DEFINISI DAN KONSEP DASAR hukum

DEFINISI DAN KONSEP DASAR

PENGERTIAN

►

GEOKIMIA ialah→ dapat diartikan secara luas sebagai pengukuran jumlah

relatip yang absolut dari unsur-unsur kimia pada bagian – bagian bumi.

Tujuan → untuk mengetahui prinsip-prinsip yang mengatur penyebaran dan

migrasi dari unsur-unsur sepanjang siklus geologi

→Pada dasarnya studi geokimia mempelajari tentang jumlah dan penyebaran

dari unsur-unsur kimia di dalam mineral, batuan, cebakan, tanah, airtanah

dan di atmosfer serta daur dari unsur-unsur kimia di alam berdasarkan

sifat-sifat atom atau ionnya.

►GEOKIMIA EKSPLORASI → terfokus terutama pada jumlah distribusi dan

migrasi dari unsur-unsur kimia dari cebakan atau unsur-unsur yang bersekutu

sangat erat dengan cebakan.

Tujuan → mendeteksi cebakan bijih baru metal/non metal

DAFTAR PUSTAKA

1. ARTHUR W. ROSE et al, 1991. Geochemistry in Mineral Exploration, Second Edition. Academic Press London San Diego New York

2. JOICE A.S, 1984. Geochemical Eploration. The Australian Mineral Fondation Inc.

3 . EDDY A.SUBROTO, 2000. Pengenalan Geokimia Petrolem, Lab. Geokimia, Fakultas Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung.

4. BARNES, J.W.1988.Ore and Minerals Introduction Economic Geology ,Open University Press, Philadelphia.

5. BATEMEN,A.M,1950. Economic Mineral Deposite, second edition, John Willey and Sons, inc, New York

6. Proceiding, Kumpulan Ilmiah, Buletin, Berita Geologi dll.

Ada banyak definisi tentang geokimia, tetapi definisi yang dilakukan oleh Goldschmidt menekankan pada dua aspek yaitu:

1. Distribusi unsur dalam bumi (deskripsi)

Pada dasarnya definisi ini menyatakan bahwa geokimia mempelajari jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan tanah, air, dan atmosfer. Tidak terbatas pada penyelidikan unsur kimia sebagai unit terkecil dari material, juga kelimpahan dan distribusi isotop-isotop dan kelimpahan serta distribusi inti atom.

Eksplorasi geokimia khusus mengkonsentrasikan pada pengukuran kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam pengertian yang lebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran secara sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya

(background geokimia).

Prinsip Dasar Prospeksi/Eksplorasi Geokimia

DISPERSI

⇨

adalah sebaran unsur-unsur kimia dialam ditentukan

oleh proses pengurain dan pengangkutan, baik secara

mekanis maupun kimia serta besifat penguapan dan

larutan.

Contohnya dalam survey drainage pertanyaan muncul apakah conto diambil dari air atau sedimen ; jika sedimen yang dipilih, haris diketahui apakah pengendapan unsur yang dicari sensitif terhadap variasi pH (contohnya adsorpsi Cu oleh lempung) atau kecepatan aliran sungai (contohnya dispersi Sn sebagai butiran detrital dari kasiterit). Jika adsorpsi dari ion-ion yang ikut diendapkan dicari dalam tanah atau sedimen, maka fraksi yang halus yang diutamakan; jika unsur yang dicari hadir dalam mineral yang resisten, maka fraksi yang kasar kemungkinan mengandung unsur yang dicari.

►

Pola dispersi dan assosiasi dengan cebakan bijih mencakup

:

(a). Tubuh bijih memotong bidang permukaan dan tererosi sehingga

dapat diobservasi secara langsung. Pola dispersi geokimia

berasosiasi dengan tubuh bijih primer

(b). Tubuh bijih tidak tersingkap dipermukaan tetapi terletak didaerah

pelapukan. Dispersi unsur akan terdapat pada sedimen maupun

pada soil

(c). Tubuh bijih persis tidak berada di bawah daerah pelapukan .

Dalam keadaan ini jika konsentrasi mineral-mineral stabil dan

mobil tidak banyak maka diteksi terhadap tubuh bijih sangat sulit

(d). Tempat tubuh bijih terdapat di bawah daerah pelapukan.

Penyelidikan geokimia akan memberi hasil nihil, deteksi harus

dilakukan dengan metode geofisika .

Prospeksi/eksplorasi geokimia pada dasarnya terdiri dari dua metode :

1. 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.

a. Memiliki mineralogi yang berbeda pada endapan bijihnya (contohnya: serussit dan anglesit terbentuk akibat pelapukan endapan galena) b. Dapat terdispersi dalam larutan (ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari

endapan kalkopirit)

c. Bisa tersembunyi dalam mineral lain (contohnya Ni dalam serpentin dan lempung yang berdekatan dengan sutu endapan pentlandit)

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

e. Bisa bergabung dengan material organik (contohnya Cu dalam umbuhan atau hewan)

* terdapat dibawah zona pelapukan dicirikan oleh P & T tinggi

* sirkulasi fluida larutan yang terbatas

* daerah dengan kandungan oksigen bebas yang rendah.

