METODA-METODA SAMPLING PADA GEOKIMIA EXPLORASI

Ada 3 (tiga) aspek mendasar pada geokimia explorasi, yaitu : (1) pengambilan sampel (sample collection); (2) analisis sampel; dan (3) interpretasi hasil/data. Ketiga aspek tersebut sangat menentukan tingkat kesuksesan suatu program explorasi; kalaupun terjadi errors pada tahap analisis atau interpretasi, ketiganya dapat dicek kembali atau diinterpretasi kembali, tergantung alokasi biaya explorasi yang disiapkan. Berdasarkan pengalaman empirik, pada program explorasi geokimia, dari ketiga aspek/tahapan tersebut di atas, pengambilan sampel merupakan tahapan yang paling besar membutuhkan biaya. Olehnya itu, tahapan ini yang sangat memerlukan kehati-hatian dan akurasi dalam pelaksanaannya.

Pada Satuan Acara Perkuliahan ini, diberikan beberapa uraian umum tentang prosedur-prosedur lapangan, terutama yang berhubungan dengan sampling pada geokimia explorasi. Adalah hal yang hampir impossible untuk membahas keseluruhan jenis dan cabang pengambilan sampel secara detail, karena setiap daerah di muka bumi ini memiliki situasi dan lingkungan yang khas/berbeda, yang selalu memerlukan modifikasi dari metoda yang umum diterapkan. Beberapa item penting yang selalu dipertimbangkan sehubungan dengan hal ini, adalah : (1) material sampling yang terbaik; (2) pola sampling yang optimum; (3) spasi sampel yang tepat. Poin-poin inilah yang paling tepat untuk dibahas, terutama dalam hubungannya dengan tipe material yang akan disampel. Di sini kita hanya akan membahas jenis-jenis sampling yang paling umum diterapkan, yaitu stream sediments, soil, bedrock, dan water.

Stream Sediments

Stream sediments, terutama yang berukuran lempung dan lanau, merupakan tipe survei yang paling mendasar dari keseluruhan jenis drainage basin surveys, dan karena sedimen-sedimen sungai berukuran lempung-lanau tersebut selama ini telah dianggap merupakan jenis/ukuran yang paling representative dari keseluruhan (atau sebagian) suatu catchment area, pengambilan material (sampling) dengan ukuran yang tepat sangatlah penting. Umumnya material sebanyak 50 gram merupakan jumlah yang tepat untuk tujuan analisis. Jika diperlukan untuk mengambil material yang berukuran lebih kasar (karena mungkin ukuran yang halus tersebut kurang), maka sebaiknya diambil dalam jumlah yang banyak dengan ukuran sampai pebbles (kerakal, maximum 64 mm). Untuk mendapatkan ukuran material yang lebih tepat dan meyakinkan, sebaiknya sedimen sungai tersebut langsung diayak dalam keadaan basah setelah diambil dari sungai (pengayakan dilakukan di lapangan). Penting juga untuk membawa suatu seri rangkaian ayakan ke lapangan, di mana ini diperlukan jika ukuran butir material sungai bervariasi. Ukuran yang dipilih untuk dianalisis umumnya -80 mesh; tetapi sebaiknya dipastikan dulu melalui survei orientasi. Jika yang diperlukan dari sedimen sungai tersebut adalah mineral beratnya, maka pengambilan material sebaiknya sedekat mungkin dengan bedrock, karena di daerah inilah mineral-mineral berat sering melimpah. Jika bedrock-nya tertututpi oleh aluvium yang tebal, maka perlu dilakukan augering (pemboran dangkal) atau pembuatan sumur uji (test pit).

