STUDI TAHANAN JENIS BATUAN UNTUK IDENTIFIKASI MINERAL BIJIH BESI
DI TEGINENENG LIMAU TANGGAMUS
Karyanto1, *, Nandi Haerudin1, Iskandar Saputra2, Rohima Wahyuningrum2 1 Program Studi Geofisika Universitas Lampung
2 Alumnus Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung Bandar Lampung 35145
*Alamat korespondensi e-mail: karyanto@unila.ac.id
Diterima 4 Maret 2009, disetujui untuk diterbitkan 28 Mei 2009
ABSTRACT
The research in aiming to find the presence of iron ore in Tegineneng, Limau, Tanggamus has been done. In initial survey, it was known that there were some sources of iron ore in research area which were continued with measuring using resistivity method of 2D Wenner-Wenner configuration. Based on the data processed, it was obtained the distribution of resistivity value in the area of researches were: 6.5 – 307 ohm meter for first layer; 15 - 330 ohm meter for second layer, 4.3 - 350 ohm meter for third layer, 8.7 - 281 ohm meter for the fourth layer, 6.5 - 209 ohm meter for the fifth layer. The resistivity values of iron ore in the research area of < 30 ohm meter, in the 2D and 3D modeling were shown by blue gradation. This type of iron ore was magnetite (Fe3O4) or black iron ore. Their presence was not in the full body form, but as separated boulder. Through 3D model reconstruction, the volume of iron ore was 8,000 m3 or equal to 63,040 ton. Keywords: iron ore, resistivity method, magnetite
1. PENDAHULUAN
Besi merupakan bahan baku utama dalam industri logam. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat menuntut tersedianya bahan baku yang memadai. Akhirnya, kebutuhan terhadap sumber daya mineral khususnya besi pun ikut meningkat, baik dalam jumlah maupun jenisnya. Untuk memenuhinya diperlukan eksplorasi guna mendapatkan lokasi jebakan-jebakan mineral baru. Cara paling tepat yaitu dengan melakukan penelitian pada daerah yang diindikasikan terdapat jebakan bijih besi seperti di desa Tegineneng kecamatan Limau kabupaten Tanggamus ini.
Jebakan mineral adalah endapan bahan-bahan atau material yang mempunyai arti ekonomis. Endapan mineral pada suatu lokasi dengan kondisi geologi tertentu sangat berhubungan dengan proses kejadian dan cara pengendapannya. Mineral biasanya produk deposit dari proses differensiasi (pemisahan) dan kristalisasi magma (proses isotermik, dimana selama proses pembentukan berlangsung akan dilepaskan sejumlah tenaga panas). Produk yang terbentuk pada saat pembentukkan batuan beku akan berakhir disertai dengan peningkatan konsentrasi mineral logam.
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode tahanan jenis. Metode ini biasa dipakai untuk penyelidikan bawah permukaan dengan memanfaatkan sifat-sifat kelistrikan batuan atau medium. Alasan dipilihnya metode ini karena bijih besi termasuk mineral logam sehingga memiliki resistivitas kecil. Dengan menyelidiki lapisan batuan dan kedalamannya berdasarkan harga resistivitas batuannya, maka dapat diperoleh gambaran mengenai lapisan batuan di bawah permukaan1).
Dalam tahap eksplorasi awal, penelitian difokuskan untuk menentukan lokasi jebakan dan jenis mineralnya. Setelah itu penelitian dilanjutkan untuk menentukan cadangannya sehingga dapat menjadi pertimbangan kelayakannya untuk tahap selanjutnya yaitu dieksploitasi. Perhitungan cadangan dapat memberikan perkiraan 3D yang berkaitan dengan distribusi ruang (spatial), sehingga mempermudah proses penambangan2).
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan lokasi jebakan mineral bijih besi dan membuat model 3D untuk mengetahui volumenya berdasarkan data geolistrik dan geologi regionalnya.
1.1. Besi
Besi merupakan jenis logam yang cukup melimpah di bumi dan masih menjadi tulang punggung dalam peradaban modern. Karakter dari endapan besi ini bisa berupa endapan logam yang berdiri sendiri namun
kadang ditemukan berasosiasi dengan mineral lainnya, misalnya dengan mangan atau silika. Endapan besi yang ekonomis umumnya berupa Magnetite, Hematite, Limonite, dan Siderite. Kadang kala dapat berupa mineral Pyrite, Pyrhotite, Marcasite, dan Chamosite. Terdapat empat jenis cebakan bijih besi di Indonesia yaitu
1. Cebakan Bijih Besi Skarn
Jebakan bijih besi skarn terbentuk oleh proses metasomatik kontak, sebagai hasil reaksi magma berkomposisi menengah sampai ultra basa dengan batuan gamping atau bersifat karbonatan. Mineral bijih utamanya yaitu jenis magnetit, hematit, siderit, limonit atau goethit.