2. Lingkungan geokimia sekunder

☻suatu daerah dimana berlangsungnya proses pelapukan,erosi dan

sedimentasi dengan kondisi P & T rendah

☻ sirkulasi fluida larutan yang bebas dan kandungan O2,H2O dan CO2 yang

melimpah.

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. Contoh lainnya : 1. Emas yang tahan terhadap larutan akan tertinggal dalam gossan

2. Galena terurai perlahan dan menghasilkan serusit dan anglesit yang relatif tidak larut. oleh karena itu Pb cenderung tahan dalam gossan

3. Mineral sulfida Cu, Zn dab Ag mudah terurai dan bermigrasi ke level yang lebih rendah membentuk bijih oksida yang kaya atau bijih supergen

Unsur Penunjuk

Karena 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

Contohnya : Emas kelimpahannya kecil dalam bijih, oleh karena itu pola dispersinya hanya mengadung kadar emas yang sangat rendah, kurang dari batas minimal yang dapat dianalisis. Di lain pihak, Cu, As, atau Sb dapat berasosiasi dengan emas dalam kelimpahan yang relatif besar.

Anomali Geokimia

Bijih mewakili akumulasi dari satu unsur atau lebih diatas kelimpahan yang kita anggap normal. Kelimpahan dari unsur khusus di dalam batuan barren disebut background. Penting untuk disadari bahwa tak ada unsur yang memiliki background yang seragam, beberapa unsur memiliki variasi yang besar bahkan dalam jenis batuan yang sama. Contohnya background nikel :

1. Dalam granitoid kira-kira 8 ppm dan relatif seragam

2.Dalam shale berkisar antara 20 - 100 ppm 3. Dalam batuan beku mafik Ni rata-rata sekitar 160 ppm dan

relatif tidak seragam

4. Dalam batuan beku ultramafik Ni rata-rata sekitar 1200 ppm dengan variasi yang besar.

Tujuan mencari nilai background adalah untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu nilai di atas background yang sangat diharapkan berhubungan dengan endapan bijih. Karena sejumlah besar conto bisa saja memiliki nilai di atas background, maka ada nilai ambang/nilai batas yang digunakan untuk menentukan anomali, yang dikenal dengan sebutan threshold, yaitu nilai rata-rata plus dua standar deviasi dalam suatu populasi normal. Semua nilai di atas nilai threshold didefinisikan sebagai anomali. Teknik-teknik interpretasi baru melibatkan grafik frekuensi kumulatif, analisis rata-rata yang bergerak, analisis regresi jamak banyak menggantikan konsep klasik background dan threshold.

Bumi berusia 4,5 miliar tahun. Ini fakta yang cukup handal. Usia dari banyak batuan purba juga handal, dan mereka berusia sangat tua: ada batuan di Greenland yang berusia 3,8 miliar tahun. Tanda pertama kehidupan dalam batuan purba tidak dapat dengan mudah diketahui apalagi ditentukan usianya, namun ada bukti yang baik sekarang kalau sejenis mikroba telah ada setidaknya 2,8 miliar tahun lalu. Ini perkiraan yang sangat hati-hati; sebagian besar pakar akan mengatakan kalau sekarang telah ada bukti kalau ada kehidupan di Bumi 3,5 miliar tahun lalu. Beberapa diantaranya bahkan menarik waktunya lebih jauh hingga 3,8 miliar tahun.

Bukti paling langsung ada dua. Pertama ada struktur berskala besar yang tidak biasa dalam banyak batuan purba, termasuk batuan Australia kuno berusia 3,5 miliar tahun, yang mirip dengan struktur stromatolit yang di masa sekarang diproduksi oleh koloni mikroba dalam jumlah besar. Dan kedua, ada benda-benda yang ditemukan di batuan purba yang tampaknya merupakan fosil dari mikroba itu sendiri.

Bergerak ke ujung lain jangkauan waktu asal usul kehidupan di Bumi, waktu tertua yang mungkin dipastikan oleh usia Bumi itu sendiri, namun ada bukti dari Bulan dan banyak planet lain kalau Bumi di bombardir oleh meteorit-meteorit sangat besar hingga sekitar 4,0 miliar tahun lalu. Jadi ujung jauh dari jangkauan asal usul kehidupan mungkin lebih dekat ke 4,0 ketimbang 4,5 miliar tahun lalu. Di sisi lain, atau sisi pesimis, waktu asal usul kehidupan termuda adalah 2,8 miliar tahun dan ujung dekat ini tampaknya akan semakin terdorong jauh berkat penemuan-penemuan baru. Jadi, mungkin gapnya akan menyempit. Namun untuk sementara kita dapat tenang dengan jangkauan waktu 4,5 (atau kurang) hingga 2,8 (atau lebih) miliar tahun lalu untuk asal usul kehidupan di Bumi.

menyediakan bahan untuk diendapkan. Batuan Greenland mengandung karbonat – jadi mungkin ada karbon dioksida di atmosfer – dan juga terdapat endapan-endapan mengandung besi yang paling mungkin, hanya dapat terbentuk ketika tidak ada ataupun hanya ada sedikit oksigen di atmosfer. Dan umumnya diduga kalau juga ada nitrogen di atmosfer purba untuk menjadi penyusun utamanya seperti sekarang.

