EKSPLORASI BIJIH

                       EKSPLORASI BIJIH BESI (IRON ORE) DENGAN                                           METODA MAGNETIK

PENDAHULUAN

Teknologi eksplorasi sumber daya alam terus dikembangkan seiring dengan meningkatnya kebutuhan manusia akan sumber daya alam tersebut. Metoda geofisika merupakan metoda yang cukup ampuh untuk memetakan sumber daya alam tersebut di bawah permukaan bumi. Beberapa metoda geofisika yang telah banyak digunakan untuk ekplorasi sumber daya alam misalnya, seismik, gayaberat, geolistrik dan magnetik. Makalah ini akan membahas tentang kemampuan metoda magnetik untuk memetakan dan menghitung potensi bijih besi dibawah permukaan. Daerah penelitian adalah di kawasan Gunung Peben pulau Belitung, yang sebelumnya dikenal sebagai penghasil bijih timah. Daerah ini merupakan bagian dari gugus zona vulkanik-plutonik yaitu intrusi granit berumur Trias-Kapur yang mengandung mineral magnetik. Zona ini terbentang dari bagian Tenggara Benua Asia (Thailand) kemudian menerus ke Semenanjung Malayasia dan berakhir di kepulauan Bangka- Belitung.
          Dalam skala regional Asia Tenggara, penyebaran granit ditunjukan oleh paralel belt, seperti diperlihatkan pada Gambar 1a. Bagian pertama adalah granit di bagian Tenggara Indo-China dan Semenanjung M alayasia yang berumur Kapur Awal dan mengandung granit tipe “S”. Daerah ini termasuk ke dalam granit utama berumur Trias dan penyebarannya di Selatan Malayasia. Bagian Kedua adalah granit di bagian timur busur vulkanik-plutonik yang berumur Perm-Trias serta mengandung granit tipe “I” (Pitfield, 1987) seperti terlihat pada Gambar 1b.

Gambar 1

 a. Penyebaran batuan di Paparan Sunda bagian Tenggara (Katili, 1973).
 b. Pembagian granit berdasarkan umur (Cobbing et.al. 1986; 1992).

Batuan granit daerah penelitian dikelompokan ke dalam granit Tanjungpandan termasuk ke dalam granit tipe “S” (Pitfield, 1987), yang mengandung greisen yang kaya mineral kasiterit primer. Granit tipe ini terbentuk dari metamorposis kontak dengan larutan magma sisa yang menerobos kepermukaan. Granit yang menjadi sasaran penelitian ini adalah granit yang termineralisasi dengan kandungan mineral magnetit (Fe3O4), yang diperkirakan mengandung bijih besi 0.9 %. Selain itu mineral hematit (Fe2O3) dan limonit (2Fe2O3.3H2O). Mineral ini merupakan mineral pembawa bijih besi, berasal dari metamorfik kontak yang mengalami oksidasi dan tersebar disekitar Tanjungpandan, Simpangampat, Bukutumbang dan sekitarnya (Gambar 2). Dan mineral yang tidak mengalami mineralisasi berkedudukan sebagai wallrock (batuan induk) pada lokasi penelitian.

2.BATASAN MASALAH

Adapun batasan masalah yang saya jabarkan di dalam mengeksplorasi bijih besi ( IRON ORE ) adalah dengan menggunakan metode magnetik.

        BAB II

                            METODE PENELITIAN

            Penelitian ini dilakukan dengan tahapan-tahapan: studi pustaka, pemodelan sintetis, akuisisi data, pengolahan data dan interpretasi. Studi pustaka meliputi studi geologi daeah penelitian baik secara regional maupun lokal.

2.1 Pemodelan sintetik

           Pemodelan sintetik dilakukan untuk mengestimasi respon anomali magnetik di daerah penelitian dengan mengadopsi besaran-besaran yang diketahui dari studi pustaka. Respon anomali benda magnetik perlu dimodelkan karena respon anomali ini tidak hanya bergantung pada batuan bawah permukaan saja tetapi sangat dipengaruhi oleh deklinasi dan inklinasi suatu daerah.

Gambar 2.Lembar Peta Geologi daerah Belitung dan sekitarnya (Baharuddin, dkk. 1995).

         Pemodelan sintetik dibuat dalam model 2D dan 3D. Pemodelan dilakukan dengan pendekatan bentuk bodi berdasarkan Parasnis (1986), yaitu berbentuk thin-sheet (tipis) dan tick-sheet (tebal). Sdapun perhitungan anomali menggunakan software Mag2D dan UBC-Geophysical Inversion Facility (UBC-GIF) version 20030915. Input dari moleh ini adalah: deklinasi (D), inklinasi (I), intensitas magnetik, kedalaman (depth), sedangkan suseptibilitas (k), dan dip (kemiringan). Dari pemodelan sintetik ini dapat dilihat bahwa respon anomali sangat dipengaruhi oleh :
a) Inklinasi; amplitudo respon dengan inklinasi 00 cenderung negatif, inklinasi 450 cenderung simetris, dan inklinasi 900 cenderung positif.
b) Dip (kemiringan) benda mempengaruhi amplitudo secara signifikan demikian juga pengaruh kedalaman. Semakin dalam suatu benda maka akan memiliki amplitude yang makin kecil.
c) Suseptibilitas sangat mempengaruhi amplitudo, tetap tidak mempengaruhi muka dan bentuk gelombang induksi magnetik.