2. Cebakan Bijih Besi Placer
Jebakan terbentuk oleh proses pelapukan, disintregasi dan akumulasi secara mekanik; menghasilkan endapan yang terdiri atas fragmen mineral dan batuan rombakan. Mineral bijih besi ini dapat ditemukan dalam aluvium pantai dan sungai yang disebut pasir besi.
3. Cebakan Bijih Besi Laterit
Cebakan ini merupakan hasil proses pelapukan, dekomposisi dan akumulasi residu. Karena pembentukan cebakan melibatkan proses kimiawi atau mekanis maka pelarutan dan pengendapannya dikendalikan oleh lingkungan setempat termasuk kondisi geologi dan fisika-kimia. Lingkungan yang terbaik untuk terjadinya proses laterisasi adalah iklim tropis yang basah, topografi yang relatif tidak curam dan waktu proses yang cukup lama karena adanya oksidasi. Mineralnya berupa Limonite dan Hematite.
4. Cebakan Bijih Besi Sedimen
Pembentukan cebakan ini berhubungan dengan proses sedimentasi. Proses kimia mempunyai peran utamadalam proses pengendapannya, dengan disintegrasi mekanis sebagai penyebabnya, seperti yang terjadi pada sebagian cebakan bijih besi disekitar jenis lateritik. Bijih besi ini juga dapat terbentuk oleh proses kimia atau akibat pekerjaan bakteri seperti yang dihasilkan oleh sumber air panas3).
2. METODE PENELITIAN
2.1. Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Desa Tegineneng Kecamatan Limau Kabupaten Tanggamus Provinsi Lampung. 2.2. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam survei geolistrik adalah sebagai berikut: 1. 1 set Resistivitimeter
2. Global Position System (GPS)
3. Elektroda arus dan potensial 4. Kabel penghubung
2.3. Akuisisi Data Lapangan
Metode akuisisi data lapangan yang digunakan adalah metode geolistrik tahanan jenis dengan Konfigurasi Wenner – Wenner, dengan posisi datumnya seperti Gambar 1.
2.4. Pengolahan Data 2.4.1. Model Dua Dimensi (2D)
Data yang diperoleh dari pengukuran di lapangan adalah besarnya arus dan beda potensial. Untuk mendapatkan nilai tahanan jenis semu maka kedua data tersebut dihitung dengan menggunakan Persamaan (1)5): KR I V K a = ∆ =
ρ
(1) denganρ
a : Resistivitas Semu R :HambatanK : Faktor Geometri I : Arus Listrik
Besaran K tergantung dari susunan keempat Elektroda, untuk Konfigurasi Wenner - Wenner, a
K =2
π
(2)2.4.2. Model Tiga Dimensi (3D)
Untuk mendapatkan besarnya volume mineral bijih besi maka dilakukan rekonstruksi dari model 2D ke model 3D, dengan memasukkan nilai X, Y, Z dan resistivitas dari semua lintasan pengukuran.
Gambar 1. Posisi titik datum Konfigurasi Wenner – Wenner4)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Pemodelan 2D 3.1.1. Lintasan 1
Nilai tahanan jenis pada lintasan 1 berkisar antara 6,5 – 307 ohm meter seperti pada Gambar 2. Mineral bijih besi diperkirakan memiliki nilai tahanan jenis 6,5 – 11,3 ohm meter dengan bentuk berupa boulder. Pada lintasan 1 ada 2 boulder bijih besi yang berada pada posisi sebagai berikut :
Boulder 1 berada pada sounding 12–13, posisi elektroda 60–75 meter, dengan kedalaman 1,25–22 meter. Boulder 2 berada pada sounding 21, posisi elektroda 105–110 meter, dengan kedalaman 1,25–4 meter.
Gambar 2. Penampang Model Inversi Resistivitas 2D Lintasan 1 n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 1 2 3 4 5 6 7 n = 5
3.1.2. Lintasan 2
Untuk lintasan 2, seperti pada Gambar 3. Nilai tahanan jenis pada lintasan 2 berkisar antara 15-330 ohm meter. Mineral bijih besi diperkirakan memiliki nilai tahanan jenis 15–23,3 ohm meter dengan bentuk berupa boulder. Pada lintasan 2 ada 4 boulder bijih besi yang berada pada posisi sebagai berikut :
Boulder 1 berada pada sounding 1–8, posisi elektroda 5–45 meter, dengan kedalaman 1,25–12 meter. Boulder 2 berada pada sounding 10-12, posisi elektroda 50–65 meter, dengan kedalaman 1,25–3 meter. Boulder 3 berada pada sounding 16-17, posisi elektroda 80–90 meter, dengan kedalaman 2–12 meter. Boulder 4 berada pada sounding 20-23, posisi elektroda 100–120 meter, dengan kedalaman 1,25–13 meter.