Pendapat lain mengatakan kalau atmosfer purba Bumi mirip dengan Yupiter. Namun pendapat kalau atmosfer purba kita berat, penuh metana, amonia, dan segala kawanannya ini tidak didukung oleh bukti dari batuan purba; dan sedikit pula antusiasme atas gagasan ini sekarang, baik diantara para geolog, geokimiawan, ataupun astronom planet. unsur penting dalam pembentukan ATP (energi) dan nukleotida. Semua materi yang menyusun tubuh makhluk hidup pada saatnya akan kembali ke alam (atmosfer, air dan tanah), yaitu ketika mahkluk hidup tersebut mati.

B.

Di alam, tubuh makhluk hidup yang telah mati akan diuraikan oleh dekomposer sehingga terbentuk senyawa sederhana. Selanjutnya, senyawa tersebut akan dimanfaatkan kembali oleh makhluk hidup autrotof. Artinya, semua materi akan mengalir membentuk suatu daur yang melibatkan komponen biotik dan abiotik yang disebut daur biogeokimia.

C.

D.

B. JENIS-JENIS DAUR KAITANYA DENGAN GEOKIMIA

1. Daur Air

Semua endapan bijih adalah produk dari daur yang sama di dalam proses-proses geologi yang mengakibatkan terjadinya tanah, sedimen dan batuan. Gambar merupakan ringkasan dari daur geologi dan contoh-contoh tipe bijih yang dihasilkan pada berbagai stadia daur :

Air sangat penting karena fungsinya sebagai pelarut kation dan anion, pengatur suhu tubuh, pengatur tekanan osmotic sel, dan bahan baku fotosintetis. Di alam daur air sebagai berikut: Semua tempat yang terkena enegi matahari (air laut,dll) akan menguap termasuk pada tumbuhan dan hewan. Akibat tiupan angin, awan menuju permukaan daratan.

Molekul air sangat penting bagi kehidupan. Air merupakan alat transfer utama bagi pemindahan zat dalam beberapa daur biogeokimia. Air bergerak dalam daur air secara global. Daur air ialah pergerakan air

melalui sistem biotik dan abiotik.

dikenal transpirasi) terutama evaporasi dari lautan. Pada saat molekul-molekul air di atmosfer bergerak mengikuti pola angin, kelembapan udara menyebabkan suhu menjadi lebih dingin. Selanjutnya, uap air terkondensasi menjadi tetes-tetes air dan jatuh sebagai air hujan atau salju. Ketika hujan jatuh di daratan, beberapa di antaranya menjadi air permukaan, mengalami penguapan, dan terserap di dalam tanah.Sebagian dari air ini mengalir ke bawah melewati tanah dan bebatuan, kemudian tersimpan dalam tanah atau di bawah danau yang disebut sebagai air tanah dalam. Sebagian lagi mengalir di permukaan tanah membentuk aliran air dan sungai, yang mana nantinya membawa air ke lautan. Sebagian air diserap oleh tumbuhan, digunakan untuk proses metabolisme dan mengembalikannya ke udara melalui transpirasi. Transpirasi dan evaporasi dari permukaan tanah menghasilkan kumpulan uap air yang disebut awan, yang akan melepaskan airnya sebagai hujan dan memulai siklus lagi.

Pengaruh suhu yang rendah mengakibatkan terjadinya kondensasi uap air menjadi titik-titik air hujan. Hujan turun di permukaan bumi sebagian meresap ke daam tanah, sebagian dimanfaatkan oleh hewan dan tumbuhan (yang tidak diserap akan menjadi mata air) sebagian lagi mengalir ke sungai-sungai sampai laut. Setelah dimanfaatkan manusia, hewan ,dan tumbuhan dikeluarkan lagi dan menguap. Dan air yang ada di dalam tanah mengalir sampai laut semuanya berlanjut terus.

proses pernafasan tumbuhan, dihasilkan lagi karbondioksida dan oksigen. Daur oksigen juga sama.

Karbon merupakan bahan dasar dari semua bahan organik. Aliran karbon berjalan beriringan secara paralel dengan aliran energi. Sumber pokok karbondioksida (CO2) ada di atmosfer. Selain itu, komponen karbon juga tersedia dalam bahan bakar fosil (batu bara, gas alam, dan minyak).

Hewan makan tumbuhan dapat karbon lalu setelah berjalannya waktu tubuh hewan dan tumbuhan mati dan diuraikan menjadi karbon dioksida, air, dan mineral. Karbon tadi dilepaskan ke udara dan seterusnya. Dari keduaunsur tadi yang paling panjang daurnya adalah karbon.

dan mineral. Karbondioksida akan kembali ke atmosfer dari penguraian

juga melalui sistem respirasi.

Pada daur karbon dan oksigen memerlukan hewan dan tumbuhan yang mati dalam waktu yang lama untuk membentuk batubara di dalam tanah serta pengurai juga diperlukan dalam mengurai hewan dan tumbuhan yang telah mati. Tumbuhan dan hewan juga terlibat dalam daur air.

