BIJIH LATERIT
A. Nikel Laterit
1. Genesa Umum Nikel Laterit
Berdasarkan cara terjadinya, endapan nikel dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu endapan sulfida nikel – tembaga berasal dari mineral pentlandit, yang terbentuk akibat injeksi magma dan konsentrasi residu (sisa) silikat nikel hasil pelapukan batuan beku ultramafik yang sering disebut endapan nikel laterit. Menurut Bateman (1981), endapan jenis konsentrasi sisa dapat terbentuk jika batuan induk yang mengandung bijih mengalami proses pelapukan, maka mineral yang mudah larut akan terusir oleh proses erosi, sedangkan mineral bijih biasanya stabil dan mempunyai berat jenis besar akan tertinggal dan terkumpul menjadi endapan konsentrasi sisa.
Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material – material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992).
Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik (peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin, magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel. Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah.
Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979 dalam Nushantara 2002) . Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida / hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992).
2. Profil Endapan Nikel Laterit
Protolith (Bed Rock)
• Merupakan dasar (bagian terbawah) dari penampang vertikal.
• Merupakan batuan asal yang berupa batuan ultramafik (harzburgite, peridotit atau dunit).
• Nikel terdapat (muncul) bersama-sama dengan struktur mineral silikat dari magnesium-rich olivin atau sebagai hasil alterasi serpentinisasi).
• Olivin tidak stabil pada pelapukan kimiawi > “amorphous ferric hydroxides”, minor amorphous silikat dan beberapa unsur tidak mobile lainnya.
Peridotit
Serpentinit
Saprolite
• Fragmen-fragmen batuan asal masih ada, tetapi mineral-mineralnya pada umumnya sudah terubah.
• Batas antara zona saprolite dan protolith pada umumnya irregular dan bergradasi.
• Pada beberapa endapan nikel laterit, zona ini dicirikan dengan keberadaan pelapukan mengulit bawang (spheroidal weathering)
• Dengan berkembangnya proses pelapukan, unsur Mg di dalam protholith umumnya terlindikan (leached), dan silika sebagian terbawa oleh air tanah.
Spheroidal weathering
Limonit
• Bagian yang kaya dengan oksida besi akibat dari proses pembentukan zona saprolite (oksida besi dominan pada bagian atas dari zona saprolite) horizon limonit.
Tudung Besi (erriginous duricrust, cuirasse, canga,
ferricrete atau laterit residu)
• Suatu lapisan dengan konsentrasi besi yang cukup tinggi, melindungi lapisan endapan laterit di bawahnya terhadap erosi.
3. Horizon dan Zonasi
4. Klasifikasi Endapan Nikel Laterit
5. Faktor-faktor pembentukan endapan nikel laterit
a. Batuan asal. Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: - terdapat elemen Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.
b. Iklim. Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan.
c. Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak • humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis.
d. Struktur. Struktur yang sangat dominan yang terdapat didaerah Polamaa ini adalah struktur kekar (joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif.
e. Topografi. Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.
f. Waktu. Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi.
Lokasi keterdapatan endapan nikel laterit utama (Glesson et al., 2003)
B. Besi Laterit
1. Genesa Umum Bijih Laterit
Bijih besi dapat terbentuk secara primer maupun sekunder. Proses pembentukan bijih besi primer berhubungan dengan proses magmatisme berupa gravity settling dari besi dalam batuan dunit, kemudian diikuti dengan proses metamorfisme/metasomatsma yang diakhiri oleh proses hidrotermal akibat terobosan batuan beku dioritik. Jenis cebakan bijih besi primer didominasi magnetit – hematite dan sebagian berasosiasi dengan kromit – garnet, yang terdapat pada batuan dunit terubah dan genes-sekis.
Besi yang terbentuk secara sekunder di sebut besi laterit berasosiasi dengan batuan peridotit yang telah mengalami pelapukan. Proses pelapukan berjalan secara intensif karena pengaruh faktor-faktor kemiringan lereng yang relative kecil, air tanah dan cuaca, sehingga menghasilkan tanah laterit yang kadang-kadang masih mengandung bongkahan bijih besi hematite/goetit berukuran kerikil – kerakal.
Besi Laterit merupakan jenis cebakan endapan residu yang dihasilkan oleh proses pelapukan yang terjadi pada batuan peridotit/piroksenit dengan melibatkan dekomposisi, pengendapan kembali dan pengumpulan secara kimiawi . Bijih besi tipe laterit umumnya terdapat didaerah puncak perbukitan yang relative landai atau mempunyai kemiringan lereng dibawah 10%, sehingga menjadi salah satu factor utama dimana proses pelapukan secara kimiawi akan berperan lebih besar daripada proses mekanik. Sementara struktur dan karakteristik tanah relative dipengaruhi oleh daya larut mineral dan kondisi aliran air tanah. Adapun profil lengkap tanah laterit tersebut dari bagian atas ke bawah adalah sebagai berikut : zone limonit, zone pelindian (leaching zone) dan zone saprolit yang terletak di atas batuan asalnya (ultrabasa).
2. Profil besi Laterit
Zona pelindian yang terdapat diantara zona limonit dan zona saprolit ini hanya terbentuk apabila aliran air tanah berjalan lambat pada saat mencapai kondisi saturasi yang sesuai untuk membentuk endapan bijih. Pengendapan dapat terjadi di suatu daerah beriklim tropis dengan musim kering yang lama. Ketebalan zona ini sangat beragam karena dikendalikan oleh fluktuasi air tanah akibat peralihan musim kemarau dan musim penghujan, rekahan-rekahan dalam zona saprolit dan permeabilitas dalam zona limonit.
Derajat serpentinisasi batuan asal peridotit tampaknya mempengaruhi pembentukan zona saprolit, ditunjukkan oleh pembentukan zona saprolit dengan inti batuan sisa yang keras sebagai bentukan dari peridotit/piroksenit yang sedikit terserpentinisasikan, sementara batuan dengan gejala serpentinit yang kuat dapat menghasilkan zona saprolit .
Fluktuasi air tanah yang kaya CO2 akan mengakibatkan kontak dengan saprolit batuan asal dan melarutkan mineral mineral yang tidak stabil seperti serpentin dan piroksin. Unsur Mg, Si, dan Ni dari batuan akan larut dan terbawa aliran air tanah dan akan membentuk mineral-mineral baru pada saat terjadi proses pengendapan kembali. Unsur-unsur yang tertinggal seperti Fe, Al, Mn, CO, dan Ni dalam zona limonit akan terikat sebagai mineral-mineral oksida/hidroksida diantaranya limonit, hematit, goetit, manganit dan lain-lain. Akibat pengurangan yang sangat besar dari Ni-unsur Mg dan Si tersebut, maka terjadi penyusutan zona saprolit yang masih banyak mengandung bongkah-bongkah batuan asal. Sehingga kadar hematit unsur residu di zona laterit bawah akan naik sampai 10 kali untuk membentuk pengayaan Fe2O3 hingga mencapai lebih dari 72% dengan spinel-krom relative naik hingga sekitar 5% .
C. Bauksit (aluminia) laterit
1. Genesa Umum Bauksit Laterit
Besi dan alumina laterit tidak dapat di pisahkan dari proses pembentukan nikel laterit, salah satu produk laterit adalah besi dan almunium. Pada profil laterit terdapat zona-zona di antaranya zona limonit. Zona ini menjadi zona terakumulasinya unsur-unsur yang kurang mobile, seperti Fe dan Al.
Batuan dasar dari pembentukan nikel laterit adalah batuan peridotit dan dunit, yang komposisinya berupa mineral olivine dan piroksin. Faktor yang sangat mempengaruhi sangat banyak salah satunya adalah pelapukan kimia. Karena adanya pelapukan kimia maka mineral primer akan terurai dan larut. Faktor lain yang sangat mendukung adalah air tanah, air tanah akan melindi mineral-mineral sampai pada batas antara limonit dan saprolit, faktor lain dapat berupa PH, topografi dan lain-lain.
Unsur Al hadir dalam mineral piroksin, spinel (MgO.Al2O3), pada mineral sekunder seperti Clinochlor (5MgO.Al2O3.3SiO2.4H2O), dan gibbsite (Al2O3.3H2O). Alumina sangat tidak larut pada air tanah yang ber Ph antara 4-9.
2. Klasifikasi Endapan Bauksit
a. Karst bauksit deposit:
Akumulasi oksida Al yang disebabkan oleh penguraiankarbonat .
Berasal dari pelapukan yang berasosisasi dengan Al silikat (interbedded vulkanik).
b. Laterit bauksit deposit:
Terbentuk melalui proses pelapukan batuan aluminosilikat, pada kondisi subtropis hingga tropis. Jumlahnya mencapai 90% sumberdaya bauksit dunia.
Terdapat 3 tipe endapan :
- Orthobauxite
- Metabauxite
- Cryptobauxite
3. Profil Endapan Bauksit Laterit
4. Faktor-faktor pembentukan Bauksit Laterit
a. Litologi Bedrock:
Bauksit dapat terbentuk dari berbagai macam batuan primer.
Setengah cadangan bauksit laterit dunia terbentuk dari batuan yang bebas kuarsa (49%), sebanyak (48%) terbentuk dari batuan dengan sedikit kuarsa, dan 3% dari batuan dengan kuarsa tinggi.
Kandungan Al kurang dari 15% dapat membentuk bauksit.
Proses pengayaan Al terutama dikontrol oleh rasio Al/Si dan kecepatan pelapukan.
Kandungan rendah Fe juga merupakan faktor penting, Fe yang tinggi formasi laterit ferruginous.
Kandungan Al awal pada batuan induk bukan faktor utama.
batuan sedimen kaolinit : 30-35 %
batuan granit dan basal : 10-15%
sangat kurang untuk beberapa batupasir
b. Geomorfologi:
Bauksit laterit pada masa lampau terbentuk pada permukaan datar.
Ditemukan sebagai bagian dari dataran tinggi pada masa kini.
Dataran tinggi bauksit merupakan sisa dari permukaan datar pada masa lampau yang memiliki kemiringan 1 – 5 derajat,
Secara regional, paleosurface yang sama mungkin terjadi pada ketinggian yang berbeda.
c. Kondisi iklim dan paleo-iklim (paleoclimate);
Maksimum temperatur 22 derajat celcius.
Curah hujan rata-rata 1200 mm/tahun.
Tardy (1997) menyatakan:
Jika musim kering yang lama maka orthobauxite tidak akan terbentuk.
Tetapi yang akan terbentuk adalah aluminoferruginous duricrust.
5. Periode Pembentukan Bauksit
Senin, 22 Februari 2010
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).
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).
Pengolahan Bahan Galian
SURVEY GEOKIMIA
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
survey Geokimia
SURVEY GEOKIMIA
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
survey Geokimia
SURVEY GEOKIMIA
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
Pada dasarnya definisi 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).
Geokimia adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi misalnya pada lithosfer yang sebagian besar komposisi kimianya adalah silikat serta pada daerah stalaktit dan stalagmit banyak ditemukan CaCO3. Pembahasan Geokimia akan selalu menjadikan bumi sebagai fokus perhatian sekaligus obyek penelitian. Sehingga sangat perlu untuk mempelajari karakteristik bumi yang mencakup sikap fisik dan kimia
Pengukuran sistematis terhadap 1 atau lebih trace elements dalam : batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air, gas. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan ANOMALI GEOKIMIA.
Prinsip dasar geokimia eksplorasi :
Komposisi kimia material kerak bumi yg mengandung endapan mineral akan berbeda dengan komposisi kimia material yang sama yang tak mengandung endapanan mineral. Hukum termodinamika 2 (le chatelier’s) :
“Jika terjadi perubahan pada salah 1 faktor dari suatu sistem kesetimbangan, maka sistem tersebut akan cenderung meng-adjust dirinya sejauh mungkin untuk menghilangkan efek dari perubahan tersebut (sehingga pada keseluruhan sistem, selalu cenderung terjadi perubahan untuk menuju kesetimbangan”
Anomali Geokimia:
Anomali Geokimia merupakan konsentrasi abnormal dari unsur-unsur tertentu yang sangat kontras dengan lingkungannya, yang dipercaya mengindikasikan hadirnya endapan mineral atau bijih.
Profil Tanah
Survey Tanah
Survey tanah atau soil mapping adalah proses pengklasifikasian tipe soil dan bagian tanah lainnya untuk pembagian area dan mendapatkan berbagai informasi. Warna tanah dan perbedaan komposisi dapat merupakan indikator yang penting untuk berbagai kandungan logam. Contohnya, tanah organik dan inorganik reaksinya akan berbeda terhadap logam (kandungan logamnya berbeda). Dari kedua tipe ini dapat diharapkan perbedaan level background yang jelas. Mengabaikan perbedaan ini akan mengakibatkan kesalahan dalam pengambilan keputusan eksplorasi, yaitu anomali yang signifikan tidak terlihat dan anomali yang salah.
Anomali yang salah umumnya berkaitan erat dengan komponen yang menunjukkan konsentrasi unsur yang ekstrim, seperti pada material organik dan mineral lempung, juga unsur jejak dalam airtanah. Kegagalan mendefinisikan kondisi anomali (yang menunjukkan adanya mineralisasi) dapat terjadi jika conto tidak berhasil menembus zona pelindian. Ini sering terjadi pada pengambilan conto yang tergesa-gesa, sehingga bukti mineralisasi tidak terlihat.
Unsur jejak yang dikandung conto tanah umumnya mewakili daerah terbatas. Oleh karena itu diperlukan sejumlah conto yang diambil secara sistematis untuk mengevaluasi sifat-sifat mineralisasi. Perencanaan penyontoan biasanya mengikuti grid bujur sangkar atau empat persegi panjang. Conto tambahan diambil dari lingkungan yang berasosiasi dengan akumulasi unsur jejak, seperti zona depresi atau rembesan untuk menguji dispersi hidromorfik dari badan mineral yang tertimbun.