2.2 Akuisisi Data, Pengolahan dan Interpretasi

              Rangkaian kegiatan penelitian digambarkan seperti pada Gambar 3 di bawah ini. Akuisisi menggunakan 2 magnetometer, satu untuk mengukur medan tottalmagnetik disetiap statsiun pengukuran di lapangan, dan satu lagi digunakan untuk membaca variasi harian medan total magnet di base statsion. Medan magnetik observasi (Tobs) diukur pada setiap statsion yang tersebar diarea penelitian. Medan magnet IGRF adalah nilai referensi medan magnet di suatu tempat, merupakan nilai kuat medan magnetik ideal di suatu tempat di permukaan bumi tanpa adanya pengaruh anomali magnetik batuan. Variasi medan magnet harian disebut koreksi harian (TVH) diukur di base statsion. Jadi anomali magnetik di suatu tempat adalah :

ΔT = T obs – T IGRF ± T VH ……………………………………………………………………. (1)

Gambar 3. Diagram Alir penelitian

BAB III

  HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah medan magnetik observasi (Gambarr 4a) dikoreksi variasi harian dan koreksi IGRF, medan magnetik terkoreksi digambarkan pada Gambar 4b. Dari interpretasi kualitatif dari peta tersebut mperlihatkan anomali magnet besar (”high intensity”) bernilai positif (+) dan anomali magnet kecil (low intensity) bernilai negatif (-). Batuan granit yang mengandung bijih besi (iron ore) berasosiasi dengan anomaly magnet besar (+).

Gambar 4 a) Peta anomali magnetik sebelum di koreksi, danb) peta anomali magnetik setelah dikoreksi.

         Dari peta surface 3D (Gambar 5a dan 5b) memperlihatkan bentuk tubuh dari ’iron ore’ yang dapat teridentifikasi, masing-masing ditandai dengan tubuh A, B, C dan D. Dari survey geologi pada daerah tersebut menunjukan bodi ’iron ore’ menerobos (meng-intrusi) ke permukaan hingga elevasi 20 m sampai 40 m.

Gambar 5 a) peta anomali magnetik 3D, b) Peta relief tubuh iron ore masing-masing tubuh A, B, C dan D

        Gambaran intrusi ditunjukan pula oleh hasil ’inversi 3D’ seperti paga Gambar 6a dan 6b. Masing-masing menunjukan penyebaran suseptibilias batuan pada kedalaman 13 m dan 19 m.

Gambar 6.a) Peta suseptibitas hasil inversi 3D pada kedalaman 13 m, dan b) pada kedalaman 19 m

          Interpretasi kuantitatif dilakukan untuk menggambarkan bentuk tubuh ’iron ore’ di bawah permukaan berdasarkan anomali magnetik dan geologi. Interpretasi dilakukan dengan pemodelan ke depan (forward modeling) secara 2D dan 3D. Input parameternya adalah inklinasi dan deklinasi daerah tersebut, masing-masing -23.740 dan 0.770, dimana menurut hasil pemodelan sintetik kedua besaran ini dominan. Contoh penampang anomali magnetik dan bentuk tubuh ’iron ore’ bawah permukaan ditunjukan pada Gambar 7 dan Gambar 8.

Gambar 7. Penampang lintasan A-B (Baratlaut-Tenggara) dan tubuh ’iron ore’ hasil forward modeling masing-masing dengan (1) k = 0.5, (2) k = 0.5, (3) k = 0.55 dan (4) k = 0.6

          Gambar 8. Penampang lintasan C-D (Baratdaya-Timurlaut) dan tubuh ’iron ore’ hasil forward modeling masing-masing dengan (1) k = 0.4, (2) k = 0.4, (3) k = 0.4, (4) k = 0.4 (5) k = 0.4, (6) k = 0.4, (7) k = 0.45, (8) k = 0.5 dan (9) k = 0.45

         Gambaran kuantitatif lain ditunjukan pada Gambar 9. Memperlihatkan model geologi bawah permukaan yang di interpretasi dari data magnetik, litologi dan sampel batuan yang menerobos (meng-intrusi) ke permukaan.

         Gambar 9. Model Geologi berdasarkan lembar Peta Pulau Beltung, (a) perkiraan zona-zona intrusi dari peta anomali magnetik, (b) Penampang geologi arah Baratdaya-Timurlaut, (c) Penampang geologi arah Baratlaut-Tenggara.

         Berdasarkan penampang pada lintasan A-B dengan arah Baratdaya-Timurlaut dan lintasan C-D dengan arah Baratlaut-Tenggara memberikan gambaran tubuh ’granit’ berbentuk dike menerobos sampai elevasi antara 20 m – 40 m.

Gambar 10. Skema luasan area untuk menghitung volume tubuh bijih besi.

Adapun estimasi volume batuan granit yang mengandung ’iron ore’ ditunjukan oleh Gambar 10. Berikut ini adalah volume batuan granit berdasarkan perkiraan :

• Under pesimis : tubuh bijih besi hanya terdapat pada lokasi A saja. Dengan asumsi tubuh besi muncul dipermukaan 20 m dan luasan permukaan 50 x 150 m, maka volume A = (20 m) x (50 m x 150 m) = 150.000 m3. Dengan densitas batuan beku 3850 kg/m3, maka berat totalnya 577.500 ton.

• Pesimis : dengan asumsi bijih besi sampai kedalaman 20 m, maka lokasi B, C dan D diperkirakan memiliki volume masing-masing 146.000 m3, 42.500 m3 dan 39.000 m3 serta volume A 150.000 m3, maka volume total 377.500 m3 atau sekitar 1.433.375 ton.
• Optimis : dengan asumsi bijih besi bisa ditambang sampai kedalaman 40 m, maka volume A, B, C dan D msing-masing 300.000 m3, 293.000 m3, 85.000 m3, dan 78.000 m3. dengan demikian volume totalnya 756.000 m3 atau setara dengan berat 2.910.006 ton.

Bijih Besi

3.1. Mineral dan Bijih

Proses dan aktivitas geologi bisa menimbulkan terbentuknya batuan dan jebakan mineral. Yang dimaksud dengan jebakan mineral adalah endapan bahan-bahan atau material baik berupa mineral maupun kumpulan mineral (batuan) yang mempunyai arti ekonomis (berguna dan mengguntungkan bagi kepentingan umat manusia).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kemungkinan pengusahaan jebakan dalam arti ekonomis adalah :

1. Bentuk Jebakan

2. Besar dan volume cadangan

3. Kadar

4. Lokasi geografis

5. Biaya Pengolahannya

Dari distribusi unsur-unsur logam dan jenis-jenis mineral yang terdapat didalam kulit bumi menunjukkan bahwa hanya beberapa unsure logam dan mineral saja yang mempunyai prosentasi relative besar, karena pengaruh proses dan aktivitas geologi yang berlangsung cukup lama, prosentase unsur – unsur dan mineral-mineral tersebut dapat bertambah banyak pada bagian tertentu karena Proses Pengayaan, bahkan pada suatu waktu dapat terbentuk endapan mineral yang mempunyai nilai ekonomis:

Proses pengayaan ini dapat disebabkan oleh :

1. Proses Pelapukan dan transportasi

2. Proses ubahan karena pengaruh larutan sisa magma

Proses pengayaan tersebut dapat terjadi pada kondisi geologi dan persyaratan tertentu.

Kadar minimum logam yang mempunyai arti ekonomis nilainya jauh lebih besar daripada kadar rata-rata dalam kulit bumi. Faktor perkalian yang bisa memperbesar kadar mineral yang kecil sehingga bisa menghasilkan kadar minimum ekonomis yang disebut faktor pengayaan (” Enrichment Factor” atau ”Concentration Factor”).

Dari sejumlah unsur atau mineral yang terdapat didalam kulit bumi, ternyata hanya beberapa unsur atau mineral saja yang berbentuk unsur atau elemen tunggal (”native element”). Sebagian besar merupakan persenyawaan unsur-unsur daaan membentuk mineral atau asosiasi mineral.

Mineral yang mengandung satu jenis logam atau beberapa asosiasi logam disebut mineral logam (Metallic mineral). Apabila kandungan logamnya trelatif besar dan terikat secara kimia dengan unsur lain maka mineral tersebut disebut Mineral Bijih (ore mineral). Yang disebut bijih/ore adalah material/batuan yang terdiri dari gabungan mineral bijih dengan komponen lain (mineral non logam) yang dapat diambil satu atau lebih logam secara ekonomis. Apabila bijih yang diambil hanya satu jenis logam saja maka disebut single ore. Apabila yang bisa diambil lebih dari satu jenis bijih maka disebut complex-ore.

Mineral non logam yang dikandung oleh suatu bijih pada umumnya tidak menguntungkan bahkan biasanya hanya mengotori saja, sehingga sering dibuang. Kadang-kadang apabila terdapatkan dalam jumlah yang cukup banyak bisa dimanfaatkan sebagai hasil sampingan (”by-product’), misalnya mineral kuarsa, fluorit, garnet dan lain-lain. Mineral non logam tersebut disebut ”gangue mineral” apabila terdapat bersama-sama mineral logam didalam suatu batuan. Apabila terdapat didalam endapan non logam yang ekonomis, disebut sebagai ’waste mineral”.

Yang termasuk golongan endapan mineral non logam adalah material-material berupa padat, cairan atau gas. Material-material tersebut bisa berbentuk mineral, batuan, persenyawaan hidrokarbon atau berupa endapan garam. Contoh endapan ini adalah mika, batuan granit, batubara, minyak dan gas bumi, halit dan lain-lain.

