IDENTIFIKASI DAN LOKALISASI ZONA POTENSIAL
ENDAPAN MINERAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE
GAYA BERAT PADA DAERAH PONGKOR
Muhammad R Hafiz
1Departemen Fisika, FMIPA UI, Kampus UI Depok 16424 reyhanhfz@yahoo.com
Abstrak
Telah dilakukan survei geofisika menggunakan metode gaya berat pada daerah penelitian yang termasuk kedalam daerah UBPE Pongkor milik PT. ANTAM Tbk. Daerah penelitian ini dicurigai memiliki zona potensial endapan mineral target yang bernilai ekonomis tinggi dibawah permukaannya. Endapan mineral target pada daerah penelitian merupakan endapan hidrotermal dengan tipe epitermal sulfidasi rendah yang membentuk sistem berurat yang biasa disebut sebagai vein system. Metode gaya berat pada penelitian ini dikembangkan untuk mendeteksi kondisi bawah permukaan secara mikro dengan spasi antar stasiun pengukuran 50 meter, sehingga kondisi struktur bawah permukaan dapat terdeteksi dengan lebih detil.
Dengan melakukan analisa spektrum dan analisa derivatif terhadap data hasil survei Dengan melakukan analisa spektrum dan analisa derivatif terhadap data hasil survei metode gaya berat dan dengan justifikasi dari data geologi pada suatu daerah dengan luas sekitar 3x5 km di dalam UBPE Pongkor milik PT. ANTAM Tbk., teridentifikasi dua zona yang berpotensi memiliki endapan mineral target dibawah permukaannya. Zona potensial tersebut berlokasi pada dua daerah yang memiliki banyak patahan dan memiliki nilai gravitasi yang tinggi di dalam daerah penelitian ini.
Abstract
Geophysical survey using gravity method has been done in a research area that belong to UBPE Pongkor PT. ANTAM Tbk. The research area suspected has potential zones of mineral deposit below its surface. The mineral deposit is hydrothermal deposit which is kind of the low-sulfidation epithermal type that forming a system called as a vein system. Gravity method in this research developed for detect subsurface condition in micro scale with space between station measurement is 50 meter, so it could detect structures in the subsurface with more details.
Using spectrum and derivative analysis of gravity data and with justification from geological data by an area about 3x5 km inside UBPE Pongkor PT. ANTAM Tbk., has been identified that the research area has two potential zones of mineral deposit in its subsurface. The potential zones located in two parts of research area which has many fractures and high gravity value in it.
Keywords: gravity method, epithermal, vein system, spectrum analysis, derivative
analysis
1. PENDAHULUAN
Kondisi ini menjadikan Indonesia sebagi salah satu Negara produsen emas utama dunia. Di Indonesia ditemukan epithermal deposit dengan cadangan setidaknya 98 ton emas dan 1026 ton perak pada
Pongkor Gold-Silver Epithermal Deposit (Milesi et
al., 1999). Mengingat kenyataan bahwa sumberdaya alam yang berupa endapan mineral bukan merupakan sumberdaya alam yang terbarukan, maka diperlukan proses ekplorasi untuk dapat menemukan cadangan-cadangan endapan mineral ekonimis lainnya yang terdapat di perut bumi Indonesia.
Kita sadar bahwa penemuan singkapan-singkapan yang berkolerasi dengan mineral emas bukanlah hal yang mudah. Untuk itu pemetaan kondisi bawah permukaan dan identifikasi lokasi zona potensial endapan mineral menjadi hal penting dalam eksplorasi agar rasio keberhasilan dan efisiensi eksplorasi dapat ditingkatkan.
Metode gaya berat sebagai salah satu metode dalam eksplorasi geofisika memiliki kompetensi untuk dapat menjawab kebutuhan eksplorasi tersebut. Pada penelitian ini metode gaya berat digunakan untuk dapat mendeteksi kondisi struktur bawah permukaan agar dapat mengidentifikasi dan melokalisasi zona yang dipandang memiliki potensi endapan mineral yang bernilai ekonomis tinggi pada Lapangan Eksplorasi UBPE Pongkor milik PT. ANTAM Tbk.
Gambar 1.1 Lokasi daerah penelitian, unit batuan, dan struktur utama daerah Pongkor (Milesi et al., 1999).
2. METODE PENELITIAN
Langkah-langkah yang digunakan untuk dapat menyelesaikan masalah dan memenuhi tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur tentang segala sesuatu yang berkaitan dengan eksplorasi mineral dari sisi geologi dan geofisika.