Survey tanah terdiri dari analisis conto tanah yang biasanya diambil dari horizon tanah khusus, kemudian diayak untuk mendapatkan ukuran fraksi tertentu. Conto umumnya diambil pada pola kisi (grid) yang beraturan. Di daerah yang terisolir dengan medan yang sulit, akan sulit pula untuk membuat grid pengambilan conto yang baik.
Metode alternatif yang dapat digunakan adalah penyontoan ridge dan spur. Metode ini sangat baik dikombinasikan dengan survey sedimen sungai untuk medan yang sulit. Metode pengambilan conto yang paling ideal adalah dengan grid yang teratur. Prosedur yang normal adalah menentukan garis dasar kemudian buat lintasan yang tegak lurus terhadap garis dasar. Penentuan garis dapat dilakukan dengan theodolit atau kompas.
Pemilihan grid yang digunakan tergantung pada tipe target yang dicari. Jika diketahui bahwa mineralisasi di daerah itu memiliki dimensi panjang searah dengan jurus, seperti mineralisasi vein atau unit stratigrafi, maka garis dasar harus diletakan paralel terhadap jurus. Conto diambil sepanjang garis lintang yang tegak lurus pada garis dasar. Dalam kasus ini interval antar garis bisa lebih besar dari interval conto sepanjang garis dasar. Jika jurusnya tidak dikenal dan targetnya diduga equidimensional, maka pengambilan conto dilakukan dengan grid yang berbentuk bujur sangkar.
Untuk praktisnya sering digunakan grid segi empat panjang, karena penambahan frekuensi smpling sepanjang garis dasar tidak membutuhkan banyak waktu. Ukuran grid yang digunakan umumnya 500 m x 100 m atau 200 m x 200 m untuk survey pendahuluan dan 100 m x 50 m atau 50 m x 50 m untuk survey detil. Kadang-kadang digunakan juga grid jajaran genjang.
Pengambilan contoh :
1. Conto tanah umumnya diambil pada horizon B, pada kedalaman 30 - 50 cm. Untuk unsur tertentu seperti Ag dan Hg horizon A dapat memberikan hasil yang lebih baik. Pada daerah yang keras dan kering conto diambil dengan menggali lubang kecil dengan menggunakan sekop dan cangkul. Jika tanah lunak dan lembab dapat digunakan sekop kecil atau hand auger. Conto ditempatkan pada kantong conto standar, diberi nomor dan keterangan singkat yang mencakup tipe tanah, warna, kandungan organik. Gejala khusus sepanjang lintasan perlu dicatat, contohnya singkapan, jalan setapak, sungai.
2. Sistem penomoran tergantung pada pola pengambilan contoh. Untuk pola grid lebih baik menggunakan sistem koordinat dengan mengambil titik 0 pada garis lintasan dasar, dan memberi nomor rujukan pada tiap garis lintang. Namun penomoran alfanumerik kurang praktis untuk analisis laboratorium. Cara penomoran lainmenggunakan kode enam sampai delapan digit yang merupakan kode proyek, daerah dan nomor conto, misalnya nomor 2040325 bisa berarti proyekk 2, kode daerah 04, conto 0325. Tipe ini lebih baik untuk pengolahan data dengan komputer.
3. Di daerah kering dan banyak matahari, conto dapat dikeringkan di tempat terbuka di camp, tapi di daerah basah dibutuhkan alat pengering. Jika conto sudah kering, dapat digerus dan diayak. Di daerah tropis yang didominasi tanah latosol penggerusan dapat dilakukan dengan mortar agar agregat oksida besinya hancur. Ayakan dari stainless steel atau dari nilon dapat digunakan Sebelum mengayak tiap-tiap sampel, ayakan harus bersih. Ayakan dapat dibersihkan dengan kuas ukuran 3,5 cm atau 5 cm. Hasil pengayakan dimasukkan ke dalam amplop kertas, kemudian ke dalam kantong plastik agar tidak bocor atau terkontaminasi pada waktu pengangkutan. Fraksi ukuran yang umum untuk conto geokimia adalah -80 mesh (0,2 mm), tapi ukuran yang lebih halus atau lebih kasar dapat digunakan untuk kasus-kasus tertentu.
4. Pada daerah baru yang belum diselidiki dianjurkan untuk melakukan survey orientasi untuk menentukan fraksi ukuran yang optimum untuk analisis, kedalaman penyontoan yang terbaik , jika mungkin respons geokimia dari mineralisasi .
Hasi survey tanah biasanya disajikan dalam bentuk peta kontur yang mengacu pada isopleth (garis yang konsentrasinya sama). Selang antar kontur dapat digambarkan dengan warna atau arsir. Tiap titik conto dan harganya harus diperlihatkan, tapi nomornya tidak perlu diterakan agar tidak membingungkan. Pola pengambilan conto yang tidak beraturan dapat disajikan dalam peta dot, atau dengan memberikan warna yang berbeda pada setiap titik conto.
Survey lanjut (follow-up) dilakukan dengan spasi grid yang lebih rapat. Contohnya suatu anomali yang terdapat pada grid penyelidikan pendahuluan 500x200 m dapat dipenyontoan lagi dengan grid 250x100 m atau lebih rapat lagi, tapi grid yang lebih rapat dari 25x25 m umumnya kurang menguntungkan, kecuali jika target yang diharapkan berupa vein yang sangat kecil atau pegmatit. Jika hasil survey lanjut menjanjikan, maka pada daerah anomali dapat dilnjutkan dengn survey geofisika sebelum diputuskan dilakukan pemboran.
Survey Batuan
Dalam rangka mendapatkan informasi kelimpahan background dari unsur yang dianalisis dalam survey tanah atau sedimen sungai aktif perlu dilakukan sedikitnya pengambilan contoh batuan secara terbatas. Survey batuan dapat dilakukan sendiri untuk mendeteksi kemungkinan dispersi primer yang berasosiasi dengan bijih. Survey batuan dapat digunakan untuk prospeksi mineralisasi pada kondisi berikut :
1. Prospeksi bijih yang meghasilkan pola dispersi batuan dasar yang luas (contohnya seperti Si, K, F, Cl dapat dijumpai pada lingkaran alterasi yang ekstensif mengitari bijih hidrotermal).
2. Prospeksi untuk endapan yang luas berkadar rendah (contohnya endapan Cu yang tersebar atau endapan Sn yang tersebar) yang pengenalannya tidak mungkin dilakukan dari contoh setangan karena kadarnya rendah atau mineral yang dicari tidak terlihat.
Pengambilan conto batuan bisa dilakukan dengan chip sampling secara acak pada singkapan atau dengan pemboran dengan pola grid (bor auger untuk kedalaman yang kecil, atau dengan rotary percussion untuk daerah yang overburdennya tebal). Conto batuan, yang diperoleh digerus dan diayak. Fraksi –80 mesh dianalisis.
Parameter Survey
Tantangan dalam survey geokimia adalah mendesign program yang efektif, pada prakteknya adalah membuat keputusan tentang pemilihan point-point berikut ini :
1. Material Sample
2. Pola penyontoan
3. Preparasi conto
4. Prosedur Analitis
5. Kriteria interpretasi hasil
Untuk membuat keputusan diperlukan pengetahuan atau asumsi tentang keadaan daerah survey. Artinya diperlukan rujukan infomasi yang relevan tentang :
1. Dispersi dan karakter mobilitas dari unsur dalam mineral dan batuan induk.
2. Pengaruh lingkungan lokal pada proses disperse.
3. Ukuran target, baik ukuran mineralisasi maupun ukuran yang diharapkan dari lingkaran dispersi sekelilingnya.
4. Ketersediaan material conto.
5. Kemampuan analitis.
6. Kondisi logistik
Lingkungan lokal dapat mempengaruhi proses dispersi. Faktor yang paling penting yang berhubungan dengan iklim dan topografi adalah material/tanah di daerah survey, apakah tertranspor atau residu. Jika tertranspor, asalnya dari apa, kolovium, aluvium. Material eksotis seperti sedimen berlapis, aluvial, pasir fluvial, abu vulkanik, menutupi batuan dasar, tetapi tidak mengekspresikan geokimia dari batuan yang berada di bawahnya.
Ukuran target akan mempengaruhi pemilihan interval pengambilan conto. Arah orientasi tertentu dari target juga harus dipertimbangkan dalam lintasan dan grid pengambilan conto. Idealnya, grid pengambilan conto dibuat dengan garis dasar sejajar terhadap sumbu panjang target. Garis lintangnya tegaklurus terhadap garis dasar tadi untuk mendapatkan kemungkinan irisan maksimum.
Survey geokimia yang ideal didasarkan pada penyontoan yang sistematis dan beraturan untuk memperoleh database yang homogen, agar dapat dilakukan evaluasi komparatif dari gejala geokimia. Oleh karena itu penting sekali untuk memilih medium penyontoan yang seragam di seluruh daerah survey. Teknik preparasi dan teknik analitis harus dipilih yang dapat menghasilkan data yang dapat dipercaya dan menunjang kontras yang optimum. Terakhir, perlu dilakukan evaluasi terhadap hambatan-hambatan logisistik. Akses, kondisi medan, keterdapatan tenaga, budget dan waktu perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.
Tambang Terbuka
BAB II
PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA
Dalam melakukan suatu perancangan tambang terbuka, harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1) Data yang diperlukan untuk perancangan tambang terbuka
2) Pertimbangan-pertimbangan dalam perancangan tambang terbuka
2.1. DATA YANG DIPERLUKAN UNTUK PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA
Data yang diperlukan untuk membuat rancangan suatu tambang terbuka adalah :
1) Peta topografi dan peta geologi dengan skala 1 : 1000 atau 1 : 2000.
2) Data geologi dan eksplorasi rinci endapan bahan galian: letaknya, bentuknya (cincin, lensa, disseminated (tersebar), urat (vein), batolith, dll), stratigrafi/litologi, dip & strike, kadar bijih rata-rata, ukuran/dimensinya, jumlah sumber daya dan cadangan (measured/proven reserve), kadar rata-rata dan penyebaran kadar, dll.
3) Data geoteknik.
4) Data hidrologi dan geohidrologi.
5) Data kegempaan.
6) Data keekonomian
2.2. PERTIMBANGAN-PERTIMBANGAN DALAM PERANCANGAN TAMBANG
Perancangan tambang harus memenuhi pertimbangan-pertimbangan, yaitu :
1) Pertimbangan ekonomis (Economic Considerations)
2) Pertimbangan teknis (Technical/Engineering Considerations)
2.2.1. Pertimbangan Ekonomis
Pertimbangan ekonomis meliputi :
1) Cut off Grade
Ada 2 (dua) pengertian tentang cut off grade, yaitu :
a. kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang.
b. kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang.
Cut off grade inilah yang akan menetukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan mixing / blending.
2) Break Even Stripping Ratio (BESR)
Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari break even stripping ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden) atau merupakan perbandingan selisih biaya penambangan bawah tanah dan penambangan terbuka dengan biaya pengupasan secara tambang terbuka. BESR ini juga disebut over all strippig ratio.
Biaya tambang bawah tanah - biaya tambang terbuka
/ ton bijih / ton bijih
BESR(1) = ---------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
Misalnya biaya penambangan secara tambang bawah tanah = Rp. 18.000/ton ore, biaya penambangan secara tambang terbuka = Rp. 2000/ton ore dan ongkos pengupasan tanah penutup = Rp. 3500/ton overburden. Maka untuk memilih salah satu sistem penambangan digunakan rumus BESR(1).
Rp 18.000 - Rp. 2000
BESR (1) = ------------------------------- = 4,57
Rp. 3500
Ini berarti bahwa hanya bagian endapan yang mempunyai BESR yang lebih rendah dari 4,86 yang dapat ditambang secara tambang terbuka dengan menguntungkan. Jadi 4,86 adalah BESR (1) tertinggi yang masih dibolehkan untuk operasi tambang terbuka dengan kondisi tersebut diatas.
Setelah ditentukan bahwa akan digunakan sistem tambang terbuka, maka dalam rangka pengembangan rencana penambangan digunakan BESR (2) dengan rumus sebagai berikut :
Nilai yang diperoleh / - Ongkos produksi /
ton bijih ton bijih
BESR(2) = ------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
BESR (2) ini juga disebut economic stripping ratio yang artinya berapa besar keuntungan yang dapat diperoleh bila endapan bijih itu ditambang secara tambang terbuka.
Contoh perhitungan BESR (2) untuk bijih tembaga kadar 0,80%, 0,75% dan 0,60% Cu adalah sebagai berikut :
Dari hasil perhitungan seperti terlihat pada tabel II.1 bila harga logam Cu = Rp. 2.500/lb, ternyata untuk bijih Cu (ore) dengan kadar 0,80% mempunyai BESR 1,5 : 1 dan kadar 0,60% Cu mempunyai BESR 0,6 : 1. Demikian selanjutnya untuk harga metal Rp. 3.000/lb dan Rp. 3.500/lb Cu juga dihitung BESR-nya.
Setelah itu, masing-masing BESR dihitung untuk setiap kadar Cu dan untuk berbagai harga logam Cu, kemudian dapat dibuat grafik BESR vs kadar Cu (lihat Gambar 2.1).