Sampel stream sediments umumnya diambil dengan tangan, atau dengan plastik, atau sekop aluminium (perkakas dapur atau peralatan kebun juga cukup baik digunakan); diambil sedikit di bagian bawah dari puncak layer sedimen; lalu dikepak - dalam keadaan basah - dalam amplop/kantong kertas Kraft (berwarna coklat) yang bebas metal dan bertekanan-basah tinggi (kantong pembungkus sampel ini biasanya sudah disediakan secara gratis oleh laboratorium-laboratorium geokimia komersial). Kantong kepak sampel Kraft ini tersedia juga di toko-toko grosir yang menjual alat-alat explorasi, di mana kantong tersebut sudah diantisipasi dari kontaminasi dengan cara tidak disertakan unsur-unsur trace metals di dalamnya, baik pada kertas/kantong itu sendiri maupun pada lem yang digunakan untuk menutupnya. Kantong yang disertai dengan klip logam, walaupun kemudian ditutupi lagi oleh kertas, sebaiknya tidak digunakan. Kantong sampel dari kain (cloth sample bags) yang biasa digunakan untuk sampel batuan (karena sudut-sudutnya yang tajam dapat merobek plastik atau kertas) sebaiknya tidak lagi digunakan, karena sangat berpotensi untuk terkontaminasi. Kantong sampel dari kain ini umumnya dibuat dari bahan-bahan yang contaminated potentially secara kimia, seperti talk, pirofilit, dan kaolin. Sample-sampel tersebut kemudian dikeringkan (tanpa dikeluarkan dari kantongnya); biasanya digantung atau diletakkan di tempat terbuka terhadap matahari di base camp, lalu di laboratorium dikeringkan lagi dalam oven. Tetapi, untuk sampel-sampel (baik soil maupun batuan) yang ditujukan untuk analisis merkuri atau unsur-unsur volatil lainnya, sangat dianjurkan untuk tidak dikeringkan, baik melalui penjemuran maupun oven. Penggunaan kantong poli-etilen dan/atau botol/guci dari plastik atau gelas, tidak dianjurkan karena sulit untuk dikeringkan, dan pada lingkungan yang kurang oksigen, bisa terjadi berbagai macam reaksi atau perubahan akibat aktivitas bakterial. Reaksi-rekasi ini bisa mengakibatkan terjadinya perubahan pada ikatan metal-silt yang original pada sampel tersebut, dan akibatnya bisa menimbulkan berbagai macam interpretasi yang tidak akurat; sebagai contoh, cold extractable metal values-nya menjadi lebih sulit. Keterbatasan-keterbatasan yang sama pada kantong plastik dan botol gelas juga berlaku pada soil samples. Kebanyakan ahli geokimia lebih memilih untuk memberi nomor awal terlebih dahulu pada sampel-sampelnya (pre-number sample) sebelum meninggalkan lokasi/lapangan, atau kadang menggunakan pita pre-number yang dapat dilepas lagi pada saat sampel dikoleksi untuk dikirim ke laboratorium. Prosedur ini diterapkan agar penomoran sampel bisa dilakukan ulang secara berurut.

Sampel stream sediments sebaiknya diambil pada posisi atau sedekat mungkin dengan pertengahan sungai, sehingga representatif terhadap keseluruhan drainage area, dan lokasinya didokumentasikan atau diplot dipeta dasar. Lokasi sampel, sebenarnya cukup dengan harus tepat supaya dapat dikenali lagi jika ingin didatangi kembali oleh penelitinya; tetapi kadangkala perlu juga diberi tanda dengan pita, patok, atau tanda-tanda lain yang awet, agar memudahkan dikenali oleh orang lain yang ingin melakukan aktivitas explorasi di daerah tersebut. Harus selalu diusahakan untuk menghindari mengambil sampel yang berasal dari jatuhan material tebing sungai, karena tidak representatif terhadap drainage basin (Gambar 1).















Gambar 1. Diagram yang mengilustrasikan hasil stream sediments sampling yang tidak tepat (A) dan tepat (B). A. Data yang didapat dari sampel-sampel yang diambil dekat dengan tebing sungai atau pada aliran sungai yang deras. Walaupun sampel-sampel tersebut mengandung sedimen berbutir halus (-80 mesh), tetapi sebagian besar bercampur dengan material jatuhan dari tebing. Nilai-nilai anomalinya hanya meluas pada jarak yang terbatas dari area mineralisasi. B. Data yang didapat dari sampel-sampel yang tepat, sedimen aktif, di tengah sungai, dan tidak mengandung material jatuhan dari tebing sungai. Nilai anomalinya meluas pada jarak paling sedikit 1 mil (1,6 km) dari mineralisasi. (Levinson, 1974, hal. 225; Contoh kasus di British Columbia).