Gambar 3. Penampang Model Inversi Resistivitas 2D Lintasan 2 3.1.3. Lintasan 3
Lintasan 3 (Gambar 4), nilai tahanan jenis pada lintasan 3 berkisar antara 4,3 - 350 ohm meter. Mineral bijih besi diperkirakan memiliki nilai tahanan jenis 4,3 – 8,1 ohm meter dengan bentuk berupa boulder. Pada lintasan 3 ada 1 boulder bijih besi yang berada pada sounding 21, posisi elektroda 105 – 110 meter, dengan kedalaman 1,25 – 4 meter.
3.1.4. Lintasan 4
Lintasan 4, nilai tahanan jenis berkisar antara 8,7 - 281 ohm meter. Mineral bijih besi diperkirakan memiliki nilai tahanan jenis 8,7 – 14,3 ohm meter dengan bentuk berupa boulder. Boulder 1 pada sounding 11, posisi elektroda 55 - 60 meter, kedalaman 1,25 – 4 meter. Boulder 2 pada sounding 15, posisi elektroda 75 – 80 meter, dengan kedalaman 4 – 10 meter. Boulder 3 pada sounding 21, posisi elektroda 105 – 110 meter, dengan kedalaman 1,25 – 10 m.
Gambar 5. Penampang Model Inversi Resistivitas 2D Lintasan 4 3.1.5. Analisis Lintasan 5
Seperti pada Gambar 6, untuk lintasan 5 nilai tahanan jenis berkisar antara 6,5 - 209 ohm meter. Mineral bijih besi diperkirakan memiliki nilai tahanan jenis 6,5 – 10,7 ohm meter dengan bentuk berupa boulder. Pada lintasan 5 ada 3 boulder bijih besi yang berada pada posisi sebagai berikut :
Boulder 1 pada sounding 6 - 7, posisi elektroda 30 – 40 meter, dengan kedalaman 6 – 10 meter. Boulder 2 pada sounding 12 - 16, posisi elektroda 60 – 85 meter, dengan kedalaman 5 – 16 meter. Boulder 3 pada sounding 21, posisi elektroda 105 – 110 meter, dengan kedalaman 1,25 – 3 meter.
Gambar 6. Penampang Model Inversi Resistivitas 2D Lintasan 5 3.2. Rekonstruksi Model 2D menjadi 3D
Untuk melakukan reoknstruksi diperlukan data masukannya berupa posisi (x, y, z) dan nilai tahanan jenis.
3.2.1. Lokasi pengukuran
Lokasi penelitian memiliki topografi berupa perbukitan bergelombang, sehingga ada lintasan yang menyesuaikan keadaan daerahnya. Banyaknya lintasan pengukuran ada 5 lintasan seperti yang terlihat pada Gambar 7 di bawah ini.
Gambar 7. Bentuk lintasan survei 3.2.2. Rekonstruksi Model 3D
Pemodelan 3D ini akan memperlihatkan tahanan jenis batuan di daerah sekitar lintasan, sehingga dapat digunakan untuk memperkirakan volume model dan anomali mineral yang dicari.
Gambar 8. Rekonstruksi model 3D 5
3
4 2
Dari hasil pengolahan data diperoleh distribusi tahanan jenis kelima lintasan. Zona konduktif pada daerah ini disebabkan adanya asosiasi mineral dalam tanah. Warna biru pada model adalah zona konduktif yang diperkirakan berupa mineral bijih besi (Gambar 8).
3.3. Analisis
Dari hasil pengolahan data pengukuran diketahui bahwa keberadaan mineral logam ditunjukkan dengan adanya zona konduktif. Hal ini karena logam merupakan penghantar listrik yang baik sehingga konduktivitasnya tinggi dan nilai tahanan jenisnya kecil.