Selain itu BESR(3) biasanya juga dihitung berdasarkan keuntungan maksimum yang akan diperoleh, yaitu :
Nilai yang diperoleh/ton bijih - ( Ongkos produksi/ton + keuntungan/ton)
BESR(3) = ------------------------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
Tabel II.1
Contoh Perhitungan Break Even Stripping Ratio (BESR2)
Kadar bijih, % Cu 0,80 0,70 0,60
“Smelter recovery”, % 81,80 83,02 85,80
“Recovery Cu / ton ore”, lb 14,10 12,20 10,30
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ONGKOS PRODUKSI TIAP BIJIH TON
Penambangan Rp. 4.500 Rp. 4.500 Rp. 4.500
Milling, Dpr. &Gen.cost Rp. 12.500 Rp. 12.500 Rp. 12.500
Treatment etc. Rp. 8.500 Rp. 7.600 Rp. 6.500
--------------- --------- ----- ----------------
Ongkos produksi total Rp. 25.500 Rp. 24.600 Rp. 23.500
ONGKOS PENGUPASAN
Ongkos pengupasan/ton OB Rp 4.000 Rp. 4.000 Rp. 4.000
NILAI YANG DIPEROLEH
Harga jual per ton bijih
1. untuk Rp. 2.500/lb Cu Rp. 3.530 Rp. 3.050 Rp. 2.580
BESR 2,5 : 1 1,5 : 1 0,6 : 1
2. untuk Rp. 3.000/lb Cu Rp. 4.230 Rp. 4.230 Rp. 3.090
BESR 4,2 : 1 3,0 : 1 1,8 : 1
3. untuk Rp. 3.500/lb Cu Rp. 4.940 Rp. 4.270 Rp. 3.610
BESR 6,0 : 1 4,5 : 1 3,2 : 1
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dari Tabel II.1 terlihat bahwa yang mempengaruhi tinggi rendahnya BESR adalah :
- kadar logam dari bijih yang akan ditambang
- harga logam di pasaran
Jadi pada dasarnya, jika terjadi kenaikan harga logam di pasaran, dapat mengakibatkan perluasan tambang karena cadangan bertambah, sebalikya jika harga logam turun, maka jumlah cadangan akan berkurang.
Sehingga secara umum pertimbangan ekonomis meliputi :
1) Nilai (value) endapan bijih (berapa harga dari produk yang dihasilkan) dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
2) Ongkos produksi sampai dengan barang tambang siap dijual (Rp/ton bijih).
3) Ongkos pengupasan over burden (stripping cost), dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
Nilai endapan bijih ditentukan oleh pasar, contoh : di Inggris (London) dan Amsterdam.
Ongkos produksi : bandingkan dengan ongkos produksi bahan galian yang sama. Contoh lain perhitungan BESR seperti terlihat di bawah ini :
BESR (Break Even Stripping Ratio) =
Contoh :
Ongkos kupas = Rp 1/ton OB Ongkos Pengupasan Over Burden
Nilai Kupas (Stripping Ratio) = 1 ton Batubara : 7 m3 OB.
= 1 ton endapan bijih : 5 ton OB.
= 1 m3 endapan bijih : 5 m3 OB.
Jika nilai bijih = $ 20/ton ore dan ongkos produksi = $ 5/ton ore, maka :
BESR =
Jika nilai BESR > 1, maka endapan tersebut menguntungkan.
BESR dipakai untuk mengetahui apakah rancangan tambang tersebut menguntungkan/tidak.
2.2.2. Pertimbangan Teknis
Pertimbangan Teknis meliputi :
1) Penentuan ultimate pit limit
2) Pertimbangan struktur geologi yang dominan
3) Pertimbangan geometri
2.2.2.1. Penentuan ultimate pit limit
1. Pendahuluan
Banyak cara untuk merancang sebuah ultimate open pit. Metodenya dibedakan oleh ukuran deposit, kuantitas dan kualitas data, kemampuan komputer, dan asumsi dari seorang enginer tersebut.
Langkah pertama untuk perencanaan jangka panjang atau pendek adalah menetukan batas dari open pit. Batas ini menunjukkan jumlah bijih yang dapat ditambang, kandungan logam, dan jumlah material buangan (overburden) yang harus dipindahkan selama operasi penambangan berlangsung. Ukuran, geometri, dan lokasi dari pit utama sangat penting dalam perencanaan tempat tailing, tempat penimbunan tanah penutup (overburden), jalan masuk, konsentrat, dan semua fasilitas lain pada tambang terbuka tersebut. Pengetahuan tambahan dari rancangan ultimate pit juga berguna dalam membantu pekerjaan eksplorasi mendatang.
Dalam merancang ultimate pit, seorang engineer akan memberi nilai pada parameter fisik dan parameter ekonomi. Batas pit utama merupakan batas maksimum seluruh material yang memenuhi kriteria fisik dan ekonomi. Material yang terkandung dalam pit akan mempunyai dua sasaran :
1) Sebuah blok tidak akan ditambang kecuali blok tersebut dapat membayar seluruh biaya untuk penambangan, proses, pemasaran, maupun pengupasan material di atas blok tersebut.
2) Untuk konservasi dari sumber daya alam. Blok yang memenuhi persyaratan sasaran pertama merupakan bagian dari pit.
Hasil dari sasaran-sasaran ini adalah rancangan yang akan meningkatkan keuntungan total pit berdasarkan parameter fisik dan ekonomi yang digunakan. Perubahan parameter-parameter ini di masa yang akan datang, akan mengakibatkan perubahan pada rancangan pit. Karena nilai dari parameter tidak diketahui pada saat merancang, seorang enginer diharapkan dapat merancang pit untuk berbagai nilai untuk menentukan faktor yang paling penting maupun efeknya terhadap ultimate pit limit.
2. Rancangan secara manual
Dalam metode manual untuk perancangan pit, seorang enginer bertugas untuk menentukan waktu dan membuat penilaian. Metode manual yang biasa digunakan dimulai dengan tiga jenis vertical section yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 :
1) Penampang yang bersilangan (cross section) berada pada interval biasa sejajar satu dengan yang lain dan terhadap sumbu panjang badan bijih. Hal ini memberi hampir semua definisi pit dan dapat diberi nomor 10-30 , tergantung pada ukuran dan bentuk deposit dan informasi yang tersedia.
2) Penampang yang membujur (longitudinal section) sepanjang sumbu panjang badan bijih untuk membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.
3) Penampang yang radial (radial section) membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.
Gambar 2.1
Jenis Penampang (Section) Vertikal Yang
Digunakan Untuk Perancangan Pit Secara Manual (B.A. Kennedy, 1990)
Setiap bagian menunjukkan kadar bijih, topografi, geologi (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), kontrol struktur (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), dan informasi lain yang akan membatasi pit (misalnya, batas kepemilikan).
Stripping ratio digunakan untuk menentukan batas pit pada setiap bagian. Batas-batas pit ditempatkan pada setiap bagian secara terpisah dengan menggunakan sudut kemiringan/lereng pit yang ditentukan.
Batas pit ditempatkan di penampang pada titik dimana kadar bijih dapat menutupi semua biaya penambangan tanah penutup (material di atasnya). Ketika garis batas pit telah digambar pada penampang, kadar bijih sepanjang garis dihitung, panjang bijih dan material penutup diukur. Perbandingan tanah penutup terhadap bijih dihitung dan dibandingkan dengan breakeven stripping ratio kadar bijih tersebut sepanjang batas pit.
Jika hasil perhitungan stripping ratio kurang dari breakeven stripping ratio, batas pit diperluas. Proses ini berlangsung terus sampai batas limit ditentukan pada sebuah titik dimana hasil perhitungan dan breakeven stripping ratio sama.
Pada Gambar 2.2, kadar pada penampang sebelah kanan pit diestimasi/diperkirakan sebesar 0,6% Cu. Dengan harga $2.25 per kg tembaga, breakeven stripping ratio dari Gambar 2.3 adalah 1,3 : 1. Garis pada batas pit ditemukan dengan menggunakan kemiringan pit tertentu dan ditempatkan pada titik dimana overburden : bijih = 1,3 : 1.
Gambar 2.2
Pit Limit Diperlihatkan Pada Penampang (B.A. Kennedy, 1990)
Pada penampang sebelah kiri, batas pit untuk 0,7% kadar Cu ditentukan dengan menggunakan breakeven stripping ratio 2,7 : 1. Jika kadar bijih berubah seiring garis pit llimit dipindahkan, breakeven stripping ratio yang digunakan juga akan berubah.
Gambar 2.3
Stripping Ratio Untuk Berbagai Kadar Bijih Dan Harga Logam
(B.A. Kennedy, 1990)
Batas pit ditentukan pada bagian yang membujur pada cara yang sama dengan kurva stripping ratio. Batas pit untuk section radial diwakili oleh stripping ratio yang berbeda pula. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.4 ; bagian yang menyilang dan membujur menunjukkan irisan sepanjang dinding pit dengan dasar panjang yang sama dengan memotong permukaan.
Penampang radial tersebut mewakili sebagian kecil dari pit bagian dasar, dan sebagian yang lebih lebar pada perpotongan di permukaan. Stripping ratio yang diperkenankan harus disesuaikan ke bawah supaya penampang radial sebelum batas pit dapat ditentukan.
Gambar 2.4
Bagian-Bagian Yang Dipengaruhi Oleh Penampang Vertikal
(B.A. Kennedy, 1990)
Langkah selanjutnya dalam perancangan manual adalah memindahkan batas pit dari masing-masing penampang ke sebuah peta rancangan tunggal dari deposit tersebut. Ketinggian dan lokasi pit bagian bawah dan permukaan memotong masing-masing penampang yang dipindahkan.
Hasil dari peta rancangan akan menunjukkan suatu pola tidak teratur dari ketinggian dan sketsa (outline) bagian bawah pit, dan dari perpotongan di permukaan. Bagian bawah pit harus diratakan secara manual disesuaikan pada informasi penampang tersebut.
Dimulai dari bagian bawah pit yang rata, sketsa akan dikembangkan untuk masing-masig jenjang pada jalan tengah titik antara bagian kaki jenjang (toe) dan puncak jenjang (crest). Lalu pit akan diperluas dari bagian bawah dengan mengikuti kriteria sebagai berikut:
1) Breakeven stripping ratio untuk penampang yang berdekatan boleh dirata-ratakan.
2) Lereng pit yang diperkenankan harus diperhatikan. Jika sistem jalan dirancang pada waktu yang sama, sudut antar belokan digunakan. Jika rancangan awal tidak memperlihatkan jalan tersebut, sketsa untuk titik tengah jenjang didasarkan pada lereng pit keseluruhan yang lebih datar yang diperbolehkan untuk jalan.
3) Sebaiknya pola yang tidak pasti di dalam pit dihindari. Hal ini termasuk bagian-bagian yang menonjol yang terdapat di dalam pit.
4) Pola geometrik sederhana pada masing-masing jenjang membuat proses merancang menjadi lebih mudah.
Bilamana rancangan pit telah dikembangkan, sebaiknya dilakukan peninjauan kembali untuk menentukan apakah breakeven stripping ratio telah memuaskan. Dalam rancangan pit, pit dapat dibagi menjadi beberapa bagian, setiap bagian diperiksa untuk menentukan waste ore ratio. Dua cara yang dapat digunakan untuk memeriksa stripping ratio pada masing-masing bagian adalah :
1) Batas pit dari peta rancangan dapat dipindahkan kembali ke penampang dan stripping ratio dapat dihitung lebih lanjut dari penampang tersebut.
2) Sketsa jenjang dapat dipindahkan ke masing-masing peta jenjang tunggal. Panjang bijih dan waste diukur sepanjang sktesa jenjang untuk masing-masing bagian. Hasil dari masing-masinng jenjang dikombinasikan untuk menghitung stripping ratio bagian itu. Kadar bijih untuk bagian adalah rata-rata berat (panjangnya) dari tingkat bijih sepanjang batas pit untuk tiap-tiap jenjang.
Cadangan total untuk pit dan stripping ratio rata-rata ditentukan oleh nilai akumulasi dari tiap jenjang. Berat bijih yang lebih besar dari breakeven cut of grade (BECOG) diukur dan kadar rata-rata bijih dihitung untuk tiap jenjang. Berat tanah penutup juga diukur. Total berat bijih dan berat tanah penutup untuk tiap jenjang menghasilkan nilai stripping ratio rata-rata untuk pit tersebut.
3. Metode komputer
Yang harus dipahami, rancangan manual dari suatu pit membuat ahli perencanaan menjadi lebih teliti dengan rancangan tersebut dan meningkatkan pengetahuan tentang deposit tersebut. Prosedurnya tidak sederhana dan sukar digunakan dalam deposit yang besar/kompleks. Karena panjangnya prosedur tersebut, alternatif yang dapat dikerjakan terbatas. Begitu ada informasi tambahan atau ada parameter desain yang berubah, maka keseluruhan prosesnya mungkin harus diulang. Kekurangan lainnya adalah penampang dari pitnya mungkin terancang baik, tetapi bila penampang (potongan) tersebut digabungkan dan diperhalus, hasilnya bukan yang terbaik untuk pit secara keseluruhan.
Perkembangan pemakaian komputer telah memungkinkan untuk menangani jumlah data yang besar dan menggunakan lebih banyak alternatif pit daripada metode manual. Komputer telah terbukti sebagai alat yang hebat untuk menyimpan, mengeluarkan kembali, memproses, dan menampilkan data proyek pertambangan. Aplikasi komputer telah dikembangkan untuk memperkirakan tanah penutup dari rancangan pit.
Peran komputer dapat dibagi menjadi 2 kelompok:
1) Metode dengan bantuan komputer.
Perhitungan dengan komputer di bawah kendali seorang enginer. Komputer tidak mengerjakan seluruh rancangan tetapi hanya melakukan pekerjaan perhitungan yang rumit, dimana prosesnya dikendalikan oleh seorang enginer. Contoh yang dapat diambil adalah tehnik dua dimensi Lerchs-Grossman dan desain tiga dimensi menggunakan metoda ekspansi pertambahan (incremental) pit.
2) Metode otomatis
Metode ini cocok untuk merancang pit secara terbatas untuk uji kelayakan ekonomi dan batasan fisik tanpa campur tangan seorang enginer. Sebuah kategori metode otomatis mengandung teknik pengoptimalan secara matematis menggunakan program linear, program dinamis, atau flow network. Kategori kedua adalah metode heuristic, seperti metode kerucut terbalik (floating cone) dan menghasilkan pit yang dapat diterima, tetapi tidak perlu yang optimal. Seiring dengan menurunnya biaya pemrosesan dengan komputer, maka penggunaan metode otomatis akan berkembang pesat.
