TEKNIK EKSPLORASI -06

EKSPLORASI GEOKIMIA

Goldschmidt :• Distribusi unsur (deskripsi) • Prinsip distribusi (interpretasi)

pengukuran secara sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia

• anomali geokimia : konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia).

metode :

menggunakan pola dispersi mekanis : mineral yang relatif stabil (seperti: emas, platina, kasiterit, kromit, mineral tanah jarang)

menggunakan pola dispersi kimiawi : Pola ini kurang terlihat seperti pada pola dispersi mekanis, karena unsur-unsurnya dapat membentuk pola :

memiliki mineralogi yang berbeda pada endapan bijihnya (contohnya: serussit dan anglesit terbentuk akibat pelapukan endapan galena)

dapat terdispersi dalam larutan (ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari endapan kalkopirit)

bisa tersembunyi dalam mineral lain (contohnya Ni dalam serpentin dan lempung yang berdekatan dengan sutu endapan pentlandit)

bisa teradsorbsi (contoh : Cu terabsorbsi pada lempung) bergabung dengan material organik (contohnya Cu dalam tumbuhan

atau hewan)

Lingkungan Geokimia

Lingkungan geokimia primer : lingkungan di bawah zona pelapukan yang 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 temperatur rendah, tekanan rendah, sirkulasi fluida bebas, dan melimpahnya O2, H2O dan CO2

Mobilitas unsur : kemudahan unsur bergerak dalam lingkungan geokimia tertentu

contohnya: Rn (gas mulia) : dipakai sebagai petunjuk dalam prospeksi endapan Uranium

Mobilias unsur akan berbeda dalam lingkungan yang berbeda

F bersifat sangat mobil dalam proses pembekuan magma, namun akan sangat tidak mobil dalam proses metamorfose dan pembentukan tanah, bila masuk ke air akan menjadi sangat mobil kembali

Unsur yang berbeda dalam suatu endapan bisa memiliki mobilitas yang sangat berbeda

Contoh : • Pb dan Zn sangat sering terdapat bersama-sama (berasosiasi) di

dalam endapan bijih, sedangkan dalam lingkungan pelapukan Zn jauh lebih mobil daripada Pb, sehingga Pb yang tertinggal akan memberikan anomali pada zona mineralisasinya.

• Emas yang tahan terhadap larutan akan tertinggal 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

Unsur Penunjuk Adalah suatu unsur yang jumlahnya atau pola penyebarannya dapat

dipakai sebagai petunjuk adanya mineralisasi

Alasan penggunaan unsur penunjuk : Unsur ekonomis yang diinginkan sulit dideteksi atau dianalisis Unsur yang diinginkan deteksinya mahal Unsur yang diinginkan tidak terdapat dalam materi yang diambil

Contoh : Emas kelimpahannya kecil dalam bijih, shg pola dispersinya kurang

dari batas minimal yang dapat dianalisis, sedang Cu, As, atau Sb dapat berasosiasi dengan emas dalam kelimpahan yang relatif besar

Background :

Kelimpahan dari unsur khusus di dalam batuan barren disebut background, namun tak ada unsur yang memiliki background yang seragam dalam batuan tertentu

Contoh : Ni dalam granitoid kira-kira 8 ppm dan relatif seragam Ni dalam shale berkisar antara 20 - 100 ppm Ni dalam batuan beku mafik sekitar 160 ppm dan relatif tidak

seragam Ni dalam batuan beku ultramafik sekitar 1200 ppm dengan

variasi yang besar.

anomali geokimia : nilai di atas background yang diharapkan berhubungan dengan endapan bijih• nilai ambang/nilai batas untuk menentukan anomali disebut

threshold : nilai rata-rata plus dua standar deviasi

Komponen eksplorasi geokimia : Material (sample) sampling (pengambilan conto) Pola pengambilan sample analisis interpretasi

Saling terkait satu sama lain, kesalahan satu komponen menyebabkan hasil eksplorasi salah

Survey geokimia : Survey regional dengan tujuan mencari jalur mineralisasi Survey lokal untuk mengidentifikasi daerah target Survey kekayaan untuk menentukan batas daerah termineralisasi Survey deposit untuk menentukan lokasi dari badan bijih individual

Survey orientasi :• pekerjaan ini dimulai dari mineralisasi yang telah dikenal yang

representatif pada daerah mineralisasi dilanjutkan menjauhi untuk mendapatkan background

