GEOKIMIA EKSPLORASI

GEOKIMIA EKSPLORASI

Eksplorasi atau prospeksi geokimia didefinisikan sebagai pengukuran sistematis terhadap satu atau lebih trace elements (unsur-unsur jejak) dalam batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air atau gas dengan tujuan untuk menentukan anomali-anomali geokimia (Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Joyce, 1984; Chaussier, 1987).

Sedangkan anomali geokimia adalah konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih. Pembentukan anomali ini dihasilkan oleh mobilitas dan dispersi unsur-unsur yang terkonsentrasi dalam zona-zona mineralisasi (Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Joyce, 1984; Chaussier, 1987).

Dari definisi di atas diketahui bahwa salah satu bagian dari eksplorasi/prospeksi geokimia adalah metoda sedimen sungai (stream sediment survey), di mana pengukuran, analisis, dan interpretasi dilakukan berdasarkan sampel-sampel sedimen sungai yang diambil secara sistematis (Levinson, 1974; Joyce, 1984; Evans, 1995).

Konsentrasi-konsentrasi anomali dari unsur-unsur yang dideteksi dalam survei sedimen biasanya telah terpindahkan ke arah bawah (hilir), sehingga diperlukan metoda-metoda survei lain sebagai alternatif atau pelengkap, seperti metoda geokimia lainnya, geofisika, atau geologi tindak-lanjut. Sehubungan dengan hal tersebut, geokimia eksplorasi tidaklah secara langsung bertujuan untuk mencari mineralisasi, tetapi hanya mencari indikasi-indikasi (anomali) yang bisa dipakai sebagai acuan untuk menentukan daerah prospek mineralisasi. Olehnya itu bantuan dari data-data metoda survei lainnya sangat dibutuhkan, terutama data geologi (Levinson, 1974; Joyce, 1984; Peter, 1987).


Lingkungan Geokimia

Menurut Rose et al (1979), berdasarkan perbedaan tekanan, temperatur, dan sifat-sifat kimianya, lingkungan geokimia dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok, yaitu :
• Lingkungan kedalaman (deep seated environment), yaitu lingkungan yang meluas ke arah bawah, mulai dari level terendah yang dapat dicapai oleh sirkulasi air permukaan sampai ke level terdalam di mana batuan biasanya terbentuk. Lingkungan ini dicirikan oleh : proses-proses magmatik dan metamorfik yang dominan, temperatur dan tekanan yang tinggi, sirkulasi fluida terbatas, dan kandungan oksigen bebas yang relatif kecil. Istilah-istilah sejenis yang sering digunakan adalah : hipogen, primer, dan endogen.
• Lingkungan permukaan (surficial environment), adalah lingkungan di mana terjadi proses-proses pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yaitu di permukaan bumi, yang mencakup proses-proses yang terjadi setelah tubuh batuan terbentuk. Lingkungan ini dicirikan oleh temperatur dan tekanan yang relatif rendah dan konstan, pergerakan solusi yang bebas, serta oksigen bebas, air, dan CO2 yang melimpah. Istilah-istilah sejenis yang sering digunakan adalah : supergen, sekunder, dan eksogen.


Dispersi Geokimia

Joyce (1984) mendefinisikan dispersi geokimia sebagai proses total yang mencakup transportasi dan/atau fraksinasi dari unsur-unsur, sedangkan Rose et al (1979) mendefinisikannya sebagai proses di mana atom-atom dan partikel-partikel bergerak menuju ke lokasi atau lingkungan geokimia yang baru. Berdasarkan prosesnya Joyce (1984) dan Chaussier (1987) membagi dispersi menjadi dua jenis, yaitu dispersi mekanik (contohnya pergerakan butiran-butiran pasir dalam sungai) dan dispersi kimia (contohnya dissolusi, difusi, dan presipitasi dalam larutan). Sedangkan berdasarkan hubungannya dengan lingkungan geokimia, beberapa ahli seperti Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Chaussier, 1987; dan A. Djunuddin, 1998 membagi dispersi ke dalam dua kelompok, yaitu dispersi primer yang berhubungan dengan lingkungan geokimia primer (bawah permukaan) dan dispersi sekunder yang berhubungan dengan lingkungan geokimia sekunder (di permukaan).

Proses dispersi tersebut selain dipengaruhi oleh tingkat mobilitas unsur yang terangkut, juga akan dipengaruhi oleh berbagai faktor yang berhubungan dengan media dispersinya, antara lain tingkat keasaman, yang selalu berubah tergantung lingkungan geokimianya. Sebagai contoh air hujan bersifat agak asam, tanah penutup sebagian bumi tingkat keasamannya sedang, air yang mengalir (termasuk sungai) umumnya netral, dan air laut bersifat alkali (Joyce, 1984). Tingkat keasaman ini sangat penting untuk dipertimbangkan, karena di samping berhubungan dengan dispersi, juga berpengaruh terhadap tingkat mobilitas unsur. Untuk daerah-daerah di Indonesia yang beriklim tropis, berdasarkan hasil survei geokimia regional yang telah dilakukan oleh Departemen Pertambangan dan Energi berkerjasama dengan UNDP, umumnya sedimen sungai mempunyai tingkat keasaman yang netral, kecuali sungai-sungai yang melalui daerah batugamping (Johnson et al, 1986 dalam A. Djunuddin, 1998).