3. Daur Nitrogen

Tumbuhan dan hewan membutuhkan nitrogen untuk membentuk asam amino untuk membentuk protein. Selain itu, nitrogen diperlukan dalam pembentukan senyawa nitrogen, seperti asam nukleat (ADN dan ARN). Meskipun 78% di udara terdapat nitrogen bebas, namun tumbuhan dan hewan pada umumnya tidak mampu menggunakannya dalam bentuk bebas. Nitrogen harus diubah menjadi bahan nitrogen lain sehingga dapat digunakan. Nitrogen diikat oleh bakteri yang ada di dalam tanah (biasanya dalam bentuk amonia). Selanjutnya oleh bakteri nitrifikasi diubah menjadi nitrit (NO2-), kemudian menjadi nitrat (NO3-), yang mana dapat diserap dari tanah oleh tumbuhan (disebut proses nitrifikasi). Beberapa tanaman mempunyai nodul pada akarnya yang di dalamnya terdapat bakteri pengikat nitrogen. Bakteri mengubah banyak nitrogen menjadi asam amino yang dilepaskan ke jaringan tumbuhan. Tanaman dengan nodul ini mampu hidup dalam kondisi tanah yang miskin nitrogen, misalnya ercis, tanaman dengan daun menjari dan tanaman lain yang termasuk dalam keluarga

Nitrogen berfungsi sebagai pembentuk asam amino merupakan persenyawaan pembentuk molekul protein. Selanjutnya protein sebagai pembentuk tubuh. Daur Nitrogen di alam sebagai berikut: Atmosfer mengandung sekitar 70% Nitrogen dalam bentuk unsur, tapi yang diperlukan dalam bentuk senyawa. Yaitu ketika petir keluar menyebabkan nitrogen bersenyawa jadi nitrat. Tumbuhan menyerap nitrat dari tanah utuk dijadikan protein lalu tumbuhan dimakan oleh kosumer senyawa nitrogen pindah ke tubuh hewan. Urin, bangkai hewan, dan tumbuhan mati akan diuraikan oleh pengurai jadi ammonium dan ammonia. Bakteri Nitrosomonas mengubah jadi nitritlalu diubah lagi oleh bakteri Nitrobacter menjadi nitrat. Kemudian nitrat diserap oleh tumbuhan. Selanjutnya sama dan begitu.

Selain melalui petir juga melalui bakteri Rizobium yang bersimbiosis pada tumbuhan kacang-kacangan membentuk bintik akar. Sedikit tambahan proses pengubahan nitrit jadi nitrat disebut nitrifikasi. Dan proses pengubahan nitrit atau nitrat jadi nitrogen bebas disebut denitrifikasi.

Beberapa hasil penelitian genetik yang diorientasikan terhadap pemberian tanaman panen yang lain (jagung, gandum) yang mempunyai kemampuan untuk mengikat nirogen. Kemampuan yang secara besar dapat mengurangi kebutuhan pemupukan pertanian. Dalam ekosistem air, alga hijau-biru juga mampu menyerap nitrogen. Nitrogen juga dapat terikat di atmosfer melalui masuknya energi

elektrik misalnya melalui penyinaran.

Bakteri pemecah memecah protein dalam tubuh organisme mati atau hasil sisa mereka menjadi amonium, kemudian nitrit atau nitrat dan akhirnya menjadi gas nitrogen yang mana akan dilepaskan ke atmosfer dari mulai nitrogen diikat dan berputar lagi. Semua hewan hanya memperoleh nitrogen organik dari tumbuhan atau hewan lain yang dimakannya. Protein yang dicerna akan menjadi asam amino yang selanjutnya dapat disusun menjadi protein-protein baru pada tingkat trofik berikutnya. Ketika makhluk hidup mati, materi organik yang dikandungnya akan diuraikan kembali oleh dekomposer sehingga nitrogen dapat dilepaskan sebagai amonia. Dekomposisi nitrogen organik menjadi amonia lagi disebut amonifikasi. Proses tersebut dapat dilakukan oleh beberapa bakteri dan mahkluk hidup eukariotik. Contoh beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam daur nitrogen ialah :

6.Bakteri ungu pengikat nitrogen seperti Rhodospirillum Meskipun pengikatan secara alami menghasilkan cukup nitrogen untuk proses yang berlangsung secara alami, namun pembentukan nitrogen oleh industri yang digunakan untuk pemupukan dan produk lain melampui kebutuhan ekosistem darat.

Fosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan fosfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel. Fosfor juga ditemukan sebagai komponen utama dalam pembentukan gigi dan tulang vertebrata. Daur fosfor tidak melalui komponen atmosfer. Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (fosfor yang berikatan dengan oksigen). Ion fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah.

