744
GEOLOGI DAN STUDI LOGAM TANAH JARANG DAERAH KACANG BOTOR
DAN SEKITARNYA, KECAMATAN BADAU, KABUPATEN BELITUNG, PROVINSI
KEPULAUAN BANGKA BELITUNG
Novia Florensia Inatadon1*, Mirzam Abdurrachman2, Mochammad Aziz1 1Jurusan Teknik Geologi, UNSOED, Purwokerto
2
Jurusan Teknik Geologi, ITB, Bandung
3
Jurusan Teknik Geologi, UNSOED, Purwokerto *corresponding author: noviaflorensia91@gmail.com
ABSTRAK
Banyaknya intrusi granit berumur Trias hingga Kapur di Kepulauan Bangka Belitung berpotensi untuk dilakukan penelitian batuan dan endapan yang mengandung unsur tanah jarang. Unsur tanah jarang merupakan unsur yang sangat langka atau ditemukan sangat sedikit di alam, berupa senyawa kompleks umumnya senyawa fosfat dan karbonat. Seiring dengan perkembangan teknologi, unsur tanah jarang semakin dibutuhkan dan umumnya pada industri teknologi tinggi. Penelitian ini berada di daerah Kacang Botor Kecamatan Badau Kabupaten Belitung Provinsi Kepulauan Bangka Belitung dengan metode geokimia soil. Hasil dari pemetaan geologi didapatkan dua satuan geomorfologi, yaitu Satuan Perbukitan Intrusi (S11) dan Satuan Dataran Denudasional Peneplains (D5). Sedangkan untuk satuan geologi didapatkan Satuan Granit dari Formasi Tanjung Pandan dan Satuan Batupasir Kuarsa dari Formasi Tajam. Berdasarkan analisis ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) sebanyak 115 conto soil diperoleh 16 unsur dan hanya 8 unsur yang dilakukan pengolahan data. Kisaran kadar kedelapan unsur tersebut antara lain 82,79-188 ppm Ce; 23,24-66 ppm La, 17,05-66 ppm Nd, 8-89 ppm Pr, 26,93-81 Li, 16-126 ppm Y; 8-51 ppm Gd; 16-140 ppm Sn. Pola sebaran unsur tanah jarang yang didapatkan yaitu berarah barat daya - timur laut. Pola sebaran ini mengikuti pola kontur litologi granit sebagai batuan sumber dan endapan residu dengan butiran halus–kasar sebagai perangkap terendapkannya mineral tanah jarang. Unsur tanah jarang saling berasosiasi dengan unsur Sn (timah), Uranium, dan Thorium.
I.
PENDAHULUAN
Secara geologi, Unsur Tanah Jarang (UTJ) dapat dijumpai bersamaan dengan terbentuknya endapan timah. Penambangan dan pengolahan timah umumnya menghasilkan produk sampingan berupa mineral yang mengandung unsur tanah jarang. Mineralisasi timah di Asia Tenggara berada pada sabuk granit yang memanjang ke selatan dari China menerus ke Myanmar, Thailand, Semenanjung Malaysia, sampai ke Jalur Timah Indonesia yang terletak memanjang dari Kepulauan Riau, menerus ke arah selatan sampai di Bangka Belitung (Sabtanto, 2009). Oleh karena itu, meneliti daerah tersebut diperlukan kajian geologi lebih lanjut berupa geokimia soil, sehingga karakteristik kondisi geologinya dapat diketahui secara detail.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk megetahui kondisi geologi di daerah penelitian dengan melakukan pemetaan geologi dan studi khusus tentang unsur/ logam tanah jarang berdasarkan pengambilan data di lapangan sebagai data primer dipadukan dengan dengan analisis geokimia soil dan didukung oleh data-data sekunder yang ada pada daerah penelitian.
Lokasi penelitian berada di daerah Kacang Botor, Kecamatan Badau, Kabupaten Belitung, Provinsi Kepulauan Bangka Belitung. Secara geografis terletak pada koordinat (UTM) 811.100-816.400 mE dan 9.698.900-9.693.500 mN, dengan luas daerah penelitian 5 km x 5 km.
Bahasan utama dari penelitian ini adalah mengenai kondisi geologi daerah penelitian dan penyebaran unsur/logam yang berkaitan
745 dengan Rare Earth Element (REE) berdasarkan data geokimia terutama geokimia soil untuk menentukan zonasi penyebaran unsur yaitu unsur/ logam tanah jarang.
II.