Karakteristik yang lain yang membedakan jenis metode komputerisasi adalah menggunakan seluruh atau sebagian blok untuk penambangan. Dalam metode satu blok penuh, setiap blok ditambang sebagai suatu kesatuan atau utuh; dalam metode blok parsial, bagian setiap blok dapat ditambang. Setiap metode memiliki keuntungan tertentu :
1) Akurat Dengan penggunaan blok parsial, tonase dalam jumlah kecil dapat dihitung lebih akurat. Keseluruhan tonase pit mungkin akan akurat menggunakan metode blok penuh, tetapi ketelitian akan berkurang untuk volume yang kecil.
2) Keterbatasan fisik Lereng pit yang diinginkan dan batas pit diperkirakan dengan blok-blok penambangan. Penggunaan blok penuh menghasilkan dinding pit yang tidak dapat diterima dalam masalah operasi dan kestabilan lereng. Beberapa teknik blok penuh dapat mengasumsikan ukuran blok sebagai fungsi lereng pit dan beberapa tidak mengijinkan lereng untuk bervariasi pada pit. Ketelitian diperlukan untuk merancang pit yang menggunakan teknik blok penuh.
3) Biaya Sebagaimana biasanya digunakan, metode blok penuh terbukti lebih murah daripada metode blok parsial. Sebagai hasilnya, beberapa konfigurasi pit dapat dengan cepat dianalisa dengan metode blok penuh untuk memberikan dasar yang baik untuk analisa blok parsial secara lebih detail.
4. Metode Lerchs-Grossman
Metode dua dimensi Lerchs-Grossman akan merancang penampang vertikal, pit akan memberikan keuntungan netto terbesar. Metode ini menarik karena mengeliminasi proses trial and error yang ada dalam merancang pit tiap penampang secara manual. Metode ini juga sesuai untuk proses komputer.
Seperti metode manual, metode Lerchs-Grossman merancang pit pada penampang vertikal. Hasilnya masih harus dipindahkan pada peta rencana pit, dihaluskan dan diperiksa secara manual. Walaupun pit dapat optimal pada setiap penampang, ultimate pit hasil dari pembulatan mungkin tidak optimal.
Gambar 2.5 menunjukkan penampang vertikal melalui model blok endapan. Tiap blok mewakili harga bersih sebuah blok jika blok itu ditambang dan diproses. Blok-blok dengan harga keuntungan positif ditandai dengan warna yang lebih gelap. Ukuran blok telah disesuaikan di dalam contoh sehingga profil pit akan bergerak ke atas atau ke bawah hanya satu blok.
Gambar 2.5
Penampang Verikal Menunjukkan Nilai Bersih Tiap Blok (B.A. Kennedy, 1990)
• Tahap 1
Tambahkan nilai tiap blok dari atas ke bawah tiap kolom dan masukkan jumlah-jumlah iini pada blok berhubungan seperti Gambar 2.5. Jumlah ini adalah harga lebih dari setiap blok pada Gambar 2.5, dan mewakili harga kumulatif material dari setiap blok pada permukaan.
• Tahap 2
Mulai dengan blok atas di kolom paling kanan, dan bekerja ke bawah setiap kolom. Letakkan sebuah panah pada titik blok ke harga tertinggi dalam :
1) Satu blok ke kiri atas
2) Satu blok ke kiri
3) Satu blok ke kiri bawah
Hitung harga blok-blok dasar dengan menambahkan harga tertinggi ke arah tanda panah. Harga paling murah setiap blok mewakili harga keuntungan bersih keseluruhan dari material dalam blok, blok-blok dalam kolom, dan blok-blok dalam profil pit ke arah kiri dari blok. Blok-blok yang ditandai dengan X tidak bisa ditambang sehingga tidak perlu adanya penambahan kolom.
Gambar 2.6
Penampang Setelah Proses Pencarian (B.A. Kennedy, 1990)
• Tahap 3
Periksa baris teratas untuk harga total yang paling tinggi. Ini adalah total pengembalian dari pengoptimalan pit. Sebagai contoh, pit yang optimal akan berharga $13. Ikuti panah untuk mendapatkan garis besar pit. Gambar 2.8 memperlihatkan garis besar pit tiap section. Tercatat bahwa blok pada baris-6 dan kolom-6 memiliki harga tertinggi dalam investasi, endapannya tidak berada dalam pit. Untuk menambang endapan tersebut bisa jadi menurunkan harga pit.
Gambar 2.7
Optimal Pit Outline (B.A. Kennedy, 1990)
5. Pertambahan keluasan pit (incremental pit expansion)
Teknik ini merupakan proses trial and error yang dikendalikan oleh seorang enginer. Walaupun metode ini sulit menghasilkan pit yang optimum, namun dalam tangan seorang enginer yang berkualitas akan menjadi sarana yang baik. Metode ini dapat dilakukan terhadap teknik blok penuh maupun teknik blok parsial.
Seorang enginer dapat mendigitasi outline dari dasar pit baru atau memperluas sampai ke dinding pit. Komputer merancang bentuk kenaikkan jenjang ini dan menyesuaikannya dengan kemiringan pit. Seorang enginer dapat menggambarkan hasil perluasan grafik untuk memperjelas pertambahan biaya pit yang diharapkan.
Jika perluasan ini disetujui, maka tabulasi dilakukan untuk material-material yang ditambahkan. Bentuk perluasan pada titik tengah tiap-tiap jenjang digunakan dengan nilai blok dari jenjang untuk menghitung nilai, berat bijih, berat buangan (waste), penghasilan, serta biaya perluasan. Jika perluasan itu memenuhi kriteria, maka perluasan itu dimasukkan dalam pit, dan denah lainnya didigitasi. Dengan demikian, ukuran dari pit akan semakin bertambah seiring dengan setiap perluasan yang dilakukan apabila perluasan itu memenuhi kriteria.
Agar menjadi paling efektif, rancangan dimulai dari jenjang yang lebih atas ke arah bawah, dan dari daerah yang berkadar tinggi. Hal ini untuk memastikan hanya blok yang dapat membayar biaya blok tersebut sendiri yang termasuk dalam pit.
6. Metode kerucut mengambang (floating cone method)
Metode otomatis yang paling dikenal adalah metode kerucut mengambang. Metode ini hampir sama dengan metode pertambahan keluasan pit tetapi proses manual dapat dikurangi atau dihilangkan.
Sebagai pengganti dasar yang didigitasi, satu dari kumpulan blok membentuk dasar dari perluasan. Jika kadar di dasar lebih tinggi dari mining cut of grade, perluasan diproyeksikan ke atas ke arah puncak dari model yang dapat dilihat pada Gambar 2.8. Sebuah kerucut dihasilkan dengan menggunakan sudut/kemiringan pit yang sesuai.
Seluruh blok termasuk di dalam kerucut (dan ditentukan belum ditambang sebelumnya) ditabulasikan untuk untuk biaya penambangan dan pemrosesan, dan pemasukkan yang dihasilkan oleh bijih. Apabila pemasukkan totalnya lebih besar daripada biaya total dari blok-blok yang ada dalam kerucut, kerucut ini memiliki harga
Gambar 2.8
Kerucut Yang Terpusat Pada Dasar Blok (B.A. Kennedy, 1990)
bersih positif, dan cukup ekonomis untuk ditambang. Kemudian dilakukan perubahan permukaan topografi untuk mendapatkan simulasi penambangan dari kerucut. Topografi ini tidak diubah lagi, kecuali apabila didapatkan harga kerucut yang positif.
Kemudian dilakukan pengujian untuk blok kedua, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2. misalkan kerucut pertama memberikan harga positif dan termasuk dalam pit, hanya blok-blok yang terdapat dalam daerah yang diarsir yang perlu untuk ditabulasikan.
Masing-masing blok pada endapan diuji dengan mengasumsikan seperti bentuk kerucut. Pada model kerucut yang lebih besar, proses ini akan membutuhkan biaya yang besar. Pit yang dihasilkan juga menentukan arah dari pemilihan blok selanjutnya.
Sebagai contoh, blok dasar pada level mungkin tidak ekonomis ketika pertama diuji. Jika bagian dari tanah penutup yang menutupi level tersebut dikupas dengan menambang kerucut dari level yang lebih rendah, blok tersebut harus diperiksa kembali sebelum blok lain dari level yang lebih rendah digunakan sebagai blok dasar. Hal ini dipandang penting untuk memastikan kerucut tersebut dapat membayar dirinya.
Karena masalah-masalah tersebut maka sebaiknya seorang enginer dapat membantu dalam proses di atas. Enginer dapat menentukan volume yang kecil dimana semua blok dasar akan diperiksa oleh komputer. Dari hasil volume kerucut yang kecil, dapat ditentukan volume lain untuk diperiksa. Dengan pengawasan tambahan, maka pemilihan tahap dari blok dasar akan mengurangi suatu masalah.
Gambar 2.9
Kerucut Yang Dibentuk Oleh Blok Dasar Kedua (B.A. Kennedy, 1990)
2.2.2.2. Pertimbangan struktur geologi yang dominan
Struktur gologi yang mempengaruhi dalam perancangan suatu tambang terbuka yaitu :
- Perlapisan dan perlipatan (sinklin dan antiklin)
- sesar dan patahan
- cleavage
Petimbangan mengenai bentuk struktur geologi yang dominan tersebut akan mempengaruhi dalam melakukan perancangan tambang. Adanya daerah perlapisan, perlipatan, sesar dan patahan akan mempengaruhi batas-batas daerah yang akan ditambang (geometri dari daerah penambangan). Salah satu contoh adalah seperti terlihat dalam Gambar 2.10 dimana adanya struktur geologi di daerah yang akan ditambang (di daerah yang akan dibuat jenjang atau “bench”) maka geometri jenjang akan dibuat dengan memperhatikan struktur geologi tersebut. Sedangkan dalam Gambar 2.11 terlihat dimana adanya struktur geologi yang berupa patahan akan membatasi daerah pit penambangan.
Gambar 2.10
Pengaruh Struktur Geologi dalam Perancangan “Bench”
Gambar 2.11
Pengaruh Struktur Geologi “Patahan” Terhadap Daerah Penambangan
2.2.2.3. Pertimbangan Geometri
Cadangan bijih yang akan ditambang dengan cara teknik tambang terbuka sangat dipengaruhi oleh beberapa aspek meliputi ukuran, bentuk, orientasi dan faktor kedalaman dari permukaan dari cadangan bijih tersebut. Keadaan topografi mencakup daerah pegunungan sampai daerah dasar lembah. Oleh karena itu terdapat beberapa pertimbangan geometri yang harus diperhatikan.
Adapun pertimbangan geometri yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut :
1. Geometri jenjang
Komponen utama dalam suatu tambang terbuka adalah yang disebut dengan “bench” (lihat Gambar 2.12).
Gambar 2.12
Bagian-Bagian Dari “Bench” (Hustrulid.W. & Kuchta.M.)
Pertimbangan-pertimbangan yang akan dipakai dalam menentukan geometri jenjang (w=lebar, l=panjang, dan h=tinggi) :
- Sasaran produksi harian sasaran produksi tahunan.
- Harus mampu menampung alat-alat/peralatan yang dipakai untuk bekerja (working bench).
- Masih sesuai dengan ultimate pit slope
Pembuatan jenjang pertama kali biasanya dilakukan dengan cara membuat suatu bukaan (biasanya berbentuk empat persegi panjang). Bukaan tersebut biasanya dibuat dengan cara peledakan. Di bawah ini diberikan beberapa contoh perhitungan geometri jenjang dengan cara peledakan yaitu :
a. Cara US Army Engineer
Lebar jenjang minimum = Wmin = y + Wt + Ls + G + Wb
dimana :
Y = lebar jenjang untuk peledakan, ft (m).
Wt = lebar alat angkut, ft (m).
Ls = panjang alat muat tanpa boom, ft (m).
G = “floor cutting radius”, ft (m).
Wb = ½ y = Lebar tumpukkan hasil peledakan, ft (m).
Gambar 2.13
Pembuatan “Bench” cara US Army Engineer
( “Pit & Quaries”, No. 5-332, 1967)
Sedangkan tinggi jenjang yang dibuat (tergantung kemampuan alat gali, biasanya shovel ) dihitung berdasarkan :
Tinggi jenjang maximum = Hmax = 1,2 Cd + 30 (tertinggi pada ideal)
Tinggi jenjang optimum = Hop = 1,8 Cd + 18 (angka tertinggi sesuai dengan medan kerja).
Keterangan :
Cd = kapasitas mangkok.
Angka optimum < angka maksimum karena kondisi kerja umumnya lebih jelek dibanding teoritis.
Beberapa faktor atau kondisi yang mempengaruhi alat gali dalam menentukan tinggi dari “bench” adalah sebagai berikut :
Kondisi ideal untuk power shovel :
1) Materi yang digali : batu gamping yang masih utuh.
2) Swing max. 90%
3) Jenjang bersih : tidak ada ceceran batuan.
Kondisi tidak ideal (kondisi optimum) :
1) Materi yang digali granit.
2) Jenjang becek dan kotor
3) Swing > 90%
b. Cara perhitungan “bench” berdasarkan Melenikov, N. & Chesmokov, M.
Wmin = a + G + Rs + 4Wh + Ld + nB
dimana :
a = Wb
Rs = Radius of reared = Ls
Wh = Wt
Ld = Lebar alat bor
nB = y ; (B = jarak tiap row)
Gambar 2.14
Pembuatan “Bench” cara Melenikov,N. dan Chesmokov, M.
(MIR Publisher, Moskow, 1969)
Panjang jenjang = Lb = (N-1)S =
N = jumlah lubang tempat
S = spasi (spacing)
V = volume batuan yang diledakkan.
r = row
B = jara tiap “row” = “burden”
L = tinggi jenjang
m = berapa kali peledakan dalam sehari
Solusi jika lebar minimum melampaui batas ultimate slope, jangan mensejajarkan alat-alat pada jalur pemuatan (Wt cukup 1, jangan bersimpangan).
