh ini baru diidentifikasi memiliki potensi ekonomis. Serpentinisasi juga

berperan terhadap kar