KONDISI GEOLOGI REGIONAL
Menurut Badan Geologi tahun 2010, Kepulauan Bangka Belitung termasuk ke dalam fisiografi daerah perbukitan (low hills) dengan morfologi perbukitan terpisah (isolated hills) yang memiliki asal mula dari sisa denudasi, longsoran dan terobosan magma. Stratigrafi regional berdasarkan Peta Regional Lembar Belitung secara urutan dari tua ke muda yaitu: Formasi Kelapakampit tersusun atas batuan sedimen flysch yang terlipat lemah hingga sedang terdiri dari batupasir malih berselingan dengan batusabak, batulanau tufan dan rijang. Umurnya diperkirakan antara Permo-Karbon. Formasi ini terendapkan dalam lingkungan laut dengan ketebalan yang tersingkap lebih dari 500 m.
Formasi Tajam terdiri dari batupasir kuarsa bersisipan batulanau terlipat sedang hingga kuat dan termalihkan rendah. Bijih timah primer dijumpai bersama kuarsa dalam urat rekah.
Formasi Siantu terdiri dari lava basal dan breksi gunungapi.
Satuan ini terendapakan dalam lingkungan laut.
Granit Tanjung Pandan terdiri dari granit, terdaunkan kelabu muda, mineral penyusun yaitu kuarsa, felspar, plagioklas, biotit. Batuan ini termasuk ke dalam granit tipe “S” (Pitfield,1987), mengandung greisen yang kaya mineral primer. Umur mutlaknya berdasarkan K-Ar berkisar antara 208 sampai 245 juta tahun (Priem dkk, 1975).
Adamelit Baginda terdiri dari adamelit, kelabu sampai kehijauan, mineral penyusun
yaitu kuarsa, feldspar, plagioklas, biotit, hornblende. Umur mutlaknya berkisar dari 160 sampai 208 juta tahun (Priem dkk, 1975). Granodiorit Burung Mandi terdiri dari granodiorit, kelabu sampai kehijauan, mineral penyusun yaitu kuarsa, plagioklas, feldspar, biotit, hornblende. Berumur mutlak 115-160 juta tahun (Priem dkk, 1975) atau Kapur. Diorit Kuarsa Batubesi terdiri dari diorite kuarsa, hijau-kelabu muda, mineral penyusunnya adalah kuarsa, plagioklas, k-feldspar, hornblende, klorit, dan oksida besi. Pasir Berkarbon terdiri dari pasir karbonan kehitaman bersisipan lempung. Setempat dijumpai mineral kasiterit.
Endapan Aluvial dan Pantai terdiri dari kerakal-kerikil, pasir, lanau, lempung, dan pecahan koral.
Berdasarkan Peta Geologi Lembar Belitung (Baharuddin dan Sidarto, 1995), struktur geologi yang dijumpai di daerah ini antara lain: lipatan, sesar, kekar dan kelurusan. Arah sumbu lipatan umumnya barat laut – tenggara, sedangkan sesar berarah timur laut – barat daya.
III.
SAMPEL
DAN
METODE
PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode pemetaan geologi dan pengambilan sampel soil serta metode analisis berupa analisis petrografi dari batuan untuk melihat nama batuannya, analisis mineral butir mengetahui mineral berat dan persentasenya, analisis ICP-MS untuk mengetahui unsur tanah jarang dalam soil dan pengolahan data geokimia dengan batuan statistik.
IV. DATA DAN ANALISIS
746 Geomorfologi daerah penelitian terbagi menjadi dua satuan menurut van Zuidam (1985), yaitu: Satuan Perbukitan Intrusi (S11) meliputi 39% luas derah penelitian dengan morfografi perbukitan, ketinggian berkisar 75 sampai 225 mdpl, kemiringan lereng sebesar 27,27% termasuk kelas relief agak curam, berada pada satuan granit. Satuan Dataran Denudasional Peneplain meliputi 61% luas daerah daerah penelitian dengan morfografi pedataran, ketinggian berkisar 12 sampai 50 mdpl, kemiringan lereng sebesar 6,25% termasuk kelas relief sangat landai, berada pada satuan batupasir kuarsa.