Kadar (prosentase) rata-rata minimum ekonomis suatu logam didalam bijih disebut ”cut off grade”. Kandungan logam yang terpadat didalam suatu bijih disebut ”tenor off ore”. Karena kemajuan teknologi, khususnya didalam cara-cara pemisahan logam, sering menyebabkan mineral atau batuan yang pada mulanya tidak bernilai ekonomis bisa menjadi mineral bijih atau bijih yang ekonomis.

Jenis logam tertentu tidak selalu terdapat didalam satu macam mineral saja, tetapi juga terdapat pada lebih dari satu macam mineral. Misalnya logam Cu bisa terdapat pada mineral kalkosit, bornit atau krisokola. Sebaliknya satu jenis mineral tertentu sering dapat mengandung lebih dari satu jenis logam. Misalnya mineral Pentlandit mengandung logam nikel dan besi. Mineral wolframit mengandung unsur-unsur logam Ti, Mn dan Fe. Keadaan tersebut disebabkan karena logam-logam tertentu sering terdapat bersama-sama pada jenis batuan tertentu dengan asosiasi mineral tertentu pula, hal itu erat hubungannya dengan proses kejadian (genesa) mineral bijih.

Besi merupakan logam kedua yang paling banyak di bumi ini. Karakter dari endapan besi ini bisa berupa endapan logam yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainnya. Kadang besi terdapat sebagai kandungan logam tanah (residual), namun jarang yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Endapan besi yang ekonomis umumnya berupa Magnetite, Hematite, Limonite danSiderite. Kadang kala dapat berupa mineral: Pyrite, Pyrhotite, Marcasite, dan Chamosite.

Beberapa jenis genesa dan endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomis antara lain :

1. Magmatik: Magnetite dan Titaniferous Magnetite

2. Metasomatik kontak: Magnetite dan Specularite

3. Pergantian/replacement: Magnetite dan Hematite

4. Sedimentasi/placer: Hematite, Limonite, dan Siderite

5. Konsentrasi mekanik dan residual: Hematite, Magnetite dan Limonite

6. Oksidasi: Limonite dan Hematite

7. Letusan Gunung Api

Dari mineral-mineral bijih besi, magnetit adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematit merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi. Mineral-mineral pembawa besi dengan nilai ekonomis dengan susunan kimia, kandungan Fe dan klasifikasi komersil dapat dilihat pada Tabel dibawah ini:

3.2.Tabel mineral-mineral bijih besi bernilai ekonomis

Mineral	Susunan kimia	Kandungan Fe (%)	Klasifikasi komersil
Magnetit	FeO, Fe2O3	72,4	Magnetik atau bijih hitam
Hematit	Fe2O3	70,0	Bijih merah
Limonit	Fe2O3.nH2O	59 - 63	Bijih coklat
Siderit	FeCO3	48,2	Spathic, black band, clay ironstone

Sumber : Iron & Ferroalloy Metals in (ed) M. L. Jensen & A. M. Bafeman, 1981; Economic Mineral Deposits, P. 392.

Besi merupakan komponen kerak bumi yang persentasenya sekitar 5%. Besi atau ferrum tergolong unsur logam dengan symbol Fe. Bentuk murninya berwarna gelap, abu-abu keperakan dengan kilap logam. Logam ini sangat mudah bereaksi dan mudah teroksidasi membentuk karat. Sifat magnetism besi sangat kuat, dan sifat dalamnya malleable atau dapat ditempa. Tingkat kekerasan 4-5 dengan berat jenis 7,3-7,8.Besi oksida pada tanah dan batuan menunjukkan warna merah, jingga, hingga kekuningan. Besi bersama dengan nikel merupakan alloy pada inti bumi/ inner core. Bijih besi utama terdiri dari hematit (Fe2O3). dan magnetit (Fe3O4). Deposit hematit dalam lingkungan sedimentasi seringkali berupa formasi banded iron (BIFs) yang merupakan variasi lapisan chert, kuarsa, hematit, dan magnetit. Proses pembentukan dari presipitasi unsur besi dari laut dangkal. Taconite adalah bijih besi silika yang merupakan deposit bijih tingkat rendah. Terdapat dan ditambang di United States, Kanada, dan China. Bentuk native jarang dijumpai, dan biasanya terdapat pada proses ekstraterestrial, yaitu meteorit yang menabrak kulit bumi. Semua besi yang terdapat di alam sebenarnya merupakan alloy besi dan nikel yang bersenyawa dalam rasio persentase tertentu, dari 6% nikel hingga 75% nikel. Unsur ini berasosiasi dengan olivine dan piroksen. Penggunaan logam besi dapat dikatakan merupakan logam utama. Dalam kehidupan seharti-hari, besi dimanfaatkan untuk: Bahan pembuatan baja Alloy dengan logam lain seperti tungsten, mangan, nikel, vanadium, dan kromium untuk menguatkan atau mengeraskan campuran. Keperluan metalurgi dan magnet Katalis dalam kegiatan industri Besi radiokatif (iron 59) digunakan di bidang medis, biokimia, dan metalurgi. Pewarna, plastik, tinta, kosmetik, dan sebagainya

a.Besi primer

Proses terjadinya cebakan bahan galian bijih besi berhubungan erat dengan adanya peristiwa tektonik pra-mineralisasi. Akibat peristiwa tektonik, terbentuklah struktur sesar, struktur sesar ini merupakan zona lemah yang memungkinkan terjadinya magmatisme, yaitu intrusi magma menerobos batuan tua. Akibat adanya kontak magmatik ini, terjadilah proses rekristalisasi, alterasi, mineralisasi, dan penggantian (replacement) pada bagian kontak magma dengan batuan yang diterobosnya.