Mobilitas Unsur

Levinson (1974) mendefinisikan mobilitas unsur sebagai suatu kondisi di mana suatu unsur tertentu dapat bergerak pada lingkungan tertentu pula. Dengan demikian mobilitas suatu unsur sangat bergantung pada kondisi lingkungan maupun jenis atau sifat kimia dari unsur tersebut. Andrews-Jones, 1968 (dalam Levinson, 1974) telah membuat tabel mobilitas relatif unsur pada lingkungan sekunder, seperti dapat dilihat pada tabel 1.




Tabel 1. Mobilitas relatif unsur pada lingkungan sekunder (Andrews-Jones, 1968 dalam Levinson, 1974)

Mobilitas relatif Kondisi Lingkungan
Oksidasi Asam Netral-Alkalin Reduksi
Sangat tinggi Cl,I,Br
S,B Cl,I,Br
S,B Cl,I,Br
S,B
Mo,V,U,Se,Re Cl,I,Br
S,B
Tinggi Mo,V,U,Se,Re
Ca,Na,Mg,
F,Sr,Ra
Zn Mo,V,U,Se,Re
Ca,Na,Mg,
F,Sr,Ra
Zn
Cu,Co,Ni,
Hg,Ag,Au
Ca,Na,Mg,
F,Sr,Ra
Ca,Na,Mg,
F,Sr,Ra
Sedang Cu,Co,Ni,
Hg,Ag,Au
As,Cd

As,Cd

As,Cd
Rendah Si,P,K
Pb,Li,Rb,Ba,
Be,Bi,Sb,Ge,
Cs,Tl
Si,P,K
Pb,Li,Rb,Ba,
Be,Bi,Sb,Ge,
Cs,Tl
Fe,Mn Si,P,K
Pb,Li,Rb,Ba,
Be,Bi,Sb,Ge,
Cs,Tl
Fe,Mn Si,P,K



Fe,Mn
Sangat rendah sampai immobil Fe,Mn
Al,Ti,Sn,Te,W,
Nb,Ta,Pt,Cr,Zr,
Th,rare earths
Al,Ti,Sn,Te,W,
Nb,Ta,Pt,Cr,Zr,
Th,rare earths
Al,Ti,Sn,Te,W,
Nb,Ta,Pt,Cr,Zr,
Th,rare earths


Zn
Cu,Co,Ni,
Hg,Ag,Au
Al,Ti,Sn,Te,W,
Nb,Ta,Pt,Cr,Zr,
Th,rare earths
S,B
Mo,V,U,Se,Re
Zn
Cu,Co,Ni,
Hg,Ag,Au
As,Cd
Pb,Li,Rb,Ba,
Be,Bi,Sb,Ge,
Cs,Tl

Dasar penerapan metoda survei sedimen sungai (berdasarkan definisi-definisi tersebut di atas) adalah karena terjadinya proses pelapukan pada tubuh bijih (orebody), sehingga mengakibatkan partikel atau ion yang terlepas akan terangkut atau terdispersi oleh air, dalam hal ini air sungai, yang pada akhirnya akan terendapkan di suatu tempat di mana material tersebut tak dapat lagi tertransportasi. Mobilitas unsur sangat berpengaruh terhadap proses dispersi, di mana unsur dengan mobilitas yang rendah cenderung dekat dengan tubuh bijih, sedangkan yang tinggi akan lebih jauh. Dengan demikian di samping dispersi, perbedaan mobilitas unsur juga sangat berpengaruh terhadap pola anomali geokimia.

Perlu ditekankan bahwa metoda survei sedimen sungai hanya diterapkan pada lingkungan permukaan (lingkungan sekunder), mengingat pengambilan conto hanya dilakukan di sungai. Dengan demikian output atau hasil yang didapatkan dari metoda ini hanya data permukaan; adapun interpretasi tentang kondisi bawah permukaannya akan dibantu dengan data geologi dan data-data permukaan lainnya, yang kemudian akan dibuktikan dengan tahapan eksplorasi selanjutnya yang mengambil data dari bawah permukaan, seperti geofisika, pemboran, dan lain-lain (Levinson, 1974; Rose et al, 1979; Joyce, 1984; Evans, 1995).

Salah satu faktor yang juga menentukan pada survei geokimia sedimen sungai adalah orde sungai tempat conto-conto diambil, di mana semakin tinggi tahapan suatu survei, semakin rendah orde sungainya atau semakin ke arah hulu (Levinson, 1974; Joyce, 1984). Untuk tahapan reconnaissance atau regional, umumnya sampel diambil pada sungai-sungai orde 2,3, dan 4, sedang pada tahap follow-up (tindaklanjut), sampel-sampel sedimen sungai yang diambil sudah sampai ke orde 1.

Posted in: