6 BAB II
DASAR TEORI
2.1. Genesa Endapan Nikel Laterit
2.1.1. Pembentukan Zona Pada Endapan Nikel Laterit
Nikel laterit merupakan material dari regolit (lapisan yang merupakan hasil dari pelapukan batuan yang menyelimuti suatu batuan dasar) yang berasal dari batuan ultrabasa yang mengandung unsur Ni dan Co. Nikel laterit akan sangat baik terbentuk pada daerah yang terletak zona perubahan muka air tanah. Terjadinya perubahan dari musim kering ke musim hujan akan mempengaruhi pergerakan muka air tanah sehingga sesuai untuk terjadinya pembentukan laterit. Air hujan yang mengandung CO2 dari udara meresap hingga permukaan air tanah sambil
melindi mineral primer yang tidak stabil seperti olivin dan piroksen. Air tanah meresap secara perlahan sampai batas antara zona limonit dan saprolit, kemudian mengalir secara lateral dan selanjutnya didominasi transportasi larutan secara horizontal (Valeton, 1967).
peridotit dengan zone saprolit
daerah pengendapan larutan pembawa nikel
pengayaan nikel yang kurang intensif akibat sedikitnya rekahan pengayaan nikel yang dalam akibat intensifnya rekahan zone pengayaan utama zone erosi zona pelindian laterit insitu
7
Batuan asal ultramafik pada zona saprolit diimpregnasi oleh nikel melalui larutan yang mengandung nikel, sehingga kadar nikel dapat naik hingga 7% berat. Nikel sendiri dapat mensubstitusi magnesium dalam serperntin atau mengendap pada rekahan bersama dengan larutan yang mengandung magnesium dan silikon sebagai garnierite [(Ni,Mg)6Si4O10(OH)6].
Apabila dilihat secara vertikal, horizon-horizon utama dari endapan nikel laterit adalah sebagai berikut:
a. Lapisan paling atas merupakan zona top soil yang merupakan tanah hasil pelapukan zona-zona di bawahnya yang memiliki kandungan Ni sangat rendah. Selain top soil biasanya juga terdapat iron cap yaitu lapisan yang memiliki kadar Fe cukup tinggi. Iron cap ini memiliki kandungan nikel yang relatif sedikit akibat terjadinya mobilisasi unsur nikel dan pengkayaan Fe.
b. Dibawah zona top soil terdapat lapisan yang kaya akan oksida besi yang disebut dengan limonit. Limonit memiliki kandungan unsur Ni yang lebih tinggi dibandingkan dengan zona top soil tetapi kandungan unsur Fe semakin berkurang. Zona ini didominasi oleh mineral goethit [FeO(OH)] dan juga terdapat mineral lain seperti magnetit [Fe3O4], hematit [Fe2O3], kromit [Cr2O4],
serta kuarsa sekunder.
8
9
d. Bagian terbawah dari penampang vertikal atau bedrock dari endapan nikel laterit adalah protolith. Protolith merupakan batuan asal yang berupa batuan ultramafik, umumnya berupa harzburgite (peridotit yang kaya akan orthopiroksen), peridotit atau dunit.
2.1.2. Kontrol Pembentukan Endapan Nikel Laterit
Faktor – faktor yang mempengaruhi pembentukan endapan nikel laterit secara umum adalah sebagai berikut:
a. Batuan Dasar (Source Rock)
Tidak semua jenis batuan dapat menjadi source rock bagi pembentukan endapan nikel laterit. Endapan nikel laterit terbentuk dari batuan ultrabasa yang kaya akan olivin dan hasil ubahannya yang telah mengalami proses serpentinisasi yang akan meningkatkan kandungan Ni. Olivin dan piroksen adalah mineral yang mudah lapuk atau tidak stabil apabila tersingkap di permukaan atau akibat terjadinya perubahan lingkungan geologi.
10 b. Pelapukan
Faktor yang dominan dalam pembentukan endapan nikel laterit adalah adanya proses pelapukan dari batuan asal. Dengan adanya pelapukan ini batuan akan mengalami pengecilan ukuran (fragmentasi) maupun perubahan komposisi batuan akibat adanya perbedaan mobilisasi antar unsur. Unsur-unsur yang relatif mobile dan mudah terlarut dibandingkan unsur lain di lingkungannya akan terlarutkan dan mengalami pengkayaan ditempat terpisah dengan unsur yang imobile atau susah terlarut.