Perubahan ini disebabkan karena adanya panas dan bahan cair (fluida) yang berasal dari aktivitas magma tersebut. Proses penerobosan magma pada zona lemah ini hingga membeku umumnya disertai dengan kontak metamorfosa. Kontak metamorfosa juga melibatkan batuan samping sehingga menimbulkan bahan cair (fluida) seperti cairan magmatik dan metamorfik yang banyak mengandung bijih.

b.Besi Sekunder (Endapan Placer)

Pembentukan endapan pasir besi memiliki perbedaan genesa dibandingkan dengan mineralisasi logam lainnya yang umum terdapat. Pembentukan pasir besi adalah merupakan produk dari proses kimia dan fisika dari batuan berkomposisi menengah hingga basa atau dari batuan bersifat andesitik hingga basaltik. Proses ini dapat dikatakan merupakan gabungan dari proses kimia dan fisika.Di daerah pantai selatan Kabupaten Ende, endapan pasir pantai di perkirakan berasal dari akumulasi hasil desintegrasi kimia dan fisika seperti adanya pelarutan, penghancuran batuan oleh arus air, pencucian secara berulang-ulang, transportasi dan pengendapan.

Cebakan mineral alochton dibentuk oleh kumpulan mineral berat melalui proses sedimentasi, secara alamiah terpisah karena gravitasi dan dibantu pergerakan media cair, padat dan gas/udara. Kerapatan konsentrasi mineral-mineral berat tersebut tergantung kepada tingkat kebebasannya dari sumber, berat jenis, ketahanan kimiawi hingga lamanya pelapukan dan mekanisma. Dengan nilai ekonomi yang dimilikinya para ahli geologi menyebut endapan alochton tersebut sebagai cebakan placer.

Jenis cebakan ini telah terbentuk dalam semua waktu geologi, tetapi kebanyakan pada umur Tersier dan masa kini, sebagian besar merupakan cadangan berukuran kecil dan sering terkumpul dalam waktu singkat karena tererosi. Kebanyakan cebakan berkadar rendah tetapi dapat ditambang karena berupa partikel bebas, mudah dikerjakan dengan tanpa penghancuran; dimana pemisahannya dapat menggunakan alat semi-mobile dan relatif murah. Penambangannya biasanya dengan cara pengerukan, yang merupakan metoda penambangan termurah.

3.3.Cebakan-cebakan placer berdasarkan genesanya:

G e n e s a	J e n i s
Terakumulasi in situ selama pelapukan	Placer residual
Terkonsentrasi dalam media padat yang bergerak	Placer eluvial
Terkonsentrasi dalam media cair yang bergerak (air)	Placer aluvial atau sungai· Placer pantai·
Terkonsentrasi dalam media gas/udara yang bergerak	Placer Aeolian (jarang)

Placer residual. Partikel mineral/bijih pembentuk cebakan terakumulasi langsung di atas batuan sumbernya (contoh : urat mengandung emas atau kasiterit) yang telah mengalami pengrusakan/peng-hancuran kimiawi dan terpisah dari bahan-bahan batuan yang lebih ringan. Jenis cebakan ini hanya terbentuk pada permukaan tanah yang hampir rata, dimana didalamnya dapat juga ditemukan mineral-mineral ringan yang tahan reaksi kimia (misal : beryl).

Placer eluvial. Partikel mineral/bijih pembentuk jenis cebakan ini diendapkan di atas lereng bukit suatu batuan sumber. Di beberapa daerah ditemukan placer eluvial dengan bahan-bahan pembentuknya yang bernilai ekonomis terakumulasi pada kantong-kantong (pockets) permukaan batuan dasar.

Placer sungai atau aluvial. Jenis ini paling penting terutama yang berkaitan dengan bijih emas yang umumnya berasosiasi dengan bijih besi, dimana konfigurasi lapisan dan berat jenis partikel mineral/bijih menjadi faktor-faktor penting dalam pembentukannya. Telah dikenal bahwa fraksi mineral berat dalam cebakan ini berukuran lebih kecil daripada fraksi mineral ringan, sehubungan : Pertama, mineral berat pada batuan sumber (beku dan malihan) terbentuk dalam ukuran lebih kecil daripada mineral utama pembentuk batuan. Kedua, pemilahan dan susunan endapan sedimen dikendalikan oleh berat jenis dan ukuran partikel (rasio hidraulik).