2. Studi literatur tentang daerah penelitian, yaitu unit geologi Pongkor, UBPE Pongkor milik PT. ANTAM Tbk.
3. Mengolah nilai CBA untuk mendapatkan peta CBA, anomali Regional dan anomali Residual daerah penelitian.
4. Mengolah data nilai CBA menjadi nilai FHD dan mengorelasikannya dengan nilai anomali residual.
5. Menentukan dan menganalisa daerah menarik yang diduga menjadi zona endapan mineral pada daerah penelitian dengan bantuan nilai FHD dan nilai anomali residual.
6. Mengidentifikasi dan melokalisasi zona potensial endapan mineral target berdasarkan hasil interpretasi dan anaisis peta CBA, peta anomali residual, dan nilai FHD dari hasil survey metode gaya berat pada daerah penelitian
3. HASIL PENGOLAHAN DATA GEOFISIKA
Terdapat 588 stasiun ukur yang terdiri dari 7 lintasan pada daaerah penelitian ini. Jarak yang digunakan antar stasiun ukur adalah 50 meter, sedangkan jarak antar lintasan 200 dan 550 meter dengan panjang lintasan yang bervariasi, antara 2-5 km.
Berdasarkan data tersebut dihasilkan peta CBA sebagai berikut:
Gambar 3.1 Peta Anomali Bouguer Lengkap hasil
gridding data CBA beserta lintasan dan titik ukur.
Untuk mendapatkan peta anomai regional dan anomali residual dilakukan pemisahan dengan menggunakan metode moving average, maka Daerah
Penelitian
dilakukan analisa spektrum pada ketujuh lintasan untuk mendapatkan nilai lebar window yang akan digunakan pada proses tersebut. Dilakukan slicing pada ketujuh lintasan ukur yang ada di daerah penelitan untuk melakukan analisa spektrum.
Gambar 3.2 Contoh hasil slicing pada peta CBA (Hasil slicing Line 1).
Nilai kc (kcut-off) rata-rata yang didapatkan
adalah 0.005993. Nilai rata-rata ini kemudian digunakan untuk mencari nilai lebar window (!), maka:
! = 2! !!"#!!""
! =∆!!
Hasil perhitungan menunjukkan nilai ! = 20.96932. Dengan pembulatan keatas, nilai ! yang digunakan untuk memisahkan anomali regional-residual adalah 21.
Dengan menggunakan lebar window (!) yang didapatkan dari proses analisa spektrum, maka peta yang merupakan nilai regional-residual dapat dipisahkan menggunakan low-pass filter; moving
average, sehingga didapatkan peta anomaly regional
seperti Gambar 3.3 dibawah ini:
Gambar 3.3 Peta anomali regional daerah pengukuran.
Peta anomali residual dapat ditentukan dari data anomali regional yang sudah didapatkan dengan operasi matematika sederhana, yaitu:
g!"#$%&'( = g!− g!"#$%&'(
sehingga didaptkan peta anomali residual daerah penelitian sebagai mana terlihat pada Gambar 3.4 dibawah ini:
Gambar 3.4 Peta anomali residual daerah penelitian.
4. ANALISA TERPADU
Secara regional daerah Pongkor termasuk kedalam bagian dari suatu komplek gunung api yang menghampar dari tengah hingga selatan daerah Jawa Barat dengan umur batuan Tersier sampai Kuarter. Jenis endapan mineral target pada daerah Pongkor merupakan endapan dengan tipe epithermal
low-sulfidation (Milesi et al., 1999). Endapan dengan tipe
ini merupakan endapan mineral target yang membentuk sistem berurat dibawah permukaan. Endapan mineral target jenis ini mengendap didalam struktur-struktur pada tubuh batuan yang terdapat di bawah permukaan seperti terlihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 4.1 Rekahan-rekahan yang terisi endapan mineral target (Dokumentasi Pribadi, 2013).
Unit geologi ini terdiri dari basement batu serpih dan batu pasir, dilapisi oleh pusat sabuk vulkanik Oligosen usia Miosen awal yang sebagian besar terdiri dari bautan vulkanik yang diselingi oleh batu serpih dan batu pasir (Van Bemmelen 1970 dalam Milesi et al., 1994).
Berdasarkan penelitian yang mendetil secara garis besar batuan-batuan vulkanik yang menjadi host dari endapan pada unit geologi Pongkor meliputi tiga unit, yaitu Lower, Middle dan Upper Volcanic Unit.
Lower Unit merupakan batuan andesitik dengan
gradasi lateral endapan epiklastik. Middle Unit dicirikan oleh batuan vulkanik eksplosif yaitu batuan
pyroclastic dengan dasar lapilli tuff, dilapisi oleh lapilli-and-block tuff (LBT) dan pada bagian atasnya
merupakan batuan pyroclastic fall tuff. Sedangkan untuk Upper Unit umumnya berupa batuan lava andesitic dengan struktur kolumnar. Mineralisasi vein yang ditemukan sebagian besar berada pada tubuh batuan lapilli-and-block tuff (Milesi et al., 1999).
Gambar 4.2 Daerah yang menarik pada peta CBA.
Gambar 4.3 Daerah yang menarik pada peta anomali residual.
Daerah penelitian berada pada daerah yang batuan permukaannya berupa batuan middle dan upper
andesitic unit. Batuan permukaan pada daerah
penelitian didominasi oleh batuan dengan jenis breksi lava andesitik dan sebagian kecil oleh batuan dengan jenis tufa yang mana seharusnya memiliki nilai gravitasi yang tidak tinggi. Namun dalam peta CBA dan peta anomali residual terlihat beberapa bagian pada daerah penelitian memiliki nilai gravitasi yang relatif lebih tinggi dibandingkan daerah lain disekitarnya dan pada daerah tersebut terdapat banyak patahan berdasarkan peta geologi permukaannya, sehingga menjadikan daerah ini menjadi daerah daerah yang menarik.
Kebenaran dari keberadaan struktur-struktur pada daerah yang menarik perlu diuji, untuk itu dilakukan analisa derivatif sebagai validasi terhadap peta struktur geologi permukaan. Ini dilakukan karena peta geologi struktur permukaan merupakan peta yang bersifat interpretatif dan masih perlu diuji kebenarannya berdasarkan data hasil survey metode gaya berat.
Langkah yang digunakan untuk menentukan keberadaan sesar adalah dengan melakukan analisa dari nilai First Horizontal Derivative. Dilakukan
slicing pada peta CBA dan peta anomali residual
dengan garis memotong daerah yang menarik untuk mendapatkan nilai CBA yang akan digunakan untuk melakukan analisa derivatif.
Gambar 4.4 Garis-garis LL yang memotong peta anomali residual didalam daerah yang menarik. Terdapat sembilan garis LL yang memotong tiga daerah yang menarik, baik pada peta CBA, maupun pada peta anomali residual dengan koordinat dan panjang garis yang sama pada masing-masing peta anomali.
Setelah mendapatkan nilai CBA dari hasil pemotongan oleh masing-masing garis potong, maka besar nilai FHD menggunakan dapat diketahui menggunakan persamaan dibawah ini:
!"# = g i ! g(i!1)
∆x
dimana g merupakan nilai CBA dan ∆x merupakan selisih jarak antar nilai CBA.
Berdasarkan nilai FHD yang didapatkan, maka dapat ditentukan keberadaan patahan dengan membuat grafik nilai FHD terhadap ∆x (m). Patahan dapat teridentifikasi keberadaannya sepanjang garis potong LL1, LL2, LL3, LL4, LL5, LL6, LL7, LL8, dan LL9 bila terdapat adanya perbedaan nilai anomali maksimum (nilai positif) dan minimum (nilai negatif) pada grafik nilai FHD terhadap ∆x.
Tabel 4.1 Contoh perhitungan nilai FHD hasil slicing LL2
Gambar 4.5 Grafik anomali residual yang dibandingkan dengan grafik nilai FHD dari hasil
potong garis LL2.
Dengan membandingkan grafik nilai FHD terhadap ∆x dengan grafik nilai anomali residual terhadap ∆x, kita mampu memperkirakan kondisi bawah permukaan pada daerah sesar, sehingga terlihat sesar-sesar yang memiliki nilai anomali positif yang relatif besar dapat dicurigai sebagai sesar yang mengandung endapan mineral target didalamnya.
Mengacu pada grafik FHD dan grafik anomali residual, sesar-sesar yang dapat teridentifikasi hanya
terdapat pada daerah menarik sebelah barat dan tengah daerah penelitian, sedangkan untuk daerah menarik sebelah timur tidak ditemukan adanya sesar pada daerah tersebut. Hal ini sesuai dengan peta geologi permukaan yang menyatakan bahwa pada daerah yang menarik sebelah timur tidak terdapat sesar didalamnya.
Dengan melakukan plotting sesar-sesar yang teridentifikasi pada daerah yang menarik, maka akan dihasilkan peta lokasi-lokasi sesar pada Gambar 4.6 dibawah ini:
Gambar 4.6 Lokasi-lokasi sesar dalam zona yang menarik pada peta residual daerah penelitian yang
teridentifikasi dari hasil analisa derivatif
.