Fosfor merupakan bahan pembentuk tulang pada hewan. Semua mahluk memerlukan sebagai pembentuk DNA, RNA, protein, energi (ATP), dan senyawa organik lainnya. Daur fosfor lebih sederana dari pada daur lainnya karena tidak melibatkan atmosfer. Di alam daur fosfor sebagai berikut:

Di dalam tanah mengandung fosfat anorganik yang dapat diserap oleh tumbuhan. Kemudian tumbuhan dimakan oleh konsumer sehingga fosfor berpindah ke hewan. Tumbuhan dan hewan mati, feses, dan urinnya akanterurai menjadi fosfat organik. Oleh bakteri fosfat tersebut diubah menjadi fosfat arorganik yang dapat diserap tumbuhan. Dan

Dan pada daur fosfor diperlukan pengurai untuk menguraikan hewan dan tumbuhan yang mati menjadi fosfat anorganik. Fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus

ini berulang terus menerus.

Daur sedimentasi disebut juga daur fosfor. Fosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.

Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat. Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen.

Adanya pergerakan dasar bum menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah.

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses. Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.

5. Daur Belerang

Daur tipe sedimen cenderung untuk lebih kurang sempurna dan lebih mudah diganggu oleh gangguan setempat sebab sebagian besar bahan terdapat dalam tempat dan relatif tidak aktif dan tidak bergerak di dalam kulit bumi. Akibatnya, beberapa bagian dari bahan yang dapat dipertukarkan cenderung " hilang" untuk waktu yang lama apabila gerakan menurunnya jauh lebih cepat dari pada gerakan "naik" kembali. Setiap daur melibatkan unsur organisme untuk membantu menguraikan senyawa-senyawa menjadi unsur-unsur. Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :

1. H2S → S → SO4; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu. 2. SO4 → H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio. 3. H2S → SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli. 4. S organik → SO4 + H2S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik aerobik dan anaerobik.

E.

bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.

ANABAENA, NOSTOC, DAN RHIZOBIUM SERTA

PENGARUHNYA TERHADAP LINGKUNGAN

F.

Anabaena dan nostoc merupakan jenis mikroalga. Anabaena dan Nostoc termasuk alga biru-hijau yang dapat menambat Nitrogen dari udara melalui kerjasama atau simbiosis dengan Azolla sp.

Produktifitas dan mutu mikroalga dapat dipengaruhi beberapa faktor diantaranya kandungan unsur hara pada media tumbuh. Kandungan mineral alga berkisar antara 6-39% berat kering dengan ion-ion utamanya adalah fosfor, sulfur, kalsium, natrium, khlor, besi, magnesium dan seng, serta mangan, tembaga dan cobalt terdapat dalam jumlah yang relatif kecil. Selain itu faktor abiotik yang mempengaruhi kehidupan organisme ini adalah suhu, arus, oksigen terlarut (DO), kebutuhan oksigen biologi (BOD) dan kimia (COD), serta kandungan nitrogen (N), kedalaman air, dan substrat dasar.

H.

Rhizobium merupakan bakteri yang bernodulasi dengan akar. Rhizobium dapat tumbuh dengan optimum pada temperatur antara 25-30°C dan pH 6.0-7.0. Rhizobium pada kondisi masam (pH rendah) tidak dapat menginfeksi akar tanaman. Kondisi asam menyebabkan kondisi Rhizobium stress. Ketersediaan Mn dan Fe dalam tanah masam juga berpengaruh terhadap aktivitas Rhizobium. Apabila ketersediaan Mn tinggi dapat menghambat perkembangan bakteri Rhizobium.

I.

pertumbuhan bakteri Rhizobium. Faktor abiotik dan biotik seperti kemasaman tanah, kelembaban tanah, suhu tanah, senyawa organik dan anorganik juga mempengaruhi pertumbuhan Rhizobium.

• Golongan naphthenic (CnH2n) :

Naften atau naphtenic dijumpai pada hampir semua minyak mentah. Naften memiliki formula yang sama dengan olefin, namun sifatnya jauhberbeda. Naften adalah senyawa hidrokarbon siklus yang jenuh. Naften tidak memiliki ikatan rangkap sehingga tidak dapat bereaksi secara langsung. Naften juga tidak larutdalam asam sulfat. Naften diketahui juga bahwa naphtenic adalah hidrokarbon yangmembentuk struktur cincin tertutup dan cincin itu juga mengikat paraffi n di samping.Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltinmurni, tetapi selalu dalam dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih inilebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni.

• Golongan olefi nik : Golongan ini umumnya tidak ditemukan dalam crude oil, demikian juga dengan hidrokarbon asetilenik sangat jarang.

Crud e oil ,mengandung sejumlah senyawan nonhidrokarbon,

terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawaanOrgano Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagaisuspensi koloidal). adalah golongan alkena

(ada ikatan rangkap antar atom carbon) Contoh :etilen, propylene dibawah ini adalah senyawa non hidrokarbon yang ada:

1. Senyawaan Sulfur

Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat,misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dinginatau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasilpembakaran gasoline) dan air.

2. Senyawaan Oksigen

a ta u c r u d e o i l a d a la h m e r u p a ka n c a m p u r a n d a r i b e r b a g a i m a c a m hidrokarbon dari rentan yang paling kecil seperti misalnya metan yang hanyan memiliki satuatom karbon sampai dengan rentan yang terbesar yang memiliki atom karbon 200 atau lebih.Pa da d unia p erm i nya k d ikena l jug a is tila h cra c king , di m a na Cra cking ad a la h p eng ura ia nmolekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawahidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin. Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki isomerisasi.Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.Dibawah ini merupakan hasil produk dari minyak bumi :

• Gasolin (bensin) : biasa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. • Kerosin (minyak tanah) : biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk

keperluan rumahtangga. Selain itu kerosin juga digunakan sebagai bahan

baku pembuatan bensin

melaluip ros es c ra cki ng . Kero s in da pa t juga dia rti ka n

terbatas dinegara berkembang, di mana dia kurang disuling dan mengandung ketidak murnian danbahkan "debris". Bahan bakar mesin jet adalah kerosene yang mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama

• Minyak pelumas, biasa digunakan untuk lubrikasi mesin-mesin. • Residu : minyak bumi yang terdiri dari Parafin misalnya, yang

digunakan dalam prosespembuatan obat-obatan, kosmetika, tutup botol, industri tenun menenun, korek api, lilin batik, dan masih banyak lagi. Aspal juga salah satu dari produknya, yang digunakansebagai pengeras jalan raya

ukasi.net/mapok/

Aplikasi Metode Isotop

Metode isotop dan geokimia memiliki peran penting dalam eksplorasi dan eksploitasi energi panasbumi serta pengembangannya. Metode geokimia menyediakan berbagai informasi penting antara lain sifat kimia fluida reservoir, temperatur reservoir, rasio uap – air (fraksi uap) dalam reservoir, kesetimbangan mineral serta potensi korosi danscaling. Pada lapangan panasbumi yang telah beroperasi, monitoring geokimia merupakan metode yang sangat penting untuk memantau respon reservoir terhadap produksi.

Bumi terdiri dari banyak elemen dan unsur, yang memiliki sifat kimia berbeda-beda. Bagi para geologist, salah satu unsur yang sangat menarik perhatian adalah zat hidrokarbon yang biasa disebut minyak bumi.

Minyak bumi merupakan salah satu zat kimia hidrokarbon. Terdiri dari komposisi unsur C, H, dan O yang beragam. Memiliki nilai jual tinggi dan sangat berguna bagi kehidupan. Namun apakah fakta yang

Saat ini, sejumlah besar ilmuwan secara umum berpendapat bahwa minyak bumi adalah makhluk hidup purbakala yang di bawah tekanan suhu tinggi dan setelah melalui proses pengolahan dalam jangka waktu yang panjang serta lamban, maka makhluk hidup zaman purbakala baru berubah menjadi minyak bumi. Namun, yang membuat para ilmuwan bingung adalah sebenarnya butuh berapa kali organisme prasejarah dalam skala besar terkumpul dan terkubur, baru bisa menghasilkan minyak bumi yang sedemikian banyak seperti sekarang ini?

Masalah ini terjawab di majalah Scientist akhir November 2003. Penulis artikel tersebut yakni Jeffry S. Dukes dari Universitas Utah, melalui hasil hitungan dari data industri dan geokimia serta biologi yang ada sekarang: 1 galon minyak bumi Amerika, ternyata membutuhkan 90 ton tumbuhan purbakala sebagai bahan material, artinya 1 liter minyak bumi berasal dari 23,5 ton tumbuhan purbakala. Lalu berapa tumbuhan yang dapat mencapai 23,5 ton itu? Hasil hitungan didapati, bahwa itu setara dengan 16.200 meter persegi jumlah tanaman gandum, teremasuk daun, tangkai dan seluruh akarnya.

Mengapa membutuhkan makhluk hidup purbakala dalam jumlah yang sedemikian besar baru bisa mengubahnya menjadi minyak bumi? Penyebabnya adalah bahwa minyak bumi harus di bawah tekanan suhu tinggi, dengan demikian baru bisa menghasilkan minyak bumi, lalu setelah makhluk hidup purbakala mati, jika penguburan tidak

Dilihat dari segi lainnya, data geologi menunjukkan, bahwa bumi pada zaman purbakala mutlak tidak mungkin lebih besar ukurannya dibanding bumi saat ini, lagi pula jumlah kandungan oksigen di udara dan suhu udara pada zaman purbakala kurang lebih 30% lebih tinggi dibanding bumi saat ini, atau dengan kata lain, kecepatan busuknya makhluk hidup lebih cepat dibanding sekarang. Seandainya minyak bumi berasal dari jasad makhluk hidup melalui sirkulasi karbon, maka meskipun bentuk tubuh makhluk hidup purbakala lebih besar, namun jika rasio penguburan lebih cepat dan skala besar malahan sangat rendah juga akan sangat sulit, ini adalah yang bisa diketahui dari fosil dinosaurus yang tidak sempurna dan tidak banyak jumlahnya, yang hanya dapat kita gali sekarang ini. Sebuah fosil individual dinosaurus yang demikian tidak mudah untuk disimpan, lalu berapa besar rasionya jasad dinosaurus dalam skala besar yang harus segera dikubur?.

GEOKIMIA ORGANIK

Geokimia Organik

1. Hidrokarbon (Petroleum) 2. Untuk Karbon (Batubara)

Keberadaan Minyak Bumi : BATUAN INDUK

*BATUAN YANG MENGHASILKAN HIDROKARBON *KAYA ORGANIK, BERBUTIR HALUS

*Contohnya SERPIH, BATUGAMPING

BATUAN RESERVOAR / WADUK

PERANGKAP

KEROGEN TIPE-I

• Persentase karbon yg dapat diubah dlm TOC tinggi (>70%) ; menghasilkan HK berkonsentrasi parafinik lbh tinggi drp kerogen Tipe-II dan Tipe-III

KEROGEN TIPE-II

• Persentase karbon yg dpt diubah antara 30-70% ; menghasilkan HK campuran yg kompleks.

KEROGEN TIPE-III

DIAGENESIS

• Transformasi material organik dlm lingkungan sedimen, terjadi pada temperatur rendah

Tipe Kerogen

Berdasarkan komposisi unsur-unsur kimia yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), pada awalnya kerogen dibedakan menjadi 3 tipe utama yaitu kerogen tipe I, tipe II, dan tipe III (Tissot dan Welte, 1984 dalam Killops dan Killops, 2005), yang kemudian dalam penyelidikan selanjutnya ditemukan kerogen tipe IV (Waples, 1985). Masing-masing tipe dicirikan oleh jalur evolusinya dalam diagram van Krevelen

Kerogen Tipe I (highly oil prone - oil prone)

rendah karena terbentuk dari material lemak yang miskin oksigen. Kerogen tipe ini menunjukkan kecenderungan besar untuk menghasilkan hidrokarbon cair atau minyak.

Kerogen tipe I berwarna gelap, suram dan baik berstruktur laminasi maupun tidak berstruktur. Kerogen ini biasanya terbentuk oleh butiran yang relatif halus, kaya material organik, lumpur anoksik yang terendapkan dengan perlahan-lahan (tenang), sedikit oksigen, dan terbentuk pada lingkungan air yang dangkal seperti lagoondan danau.

Kerogen Tipe II (oil and gas prone)

Kerogen Tipe II memiliki perbandingan atom H/C relatif tinggi (1,2 – 1,5), sedangkan perbandingan atom O/C relatif rendah (0,1 – 0,2). kerogen tipe ini dapat menghasilkan minyak dan gas, tergantung pada tingkat kematangan termalnya. Kerogen tipe II dapat terbentuk dari beberapa sumber yang berbeda – beda yaitu alga laut, polen dan spora, lapisan lilin tanaman, fosil resin, dan selain itu juga bisa berasal dari lemak tanaman. Hal ini terjadi akibat adanya percampuran antara material organik autochton berupa phytoplankton kemungkinan juga zooplankton dan bakteri) bersama-sama dengan material

allochton yang didominasi oleh material dari tumbuh-tumbuhan seperti polen dan spora. Percampuran ini menunjukkan adanya gabungan karakteristik antara kerogen tipe I dan tipe III.

Kandungan hidrogen yang dimiliki kerogen tipe II ini sangat tinggi, sedangkan kandungan oksigennya jauh lebih rendah karena kerogen tipe ini terbentuk dari material lemak yang miskin oksigen. Kerogen tipe II tersusun oleh senyawa alifatik rantai sedang (lebih dari C25)

Kerogen Tipe III (gas prone)

Kerogen Tipe III memiliki perbandingan atom H/C yang relatif rendah (< 1,0) dan perbandingan O/C yang tinggi (> 0,3). Kandungan hidrogen yang dimiliki relatif rendah, karena terdiri dari sistem aromatik yang intensif, sedangkan kandungan oksigennya tinggi karena terbentuk dari lignin, selulosa, fenol dan karbohidrat. Kerogen Tipe III terutama berasal dari tumbuhan darat yang hanya sedikit mengandung lemak dan zat lilin. Kerogen tipe ini menunjukkan kecenderungan besar untuk membentuk gas (gas prone).

Kerogen Tipe IV (inert)

Kerogen tipe IV terutama tersusun atas material rombakan berwarna hitam dan opak. Sebagian besar kerogen tipe IV tersusun atas kelompok maseral inertinit dengan sedikit vitrinit. Kerogen tipe ini tidak memiliki kecenderungan menghasilkan hidrokarbon sehingga terkadang kerogen tipe ini dianggap bukan kerogen yang sebenarnya. Kerogen ini kemungkinan terbentuk dari material tumbuhan yang telah teroksidasi seluruhnya di permukaan dan kemudian terbawa ke lingkungan pengendapannya. Kerogen tipe IV hanya tersusun oleh senyawa aromatik.

GEOKIMIA PETROLEUM

Geokimia petroleum (minyak dan gas bumi) adalah penerapan prinsip-prinsip kimia yang mempelajari tentang asal, migrasi, akumulasi dan alterasi dari petroleum (minyak dan gas bumi ) selain itu menerapkan konsep-konsepnya dalam rangka eksplorasi petroleum yang lebih efektif.

Walaupun sebenarnya pengetahuan dan ekspolari minyak & gas bumi telah berlangsung sejak zaman dahulu, namun begitu, seiring berkembangnya waktu, ilmu semakin berkembang, dengan lahirnya teknologi-teknologi terbarukan sehingga semakin memudahkan dalam eksplorasi minyak dan gas bumi untuk memenuhi kebutuhan energi.