Placer pantai. Cebakan ini terbentuk sepanjang garis pantai oleh pemusatan gelombang dan arus air laut di sepanjang pantai. Gelombang melemparkan partikel-partikel pembentuk cebakan ke pantai dimana air yang kembali membawa bahan-bahan ringan untuk dipisahkan dari mineral berat. Bertambah besar dan berat partikel akan diendapkan/terkonsentrasi di pantai, kemudian terakumulasi sebagai batas yang jelas dan membentuk lapisan. Perlapisan menunjukkan urutan terbalik dari ukuran dan berat partikel, dimana lapisan dasar berukuran halus dan/ atau kaya akan mineral berat dan ke bagian atas berangsur menjadi lebih kasar dan/atau sedikit mengandung mineral berat.

Placer pantai (beach placer) terjadi pada kondisi topografi berbeda yang disebabkan oleh perubahan muka air laut, dimana zona optimum pemisahan mineral berat berada pada zona pasang-surut dari suatu pantai terbuka. Konsentrasi partikel mineral/bijih juga dimungkinkan pada terrace hasil bentukan gelombang laut. Mineral-mineral terpenting yang dikandung jenis cebakan ini adalah : magnetit, ilmenit, emas, kasiterit, intan, monazit, rutil, xenotim dan zirkon.

Mineral ikutan dalam endapan placer. Suatu cebakan pasir besi selain mengandung mineral-mineral bijih besi utama tersebut dimungkinkan berasosiasi dengan mineral-mineral mengandung Fe lainnya diantaranya : pirit (FeS₂), markasit (FeS), pirhotit (Fe_1-xS), chamosit [Fe₂Al₂ SiO₅(OH)₄], ilmenit (FeTiO₃), wolframit [(Fe,Mn)WO₄], kromit (FeCr₂O₄); atau juga mineral-mineral non-Fe yang dapat memberikan nilai tambah seperti : rutil (TiO₂), kasiterit (SnO₂), monasit [Ce,La,Nd, Th(PO₄, SiO₄)], intan, emas (Au), platinum (Pt), xenotim (YPO₄), zirkon (ZrSiO₄) dan lain-lain.

c.Endapan besi laterit

Nikel Laterit Berdasarkan cara terjadinya, endapan nikel dapat dibedakan menjadi  2 macam, yaitu endapan sulfida nikel – tembaga berasal dari mineral pentlandit, yang terbentuk akibat injeksi magma dan konsentrasi residu (sisa) silikat nikel hasil pelapukan batuan beku ultramafik yang sering disebut endapan nikel laterit. Menurut Bateman (1981), endapan jenis konsentrasi sisa dapat terbentuk jika batuan induk yang mengandung bijih mengalami proses pelapukan, maka mineral yang mudah larut akan terusir oleh proses erosi, sedangkan mineral bijih biasanya stabil dan mempunyai berat jenis besar akan tertinggal dan terkumpul menjadi endapan konsentrasi sisa. Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material – material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992).
         Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik (peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin, magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel. Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah.
Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979 dalam Nushantara 2002) . Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida / hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992).

2.3.1.Besi dan Alumina Laterit

Besi dan alumina laterit tidak dapat di pisahkan dari proses pembentukan nikel laterit, salah satu produk laterit adalah besi dan almunium. Pada profil laterit terdapat zona-zona di antaranya zona limonit. Zona ini menjadi zona terakumulasinya unsur-unsur yang kurang mobile, seperti Fe dan Al. Batuan dasar dari pembentukan nikel laterit adalah batuan peridotit dan dunit, yang komposisinya berupa mineral olivine dan piroksin. Faktor yang sangat mempengaruhi sangat banyak salah satunya adalah pelapukan kimia. Karena adanya pelapukan kimia maka mineral primer akan terurai dan larut. Faktor lain yang sangat mendukung adalah air tanah, air tanah akan melindi mineral-mineral sampai pada batas antara limonit dan saprolit, faktor lain dapat berupa PH, topografi dan lain-lain.

Endapan besi dan alumina banyak terkonsentrasi pada zona limonit. Pada zona ini di dominasi oleh Goethit (Fe2O3H2O), Hematite (Fe2O3) yang relatif tinggi, Gibbsite (Al2O3.3H2O), Clinoclore (5MgO.Al2O3.3SiO2.4H2O) dan mineral-mineral hydrous silicates lainnya(mineral lempung) Bijih besi dapat terbentuk secara primer maupun sekunder. Proses pembentukan bijih besi primer berhubungan dengan proses magmatisme berupa gravity settling dari besi dalam batuan dunit, kemudian diikuti dengan proses metamorfisme/metasomatsma yang diakhiri oleh proses hidrotermal akibat terobosan batuan beku dioritik. Jenis cebakan bijih besi primer didominasi magnetit – hematite dan sebagian berasosiasi dengan kromit – garnet, yang terdapat pada batuan dunit terubah dan genes-sekis.