2. Jalan tambang
Salah satu pertimbangan geometri adalah pembuatan jalan tambang baik itu jalan masuk ke dalam tambang untuk pengangkutan bijih/endapan bahan galian yang ditambang ataupun juga jalan yang digunakan untuk penimbunan lapisan penutup. Geometri dari jalan akan mempengaruhi bentuk geometri daerah penambangan secara umum. Geometri dari jalan tersebut meliputi lebar dan kemiringan jalan (biasanya dipengaruhi oleh jenis alat yang digunakan dalam operrasi penambangan).
a. Umum
Pada sistem penambangan terbuka, sarana jalan merupakan (alat) vital bagi kelancaran produksi. Untuk itu diperlukan kondisi jalan yang diperlukan untuk mendukung bahan kendaraan serta material yang dipindahkan.
Tahap pembuatan jalan terdiri dari 3 bagian, yaitu :
• Perencanaan geometri
• Tebal perkerasan
• Pelaksanaan konstruksi
1) Perencanaan geometri jalan
Setelah daerah yang akan ditambang ditentukan berdasarkan peta eksplorasi, maka dilakukan pembersihan lapangan. Kemudian dilakukan pembuatan jalan pengupasan (stripping road). Tanah penutup yang telah digali, diangkut dan dibuang di tempat tertentu (overburden disposal). Beberapa hal yang perlu diperhatikan :
a. Iklim
Daerah lokasi penambangan diperngaruhi oleh keadaan iklim. Untuk iklim tropis, terdapat 2 musim yang berpengaruh yaitu musim hujan dan musim kemarau yang akan mempengaruhi produksi. Penurunan produksi dapat terjadi pada musim hujan dan kemarau. Pada musim hujan keadaan jalan angkut akan licin atau lengket dan berbahaya untuk dilalui. Sedangkan pada musim kemarau, jalan menjadi berdebu yang akan mempengaruhi pandangan pengemudi.
b. Tanah dasar
Tanah dasar dari daerah tambang harus diteliti jenis dan kondisinya, meliputi batas Atterberg (batas cair, batas plastis) dan golongannya (misalnya menurut Unified Soil Classification System). Kegunaannya untuk menentukan kekuatan daya dukung tanah.
c. Bahan pekerasan lokal
Dianjurkan untuk mempergunakan batu yang diperoleh dari sekitar lokasi penambangan. Batu untuk bahan perkerasan jalan boleh langsung dipergunakan tanpa melalui preparasi. Batu hendaknya dipecahkan sebagai fraksi berukuran 5-7,5 cm.
d. Kemiringan (grade)
Kemiringan jalan mempengaruhi produksi. Sebaiknya diambil kemiringan optimum. Faktor gravitasi hendaknya dimanfaatkan semaksimal mungkin.
e. Lebar jalan
Lebar jalan hendaknya disesuaikan dengan kebutuhan, dapat satu jalur, dua jalur atau lebih.
f. Fungsi jalan
Menurut fungsinya jalan dibedakan menjadi :
- Jalan pengangkutan utama (main road), yaitu jalan yang menghubungkan setiap stasiun penyaringan ke pabrik pengolahan atau tempat penimbunan.
- Jalan tambang (mine road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah penambangan dengan stasiun penyaringan.
- Jalan pembuangan (disposal road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah pengupasan dengan daerah pembuangan.
- Jalan pengupasan (stripping road), yaitu jalan yang melayani aktivitas pengupasan tanah penutup dan sifatnya hanya sementara.
g. Jenis dan kapasitas kendaraan yang melalui jalan.
2) Tebal Perkerasan
Bagian – bagian perkerasan (Gambar 2.15) jalan adalah lapisan material yang dipilih dan dikerjakan menurut persyaratan tertentu sesuai dengan macamnya dan berfungsi untuk menebarkan beban roda kendaraan sedemikian rupa sehingga dapat ditahan oleh tanah dasar dalam batas daya dukungnya. Umumnya bagian-bagian perkerasan jalan terdiri dari :
a. Lapis permukaan
Lapis yang terletak paling atas disebut lapisan permukaan, dan berfungsi sebagai :
- lapis perkerasan penahan beban roda, lapisan mempunyai stabilitas tinggi untuk menekan roda selama masa pelayanan.
- lapis kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapisan di bawahnya dan melemahkan lapisan-lapisan tersebut.
- lapis aus (wearing course), lapisan yang berlangsung menderita gesekan akibat rem kendaraan sehingga mudah menjadi aus.
- lapisan yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung yang lebih jelek.
Guna dapat memenuhi fungsi tersebut di atas, pada umumnya lapisan permukaan dibuat dengan menggunakan bahan pengikat aspal sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air dengan stabilitas yang tinggi dan daya tahan yang lama.
Gambar 2.15
Penampang Melintang Susunan Perkerasan
b. Lapis pondasi
Lapisan perkerasan yang terletak di antara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan dinamakan lapis pondasi (base course), dan berfungsi sebagai :
- bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan dibawahnya.
- lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.
- bantalan terhadap lapisan permukaan.
c. Lapis pondasi bawah
Lapisan perkerasan yang terletak antara lapis pondasi atas dan bawah dasar dinamakan lapis pondasi bawah (subbase), dan berfungsi sebagai :
- bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda ke tanah dasar
- efisiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatif lebih murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan diatasnya.
- mengurangi tebal lapisan di atasnya yang lebih mahal.
- lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.
- lapisan pertama, agar pekerjaan dapat berjalan lancar. Hal ini sehubungan dengan kondisi lapangan yang memaksa harus segera menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau lemahnya daya dukung tanah dasar menahan roda-roda alat besar.
- lapisan untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar nasik ke lapis pondasi.
d. Lapis tanah dasar
Lapisan tanah setebal 50-100 cm di atas mana akan diletakkan lapis pondasi bawah dinamakan lapis tanah dasar. Lapis tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jiak tanah aslinya baik, tanah yang didatangkan dari tempat lain dan dipadatkan atau tanah yang distabilkan dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan selama umur rencana. Hal ini dapat dicapai dengan perlengkapan drainase yang memenuhi syarat.
Ditinjau dari muka tanah asli, maka lapisan tanah dasar dibedakan atas :
- lapis tanah dasar, tanah galian.
- lapis tanah dasar, tanah timbunan.
- lapis tanah dasar, tanah asli.
Contoh tebal perkerasan untuk jalan tambang :
1) Jalan pengangkutan utama (Gambar 2.16 dan 2.17)
2) Jalan tambang (Gambar 2.18 dan 2.19)
3) Jalan untuk pembuangan tanah penutup (Gambar 2.20 dan 2.21)
4) Jalan pengupasan (Gambar 2.22 dan 2.23)
Gambar 2.16
Susunan Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama
Gambar 2.17
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama
Gambar 2.18
Susunan Perkerasan Jalan Tambang
Gambar 2.19
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Tambang
Gambar 2.20
Susunan Perkerasan Jalan Pembuangan
Gambar 2.21
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pembuangan
Gambar 2.22
Susunan Perkerasan Jalan Pengupasan
Gambar 2.23
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengupasan
3. Pelaksanaan Konstruksi
• Material Konstruksi
1) Tanah dasar
Perkerasan jalan diletakkan di atas tanah dasar, dengan demikian secara keseluruhan mutu dan daya tanah kostruksi perkerasan tak lepas dari sifat tanah dasar. Tanah dasar yang baik untuk konstruksi perkerasan jalan adalah tanah dasar yang berasal dari lokasi itu sendiri atau didekaynta; yang telah dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik serta kemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah setempat.
2) Agregat
Agregat/batuan didefinisikan secara umum sebagai formasi kulit bumi yang keras dan solid. Agregat /batuan merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90-95% agregat berdasarkan persentase berat atau 75-85% agregat berdasarkan persentase volume. Dengan demikian daya dukung, keawetan dan mutu perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat material lain.
3) Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada temperatur tuang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak atau cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal beton atau dapat masuk ke dalam pori-pori yang ada pada penyemprotan/penyiraman pada perkerasan.
Hidrocarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umumnya disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen.
• Metode Konstruksi
Pelaksanaan konstruksi jalan dapat diaut dengan berbagai metode, diantaranya :
1) Metoda “ Bina Marga”
Jalan yang dibuat dengan metoda “Bina Marga” mempunyai sifat :
- umur jalan dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban as dan jumlah lintasan.
- bahan lapis permukaan menggunakan aspal beton.
2) Metoda “California Bearing Ratio”
Jalan yang dibuat dengan metode ini mempunyai sifat :
- umur jalan tidak dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban ban.
- bahan lapis permukaan menggunakan “crushed reject” (lapisan pondasi) – 5 cm ditambah bahan halus sebagai pengikat.
Khusus untuk metode “California Bearing Ratio” diperlukan peralatan untuk perawatan jalan, yaitu :
- bulldozer, yang dilengkapi dengan “ripper”, gunanya untuk menyebarkan bahan lapis permukaan dan untuk membongkar material jalan.
- mobil tangki air, gunanya menyiramjalan untuk mengurangi debu di musim kemarau.
- motor grader, untuk meratakan jalan.
- Roller, untuk memadatkan.
3. Stripping Ratio (Nisbah Pengupasan)
Salah satu cara menggambarkan efisiensi geometri (geometrical efficiency) dalam kegiatan penambangan adalah dengan istilah “Stripping Ratio” atau nisbah pengupasan. Stripping ratio (SR) menunjukkan jumlah overburden yang harus dipindahkan untuk memperoleh sejumlah bijih yang diinginkan. Ratio ini secara umum digambarkan sebagai berikut :
Dalam hal ini unit satuan yang lain juga dapat digunakan. Dalam kegiatan strip coal mining maka perhitungan stripping ratio adalah sebagai berikut :
Ratio antara waste terhadap bijih yang digambarkan dalam suatu unit satuan tertentu berguna untuk tujuan design perancangan. Sebagai contoh, ratio ini didefinisikan sebagai berikut :
Dalam hal ini harus diperhatikan bahwa jika overburden dan bijih mempunyai density yang sama, maka persamaan di atas akan memiliki nilai yang sama.
Sehingga dari nilai stripping ratio yang diperoleh dan dibandingkan dengan nilai BESR (Break Even Stripping Ratio) yang telah dihitung sebelumnya, maka akan diperoleh bahwa secara teknis batasan kegiatan penambangan dalam pit adalah sampai nilai BESR dicapai dalam perhitungan stripping ratio. Sebagai contoh dapat dilihat dalam Gambar 2.24.
Gambar 4.24
Batasan Penambangan Berdasarkan Nilai Stripping Ratio dan BESR
Latihan Soal :
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan “ultimate pit limit” ? Jelaskan secara singkat metode atau cara penentuan “ultimate pit limit” ini baik dengan cara manual ataupun cara komputer .
2. Pertimbangan-pertimbangan apa yang harus diperhatikan dalam melakukan perancangan suatu tambang terbuka ? Jelaskan secara singkat dan jelas (baik aspek ekonomis dan aspek teknis)
PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA
Dalam melakukan suatu perancangan tambang terbuka, harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1) Data yang diperlukan untuk perancangan tambang terbuka
2) Pertimbangan-pertimbangan dalam perancangan tambang terbuka
2.1. DATA YANG DIPERLUKAN UNTUK PERANCANGAN TAMBANG TERBUKA
Data yang diperlukan untuk membuat rancangan suatu tambang terbuka adalah :
1) Peta topografi dan peta geologi dengan skala 1 : 1000 atau 1 : 2000.
2) Data geologi dan eksplorasi rinci endapan bahan galian: letaknya, bentuknya (cincin, lensa, disseminated (tersebar), urat (vein), batolith, dll), stratigrafi/litologi, dip & strike, kadar bijih rata-rata, ukuran/dimensinya, jumlah sumber daya dan cadangan (measured/proven reserve), kadar rata-rata dan penyebaran kadar, dll.
3) Data geoteknik.
4) Data hidrologi dan geohidrologi.
5) Data kegempaan.
6) Data keekonomian
2.2. PERTIMBANGAN-PERTIMBANGAN DALAM PERANCANGAN TAMBANG
Perancangan tambang harus memenuhi pertimbangan-pertimbangan, yaitu :
1) Pertimbangan ekonomis (Economic Considerations)
2) Pertimbangan teknis (Technical/Engineering Considerations)
2.2.1. Pertimbangan Ekonomis
Pertimbangan ekonomis meliputi :
1) Cut off Grade
Ada 2 (dua) pengertian tentang cut off grade, yaitu :
a. kadar endapan bahan galian terendah yang masih memberikan keuntungan apabila ditambang.
b. kadar rata-rata terendah dari endapan bahan galian yang masih memberikan keuntungan apabila endapan tersebut ditambang.
Cut off grade inilah yang akan menetukan batas-batas atau besarnya cadangan, serta menentukan perlu tidaknya dilakukan mixing / blending.
2) Break Even Stripping Ratio (BESR)
Untuk menganalisis kemungkinan sistem penambangan yang akan digunakan, apakah tambang terbuka ataukah tambang bawah tanah, maka dipelajari break even stripping ratio (BESR), yaitu perbandingan antara biaya penggalian endapan bijih (ore) dengan biaya pengupasan tanah penutup (overburden) atau merupakan perbandingan selisih biaya penambangan bawah tanah dan penambangan terbuka dengan biaya pengupasan secara tambang terbuka. BESR ini juga disebut over all strippig ratio.
Biaya tambang bawah tanah - biaya tambang terbuka
/ ton bijih / ton bijih
BESR(1) = ---------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
Misalnya biaya penambangan secara tambang bawah tanah = Rp. 18.000/ton ore, biaya penambangan secara tambang terbuka = Rp. 2000/ton ore dan ongkos pengupasan tanah penutup = Rp. 3500/ton overburden. Maka untuk memilih salah satu sistem penambangan digunakan rumus BESR(1).