Dari 16 sesar hasil analisa derivatif, terdapat 13 sesar yang berpotensi memiliki endapan mineral taget didalamnya. Sesar-sesar teresebut ialah sesar 1.1, 1.3, 2.1, 2.2, 2.4, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, dan 6.2. Rata-rata sesar tersebut memiliki nilai anomali residual yang tinggi atau setidaknya memiliki nilai yang positif, sehingga dapat diinterpretasikan bahwa batuan pada daerah sesar tersebut memiliki nilai densitas yang relatif tinggi terhadap batuan lain diluar daerah sesar. Hal ini merupakan indikator positif terjadinya endapan mineral target dibawah permukaannya daerah yang terdapat sesar dibawah permukaannya.
Sesar-sesar yang berpotensi sebagai host dari endapan mineral target digunakan untuk mempersempit luasan dari zona yang menarik menjadi zona potensial endapan mineral target. Dipilih 10 sesar berdasarkan tinggi nilai anomali residualnya yang dibagi kedalam dua zona, yaitu zona yang berada di sebelah barat dan zona yang berada ditengah daerah penelitian. Zona yang berada disebalah barat terdiri dari sesar 1.1, 1.3, 2.4, dan sesar 3.2. Sedangkan untuk zona yang berada ditengah daerah penelitian terdiri dari sesar 4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, dan sesar 6.2. Zona potensial disebelah barat daerah penelitian diberi nama Lapangan CDE-AR1 dan zona potensial yang berada ditengah daerah penelitian diberi nama Lapangan CDE-AR2 sebagaimana terlihat pada Gambar 4.7 dibawah ini:
-‐0.05 0 0.05 0 500 1000 1500 2000 2500 FHD (mGal/m) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 x (m) -‐5 0 5 0 500 1000 1500 2000 2500 Residual (mGal) x (m) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
CBA
∆x
FHD
64.0098
0
0
64.96651 48.77932 0.019613
65.26883 84.29682 0.008512
65.36828 106.5148 0.004476
65.45024 164.2504
0.00142
65.53937 183.5703 0.004613
65.52384 221.9859
-‐0.0004
65.7658 279.7214 0.004191
65.77923 282.8438 0.004302
65.93945 337.4569 0.002934
65.89347 382.1173 -‐0.00103
65.86583 395.1924 -‐0.00211
65.38933
452.928 -‐0.00825
64.9821 481.3907 -‐0.01431
64.53772 510.6635 -‐0.01518
63.79733
568.399 -‐0.01282
63.71191 580.6642 -‐0.00696
63.47587 626.1345 -‐0.00519
Gambar 4.7 Letak Lapangan AR1 dan CDE-AR2 yang merupakan zona potensial pada daerah
penelitian.
Potensi adanya kandungan mineral target dibawah permukaan pada Lapangan CDE-AR1 tersebut diperkuat dengan kondisi batuan permukaan yang berupa batuan middle unit berupa Tuff dan Tuff
Lapilli, tetapi memiliki nilai anomali residual yang
lebih besar dibandingkan dengan daerah-daerah lain yang batuan permukaannya serupa, bahkan daerah yang batuan permukaannya adalah Breksi Andesitik.
Begitu pula untuk Lapangan CDE-AR2. Nilai anomali residual pada lapangan tersebut merupakan nilai anomali residual yang paling tinggi diantara daerah penelitian yang batuan permukaannya berupa Breksi Andesitik. Ini menunjukkan bahwa densitas batuan pada kedua Lapangan CDE tersebut relatif lebih besar dibandingkan dengan densitas batuan daerah sekitarnya yang berada dalam daerah penelitian ini. Oleh sebab itu, bisa disimpulkan bahwa Lapangan CDE adalah zona yang paling potensial memiliki endapan mineral target dibawah permukaannya diantara lokasi lain pada daerah penelitian.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
ü Struktur-struktur yang terdapat pada batuan bawah permukaan, dalam hal ini adalah sesar-sesar pada daerah yang menarik, dapat teridentifikasi dengan menggunakan metode first horizontal derivative dari data nilai CBA.
ü Zona potensial endapan mineral target adalah zona yang memiliki nilai densitas yang tinggi yang direpresentasikan dengan nilai percepatan gravitasi yang tinggi. Nilai densitas yang tinggi merupakan dampak dari adanya endapan mineral target berupa kuarsa yang memperbesar nilai percepatan gravitasi yang terukur ketika dilakukan survey metode gaya berat dipermukaan. Nilai percepatan gravitasi yang besar ini
direpresentasikan oleh nilai anomali residual yang tinggi.