Stratigrafi Daerah Penelitian
Stratigrafi daerah penelitian terbagi menjadi dua satuan tidak resmi, yaitu: Satuan Batupasir Kuarsa menempati 47% luas daerah penelitian dengan karakter batuan segar hingga terlapukan (Foto 1), berwarna putih keabuan, berukuran pasir halus-sedang, semen/matriks non karbonat, terpilah baik, kemas terbuka, banyak memperlihatkan mineral kuarsa pada sayatan petrografi (Foto 2), butiran berupa kuarsa 77%, feldspar 3%, muskovit 2%, serisit 2%, mineral opak 2%, berdasarkan klasifikasi Pettijohn 1975 termasuk Quartz Arenite. Satuan granit menempati 53% luas daerah penelitian dengan karakter batuan segar hingga terlapukkan/teralterasi (Foto 3), berwarna putih sampai keabuan, holokristalin, ekuigranular, komposisi mineral terdiri dari k-feldspar, kuarsa, biotit, plagioklas dan muskovit, pada sayatan petrografi memperlihatkan mineral ubahan berupa serisit dan mineral aksesoris berupa zirkon, apatit dan monasit, berdasarkan klasifikasi Streckeisen (1976) termasuk Alkali Feldspar Granite.
Struktur Geologi Daerah Penelitian
Struktur geologi yang berkembang pada daerah penelitian berupa kekar gerus yang jumlahnya tidak memadai untuk dilakukan analisis, sehingga hanya bisa menarik garis putus-putus berdasarkan kelurusan bukit dan lembah melalui citra SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Pola kelurusan bukit dan lembah berarah barat laut-tenggara. Sedangkan kekar yang terisi urat berupa urat kuarsa memiliki arah dominan timur laut-barat daya.
Geokimia Soil
Dalam studi khusus ini penulis melakukan pemetaan geokimia soil dengan mengambil contoh soil untuk dianalisis sebanyak 115 contoh yang diambil pada area seluas 25 km2. Metode pengambilan contoh soil dilakukan dengan metode kisi (grid) dengan jarak 250 meter untuk tiap titik pengambilan contoh. Contoh soil diambil pada kedalaman antara 30-60 cm (Rose dkk, 1979) pada horizon B, tetapi pada prakteknya antara batas bawah horison A dan batas atas horison C, karena tidak selalu mudah membedakan horison tanah. Selain itu terdapat pengukuran kadar Uranium, Thorium dan Kalium pada batuan/soil yang dilakukan secara kontinyu menggunakan alat detektor gamma-ray dengan interval pengukuran 250 m di sepanjang lintasan pengambilan contoh soil yang telah ditentukan.
Pengolahan Data Geokimia dan Analisis Hasil analisis conto soil didapatkan beberapa unsur yaitu: Ce, Dy, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Sm, Tb, Tm, Y, Yb, Li, dan Sn yang diambil untuk dianalisis lebih lanjut.
1. Nilai Latar Belakang
Nilai latar belakang merupakan nilai kandungan unsur yang belum mengalami perubahan. Hal ini dapat dikatakan pula bahwa nilai latar belakang berada di bawah nilai ambang.
747 2. Nilai Ambang
Nilai ambang digunakan untuk mengetahui batasan nilai sehingga dapat menentukan nilai anomali. Nilai ambang untuk unsur Ce, La, Nd, Li menggunakan metode statistik dengan tipe simpangan baku (σ) dengan rumus harga ambang T = µ + 2σ dan unsur Pr, Y, Gd, Sn menggunakan kurva probabilitas. Hasil perhitungan statistik untuk menentukan nilai ambang dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
3. Nilai Anomali
Nilai anomali dapat ditentukan jika nilai statistik data berada di atas nilai ambang. Besaran nilai anomali untuk unsur Ce, La, Nd, Pr, Li, Y dan Sn dapat dilihat pada Tabel 4. Asosiasi Unsur
Penentuan asosiasi unsur pada penelitian ini dilakukan dengan metode persentil Metode ini digunakan untuk melihat korelasi antara unsur acuan dengan unsur lainnya dengan nilai anomali yang tinggi pada persentil tertentu. Penelitian ini bertujuan untuk mencari daerah prospek unsur tanah jarang sehingga memakai unsur Ce sebagai acuan. Berdasarkan analisis statistik dengan menggunakan persentil 80, 70, dan 60 (Lampiran D), maka diperoleh asosiasi unsur Ce pada Tabel 5.
V.
DISKUSI
Pola Penyebaran Unsur
Berdasarkan peta sebaran unsur conto soil (Gambar 3) maka didapatkan pola sebaran unsur tanah jarang yang berarah barat daya-timur laut. Pola sebaran ini mengikuti pola kontur litologi granit sebagai batuan sumber dan endapan residu dengan butiran halus – kasar merupakan perangkap terendapkannya mineral tanah jarang. Unsur tanah jarang saling berasosiasi dengan unsur Sn (timah), U, dan Th.