Rp 18.000 - Rp. 2000
BESR (1) = ------------------------------- = 4,57
Rp. 3500
Ini berarti bahwa hanya bagian endapan yang mempunyai BESR yang lebih rendah dari 4,86 yang dapat ditambang secara tambang terbuka dengan menguntungkan. Jadi 4,86 adalah BESR (1) tertinggi yang masih dibolehkan untuk operasi tambang terbuka dengan kondisi tersebut diatas.
Setelah ditentukan bahwa akan digunakan sistem tambang terbuka, maka dalam rangka pengembangan rencana penambangan digunakan BESR (2) dengan rumus sebagai berikut :
Nilai yang diperoleh / - Ongkos produksi /
ton bijih ton bijih
BESR(2) = ------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
BESR (2) ini juga disebut economic stripping ratio yang artinya berapa besar keuntungan yang dapat diperoleh bila endapan bijih itu ditambang secara tambang terbuka.
Contoh perhitungan BESR (2) untuk bijih tembaga kadar 0,80%, 0,75% dan 0,60% Cu adalah sebagai berikut :
Dari hasil perhitungan seperti terlihat pada tabel II.1 bila harga logam Cu = Rp. 2.500/lb, ternyata untuk bijih Cu (ore) dengan kadar 0,80% mempunyai BESR 1,5 : 1 dan kadar 0,60% Cu mempunyai BESR 0,6 : 1. Demikian selanjutnya untuk harga metal Rp. 3.000/lb dan Rp. 3.500/lb Cu juga dihitung BESR-nya.
Setelah itu, masing-masing BESR dihitung untuk setiap kadar Cu dan untuk berbagai harga logam Cu, kemudian dapat dibuat grafik BESR vs kadar Cu (lihat Gambar 2.1).
Selain itu BESR(3) biasanya juga dihitung berdasarkan keuntungan maksimum yang akan diperoleh, yaitu :
Nilai yang diperoleh/ton bijih - ( Ongkos produksi/ton + keuntungan/ton)
BESR(3) = ------------------------------------------------------------------------------------
Biaya pengupasan overburden / ton overburden
Tabel II.1
Contoh Perhitungan Break Even Stripping Ratio (BESR2)
Kadar bijih, % Cu 0,80 0,70 0,60
“Smelter recovery”, % 81,80 83,02 85,80
“Recovery Cu / ton ore”, lb 14,10 12,20 10,30
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ONGKOS PRODUKSI TIAP BIJIH TON
Penambangan Rp. 4.500 Rp. 4.500 Rp. 4.500
Milling, Dpr. &Gen.cost Rp. 12.500 Rp. 12.500 Rp. 12.500
Treatment etc. Rp. 8.500 Rp. 7.600 Rp. 6.500
--------------- --------- ----- ----------------
Ongkos produksi total Rp. 25.500 Rp. 24.600 Rp. 23.500
ONGKOS PENGUPASAN
Ongkos pengupasan/ton OB Rp 4.000 Rp. 4.000 Rp. 4.000
NILAI YANG DIPEROLEH
Harga jual per ton bijih
1. untuk Rp. 2.500/lb Cu Rp. 3.530 Rp. 3.050 Rp. 2.580
BESR 2,5 : 1 1,5 : 1 0,6 : 1
2. untuk Rp. 3.000/lb Cu Rp. 4.230 Rp. 4.230 Rp. 3.090
BESR 4,2 : 1 3,0 : 1 1,8 : 1
3. untuk Rp. 3.500/lb Cu Rp. 4.940 Rp. 4.270 Rp. 3.610
BESR 6,0 : 1 4,5 : 1 3,2 : 1
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dari Tabel II.1 terlihat bahwa yang mempengaruhi tinggi rendahnya BESR adalah :
- kadar logam dari bijih yang akan ditambang
- harga logam di pasaran
Jadi pada dasarnya, jika terjadi kenaikan harga logam di pasaran, dapat mengakibatkan perluasan tambang karena cadangan bertambah, sebalikya jika harga logam turun, maka jumlah cadangan akan berkurang.
Sehingga secara umum pertimbangan ekonomis meliputi :
1) Nilai (value) endapan bijih (berapa harga dari produk yang dihasilkan) dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
2) Ongkos produksi sampai dengan barang tambang siap dijual (Rp/ton bijih).
3) Ongkos pengupasan over burden (stripping cost), dinyatakan dalam Rp/ton bijih.
Nilai endapan bijih ditentukan oleh pasar, contoh : di Inggris (London) dan Amsterdam.
Ongkos produksi : bandingkan dengan ongkos produksi bahan galian yang sama. Contoh lain perhitungan BESR seperti terlihat di bawah ini :
BESR (Break Even Stripping Ratio) =
Contoh :
Ongkos kupas = Rp 1/ton OB Ongkos Pengupasan Over Burden
Nilai Kupas (Stripping Ratio) = 1 ton Batubara : 7 m3 OB.
= 1 ton endapan bijih : 5 ton OB.
= 1 m3 endapan bijih : 5 m3 OB.
Jika nilai bijih = $ 20/ton ore dan ongkos produksi = $ 5/ton ore, maka :
BESR =
Jika nilai BESR > 1, maka endapan tersebut menguntungkan.
BESR dipakai untuk mengetahui apakah rancangan tambang tersebut menguntungkan/tidak.
2.2.2. Pertimbangan Teknis
Pertimbangan Teknis meliputi :
1) Penentuan ultimate pit limit
2) Pertimbangan struktur geologi yang dominan
3) Pertimbangan geometri
2.2.2.1. Penentuan ultimate pit limit
1. Pendahuluan
Banyak cara untuk merancang sebuah ultimate open pit. Metodenya dibedakan oleh ukuran deposit, kuantitas dan kualitas data, kemampuan komputer, dan asumsi dari seorang enginer tersebut.
Langkah pertama untuk perencanaan jangka panjang atau pendek adalah menetukan batas dari open pit. Batas ini menunjukkan jumlah bijih yang dapat ditambang, kandungan logam, dan jumlah material buangan (overburden) yang harus dipindahkan selama operasi penambangan berlangsung. Ukuran, geometri, dan lokasi dari pit utama sangat penting dalam perencanaan tempat tailing, tempat penimbunan tanah penutup (overburden), jalan masuk, konsentrat, dan semua fasilitas lain pada tambang terbuka tersebut. Pengetahuan tambahan dari rancangan ultimate pit juga berguna dalam membantu pekerjaan eksplorasi mendatang.
Dalam merancang ultimate pit, seorang engineer akan memberi nilai pada parameter fisik dan parameter ekonomi. Batas pit utama merupakan batas maksimum seluruh material yang memenuhi kriteria fisik dan ekonomi. Material yang terkandung dalam pit akan mempunyai dua sasaran :
1) Sebuah blok tidak akan ditambang kecuali blok tersebut dapat membayar seluruh biaya untuk penambangan, proses, pemasaran, maupun pengupasan material di atas blok tersebut.
2) Untuk konservasi dari sumber daya alam. Blok yang memenuhi persyaratan sasaran pertama merupakan bagian dari pit.
Hasil dari sasaran-sasaran ini adalah rancangan yang akan meningkatkan keuntungan total pit berdasarkan parameter fisik dan ekonomi yang digunakan. Perubahan parameter-parameter ini di masa yang akan datang, akan mengakibatkan perubahan pada rancangan pit. Karena nilai dari parameter tidak diketahui pada saat merancang, seorang enginer diharapkan dapat merancang pit untuk berbagai nilai untuk menentukan faktor yang paling penting maupun efeknya terhadap ultimate pit limit.
2. Rancangan secara manual
Dalam metode manual untuk perancangan pit, seorang enginer bertugas untuk menentukan waktu dan membuat penilaian. Metode manual yang biasa digunakan dimulai dengan tiga jenis vertical section yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 :
1) Penampang yang bersilangan (cross section) berada pada interval biasa sejajar satu dengan yang lain dan terhadap sumbu panjang badan bijih. Hal ini memberi hampir semua definisi pit dan dapat diberi nomor 10-30 , tergantung pada ukuran dan bentuk deposit dan informasi yang tersedia.
2) Penampang yang membujur (longitudinal section) sepanjang sumbu panjang badan bijih untuk membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.
3) Penampang yang radial (radial section) membantu mengetahui batas pit di akhir badan bijih.
Gambar 2.1
Jenis Penampang (Section) Vertikal Yang
Digunakan Untuk Perancangan Pit Secara Manual (B.A. Kennedy, 1990)
Setiap bagian menunjukkan kadar bijih, topografi, geologi (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), kontrol struktur (jika diperlukan untuk menentukan batas pit), dan informasi lain yang akan membatasi pit (misalnya, batas kepemilikan).
Stripping ratio digunakan untuk menentukan batas pit pada setiap bagian. Batas-batas pit ditempatkan pada setiap bagian secara terpisah dengan menggunakan sudut kemiringan/lereng pit yang ditentukan.
Batas pit ditempatkan di penampang pada titik dimana kadar bijih dapat menutupi semua biaya penambangan tanah penutup (material di atasnya). Ketika garis batas pit telah digambar pada penampang, kadar bijih sepanjang garis dihitung, panjang bijih dan material penutup diukur. Perbandingan tanah penutup terhadap bijih dihitung dan dibandingkan dengan breakeven stripping ratio kadar bijih tersebut sepanjang batas pit.
Jika hasil perhitungan stripping ratio kurang dari breakeven stripping ratio, batas pit diperluas. Proses ini berlangsung terus sampai batas limit ditentukan pada sebuah titik dimana hasil perhitungan dan breakeven stripping ratio sama.
Pada Gambar 2.2, kadar pada penampang sebelah kanan pit diestimasi/diperkirakan sebesar 0,6% Cu. Dengan harga $2.25 per kg tembaga, breakeven stripping ratio dari Gambar 2.3 adalah 1,3 : 1. Garis pada batas pit ditemukan dengan menggunakan kemiringan pit tertentu dan ditempatkan pada titik dimana overburden : bijih = 1,3 : 1.
Gambar 2.2
Pit Limit Diperlihatkan Pada Penampang (B.A. Kennedy, 1990)
Pada penampang sebelah kiri, batas pit untuk 0,7% kadar Cu ditentukan dengan menggunakan breakeven stripping ratio 2,7 : 1. Jika kadar bijih berubah seiring garis pit llimit dipindahkan, breakeven stripping ratio yang digunakan juga akan berubah.
Gambar 2.3
Stripping Ratio Untuk Berbagai Kadar Bijih Dan Harga Logam
(B.A. Kennedy, 1990)
Batas pit ditentukan pada bagian yang membujur pada cara yang sama dengan kurva stripping ratio. Batas pit untuk section radial diwakili oleh stripping ratio yang berbeda pula. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.4 ; bagian yang menyilang dan membujur menunjukkan irisan sepanjang dinding pit dengan dasar panjang yang sama dengan memotong permukaan.
Penampang radial tersebut mewakili sebagian kecil dari pit bagian dasar, dan sebagian yang lebih lebar pada perpotongan di permukaan. Stripping ratio yang diperkenankan harus disesuaikan ke bawah supaya penampang radial sebelum batas pit dapat ditentukan.
Gambar 2.4
Bagian-Bagian Yang Dipengaruhi Oleh Penampang Vertikal
(B.A. Kennedy, 1990)
Langkah selanjutnya dalam perancangan manual adalah memindahkan batas pit dari masing-masing penampang ke sebuah peta rancangan tunggal dari deposit tersebut. Ketinggian dan lokasi pit bagian bawah dan permukaan memotong masing-masing penampang yang dipindahkan.
Hasil dari peta rancangan akan menunjukkan suatu pola tidak teratur dari ketinggian dan sketsa (outline) bagian bawah pit, dan dari perpotongan di permukaan. Bagian bawah pit harus diratakan secara manual disesuaikan pada informasi penampang tersebut.
Dimulai dari bagian bawah pit yang rata, sketsa akan dikembangkan untuk masing-masig jenjang pada jalan tengah titik antara bagian kaki jenjang (toe) dan puncak jenjang (crest). Lalu pit akan diperluas dari bagian bawah dengan mengikuti kriteria sebagai berikut:
1) Breakeven stripping ratio untuk penampang yang berdekatan boleh dirata-ratakan.
2) Lereng pit yang diperkenankan harus diperhatikan. Jika sistem jalan dirancang pada waktu yang sama, sudut antar belokan digunakan. Jika rancangan awal tidak memperlihatkan jalan tersebut, sketsa untuk titik tengah jenjang didasarkan pada lereng pit keseluruhan yang lebih datar yang diperbolehkan untuk jalan.
3) Sebaiknya pola yang tidak pasti di dalam pit dihindari. Hal ini termasuk bagian-bagian yang menonjol yang terdapat di dalam pit.
4) Pola geometrik sederhana pada masing-masing jenjang membuat proses merancang menjadi lebih mudah.
Bilamana rancangan pit telah dikembangkan, sebaiknya dilakukan peninjauan kembali untuk menentukan apakah breakeven stripping ratio telah memuaskan. Dalam rancangan pit, pit dapat dibagi menjadi beberapa bagian, setiap bagian diperiksa untuk menentukan waste ore ratio. Dua cara yang dapat digunakan untuk memeriksa stripping ratio pada masing-masing bagian adalah :
1) Batas pit dari peta rancangan dapat dipindahkan kembali ke penampang dan stripping ratio dapat dihitung lebih lanjut dari penampang tersebut.
2) Sketsa jenjang dapat dipindahkan ke masing-masing peta jenjang tunggal. Panjang bijih dan waste diukur sepanjang sktesa jenjang untuk masing-masing bagian. Hasil dari masing-masinng jenjang dikombinasikan untuk menghitung stripping ratio bagian itu. Kadar bijih untuk bagian adalah rata-rata berat (panjangnya) dari tingkat bijih sepanjang batas pit untuk tiap-tiap jenjang.
Cadangan total untuk pit dan stripping ratio rata-rata ditentukan oleh nilai akumulasi dari tiap jenjang. Berat bijih yang lebih besar dari breakeven cut of grade (BECOG) diukur dan kadar rata-rata bijih dihitung untuk tiap jenjang. Berat tanah penutup juga diukur. Total berat bijih dan berat tanah penutup untuk tiap jenjang menghasilkan nilai stripping ratio rata-rata untuk pit tersebut.
3. Metode komputer
Yang harus dipahami, rancangan manual dari suatu pit membuat ahli perencanaan menjadi lebih teliti dengan rancangan tersebut dan meningkatkan pengetahuan tentang deposit tersebut. Prosedurnya tidak sederhana dan sukar digunakan dalam deposit yang besar/kompleks. Karena panjangnya prosedur tersebut, alternatif yang dapat dikerjakan terbatas. Begitu ada informasi tambahan atau ada parameter desain yang berubah, maka keseluruhan prosesnya mungkin harus diulang. Kekurangan lainnya adalah penampang dari pitnya mungkin terancang baik, tetapi bila penampang (potongan) tersebut digabungkan dan diperhalus, hasilnya bukan yang terbaik untuk pit secara keseluruhan.
Perkembangan pemakaian komputer telah memungkinkan untuk menangani jumlah data yang besar dan menggunakan lebih banyak alternatif pit daripada metode manual. Komputer telah terbukti sebagai alat yang hebat untuk menyimpan, mengeluarkan kembali, memproses, dan menampilkan data proyek pertambangan. Aplikasi komputer telah dikembangkan untuk memperkirakan tanah penutup dari rancangan pit.
Peran komputer dapat dibagi menjadi 2 kelompok:
1) Metode dengan bantuan komputer.
Perhitungan dengan komputer di bawah kendali seorang enginer. Komputer tidak mengerjakan seluruh rancangan tetapi hanya melakukan pekerjaan perhitungan yang rumit, dimana prosesnya dikendalikan oleh seorang enginer. Contoh yang dapat diambil adalah tehnik dua dimensi Lerchs-Grossman dan desain tiga dimensi menggunakan metoda ekspansi pertambahan (incremental) pit.
2) Metode otomatis
Metode ini cocok untuk merancang pit secara terbatas untuk uji kelayakan ekonomi dan batasan fisik tanpa campur tangan seorang enginer. Sebuah kategori metode otomatis mengandung teknik pengoptimalan secara matematis menggunakan program linear, program dinamis, atau flow network. Kategori kedua adalah metode heuristic, seperti metode kerucut terbalik (floating cone) dan menghasilkan pit yang dapat diterima, tetapi tidak perlu yang optimal. Seiring dengan menurunnya biaya pemrosesan dengan komputer, maka penggunaan metode otomatis akan berkembang pesat.
Karakteristik yang lain yang membedakan jenis metode komputerisasi adalah menggunakan seluruh atau sebagian blok untuk penambangan. Dalam metode satu blok penuh, setiap blok ditambang sebagai suatu kesatuan atau utuh; dalam metode blok parsial, bagian setiap blok dapat ditambang. Setiap metode memiliki keuntungan tertentu :
1) Akurat Dengan penggunaan blok parsial, tonase dalam jumlah kecil dapat dihitung lebih akurat. Keseluruhan tonase pit mungkin akan akurat menggunakan metode blok penuh, tetapi ketelitian akan berkurang untuk volume yang kecil.
2) Keterbatasan fisik Lereng pit yang diinginkan dan batas pit diperkirakan dengan blok-blok penambangan. Penggunaan blok penuh menghasilkan dinding pit yang tidak dapat diterima dalam masalah operasi dan kestabilan lereng. Beberapa teknik blok penuh dapat mengasumsikan ukuran blok sebagai fungsi lereng pit dan beberapa tidak mengijinkan lereng untuk bervariasi pada pit. Ketelitian diperlukan untuk merancang pit yang menggunakan teknik blok penuh.
3) Biaya Sebagaimana biasanya digunakan, metode blok penuh terbukti lebih murah daripada metode blok parsial. Sebagai hasilnya, beberapa konfigurasi pit dapat dengan cepat dianalisa dengan metode blok penuh untuk memberikan dasar yang baik untuk analisa blok parsial secara lebih detail.
4. Metode Lerchs-Grossman
Metode dua dimensi Lerchs-Grossman akan merancang penampang vertikal, pit akan memberikan keuntungan netto terbesar. Metode ini menarik karena mengeliminasi proses trial and error yang ada dalam merancang pit tiap penampang secara manual. Metode ini juga sesuai untuk proses komputer.
Seperti metode manual, metode Lerchs-Grossman merancang pit pada penampang vertikal. Hasilnya masih harus dipindahkan pada peta rencana pit, dihaluskan dan diperiksa secara manual. Walaupun pit dapat optimal pada setiap penampang, ultimate pit hasil dari pembulatan mungkin tidak optimal.
Gambar 2.5 menunjukkan penampang vertikal melalui model blok endapan. Tiap blok mewakili harga bersih sebuah blok jika blok itu ditambang dan diproses. Blok-blok dengan harga keuntungan positif ditandai dengan warna yang lebih gelap. Ukuran blok telah disesuaikan di dalam contoh sehingga profil pit akan bergerak ke atas atau ke bawah hanya satu blok.
Gambar 2.5
Penampang Verikal Menunjukkan Nilai Bersih Tiap Blok (B.A. Kennedy, 1990)
• Tahap 1
Tambahkan nilai tiap blok dari atas ke bawah tiap kolom dan masukkan jumlah-jumlah iini pada blok berhubungan seperti Gambar 2.5. Jumlah ini adalah harga lebih dari setiap blok pada Gambar 2.5, dan mewakili harga kumulatif material dari setiap blok pada permukaan.
• Tahap 2
Mulai dengan blok atas di kolom paling kanan, dan bekerja ke bawah setiap kolom. Letakkan sebuah panah pada titik blok ke harga tertinggi dalam :
1) Satu blok ke kiri atas
2) Satu blok ke kiri
3) Satu blok ke kiri bawah
Hitung harga blok-blok dasar dengan menambahkan harga tertinggi ke arah tanda panah. Harga paling murah setiap blok mewakili harga keuntungan bersih keseluruhan dari material dalam blok, blok-blok dalam kolom, dan blok-blok dalam profil pit ke arah kiri dari blok. Blok-blok yang ditandai dengan X tidak bisa ditambang sehingga tidak perlu adanya penambahan kolom.
Gambar 2.6
Penampang Setelah Proses Pencarian (B.A. Kennedy, 1990)
• Tahap 3
Periksa baris teratas untuk harga total yang paling tinggi. Ini adalah total pengembalian dari pengoptimalan pit. Sebagai contoh, pit yang optimal akan berharga $13. Ikuti panah untuk mendapatkan garis besar pit. Gambar 2.8 memperlihatkan garis besar pit tiap section. Tercatat bahwa blok pada baris-6 dan kolom-6 memiliki harga tertinggi dalam investasi, endapannya tidak berada dalam pit. Untuk menambang endapan tersebut bisa jadi menurunkan harga pit.
Gambar 2.7
Optimal Pit Outline (B.A. Kennedy, 1990)
5. Pertambahan keluasan pit (incremental pit expansion)
Teknik ini merupakan proses trial and error yang dikendalikan oleh seorang enginer. Walaupun metode ini sulit menghasilkan pit yang optimum, namun dalam tangan seorang enginer yang berkualitas akan menjadi sarana yang baik. Metode ini dapat dilakukan terhadap teknik blok penuh maupun teknik blok parsial.
Seorang enginer dapat mendigitasi outline dari dasar pit baru atau memperluas sampai ke dinding pit. Komputer merancang bentuk kenaikkan jenjang ini dan menyesuaikannya dengan kemiringan pit. Seorang enginer dapat menggambarkan hasil perluasan grafik untuk memperjelas pertambahan biaya pit yang diharapkan.
Jika perluasan ini disetujui, maka tabulasi dilakukan untuk material-material yang ditambahkan. Bentuk perluasan pada titik tengah tiap-tiap jenjang digunakan dengan nilai blok dari jenjang untuk menghitung nilai, berat bijih, berat buangan (waste), penghasilan, serta biaya perluasan. Jika perluasan itu memenuhi kriteria, maka perluasan itu dimasukkan dalam pit, dan denah lainnya didigitasi. Dengan demikian, ukuran dari pit akan semakin bertambah seiring dengan setiap perluasan yang dilakukan apabila perluasan itu memenuhi kriteria.
Agar menjadi paling efektif, rancangan dimulai dari jenjang yang lebih atas ke arah bawah, dan dari daerah yang berkadar tinggi. Hal ini untuk memastikan hanya blok yang dapat membayar biaya blok tersebut sendiri yang termasuk dalam pit.
6. Metode kerucut mengambang (floating cone method)
Metode otomatis yang paling dikenal adalah metode kerucut mengambang. Metode ini hampir sama dengan metode pertambahan keluasan pit tetapi proses manual dapat dikurangi atau dihilangkan.
Sebagai pengganti dasar yang didigitasi, satu dari kumpulan blok membentuk dasar dari perluasan. Jika kadar di dasar lebih tinggi dari mining cut of grade, perluasan diproyeksikan ke atas ke arah puncak dari model yang dapat dilihat pada Gambar 2.8. Sebuah kerucut dihasilkan dengan menggunakan sudut/kemiringan pit yang sesuai.
Seluruh blok termasuk di dalam kerucut (dan ditentukan belum ditambang sebelumnya) ditabulasikan untuk untuk biaya penambangan dan pemrosesan, dan pemasukkan yang dihasilkan oleh bijih. Apabila pemasukkan totalnya lebih besar daripada biaya total dari blok-blok yang ada dalam kerucut, kerucut ini memiliki harga
Gambar 2.8
Kerucut Yang Terpusat Pada Dasar Blok (B.A. Kennedy, 1990)
bersih positif, dan cukup ekonomis untuk ditambang. Kemudian dilakukan perubahan permukaan topografi untuk mendapatkan simulasi penambangan dari kerucut. Topografi ini tidak diubah lagi, kecuali apabila didapatkan harga kerucut yang positif.
Kemudian dilakukan pengujian untuk blok kedua, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2. misalkan kerucut pertama memberikan harga positif dan termasuk dalam pit, hanya blok-blok yang terdapat dalam daerah yang diarsir yang perlu untuk ditabulasikan.
Masing-masing blok pada endapan diuji dengan mengasumsikan seperti bentuk kerucut. Pada model kerucut yang lebih besar, proses ini akan membutuhkan biaya yang besar. Pit yang dihasilkan juga menentukan arah dari pemilihan blok selanjutnya.
Sebagai contoh, blok dasar pada level mungkin tidak ekonomis ketika pertama diuji. Jika bagian dari tanah penutup yang menutupi level tersebut dikupas dengan menambang kerucut dari level yang lebih rendah, blok tersebut harus diperiksa kembali sebelum blok lain dari level yang lebih rendah digunakan sebagai blok dasar. Hal ini dipandang penting untuk memastikan kerucut tersebut dapat membayar dirinya.
Karena masalah-masalah tersebut maka sebaiknya seorang enginer dapat membantu dalam proses di atas. Enginer dapat menentukan volume yang kecil dimana semua blok dasar akan diperiksa oleh komputer. Dari hasil volume kerucut yang kecil, dapat ditentukan volume lain untuk diperiksa. Dengan pengawasan tambahan, maka pemilihan tahap dari blok dasar akan mengurangi suatu masalah.
Gambar 2.9
Kerucut Yang Dibentuk Oleh Blok Dasar Kedua (B.A. Kennedy, 1990)
2.2.2.2. Pertimbangan struktur geologi yang dominan
Struktur gologi yang mempengaruhi dalam perancangan suatu tambang terbuka yaitu :
- Perlapisan dan perlipatan (sinklin dan antiklin)
- sesar dan patahan
- cleavage
Petimbangan mengenai bentuk struktur geologi yang dominan tersebut akan mempengaruhi dalam melakukan perancangan tambang. Adanya daerah perlapisan, perlipatan, sesar dan patahan akan mempengaruhi batas-batas daerah yang akan ditambang (geometri dari daerah penambangan). Salah satu contoh adalah seperti terlihat dalam Gambar 2.10 dimana adanya struktur geologi di daerah yang akan ditambang (di daerah yang akan dibuat jenjang atau “bench”) maka geometri jenjang akan dibuat dengan memperhatikan struktur geologi tersebut. Sedangkan dalam Gambar 2.11 terlihat dimana adanya struktur geologi yang berupa patahan akan membatasi daerah pit penambangan.
Gambar 2.10
Pengaruh Struktur Geologi dalam Perancangan “Bench”
Gambar 2.11
Pengaruh Struktur Geologi “Patahan” Terhadap Daerah Penambangan
2.2.2.3. Pertimbangan Geometri
Cadangan bijih yang akan ditambang dengan cara teknik tambang terbuka sangat dipengaruhi oleh beberapa aspek meliputi ukuran, bentuk, orientasi dan faktor kedalaman dari permukaan dari cadangan bijih tersebut. Keadaan topografi mencakup daerah pegunungan sampai daerah dasar lembah. Oleh karena itu terdapat beberapa pertimbangan geometri yang harus diperhatikan.
Adapun pertimbangan geometri yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut :
1. Geometri jenjang
Komponen utama dalam suatu tambang terbuka adalah yang disebut dengan “bench” (lihat Gambar 2.12).
Gambar 2.12
Bagian-Bagian Dari “Bench” (Hustrulid.W. & Kuchta.M.)
Pertimbangan-pertimbangan yang akan dipakai dalam menentukan geometri jenjang (w=lebar, l=panjang, dan h=tinggi) :
- Sasaran produksi harian sasaran produksi tahunan.
- Harus mampu menampung alat-alat/peralatan yang dipakai untuk bekerja (working bench).
- Masih sesuai dengan ultimate pit slope
Pembuatan jenjang pertama kali biasanya dilakukan dengan cara membuat suatu bukaan (biasanya berbentuk empat persegi panjang). Bukaan tersebut biasanya dibuat dengan cara peledakan. Di bawah ini diberikan beberapa contoh perhitungan geometri jenjang dengan cara peledakan yaitu :
a. Cara US Army Engineer
Lebar jenjang minimum = Wmin = y + Wt + Ls + G + Wb
dimana :
Y = lebar jenjang untuk peledakan, ft (m).