Besi yang terbentuk secara sekunder di sebut besi laterit berasosiasi dengan batuan peridotit yang telah mengalami pelapukan. Proses pelapukan berjalan secara intensif karena pengaruh faktor-faktor kemiringan lereng yang relative kecil, air tanah dan cuaca, sehingga menghasilkan tanah laterit yang kadang-kadang masih mengandung bongkahan bijih besi hematite/goetit berukuran kerikil – kerakal.
          Besi Laterit merupakan jenis cebakan endapan residu yang dihasilkan oleh proses pelapukan yang terjadi pada batuan peridotit/piroksenit dengan melibatkan dekomposisi, pengendapan kembali dan pengumpulan secara kimiawi . Bijih besi tipe laterit umumnya terdapat didaerah puncak perbukitan yang relative landai atau mempunyai kemiringan lereng dibawah 10%, sehingga menjadi salah satu factor utama dimana proses pelapukan secara kimiawi akan berperan lebih besar daripada proses mekanik. Sementara struktur dan karakteristik tanah relative dipengaruhi oleh daya larut mineral dan kondisi aliran air tanah. Adapun profil lengkap tanah laterit tersebut dari bagian atas ke bawah adalah sebagai berikut : zone limonit, zone pelindian (leaching zone) dan zone saprolit yang terletak di atas batuan asalnya (ultrabasa).

Zona pelindian yang terdapat diantara zona limonit dan zona saprolit ini hanya terbentuk apabila aliran air tanah berjalan lambat pada saat mencapai kondisi saturasi yang sesuai untuk membentuk endapan bijih. Pengendapan dapat terjadi di suatu daerah beriklim tropis dengan musim kering yang lama. Ketebalan zona ini sangat beragam karena dikendalikan oleh fluktuasi air tanah akibat peralihan musim kemarau dan musim penghujan, rekahan-rekahan dalam zona saprolit dan permeabilitas dalam zona limonit.

Derajat serpentinisasi batuan asal peridotit tampaknya mempengaruhi pembentukan zona saprolit, ditunjukkan oleh pembentukan zona saprolit dengan inti batuan sisa yang keras sebagai bentukan dari peridotit/piroksenit yang sedikit terserpentinisasikan, sementara batuan dengan gejala serpentinit yang kuat dapat menghasilkan zona saprolit .Fluktuasi air tanah yang kaya CO2 akan mengakibatkan kontak dengan saprolit batuan asal dan melarutkan mineral mineral yang tidak stabil seperti serpentin dan piroksin. Unsur Mg, Si, dan Ni dari batuan akan larut dan terbawa aliran air tanah dan akan membentuk mineral-mineral baru pada saat terjadi proses pengendapan kembali. Unsur-unsur yang tertinggal seperti Fe, Al, Mn, CO, dan Ni dalam zona limonit akan terikat sebagai mineral-mineral oksida/hidroksida diantaranya limonit, hematit, goetit, manganit dan lain-lain. Akibat pengurangan yang sangat besar dari Ni-unsur Mg dan Si tersebut, maka terjadi penyusutan zona saprolit yang masih banyak mengandung bongkah-bongkah batuan asal. Sehingga kadar hematit unsur residu di zona laterit bawah akan naik sampai 10 kali untuk membentuk pengayaan Fe2O3 hingga mencapai lebih dari 72% dengan spinel-krom relative naik hingga sekitar 5% .

Besi laterit

Mineral ini terbentuk dari pelapukan mineral utama berupa olivine dan piroksin. Mineral ini merupakan golongan mineral oksida hidroksida non silikat, mineral ini terbentuk dari unsur besi dan oksida atau FeO( ferrous oxides) kemudian mengalami proses oksidasi menjadi Fe2O3 lalu mengalami presipitasi atau proses hidroksil menjadi Fe2O3H2O ( geotithe). Mineral ini tingkat mobilitas unsurnya pada kondisi asam sangat rendah, oleh karena itu pada profil laterit banyak terkonsentrasi pada zona limonit.

Alumina

Unsur Al hadir dalam mineral piroksin, spinel (MgO.Al2O3), pada mineral sekunder seperti Clinochlor (5MgO.Al2O3.3SiO2.4H2O), dan gibbsite (Al2O3.3H2O). Alumina sangat tidak larut pada air tanah yang ber Ph antara 4-9.

2.3.2. Eksplorasi Bijih Besi.

Penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi di Indonesia sudah banyak dilakukan oleh berbagai pihak, sehingga diperlukan penyusunan pedoman teknis eksplorasi bijih besi. Pedoman dimaksudkan sebagai bahan acuan berbagai pihak dalam melakukan kegiatan penyelidikan umum dan eksplorasi bijih besi primer, agar ada kesamaan dalam melakukan kegiatan tersebut diatas sampai pelaporan.

Tata cara eksplorasi bijih besi primer meliputi urutan kegiatan eksplorasi sebelum pekerjaan lapangan, saat pekerjaan lapangan dan setelah pekerjaan lapangan. Kegiatan sebelum pekerjaan lapangan ini bertujuan untuk mengetahui gambaran mengenai prospek cebakan bijih besi primer, meliputi studi literatur dan penginderaan jarak jauh. Penyediaan peralatan antara lain peta topografi, peta geologi, alat pemboran inti, alat ukur topografi, palu dan kompas geologi, loupe, magnetic pen, GPS, pita ukur, alat gali, magnetometer, kappameter dan peralatan geofisika.