Daerah Prospek
Pada daerah penelitian terdapat daerah prospeksi sebaran UTJ yang dibagi berdasarkan kompilasi beberapa unsur tanah jarang yang saling berasosiasi. Daerah prospeksi ini dibagi menjadi tiga area antara lain:
Daerah Prospeksi 1, berada di sebelah timurlaut daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Ce, La, Nd, Pr, Y, Gd, dan Sn. Daerah ini dikontrol oleh litologi granit sebagai cebakan primer dan juga endapan residu sebagai cebakan sekunder, keberadaan mineral kasiterit dan ilmenit hadir sebagai indikasi adanya UTJ. Daerah prospeksi 1 merupakan area prospeksi yang paling luas dibanding dua area prospeksi lainnya.
Daerah Prospeksi 2, berada di sebelah timur daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Nd, Pr, Li, Y, Gd, dan Sn. Daerah ini merupakan endapan residu dengan butiran halus–kasar sebagai perangkap terendapkannya mineral tanah jarang. Mineral-mineral lempung seperti kaolinit dan illit banyak ditemukan sebagai hasil dari ubahan k-feldspar. Struktur geologi berupa kelurusan berarah NW-SE juga mengontrol sebaran REE pada daerah ini.
Daerah Prospeksi 3, berada di sebelah baratdaya daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Ce, Li, dan Gd. Daerah ini dikontrol oleh litologi granit sebagai cebakan primer. Secara megaskopis, singkapan granit alkalin yang mengandung sedikit plagioklas dan terjadi pengkayaan biotit merupakan indikasi adanya REE. Keberadaan mineral zirkon yang merupakan senyawa zirkonium silikat, di dalamnya ditemukan thorium, yttrium dan cerium.
748
VI. KESIMPULAN
Satuan geomorfologi daerah penelitian terbagi menjadi 2 berdasarkan klasifikasi van Zuidam (1985), yaitu Satuan Perbukitan Intrusi (S11) dan Satuan Dataran Denudasional Peneplains (D5).
Stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi 2 satuan batuan tidak resmi secara berurutan dari tua ke muda yaitu: Satuan Batupasir Kuarsa dan Satuan Granit.
Dari 115 conto soil didapatkan nilai kadar unsur dengan kelas anomali III-V (sedang-tinggi) berkisar 82,79-188 ppm Ce; 23,24-66 ppm La, 17,05-66 ppm Nd, 8-89 ppm Pr, 26,93-81 Li, 16-126 ppm Y; 8-51 ppm Gd; 16-140 ppm Sn.
Pola sebaran unsur tanah jarang berarah barat daya-timur laut. Pola sebaran ini mengikuti pola kontur litologi granit sebagai batuan sumber dan endapan residu dengan butiran halus–kasar merupakan perangkap terendapkannya mineral tanah jarang.
1. Blok prospeksi daerah penelitian dibagi menjadi 3 daerah dengan karakteristik sebagai berikut:
Daerah prospek I, berada di sebelah timur laut daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Ce, La, Nd, Pr, Y, Gd, dan Sn. Mineral kasiterit dan ilmenit hadir sebagai indikasi adanya UTJ.
Daerah prospek II, berada di sebelah timur daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Nd, Pr, Li, Y, Gd, dan Sn. Struktur geologi berupa kelurusan berarah NW-SE mengontrol sebaran UTJ pada daerah ini.
Daerah prospek III, berada di sebelah barat daya daerah penelitian, terdiri dari sebaran unsur Ce, Li, dan Gd. Keberadaan mineral zirkon yang merupakan senyawa
zirkonium silikat yang di dalamnya ditemukan thorium, yttrium dan cerium.
VII. ACKNOWLEDGEMENT
Penelitian yang membahas tentang Unsur/ Logam Tanah Jarang masih sangat sedikit di Indonesia. Padahal potensi yang dapat dihasilkan dari komoditas UTJ untuk jangka panjang sangat dibutuhkan sejalan dengan perkembangan teknologi yang berkembang pesat. Karya ilmiah ini merupakan hasil dari penelitian tugas akhir penulis 1 bekerja sama dengan Pusat Sumber Daya Geologi. Terima kasih untuk pembimbing tugas akhir Dr. Eng. Mirzam Abdurrachman dan Mochammad Aziz, S.T., M.T. yang telah membimbing dan memberikan motivasi kepada penulis. Terima kasih juga untuk panitia penyelenggara Geoweek 2015 sehingga makalah ini dapat dipublikasikan.