Wt = lebar alat angkut, ft (m).
Ls = panjang alat muat tanpa boom, ft (m).
G = “floor cutting radius”, ft (m).
Wb = ½ y = Lebar tumpukkan hasil peledakan, ft (m).
Gambar 2.13
Pembuatan “Bench” cara US Army Engineer
( “Pit & Quaries”, No. 5-332, 1967)
Sedangkan tinggi jenjang yang dibuat (tergantung kemampuan alat gali, biasanya shovel ) dihitung berdasarkan :
Tinggi jenjang maximum = Hmax = 1,2 Cd + 30 (tertinggi pada ideal)
Tinggi jenjang optimum = Hop = 1,8 Cd + 18 (angka tertinggi sesuai dengan medan kerja).
Keterangan :
Cd = kapasitas mangkok.
Angka optimum < angka maksimum karena kondisi kerja umumnya lebih jelek dibanding teoritis.
Beberapa faktor atau kondisi yang mempengaruhi alat gali dalam menentukan tinggi dari “bench” adalah sebagai berikut :
Kondisi ideal untuk power shovel :
1) Materi yang digali : batu gamping yang masih utuh.
2) Swing max. 90%
3) Jenjang bersih : tidak ada ceceran batuan.
Kondisi tidak ideal (kondisi optimum) :
1) Materi yang digali granit.
2) Jenjang becek dan kotor
3) Swing > 90%
b. Cara perhitungan “bench” berdasarkan Melenikov, N. & Chesmokov, M.
Wmin = a + G + Rs + 4Wh + Ld + nB
dimana :
a = Wb
Rs = Radius of reared = Ls
Wh = Wt
Ld = Lebar alat bor
nB = y ; (B = jarak tiap row)
Gambar 2.14
Pembuatan “Bench” cara Melenikov,N. dan Chesmokov, M.
(MIR Publisher, Moskow, 1969)
Panjang jenjang = Lb = (N-1)S =
N = jumlah lubang tempat
S = spasi (spacing)
V = volume batuan yang diledakkan.
r = row
B = jara tiap “row” = “burden”
L = tinggi jenjang
m = berapa kali peledakan dalam sehari
Solusi jika lebar minimum melampaui batas ultimate slope, jangan mensejajarkan alat-alat pada jalur pemuatan (Wt cukup 1, jangan bersimpangan).
2. Jalan tambang
Salah satu pertimbangan geometri adalah pembuatan jalan tambang baik itu jalan masuk ke dalam tambang untuk pengangkutan bijih/endapan bahan galian yang ditambang ataupun juga jalan yang digunakan untuk penimbunan lapisan penutup. Geometri dari jalan akan mempengaruhi bentuk geometri daerah penambangan secara umum. Geometri dari jalan tersebut meliputi lebar dan kemiringan jalan (biasanya dipengaruhi oleh jenis alat yang digunakan dalam operrasi penambangan).
a. Umum
Pada sistem penambangan terbuka, sarana jalan merupakan (alat) vital bagi kelancaran produksi. Untuk itu diperlukan kondisi jalan yang diperlukan untuk mendukung bahan kendaraan serta material yang dipindahkan.
Tahap pembuatan jalan terdiri dari 3 bagian, yaitu :
• Perencanaan geometri
• Tebal perkerasan
• Pelaksanaan konstruksi
1) Perencanaan geometri jalan
Setelah daerah yang akan ditambang ditentukan berdasarkan peta eksplorasi, maka dilakukan pembersihan lapangan. Kemudian dilakukan pembuatan jalan pengupasan (stripping road). Tanah penutup yang telah digali, diangkut dan dibuang di tempat tertentu (overburden disposal). Beberapa hal yang perlu diperhatikan :
a. Iklim
Daerah lokasi penambangan diperngaruhi oleh keadaan iklim. Untuk iklim tropis, terdapat 2 musim yang berpengaruh yaitu musim hujan dan musim kemarau yang akan mempengaruhi produksi. Penurunan produksi dapat terjadi pada musim hujan dan kemarau. Pada musim hujan keadaan jalan angkut akan licin atau lengket dan berbahaya untuk dilalui. Sedangkan pada musim kemarau, jalan menjadi berdebu yang akan mempengaruhi pandangan pengemudi.
b. Tanah dasar
Tanah dasar dari daerah tambang harus diteliti jenis dan kondisinya, meliputi batas Atterberg (batas cair, batas plastis) dan golongannya (misalnya menurut Unified Soil Classification System). Kegunaannya untuk menentukan kekuatan daya dukung tanah.
c. Bahan pekerasan lokal
Dianjurkan untuk mempergunakan batu yang diperoleh dari sekitar lokasi penambangan. Batu untuk bahan perkerasan jalan boleh langsung dipergunakan tanpa melalui preparasi. Batu hendaknya dipecahkan sebagai fraksi berukuran 5-7,5 cm.
d. Kemiringan (grade)
Kemiringan jalan mempengaruhi produksi. Sebaiknya diambil kemiringan optimum. Faktor gravitasi hendaknya dimanfaatkan semaksimal mungkin.
e. Lebar jalan
Lebar jalan hendaknya disesuaikan dengan kebutuhan, dapat satu jalur, dua jalur atau lebih.
f. Fungsi jalan
Menurut fungsinya jalan dibedakan menjadi :
- Jalan pengangkutan utama (main road), yaitu jalan yang menghubungkan setiap stasiun penyaringan ke pabrik pengolahan atau tempat penimbunan.
- Jalan tambang (mine road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah penambangan dengan stasiun penyaringan.
- Jalan pembuangan (disposal road), yaitu jalan yang menghubungkan daerah pengupasan dengan daerah pembuangan.
- Jalan pengupasan (stripping road), yaitu jalan yang melayani aktivitas pengupasan tanah penutup dan sifatnya hanya sementara.
g. Jenis dan kapasitas kendaraan yang melalui jalan.
2) Tebal Perkerasan
Bagian – bagian perkerasan (Gambar 2.15) jalan adalah lapisan material yang dipilih dan dikerjakan menurut persyaratan tertentu sesuai dengan macamnya dan berfungsi untuk menebarkan beban roda kendaraan sedemikian rupa sehingga dapat ditahan oleh tanah dasar dalam batas daya dukungnya. Umumnya bagian-bagian perkerasan jalan terdiri dari :
a. Lapis permukaan
Lapis yang terletak paling atas disebut lapisan permukaan, dan berfungsi sebagai :
- lapis perkerasan penahan beban roda, lapisan mempunyai stabilitas tinggi untuk menekan roda selama masa pelayanan.
- lapis kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapisan di bawahnya dan melemahkan lapisan-lapisan tersebut.
- lapis aus (wearing course), lapisan yang berlangsung menderita gesekan akibat rem kendaraan sehingga mudah menjadi aus.
- lapisan yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung yang lebih jelek.
Guna dapat memenuhi fungsi tersebut di atas, pada umumnya lapisan permukaan dibuat dengan menggunakan bahan pengikat aspal sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air dengan stabilitas yang tinggi dan daya tahan yang lama.
Gambar 2.15
Penampang Melintang Susunan Perkerasan
b. Lapis pondasi
Lapisan perkerasan yang terletak di antara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan dinamakan lapis pondasi (base course), dan berfungsi sebagai :
- bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban ke lapisan dibawahnya.
- lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.
- bantalan terhadap lapisan permukaan.
c. Lapis pondasi bawah
Lapisan perkerasan yang terletak antara lapis pondasi atas dan bawah dasar dinamakan lapis pondasi bawah (subbase), dan berfungsi sebagai :
- bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda ke tanah dasar
- efisiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatif lebih murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan diatasnya.
- mengurangi tebal lapisan di atasnya yang lebih mahal.
- lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.
- lapisan pertama, agar pekerjaan dapat berjalan lancar. Hal ini sehubungan dengan kondisi lapangan yang memaksa harus segera menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau lemahnya daya dukung tanah dasar menahan roda-roda alat besar.
- lapisan untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar nasik ke lapis pondasi.
d. Lapis tanah dasar
Lapisan tanah setebal 50-100 cm di atas mana akan diletakkan lapis pondasi bawah dinamakan lapis tanah dasar. Lapis tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jiak tanah aslinya baik, tanah yang didatangkan dari tempat lain dan dipadatkan atau tanah yang distabilkan dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan selama umur rencana. Hal ini dapat dicapai dengan perlengkapan drainase yang memenuhi syarat.
Ditinjau dari muka tanah asli, maka lapisan tanah dasar dibedakan atas :
- lapis tanah dasar, tanah galian.
- lapis tanah dasar, tanah timbunan.
- lapis tanah dasar, tanah asli.
Contoh tebal perkerasan untuk jalan tambang :
1) Jalan pengangkutan utama (Gambar 2.16 dan 2.17)
2) Jalan tambang (Gambar 2.18 dan 2.19)
3) Jalan untuk pembuangan tanah penutup (Gambar 2.20 dan 2.21)
4) Jalan pengupasan (Gambar 2.22 dan 2.23)
Gambar 2.16
Susunan Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama
Gambar 2.17
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengangkutan Utama
Gambar 2.18
Susunan Perkerasan Jalan Tambang
Gambar 2.19
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Tambang
Gambar 2.20
Susunan Perkerasan Jalan Pembuangan
Gambar 2.21
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pembuangan
Gambar 2.22
Susunan Perkerasan Jalan Pengupasan
Gambar 2.23
Susunan Tebal Perkerasan Jalan Pengupasan
3. Pelaksanaan Konstruksi
• Material Konstruksi
1) Tanah dasar
Perkerasan jalan diletakkan di atas tanah dasar, dengan demikian secara keseluruhan mutu dan daya tanah kostruksi perkerasan tak lepas dari sifat tanah dasar. Tanah dasar yang baik untuk konstruksi perkerasan jalan adalah tanah dasar yang berasal dari lokasi itu sendiri atau didekaynta; yang telah dipadatkan sampai tingkat kepadatan tertentu sehingga mempunyai daya dukung yang baik serta kemampuan mempertahankan perubahan volume selama masa pelayanan walaupun terdapat perbedaan kondisi lingkungan dan jenis tanah setempat.
2) Agregat
Agregat/batuan didefinisikan secara umum sebagai formasi kulit bumi yang keras dan solid. Agregat /batuan merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90-95% agregat berdasarkan persentase berat atau 75-85% agregat berdasarkan persentase volume. Dengan demikian daya dukung, keawetan dan mutu perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat material lain.
3) Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada temperatur tuang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak atau cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal beton atau dapat masuk ke dalam pori-pori yang ada pada penyemprotan/penyiraman pada perkerasan.
Hidrocarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umumnya disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen.
• Metode Konstruksi
Pelaksanaan konstruksi jalan dapat diaut dengan berbagai metode, diantaranya :
1) Metoda “ Bina Marga”
Jalan yang dibuat dengan metoda “Bina Marga” mempunyai sifat :
- umur jalan dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban as dan jumlah lintasan.
- bahan lapis permukaan menggunakan aspal beton.
2) Metoda “California Bearing Ratio”
Jalan yang dibuat dengan metode ini mempunyai sifat :
- umur jalan tidak dapat diramalkan.
- tebal perkerasan berdasarkan beban ban.
- bahan lapis permukaan menggunakan “crushed reject” (lapisan pondasi) – 5 cm ditambah bahan halus sebagai pengikat.
Khusus untuk metode “California Bearing Ratio” diperlukan peralatan untuk perawatan jalan, yaitu :
- bulldozer, yang dilengkapi dengan “ripper”, gunanya untuk menyebarkan bahan lapis permukaan dan untuk membongkar material jalan.
- mobil tangki air, gunanya menyiramjalan untuk mengurangi debu di musim kemarau.
- motor grader, untuk meratakan jalan.
- Roller, untuk memadatkan.
3. Stripping Ratio (Nisbah Pengupasan)
Salah satu cara menggambarkan efisiensi geometri (geometrical efficiency) dalam kegiatan penambangan adalah dengan istilah “Stripping Ratio” atau nisbah pengupasan. Stripping ratio (SR) menunjukkan jumlah overburden yang harus dipindahkan untuk memperoleh sejumlah bijih yang diinginkan. Ratio ini secara umum digambarkan sebagai berikut :
Dalam hal ini unit satuan yang lain juga dapat digunakan. Dalam kegiatan strip coal mining maka perhitungan stripping ratio adalah sebagai berikut :
Ratio antara waste terhadap bijih yang digambarkan dalam suatu unit satuan tertentu berguna untuk tujuan design perancangan. Sebagai contoh, ratio ini didefinisikan sebagai berikut :
Dalam hal ini harus diperhatikan bahwa jika overburden dan bijih mempunyai density yang sama, maka persamaan di atas akan memiliki nilai yang sama.
Sehingga dari nilai stripping ratio yang diperoleh dan dibandingkan dengan nilai BESR (Break Even Stripping Ratio) yang telah dihitung sebelumnya, maka akan diperoleh bahwa secara teknis batasan kegiatan penambangan dalam pit adalah sampai nilai BESR dicapai dalam perhitungan stripping ratio. Sebagai contoh dapat dilihat dalam Gambar 2.24.
Gambar 4.24
Batasan Penambangan Berdasarkan Nilai Stripping Ratio dan BESR
Latihan Soal :
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan “ultimate pit limit” ? Jelaskan secara singkat metode atau cara penentuan “ultimate pit limit” ini baik dengan cara manual ataupun cara komputer .
2. Pertimbangan-pertimbangan apa yang harus diperhatikan dalam melakukan perancangan suatu tambang terbuka ? Jelaskan secara singkat dan jelas (baik aspek ekonomis dan aspek teknis)
Langganan:
Postingan (Atom)
Postingan