• Sampling minimal dari dua lintasan pada daerah mineralisasi dan background

Pemilihan Metode

1) Komposisi badan bijih akan menentukan unsur yang dapat digunakan

Contoh : Cu sangat ideal untuk endapan tembaga, tapi As sangat berguna

dalam pencarian mineralisasi emas. Dispersi Cu bisa hidromorfik dan mekanis, sedangkan timah putih

hampir selalu mekanis sebagai butiran kasiterit

2) relatif dari target (badan bijih) bijih yang tersingkap tersingkap sebagian tertimbun batuan penutup yang lebih

muda tertutup dalam batuan induknya

(blind ore)

Tipe Survey Geokimia

Survey Sedimen Sungai Aktif (Stream Sediment)

digunakan untuk program penyelidikan pendahuluan, khususnya pada daerah yang medannya sulit. dilakukan bersamaan dengan pengamatan dari float dan batuan dasar yang tersingkap

Prospeksi mineral berat tanpa analisis kimia Analisis konsentrasi mineral berat Analisis fraksi halus Analisis beberapa fraksi selain fraksi halus

Prospeksi Mineral Berat untuk endapan yang mengandung mineral resisten seperti: kromit,

kasiterit, emas, platina, mineral tanah jarang, rutil, sirkon, turmalin, garnet, silimanit, kianit dsb

Material : kerakal dengan diameter rata-rata 5 cm Metode yang umum adalah pendulangan atau dengan meja Wilfey Spasi conto bervariasi antara satu per 50 – 100 km2 sampai l satu per

0,5 km2.

Analisis konsentrat mineral berat dari sedimen

Konsentrat mineral berat yang diperoleh dianalisis unsur jejaknya untuk mengetahui mineral asalnya

Misal pirit dipisahkan dan dianalisis Cu-nya. Pirit dari endapan Cu dapat mengandung 1100–1700 ppm Cu, pirit dari endapan Au mengandung 40–480 ppm Cu, dan pirit dari batubara mengandung 100 -120 ppm Cu.

Analysis fraksi halus sedimen sungai aktif harus dilakukan pada sungai kecil banyak digunakan di daerah yang

drainagenya cukup besar dan mengalami erosi aktif. dilakukan pada sungai kecil kerapatan conto diambil satu per 2 –10 km2 untuk survey regional,

dan satu per 0,5 – 2 km2 untuk survey lebih detil conto diambil dari muatan dasar sungai yang bergerak Ukuran umumnya fraksi pasir halus dan silt sampai clay (fraksi –80

mesh ) Berat material 80 – 120 gram sedimen

Penyajian : mengeplot semua sungai yang ada di

daerah penyelidikan dan mengeplot nomor conto dan nilainya.

dilakukan pemilihan background dan threshold

Lokasi conto ditandai dengan titik hitam, ukurannya menunjukkan kandungan logamnya atau menebalkan sungai yang kandungannya logamnya lebih tinggi

Survey Tanah• tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam

perbedaan level background yang jelas• Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali dapat terjadi jika conto

tidak berhasil menembus zona pelindian.• Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau

empat persegi panjang. • Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x

200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil.

• Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik

• conto dikeringkan menggunakan matahari atau alat pengering. Jika conto sudah kering, digerus dan diayak.

• Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm)

• Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan.

• grid penyelidikan pendahuluan umumnya 500x200 m, dapat ditingkatkan pada survey yang lebih detil.

Survey Batuan

dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih jika

Untuk meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl)

untuk endapan yang luas berkadar rendah (contoh endapan Cu disseminated atau endapan Sn disseminated)

Survey Air Analisis air dari sungai, mata air, danau, rawa sumur, dan sumur bor.

Keterbatasannya adalah rendahnya konsentrasi, serta fluktuasi yang cepat akibat variasi musim (perlu diperhatikan debit air saat pengambilan).

Air danau dan sungai memperlihatkan kandungan padatan terlarut yang lebih bervariasi, karena adanya penambahan air permukaan yang besar dan tiba-tiba.

akan merubah pH, Eh, dan lingkungan kimia dalam jarak yang sangat pendek

Conto diambil di lapangan dengan botol plastik yang bersih (250 – 500 ml)

Untuk praktisnya, conto diasamkan dengan dua atau tiga tetes asam nitrit bebas logam untuk mencegah pengendapan logam

Jika diperlukan pengukuran pH dan Eh atau penentuan substansi yang mungkin dipengaruhi oleh asam, maka perlu diambil conto duplikat atau melakukan pengukuran ditempat.