Gambar 2.3. Diagram Mobilitas Beberapa Unsur (Guilbert,1986)
11
nikel laterit pengkayaan unsur Fe akan terjadi di bagian atas endapan membentuk iron cap sedangkan Ni akan terkayakan pada horizon dibawahnya.
c. Struktur Geologi
Selain faktor pelapukan diperlukan adanya kontrol struktur dalam pembentukan endapan nikel laterit. Struktur yang paling berpengaruh adalah adanya kekar ataupun sesar yang memungkinkan terjadinya pelapukan lebih lanjut akibat adanya pelarutan air dan unsur-unsur terlarutnya. Akibatnya, pada lokasi-lokasi dimana terdapat kekar pada batuan asalnya akan menghasilkan endapat nikel laterit yang lebih tebal pada kondisi topografi yang seragam atau akan terjadi pengkayaan kandungan Ni didalam rekahan-rekahannya.
Akan tetapi adanya sesar juga dapat menghalangi aliran air dan menghambat penetrasi pelapukan lebih lanjut kedalam batuan asal sehingga dapat menyebabkan terjadinya variasi lokal yang menyebabkan perbedaan kandungan Ni dengan daerah disekitarnya.
d. Iklim
Iklim yang dimaksud disini adalah iklim saat proses pembentukan endapan nikel berlangsung dan bukan iklim pada saat sekarang. Adanya pergantian iklim secara periodik dan kontinu selama proses pembentukan endapan akan menyebabkan pergerakan muka air tanah secara signifikan sehingga dapat menyebabkan terjadinya pemisahan dan akumulasi unsur-unsur tertentu. Selain itu adanya perubahan temperatur yang ekstrim dapat mempercepat terjadinya pelapukan secara mekanis dan dapat menyebabkan terbentuknya rekahan – rekahan baru yang mengawali terjadinya pelapukan lebih jauh secara intensif.
12
Rusia. Hal ini membuktikan bahwa tidak ada hubungannya antara iklim saat ini dengan pembentukan endapan laterit, tetapi pembentukan nikel laterit lebih dipengaruhi oleh iklim pada saat endapan tersebut terjadi/terbentuk.
e. Topografi
Kondisi geomorfologi atau topografi lokal yang landai memungkinkan keadaan muka air tanah yang stabil dan pergerakannya akan relatif lambat sehingga penetrasi air melalui rekahan atau pori batuan bisa lebih intensif dan mencapai daerah yang lebih dalam. Sehingga pada daerah yang landai ini memungkinkan terjadinya akumulasi kadar Ni akibat perbedaan mobilitas antar unsur.
Sementara di daerah yang terjal tingkat erosinya lebih tinggi dan batuan yang terlapukkan akan lebih mudah tererosi sehingga akan selalu muncul batuan yang segar di permukaan dan kemudian akan terlapukkan kembali dan tererosi. Akibatnya pada daerah yang terjal atau lerengnya curam ketebalan zona limonit akan menjadi tipis disebabkan oleh erosi, pelapukan dan air limpasan (run off) yang intensif. Pada daerah lembah akan terakumulasi limonit yang tercampur dengan top soil yng kaya akan kandungan unsur Fe sebagai hasil dari proses transportasi dan erosi.
13 f. Faktor vegetasi
Pengaruh vegetasi dalam pembentukan endapan nikel laterit adalah dengan adanya vegetasi yang lebat maka akan meminimalkan terjadinya air limpasan di permukaan dan pertumbuhan akar tanaman akan menimbulkan retakan-retakan baru sehingga penetrasi air akan menjadi lebih intensif. Selain itu dengan adanya vegetasi yang dominan maka tingkat erosi mekanis di permukaan akan menjadi berkurang. Dengan demikian adanya vegetasi yang lebat dan berkembang pada lingkungan yang baik dan stabil akan menghasilkan endapan nikel laterit yang lebih tebal.
g. Waktu
Untuk bisa menghasilkan endapan nikel laterit yang bernilai ekonomis maka diperlukan proses pembentukan dan pengkayaan yang cukup lama. Secara teoritis dengan laju pelapukan mencapai 5-50 mm/tahun dan rata-rata mencapai 20 mm per 1000 tahun diperlukan waktu sekitar 1-6 juta tahun untuk membentuk endapan nikel laterit yang bernilai ekonomis. Bagaimanapun juga laju pelapukan ini tergantung pada proses-proses lokal dan khas pada masing-masing daerah (Diktat Genesa Bahan Galian). Kondisi di atas masih belum mempertimbangkan adanya erosi, rekahan dan kondisi tektonik lokalnya. Kondisi tektonik yang stabil dan relief rendah menghasilkan periode pelapukan yang lama, pembentukan regolith yang tebal dan meningkatkan pembentukan endapan nikel laterit dengan tipe clay silicate dan endapan oksida.