749
DAFTAR PUSTAKA
Baharuddin dan Sidarto. 1995. Peta Geologi Lembar Belitung, Sumatera, Skala 1: 250.000. Bandung: Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.
Barber, A. J., M. J. Crow, dan J. S. Milson. (2005). Geological Society Memoirs No. 31, Sumatra: Geology, Resources, and Tectonic Evolution. London: Geological Society of London.
Cobbing, John. 2000. The Geology and Mapping of Granite Batholiths. Germany: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Frost, B. R.. 2001. A Gheochemical Classification for Granitic Rocks, Jurnal of Petrology, Vol. 42, No. 11, p. 2033-2048, April 2001.
Hamilton, W. B. 1979. Professional Paper 1078: Tectonics of the Indonesian Region. Washington DC: USGS.
Humphries, Marc. 2013, Rare Earth Elements: The Global Supply Chain, Congressional Research Service.
Metcalfe, I. 2000. The Betong-Raub Suture Zone. Journal of Asian Earth Sciences. 18, 691-712.
Metcalfe, I. 2010. Tectonic Framework and Phanerozoic Evolution of Sundaland. Gondwana Research. 19, 3-21.
Nichols, Gary. 2009. Sedimentology and Statigraphy, Second Edition. United Kingdom: Wiley-Blackwell.
Rodliyah, I., dan Pramusanto, Penelitian Logam Tanah Jarang di Indonesia. Bandung: Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara.
Rose, A.W., Hawkes, H.E., & Webb, J.S., 1979, Geochemistry in Mineral Exploration. New York, N.Y: Academic Press.
Streckeisen, A. 1976. Classification and Nomenclature of Igneous Rock (Final Report of An Inquiry). Neues Jahrbuch fürMineralogie. Stuttgart.
Soetopo, B., Subiantoro, L., dan Haryanto, D. 2012. Studi Deposit Monasit dan Zirkon dalam Batuan Kuarter di Daerah Cerucuk Belitung, Eksplorium Volume 33 No. 1, Mei 2012: 25-40.
Suprapto, S.J., 2009, Tinjauan Tentang Unsur Tanah Jarang, Buletin Sumber Daya Geologi Vol. 4 No. 1 - 2009.
Suwargi, E., Pardiarto, B., dan Islah, T. 2010. Potensi Logam Tanah Jarang Di Indonesia. Buletin Sumber Daya Geologi Vol. 5 No. 3 - 2010.
van, Zuidam, R. W. 1985. Aerial Photo-Interpretation Terrain Analysis and Geomorphology Mapping. Smith Publisher The Hague, ITC.
Wellmer, Friedrich-Wilhelm. 1989. Statistical Evaluations in Exploration for Mineral Deposits. Germany: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
750
FOTO
Foto 1. Singkapan batupasir kuarsa yang berarah N 195°E di Foto 2. Sayatan tipis (petrografi) litologi batupasir kuarsa
lokasi pengamatan NF/9.4
Foto 3. Singkapan granit pada lokasi pengamatan NF/10.2 Foto 4. Sayatan tipis (petrografi) litologi granit pada lokasi
NF/1.3
(foto menghadap ke arah timur laut)
TABEL
Tabel 1. Perbandingan harga ambang di daerah penelitian dengan konsentrasi rata-rata unsur di dalam kerak
bumi (Rose dkk. 1979; Lehman, 1991 dalam Suwargi dkk, 2010 )
Unsur
Konsentrasi Rata-rata unsur di dalam kerak bumi
(Rose, 1979) (ppm)
Konsentrasi Rata-rata unsur di dalam kerak bumi (Lehman,
1991) (ppm) Ce 81 64 La 25 16 Nd ? 16 Pr 7,7 7,1 Li 30 20 Y 35 ? Gd 8,8 ? Sn 2 ?
751
Tabel 3. Hasil perhitungan statistik deskriptif setelah dilakukan penormalan
Note: kandungan unsur dalam ppm
Tabel 4. Nilai anomali
Unsur Kisaran Nilai Anomali Penyebaran
Ce 82,79-106,31 Kelas 4 La 16,28-23,24 Kelas 3 Nd 17,05-21,98 Kelas 3 Pr 8,23-19,01 Kelas 2 Li 26,93-34,85 Kelas 4 Y - - Gd 9,92-14,15 Kelas 4 Sn 4,55-17,03 Kelas 2
752
GAMBAR
753