Survey Biogeokimia

akar tanaman menunjam jauh ke dalam tanah dan mengambil makanan dari batuan dasar yang lapukContoh : tanaman teh memperlihatkan batas-batas anomali Ni di Australia Barat

Kegunaan : Prospeksi di daerah yang tanah penutupnya tertranspor Prospeksi di daerah berawa Prospeksi di daerah yang vegetasinya sangat rapat

Konsentrasi unsur dapat dibagi menjadi tiga kelompok : unsur biogenik mencakup H, C, N, P, dan S, merupakan unsur

pembangun jaringan tanaman. Konsentrasinya di atas konsentrasi unsur-unsur tsb dalam tanah.

unsur jejak yang diperlukan utuk pertumbuhan yang sehat, terdiri dari B, Mg, K, Ca, Mn, Fe, Cu dan Zn yang konsentrasinya dalam tanaman hampir sama dengan dalam tanah

unsur yang tidak diperlukan atau unsur toksik, antara lain Pb, Sr, HG, Be, U, NI, Cr, Ag, Sn. Dan Se.

Pada tanah dengan konsentrasi Pb, Cu, Hg dan Ni tinggi, pertumbuhan vegetasi terhambat.

Ada tanaman yang toleran terhadap konsentrasi toksik yang tinggi, adapula yang membutuhkan unsur toksik untuk dapat mulai tumbuh. (tanaman indikator).

Contohnya adalah bunga tembaga di Zambia dan tanaman Selenium di Amerika. Kehadiran bunga tembaga menjadi indikasi konsentrasi Cu ratusan sampai ribuan ppm. Tanaman selenium menjadi indikator yang baik untuk mineralisasi uranium karena Se sering menyertai U.

Daun yang menguning (chlorosis) dapat disebabkan oleh konsentrasi unsur Cu, Zn, Mn dan Ni.

Material tanaman yang dikumpulkan dijadikan abu, untuk menghilangkan unsur biogenik penyusun jaringan. Abu umumnya mencapai 1-3% berat. anomalinya di dalam abu akan lebih mudah dideteksi karena konsentrasinya tinggi.

pengabuan pada temperatur 450 - 500 C. Temperatur ini terlalu tinggi untuk Sb, Hg , Se, dan Te, sehingga perlu menggunakan metode pengabuan basah

sedikitnya diperlukan 300 gram material dari tiap tanaman. Tanaman muda dan kurus umumnya memberikan hasil yang paling baik

Survey Gas• untuk mencari anomali unsur volatil di sekitar bijih, difokuskan pada

pendeteksian gas Hg di sekitar berbagai endapan bijih• Melalui Suatu filter yang dapat menangkap uap Hg untuk kemudian

dianalisis• dapat dilakukan dekat permukaan, dalam tanah, atau dengan pesawat

yang terbang rendah

Keterbatasan metode :• Konsentrasi gas yang diukur umumnya rendah• Sulit menentukan lokasi anomali yang akurat• Peka terhadap kondisi cuaca• Memerlukan endapan bijih yang mengandung Hg yang cukup

Tipe lain adalah mendeteksi gas-gas radiogenik seperti Rn, He, dan Xe dalam prospeksi U dan Th

Metode Analitis• tidak perlu mengutamakan akurasi tinggi, yang penting cepat, tidak

mahal dan sederhana• AAS (atomic absorpsion spectrometry) merupakan teknik yang

paling banyak dipakai dalam analisis unsur tunggal standar• Plasma emission spectrometry menganalisis 12 unsur utama (Cu, Pb,

Zn, Ag, W, Sb, Ba, Ni, Mn, Fe, Cr, Sn) dan 10 unsur penyerta (V, P, As, Mo, B, Be, Cd, Co, Ni, Y).

• Optical emission spectrometry yang langsung dibaca• Metode lain untuk radiogenik adalah aktivasi neutron, radiometri dan

potensiometri

Pengolahan data berdasarkan :• Hasil analisis dari laboratorium• Koordinat conto• Observasi lapangan

Statistik :• Analisi univariate atau analisis elementer memungkinkan

perangkuman karakteristik dari distribusi unsur baik melalui penghitungan maupun secara grafis.

• Analisis bivariate terdiri dari analisis dua karakter, baik dengan grafik ataupun perhitungan koefisien korelasi

• Analisis multivariate terdiri daribeberapa karakter sekaligus

Penyajian hasil :• peta data mentah• peta nilai anomali dengan menggunakan pola yang berbeda• peta dari background geokimia lokal