Prinsip Geokimia Eksplorasi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang 

Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi- komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3.

Eksplorasi atau prospeksi geokimia didefinisikan sebagai pengukuran sistematis terhadap satu atau lebih trace elements (unsur-unsur jejak) dalam batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air atau gas dengan tujuan untuk menentukan anomali-anomali geokimia.

Sedangkan anomali geokimia adalah konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih. Pembentukan anomali ini dihasilkan oleh mobilitas dan dispersi unsur-unsur yang terkonsentrasi dalam zona-zona mineralisasi.

Dari definisi di atas diketahui bahwa salah satu bagian dari eksplorasi/prospeksi geokimia adalah metoda sedimen sungai (stream sediment survey), di mana pengukuran, analisis, dan interpretasi dilakukan berdasarkan sampel-sampel sedimen sungai yang diambil secara sistematis.

	1

 

Konsentrasi-konsentrasi anomali dari unsur-unsur yang dideteksi dalam survei sedimen biasanya telah terpindahkan ke arah bawah (hilir), sehingga diperlukan metoda-metoda survei lain sebagai alternatif atau pelengkap, seperti metoda geokimia lainnya, geofisika, atau geologi tindak-lanjut. Sehubungan dengan hal tersebut, geokimia eksplorasi tidaklah secara langsung bertujuan untuk mencari mineralisasi, tetapi hanya mencari indikasi-indikasi (anomali) yang bisa dipakai sebagai acuan untuk menentukan daerah prospek mineralisasi. Olehnya itu bantuan dari data-data metoda survei lainnya sangat dibutuhkan, terutama data geologi.

1.2  Maksud dan Tujuan

            Maksud dan tujuan dari makalah ini untuk menjelaskan prinsip dasar geokimia eksplorasi.

BAB II

PRINSIP GEOKIMIA EKSPLORASI

2.1  Dispersi Geokimia

Dispersi 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).

2.2  Lingkungan Geokimia

Lingkungan 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.

2.3  Mobilitas Unsur

3

Mobilitas 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.

2.4   Unsur Penunjuk

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 dianalisis

2. Unsur yang diinginkan deteksinya mahal

3. Unsur yang diinginkan tidak terdapat dalam materi yang diambil (akibat    perbedaan mobilitas)

BAB III

POLA DISPERSI GEOKIMIA

3.1   Pengertian

Joyce (1984) mendefinisikan dispersi geokimia sebagai proses total yang mencakup transportasi dan/atau fraksinasi dari unsur-unsur, sedangkan Rose et al (1979) mendefinisikannya sebagai proses di mana atom-atom dan partikel-partikel bergerak menuju ke lokasi atau lingkungan geokimia yang baru.

3.2   Jenis Dispersi

3.2.1     Jenis Dispersi Berdasarkan Prosesnya

Berdasarkan prosesnya Joyce (1984) dan Chaussier (1987) membagi dispersi menjadi dua jenis, yaitu :

A.    Dispersi Mekanik

Dispersi mekanik (contohnya pergerakan butiran-butiran pasir dalam sungai) . 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.

B.     Dispersi Kimia

6

Dispersi kimia (contohnya dissolusi, difusi, dan presipitasi dalam larutan)  Pola ini dapat diperoleh baik pada endapan bijih yang tererosi ataupun yang tidak tererosi, baik yang lapuk ataupun yang tidak lapuk. Pola ini terlihat kurang seperti pada pola dispersi mekanis, karena unsur-unsurnya yang membentuk pola dispersi dapat :

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

b. Terdispersi dalam larutan (ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari endapan kalkopirit)

c. Tersembunyi dalam mineral lain (contohnya Ni dalam serpentin dan empung yang berdekatan dengan sutu endapan pentlandit)

d. Teradsorbsi (contohnya Cu teradsosbsi pada lempung atau material organik pada aliran sungai isa dipasok oleh airtanah yang melewati endapan kalkopirit)

e. Bergabung dengan material organik (contohnya Cu dalam tumbuhan atau hewan)

3.2.2        Pola Dispersi berdasarkan hubungannya

Pola dispersi berdasarkan hubungannya dengan lingkungan geokimia, beberapa ahli seperti Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Chaussier, 1987; dan A. Djunuddin, 1998 membagi dispersi ke dalam dua kelompok, yaitu :

A.    Dispersi primer

Dispersi 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.

B.     Dispersi sekunder

Dispersi 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.

Proses dispersi tersebut 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 ini 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 berkerjasama dengan UNDP, umumnya sedimen sungai mempunyai tingkat keasaman yang netral, kecuali sungai-sungai yang melalui daerah batugamping (Johnson et al, 1986 dalam A. Djunuddin, 1998).