ü Melihat tipe endapan mineral target pada daerah penelitian yang berjenis epitermal low-sulfidation, maka sesar-sesar yang terdapat pada daerah penelitian berpotensi menjadi host dari endapan mineral target. Sesar-sesar yang berpotensi mengandung endapan mineral target di dalamnya adalah sesar-sesar yang berada dalam zona yang memiliki nilai anomali residual tinggi.
ü Zona potensial pada daerah penelitian adalah Lapangan CDE. Lapangan ini berpotensi mengandung endapan mineral target dibawah permukaannya karena memiliki nilai anomali residual yang tinggi diantara lokasi-lokasi lain pada daerah penelitian dan memiliki banyak struktur berupa patahan-patahan didalamnya.
5.2 SARAN
- Dibutuhkan survei metode gaya berat pada Lapangan CDE dengan jarak antar lintasan yang lebih rapat dan tambahan lintasan tegak lurus terhadap lintasan yang sudah ada, sehingga data hasil pengukuran bisa lebih representatif terhadap kondisi bawah permukaan pada lapangan tersebut. - Perlu dilakukan survei ip yang memiliki
kemampuan penetrasi yang cukup dalam untuk mendapatkan data nilai chargeability batuan agar dapat mendukung interpretasi dari data metode gaya berat pada Lapangan CDE.
- Melakukan survei geofisika dengan metode magnetik pada Lapangan CDE dan mengorelasikannya dengan data hasil survei metode gaya berat.
- Melakukan pemodelan 2D dan 3D batuan bawah permukaan berdasarkan nilai densitas dan suseptibilitas batuan dari data hasil survei metode gaya berat dan magnetik pada Lapangan CDE, sehingga kondisi bawah permukaan pada Lapangan CDE dapat terlihat dengan jelas.
6. DAFTAR ACUAN
Blakely, R.J., 1995, Potential Theory in Gravity and
Magnetic Applications: Cambridge, Cambridge
University Press.
Evans, A.M., 1993, Ore Geology and Industrial
Minerals, An Introduction 3rd edition, Blackwell Science.
Greffie, C., Bailly, L., Milesi, J.P., 2002, Supergene
Alteration of Primary Ore Assembleges from Low-Sulfidation Au-Ag Epithermal Deposits at Pongkor, Indonesia, and Nazareno, Peru,
Economic Geology Vol 97, hal 561-571.
Leach, T.M., and Corbett, G.J., 1995, Characteristic
of low sulfidation gold-copper system in the southwest Pacific, In: Pacific Rim Congress 95,
19-22 Nov. 1995, Auckland, New Zealand. Marcoux, E., Milesi, J.P., 1994, Epithermal gold
deposits in West Java, Indonesia: Geology, age and crustal source. In: van Leeuwen, T.M., Hedenquist,J.W., James, L.P., Dow J.A.S., (eds) Indonesian Mineral deposits-discoveries of past 25 years, J Geochem Expl 50, hal 393-408.
Milesi, J.P., Marcoux, E., Sitorus, T., Simandjuntak, M., Leroy, J., Bailly, L., 1999, Pongkor (west
Java, Indonesia): a Pliocene supergene-enriched Epithermal Au-Ag-(Mn) deposit, Mineralium
Deposita 34, Hal. 131-139.
Purnawati, D.I., 2012, Genesa Kelimpahan Mineral
Logam Emas dan Asosiasinya Berdasarkan Analisis Petrografi dan Atomik Absorbtion Spectrphotometry (AAS),di Daerah Sangon, Kulonprogo, Propinsi DIY, Jurnal Teknologi
Volume 5 Nomor 2, hal. 163-171.
Retnowati, E., 2006, Metode Filtering Data Gaya
Berat Untuk Identifikasi Cekungan Hidrokarbon di Jawa Barat, Institut Teknologi Bandung.
Richard, E., Atkinson,K., 1986, Ore Deposit Geology
and its Influence on Mineral Exploration,
Chapman and Hall, United Kingdom.
Rosid, S., 2005, Lecture Notes : Gravity Method in
Exploration Geophysics: Depok, Universitas
Indonesia.
Soeria-Atmadja, R.S., Chalid, S., Dardji, N.A., Sutanto, 1998, Magmatism in western Indonesia,
the trapping of the Sumba Block and the gateways to the east of Sundaland, Journal of Asian Earth
Science, Elsevier.
Telford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.E., 1990,
Apllied Geophysics (2nd ed.): Cambridge,
Cambridge University Press.
Widianto, E., 2008, Penentuan Konfigurasi Batuan
Dasar dan Jenis Cekungan dengan Data Gayaberat Serta Implikasinya Pada Target Eksplorasi Minyak dan Gas Bumi di Pulau Jawa,
Bandung, Institut Teknologi Bandung.