Mineral bijih besi yang ada di daerah penelitian merupakan jenis magnetit dengan susunan kimia FeO.Fe2O3 atau Fe3O4. Bijih besi jenis ini memiliki ciri berupa bijih hitam. Magnetit memiliki kandungan Fe relatif lebih tinggi dibanding mineral bijih besi lain dengan nilai tahanan jenis antara 10-1 – 103 ohm meter 6,8). Secara geologi, daerah penelitian berada pada Formasi Gading yang terdiri dari batu pasir, batu lanau, dan batu lempung bersisipan batu gamping dan lignit. Batuan ini diendapkan di lingkungan laut dangkal. Salah satunya gamping yang memiliki tahanan jenis 50 – 4x104 ohm meter dan lempung dengan tahanan jenis 1-100 ohm meter. Nilai tahanan jenis magnetit, berdasarkan anomali yang dihasilkan dari inversi berkisar antara 4,3 – 29,8 ohm meter. Pada penampang model ditunjukkan dengan gradasi warna biru. Kisaran nilai ini jelas masih masuk dalam batas interval nilai tahanan jenis magnetit hasil penelitian Loke pada tahun 2004 7,9). Dengan demikian, mineral magnetit pada daerah penelitian memiliki nilai tahanan jenis maksimum 29,8 ohm meter.
3.4. Volumetrik
Penghitungan volume bertujuan untuk mengetahui potensi mineral pada daerah penelitian. Hal ini terkait kelayakannya untuk dilakukan eksplorasi lebih lanjut. Berdasarkan hasil analisis, diperkirakan mineral bijih besi pada daerah penelitian memiliki nilai tahanan jenis 4,3 – 29,8 ohm meter. Selanjutnya penghitungan sumber daya dapat dilakukan dengan menggunakan program Rockwork 2004. Dari penghitungan, diperoleh volume model dari permukaan sampai kedalaman 24 meter sebesar 5.420.800 m3. Sementara volume mineral bijih besinya sebesar 8.000 m3.
Dengan mengetahui massa jenis besi yaitu 7,88 gram/cm3, maka volume diatas bisa dikonversi dalam satuan gram. Jadi besarnya volume bijih besi setara dengan 63,04 x 106 kg atau 63.040 ton.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut: (1) Sebaran nilai tahanan jenis batuan pada daerah penelitian adalah 6,5 – 307 ohm meter untuk lintasan pertama, lintasan kedua 15 - 330 ohm meter, lintasan ketiga 4,3 - 350 ohm meter, lintasan keempat 8,7 - 281 ohm meter, dan lintasan kelima 6,5 - 209 ohm meter (2) Jenis mineral bijih besi pada daerah penelitian yaitu Magnetit (Fe3O4). Pada pemodelan 2D dan 3D ditunjukkan oleh gradasi warna biru. Bentuknya tidak dalam bentuk body yang utuh tapi berupa boulder yang terpisah-pisah; (3) Berdasarkan pemodelan 3D diperoleh volume mineral bijih besinyasebesar 8.000 m3 atau setara dengan 63.040 ton.
4.2. Saran
Untuk memastikan posisi keberadaan dan penyebaran bijih besi maka diperlukan pengeboran di lokasi yang berwarna biru. Upaya ini juga sangat membantu dalam estimasi kuantitas dan kualitas secara lebih rinci.
DAFTAR PUSTAKA
1. Hendrajaya, L dan Idam, A. 1988. Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi. Jurusan FMIPA. ITB. Bandung
2. Haris, A. 2005. Modul Responsi Metode Perhitungan Cadangan. Departemen Teknik Pertambangan FIKTM ITB. Wabe Page http://www.itb.ac.id. Di akses 13 Februari 2008
3. Sutisna, D.T. 2007. Tinjauan Umum Potensi dan Pemanfaatan Cebakan Bijih Besi di Indonesia. Kelompok Kerja Mineral Pusat Sumber Daya Geologi. Bandung.
4. Loke, M.H. 1999. RES2DINV ver.3.3 for Windows 3.1, 95 and NT: Rapid 3D Resistivity & IP Inversion Using The Least-Squares Method. Penang. Malaysia
5. Telford, W.M, Geldart, L.P., and Sheriff, RE. 1990. Applied Geophysics 2ndEdition. New York. Cambridge University Press.
6. Schoon, J.H. 1996. Physical Properties of Rock Fundamentals and Principical of Petrophysic. Pergamon. Australia.
7. Loke, M.H., 2004. 2-D & 3-D Electrical Imaging Surveys.. Wabe Page http://www.google : mh-loke.com 8. Park, S.K. 1998. Fluid migration in the vadose zone from 3D inversion of resistivity data, Geophysics, 63:
41 – 61.
9. Loke, M.H., and Barker, R.D. 1996. Practical techniques for 3D resistivity surveys and data inversion, Geophys. Prospecting, 4: 499 - 523.