1. Teori Anorganik (dikembangkan oleh peneliti Rusia), teori ini menjelaskan bahwa gas dan cairan hidrokarbon ditemukan dalam lingkungan batuan beku dan batuan metamorf, misalnya pada laporan Kudryavtzev (1959) yang menyimpulkan bahwa hidrokarbon terbentuk secara proses abiogenik. Ternyata setelah dilakukan penelitian lebih detail lagi, hidrokarbon tersebut berasal dari material organik yang diendapkan bersama sedimen dan telah mengalami ubahan

2. Teori Organik (dikembangkan oleh peneliti Amerika dan Eropa), teori ini banyak dianut orang pada saat ini, dimana hidrokarbon berasal dari material organik yang diendapkan di dalam batuan sedimen berbutir halus.

Teori tentang cebakan minyak dan gas bumi yang paling umum dan mendasar adalah teori antklin, dimana menurut teori ini dikarenakan massa jenis minyak lebih rendah daripada massa jenis air maka minyak akan selalu bergerak dan berada diatas air dan akan berhenti dalam lapisan yang bagian atasnya terbuka ke bawah yaitu suatu bentuk antiklin. Prinsip dasar dalam menemukan cadangan minyak berpotensi dalam suatu struktur-struktur terkadang masih dilakukan, akan tetapi dengan teknologi terkini sebagian besar pemetaan geologi permukaan telah lama diganti atau dilengkapi dengan pemetaan geofisika tiga-dimensi struktur bawah permukaan.

Kegunaan geokimia

Geokimia menjawab berbagai tantangan ekplorasi dan eksploitasi termasuk ketika minyak semakin sulit ditemukan. Apa komposisi petroleum?, Bagaimana keadaan asalnya?, dan bagaimana cara dia bermigrasi?

penguraian bahan organik yang tersimpan dalam cekungan sedimen. Pengamatan geologi lapangan di akhir abad kesembilan belas menyatakan bahwa bahwa minyak berasal dari serpih bitumen dan bermigrasi ke dalam batupasir. Dalam tahap eklporasi diperlukan analisa yang cukup mengenai tahapan-tahapan pembentukan minyak bumi mulai dari deposisi zat organik, pengawetan zat organic dalam sedimen, transformasi zat organik menjadi minyak bumi, serta migrasi, dan akumulasi minyak dan gas bumi.

Eksplorasi yang sukses tergantung pada faktor-faktor dibawah ini:

1. Adanya jebakan (struktur, reservoir, seal)

2. Akumulasi muatan minyak (sumber, pematangan, migrasi ke waktu perangkap)

3. Pematangan minyak terperangkap (sejarah termal, invasi perairan meteoric

Fasies organik yang berbeda menghasilkan dan mengeluarkan jumlah minyak dan gas yang berbeda pula

Petroleum generative depression adalah suatu area dimana batuan induk yang kaya sumber organik berada pada suhu cukup tinggi untuk menghasilkan dan mengeluarkan sejumlah besar minyak bumi.

Karbon dan Asal Mula Kehidupan

Keunikan karbon yang dapat membentuk unsur dasar kehidupan, terletak pada kemampuannya untuk bergabung dengan dirinya sendiri membentuk rantai karbon yang panjang, dan kompleks, Walaupun ada unsure lain yakni silikon yang mempunyai electron valensi yang sama sebesar 4. Namun Rantai silicon banyak mempunyai kelemahan, diantaranya:

1. Energi ikatannya lemah. Energi ikatan antar Silikon sebesar 53 kkal/mol sedangkan energi ikatan antar Karbon sebesar 83 kkal/mol 2. Tidak stabil

3. Struktur molekul paling sederhana dari Silikon adalah SiO2 yang

dengan karbon dengan struktur molekul paling sederhana CO2 cenderung lebih dinamis.

Karbon menjadi struktur dasar semua kehidupan seperti yang kita tahu itu sejak awal kehidupan di bumi. Akibatnya, kimia karbon sering disebut sebagaikimia organik, sedangkan bahan kimia dari semua elemen lain yang disebutkimia anorganik.

Keterangan: Ga=109 tahun lalu, PAL= present atmosphere level (kandungan O

2). Stomatolit= struktur

organo-sedimen (simbiose antara ganggang-sedimen gampingan)

Potensi Petroleum Batuan Prikambrium

Bukti awal kehidupan dengan ditemukannya stromatolit 3,5 Milyar tahun yang lalu. Beberapa penelitian dan analisis sedimen Prakambrium menunjukkan bahwa tidak memiliki kualitas batuan sedimen Fanerozoikum, baik dalam jumlah kandungan kerogen atau hidrogen. Minyak dan gas akan terus ditemukan, khususnya dalam sedimen prikambrium nonalterasi, namun jumlah tersebut tidak akan menjadi besar kecuali jika batuan sumber kaya bahan organik, kerogen, atau konten hidrogen mereka tidak luas, dan sistem reservoir yang terjaga dengan baik

Eksplorasi Minyak dan Gas Bumi

Teknik Eksplorasi

1. Mencari rembesan minyak (prospektor) 2. Metode Geofisika