Kegiatan pekerjaan lapangan yang dilakukan adalah penyelidikan geologi meliputi pemetaan; pembuatan paritan dan sumur uji, pengukuran topografi, survei geofisika dan pemboran inti.

Kegiatan setelah pekerjaan lapangan yang dilakukan antara lain adalah analisis laboratorium dan pengolahan data. Analisis laboratorium meliputi analisis kimia dan fisika. Unsur yang dianalisis kimia antara lain : Fe_total, Fe₂O₃, Fe₃O₄, TiO₂, S, P, SiO₂, MgO, CaO, K₂O, Al₂O₃, LOI. Analisis fisika yang dilakukan antara lain : mineragrafi, petrografi, berat jenis (BD). Sedangkan pengolahan data adalah interpretasi hasil dari penyelidikan lapangan dan analisis laboratorium.

Tahapan eksplorasi adalah urutan penyelidikan geologi yang umumnya dilakukan melalui empat tahap sbb : Survei tinjau, prospeksi, eksplorasi umum, eksplorasi rinci. Survei tinjau, tahap eksplorasi untuk mengidentifikasi daerah-daerah yang berpotensi bagi keterdapatan mineral pada skala regional. Prospeksi, tahap eksplorasi dengan jalan mempersempit daerah yg mengandung endapan mineral yg potensial. Eksplorasi umum, tahap eksplorasi yang rnerupakan deliniasi awal dari suatu endapan yang teridentifikasi .

Eksplorasi rinci, tahap eksplorasi untuk mendeliniasi secara rinci dalarn 3-dimensi terhadap endapan mineral yang telah diketahui dari pencontohan singkapan, paritan, lubang bor, shafts dan terowongan.

Penyelidikan geologi adalah penyelidikan yang berkaitan dengan aspek-aspek geologi diantaranya : pemetaan geologi, parit uji, sumur uji. Pemetaan adalah pengamatan dan pengambilan conto yang berkaitan dengan aspek geologi dilapangan. Pengamatan yang dilakukan meliputi : jenis litologi, mineralisasi, ubahan dan struktur pada singkapan, sedangkan pengambilan conto berupa batuan terpilih.

Penyelidikan Geofisika adalah penyelidikan yang berdasarkan sifat fisik batuan, untuk dapat mengetahui struktur bawah permukaan, geometri cebakan mineral, serta sebarannya secara horizontal maupun secara vertical yang mendukung penafsiran geologi dan geokimia secara langsung maupun tidak langsung.

Pemboran inti dilakukan setelah penyelidikan geologi dan penyelidikan geofisika. Penentuan jumlah cadangan (sumberdaya) mineral yang mempunyai nilai ekonomis adalah suatu hal pertama kali yang perlu dikaji, dihitung sesuai standar perhitungan cadangan yang berlaku, karena akan berpengaruh terhadap optimasi rencana usaha tambang, umur tambang dan hasil yang akan diperoleh.

Dalam hal penentuan cadangan, langkah yang perlu diperhatikan antara lain :

- Memadai atau tidaknya kegiatan dan hasil eksplorasi.

- Kebenaran penyebaran dan kualitas cadangan berdasarkan korelasi seluruh data eksplorasi seperti pemboran, analisis conto, dll.

- Kelayakan penentuan batasan cadangan, seperti Cut of Grade, Stripping Ratio, kedalaman maksimum penambangan, ketebalan minimum dan sebagainya bertujuan untuk mengetahui kondisi geologi dan sebaran bijih besi bawah permukaan.

IV. KESIMPULAN

Beberapa tipe bijih seperti magnetit, ilmenit, dan phirotit yang dibawa oleh bijih sulfida menghasilkan distorsi dalam magnet kerak bumi, dan dapat digunakan untuk melokalisir sebaran bijih. Disamping aplikasi landsung tersebut, metoda magnetik dapat juga digunakan untuk survei prospeksi untuk mendeteksi formasi-formasi pembawa bijih dan gejala-gejala geologi lainnya (seperti sesar, kontak intrusi, dll).
            Penggunaan metoda magnetik didalam prospek geofisika adalah berdasarkan atas adanya anomali medan magnet bumi akibat sifat kemagnetan batuan yang berbeda satu terhadap lainnya. Alat untuk mengukur perbedaan kemagnetan tersebut adalah magnetometer.

V.DAFTAR PUSTAKA

Sumber:  Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008
http://veyselalubersemangat.wordpress.com/2010/04/08/eksplorasi-bijih-besi-iron-ore-dengan-metoda-magnetik/

http://gaoscity.blogspot.com/2009/03/bijih-besi.html

Cotton, Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI-Press. Jakarta

http://www.wikipedia.com id, Wikipedia.org/wiki/Besi (Situs Ensiklopedi Wikipedia)

Kartini, N, dkk. 2001. Kimia Bumi Aksara. Jakarta

Keenan, Charles. W. 1992. Kimia untuk Universitas Jilid 2. Erlangga : Jakarta.

di Post Oleh 

EDI GUNAWAN BANJARNAHOR

ISTP MEDAN"11

Bagikan Artikel ini