14 2.2. Komposit Data
Pengujian kadar adalah hal yang sangat penting dalam pendeskripsian suatu sampel yang diperoleh dari lapangan. Pengujian kadar secara individual akan merepresentasikan nilai kadar untuk suatu interval panjang core (sampel) tertentu. Komposit adalah metode yang menggabungkan beberapa kadar individu sehingga menghasilkan nilai kadar rata-ratanya atau dengan kata lain komposit kadar merepresentasikan nilai kadar untuk suatu interval yang lebih panjang.
Alasan dan keuntungan dari pembuatan komposit data ini antara lain (Hustrulid,1995):
a. Pengujian kadar dengan interval panjang yang tidak teratur harus di kompositkan agar menghasilkan data yang representatif untuk keperluan analisis,
b. Komposit akan memasukkan proses dilusi akibat penambangan pada suatu jenjang / bench dalam suatu open pit. Dengan demikian dapat dihitung secara cepat kadar dan tonase bijih yang diperoleh dalam kegiatan penambangan,
c. Mereduksi data-data yang bersifat erratik/ data-data yang unik,
15
interval komposit yang dipilih umumnya adalah tinggi jenjang yang akan dibuat (Hustrulid, 1995).
Gambar 2.5. Komposit Kadar untuk Zona Mineralisasi Bijih
16
Secara sederhana perhitungan kadar komposit zona mineralisasi bijih dapat ditulis dengan persamaan berikut :
Sementara untuk kadar komposit jenjang dapat dihitung dengan persamaan :
dimana : gi = kadar pada interval ke i
li = panjang interval ke i
H = ∑ li
2.3. Analisis Statistik
2.3.1. Analisis Statistik Univariat
17
di mana range adalah jangkauan data dan n adalah banyaknya data.
Parameter statistik lainnya yang digunakan untuk analisis statistik univariat adalah sebagai berikut :
- Mean atau rata-rata adalah nilai yang mewakili sekelompok data dan nilainya mempunyai kecenderungan berada ditengah-tengah populasi (rata-rata dari populasi data)
- Median yaitu nilai pertengahan data yang telah disusun dari yang besar ke yang kecil atau sebaliknya.
- Modus yaitu nilai yang memiliki frekuensi terbesar. Modus mungkin ada dan mungkin juga tidak ada.
- Range yaitu ukuran variasi sederhana yang menyatakan penyebaran nilai data. Range dinyatakan dalam :
range = Xmaximum – Xminimum
Akan tetapi range ini kurang cocok karena sangat sensitif terhadap nilai data yang ekstrim.
- Variansi (variance) yaitu ukuran variansi yang menyatakan penyebaran data disekitar rataan.
- Standard deviasi adalah akar kuadrat dari variance, merupakan ukuran dispersi yang lebih sering digunakan karena satuannya sama dengan variabel, dibandingkan variance yang satuannya kuadrat
18
yang lebih rendah sedangkan skewness negatif menyatakan data terdistribusi lebih banyak pada nilai yang lebih tinggi. Skewness ini sangat penting karena pada umumnya data geoscience (misalnya data distribusi kadar mineral) memiliki distribusi data yang menunjukkan skewness positif atau skewness negatif dan jarang dijumpai data yang memiliki distribusi normal.
- Kurtosis ukuran yang menunjukkan kecenderungan keruncingan puncak data.