Pada beberapa program geokimia explorasi, yang ahli-ahlinya menyadari pentingnya sampel sedimen pada drainage basin, mereka akan mengambil sampel pada berlusin-lusin tempat dalam radius 10-50 kaki (33-165 m) untuk setiap lokasi sampel. Mereka juga akan mengambil beberapa gram dari setiap kolam yang tidak mengalir, di bawah dan di belakang boulders, dan pada main stream bed, untuk mendapatkan sejumlah 50 gram sampel yang representatif. Tingkat ketelitian sampling yang detail seperti ini perlu dipuji dan diikuti. Material-material organik harus diperhatikan dan dihilangkan, jangan sampai ikut tersampel, karena sangat sering mengandung konsentrasi metal yang tinggi, yang berhubungan dengan proses adsorpsi, dan juga karena sampel tersebut nantinya akan dianalisis dengan berbagai macam metoda yang bisa berpengaruh terhadap kandungan material organik, terutama jika menggunakan teknik/metoda kolorimetri. Namun pada beberapa kondisi, material organik dan lapisan-lapisan manganese dan oxida besi, dapat bergesekan dengan batuan dasar sungai, dan sangat sulit dipisahkan pada saat pengayakan, sehingga pada saat di analisis bisa mengindikasikan adanya kandungan metal. Interpretasi hasil analisisnya bisa menyulitkan, seperti pada banyak kejadian yang menunjukkan tingginya anomali yang sebenarnya tidak berhubungan dengan mineralisasi (anomali semu atau false anomaly).

Di daerah pegunungan, di mana arus sungainya cepat, aliran sungai banyak mengandung material tersuspensi (suspended). Pada situasi seperti ini, sebaiknya air dan sedimen (suspensi)-nya diambil menggunakan suatu wadah (misalnya kaleng), lalu disimpan dan ditinggalkan sementara di tempat yang tenang, kemudian melanjutkan sampling ke lokasi-lokasi selanjutnya, lalu setelah kembali melewati jalur yang sama sore harinya menuju ke base camp, sedimen tersebut yang sudah mengendap di bagian bawah wadah, diambil kembali, setelah terlebih dahulu membuang air yang mengapung di bagian atas kaleng.

Pada explorasi/survei drainage basin tahap reconnaissance (tahap awal), jumlah lokasi pengambilan sampel umumnya berkisar 4-6/mil (walaupun densitas atau kerapatan sampling ini bisa bervariasi tergantung berbagai kepentingan dan pertimbangan), serta diambil juga sampel pada setiap pertemuan sungai. Sampel selalu diambil tepat di hulu (upstream) dari pertemuan sungai tersebut, seperti yang terlihat pada Gambar 2. Sedangkan pada tahap follow-up (tahap tindak-lanjut), densitas samplingnya akan meningkat; dengan aturan empirik (rule of thumb) yang berlaku adalah paling tidak harus ada dua sampel anomali bersebelahan yang signifikan. Pada daerah-daerah di mana sungainya hanya mengalir secara intermitten, seperti pada daerah-daerah kering, sampling stream sediments yang berbutir halus sebaiknya dilakukan baik pada musim hujan maupun musim kemarau. Sedangkan pada daerah di mana sungai-sungainya men-transport butiran-butiran sulfida klastik, sedimennya bisa disampel kapan saja. Tetapi, bilamana logam-logam hanya di-tranport oleh air tanah, syarat yang dibutuhkan adalah muka air tanahnya harus dan sering memotong sungai, dan jika ini terjadi, maka sedimennya bisa disampel dari sungai, baik pada saat berair maupun kering. Sedimen danau, sedimen rawa, sedimen di balik bendungan, dan sedimen-sedimen terperangkap (tidak mengalir) lainnya, di mana baik lempung dan metal-metal teradsorpsinya maupun butir-butir sulfidanya terperangkap, dapat disampel sebagai bagian dari survei drainage basin.























Gambar 2. Kandungan mineral berat (terutama Zn) dalam air sungai dan mata air (gambar bagian atas) serta dari sedimen sungai dan sedimen mata air (gambar bagian bawah). Perhatikan lokasi-lokasi sampel pada bagian atas/hulu yang dekat dengan pertemuan sungai (Levinson, 1974, hal. 17; Contoh kasus di Yukon Territory, Canada).