Skewness maupun kurtosis jarang digunakan dalam perhitungan cadangan tetapi digunakan untuk menunjukkan data terdistribusi normal atau tidak. 2.3.2. Statistik Bivariat
Statistik bivariat digunakan untuk menganalisis distribusi dua buah kumpulan peubah yang berbeda tetapi terletak pada lokasi yang sama. Metoda deskripsi bivariat yang sering digunakan adalah diagram pencar (scatter plot) yang menunjukkan hubungan antara kedua peubah. Kedua peubah di katakan memiliki hubungan positif apabila kedua peubah memiliki kecenderungan nilai berbanding lurus, dan sebaliknya kedua peubah di katakan memiliki hubungan negatif apabila kedua peubah memiliki kecenderungan nilai berbanding terbalik atau satu peubah memiliki nilai besar sedangkan peubah lainnya mempunyai nilai kecil. Atau kedua peubah tersebut tidak memiliki nilai korelasi apabila koefisien korelasinya sama dengan nol, apabila kedua peubah menunjukkan penyebaran acak. Parameter yang digunakan dalam statistik bivariat ini adalah :
19
- Regresi linier menyatakan hubungan antar data dan untuk mengestimasi nilai dari suatu data (populasi) yang saling berhubungan yang sulit dinyatakan dengan metode matematis lainnya.
Regresi linier dinyatakan dalam persamaan Y = aX + b
dimana : a = kemiringan garis regresi (slope)
b = perpotongan garis regresi (Y-intercept) 2.4. Metoda Penaksiran
2.4.1. Blok Model
Blok model merupakan dasar dari penerapan aplikasi komputasi dalam perhitungan kadar atau tonase yang menggambarkan deposit sebagai sekumpulan blok. David (dalam Hustrulid, 1995), telah memberikan sedikit gambaran mengenai blok model ini.
Dalam profesinya, orang ingin mengetahui sebanyak mungkin tentang endapan dan kemudian menanyakan perhitungan mendetail dengan basis blok yang sekecil mungkin. Hal ini cenderung mengakibatkan terjadinya pemborosan karena biaya yang terlalu mahal juga menghasilkan hasil yang mengecewakan. Orang akan menemukan bahwa blok kecil terdekat akan memiliki kadar yang sangat mirip. Yang harus diingat adalah dengan berkurangnya ukuran dari blok, kesalahan perhitungan pada blok tersebut akan meningkat. Juga dengan membagi ukuran blok menjadi setengah ukuran blok awal akan membuat jumlah blok yang ada dan harus diselesaikan bertambah menjadi 8 kali. Sebagai aturan, ukuran minimum suatu blok sebaiknya tidak kurang dari ¼ jarak rata-rata antar lubang bor.
20
tonase dari masing-masing blok dapat diketahui dengan mudah dari volume blok dan faktor tonase dari batuan.
2.4.2. Metode Nearest Neighborhood Point (NNP)
Dalam metode NRP ini maka kadar di suatu daerah yang masih termasuk dalam batas daerah pengaruh dari lubang bor (data kadar diketahui) akan memiliki kadar yang sama dengan kadar pada lubang bor tersebut. Apabila titik yang akan diukur termasuk dalam daerah pengaruh dari 2 atau lebih lubang bor maka nilai kadar pada titik yang dicari adalah sama dengan nilai kadar pada lubang bor terdekat, dan apabila terdapat 2 atau lebih titik data yang jaraknya sama maka dapat di gunakan kadar rata-rata untuk menaksir nilai kadarnya. Sementara apabila titik tersebut terletak diluar daerah pengaruh maka kadarnya sama dengan nol.
2.4.3. Metode Inverse Distance (ID)
Dengan menerapkan metode ID ini, maka semua kadar yang masih terletak dalam radius pencarian data suatu titik yang akan ditaksir nilainya akan memberikan pengaruh terhadap nilai kadar yang ditaksir. Besarnya pengaruh masing-masing titik akan berbanding terbalik dengan jarak terhadap kadar yang akan ditaksir. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :
dimana gi adalah kadar titik yang berjarak di terhadap titik yang akan ditaksir. 2.4.3. Metode Inverse Distance Weighting (IDW)
21
Apabila pengaruhnya dinaikkan menjadi kuadrat terhadap jarak maka persamaan yang dipakai adalah
Persamaan ini adalah bentuk dari metode inverse distance square (IDS). Jika pangkat terhadap jarak yang digunakan berbeda akan menghasilkan hasil nilai yang berbeda pula. Persamaan umumnya IDW dapat ditulis sebagai
Persamaan diatas dapat ditulis dalam bentuk lain yaitu
dimana ai adalah faktor bobot
22
Gambar 2.7. Metode Penaksiran ID atau IDW
