Eksplorasi Geologi Bijih Besi Berdasarkan Data Geolistrik Induksi Polarisasi Daerah Ngolonio Nusa Tenggara Timur

84

ISSN 0854-2554 JIK TekMin, Volume 1 Nomor 2, 2015

Eksplorasi Geologi Bijih Besi Berdasarkan Data Geolistrik Induksi Polarisasi Daerah Ngolonio Nusa Tenggara Timur Adi Candra1 , Fadlin1 , Juan Pandu GNR2 1

Jurusan Teknik Geologi Universitas Jendral Soedirman (UNSOED) Kampus Blater Mayjen Sungkono Km 5, Purbalingga 55283 Indonesia email: [email protected] 2 Jurusan Teknik Geofisika Institut Teknologi Sepuluh November (ITS) Kampus ITS Keputih Sukolilo, Surabaya 60111 Indonesia

ABSTRAK Besi pada u mu mnya berbentuk oksida besi seperti hematit (Fe 2 O3 ), magnetit (Fe 3 O4 ), ilmen it (FeO TiO2 ), Geotit (FeOOH), Limonit (FeO OH H2 O), Siderit (Fe 2 CO3 ), dan jenis batuan besi lainnya. Besi digunakan dalam dunia industri baja/besi dimana kebutuhannya semakin setiap tahun. Geo listrik merupakan salah satu metoda penyelidikan kondisi bawah permu kaan dengan mempelajari sifat listrik pada batuan di bawah permu kaan bu mi. Penelit ian ini dilaku kan di Daerah Ngolonio dan Sekitarnya, Kabupaten Nagakeo, Nusa Tenggara Timur dengan menggunakan metoda geolistrik konfigurasi induksi polarisasi. Hasil pengukuran resistiviti induksi polarisasi berupa penampang 2D dan blo k model 3D yang memberikan informasi mengenai sebaran bijih besi pada bagian barat dan timur. Hasil u ji parameter untuk b ijih besi 100 sampai 500 oh m m untuk resistivitas dan > 10 ms untuk induksi polarisasi. Besarnya sumberdaya untuk daerah bagian barat sebesar 14.568.866 m3 dari 1.144.275 m2 luas area yang diamati hingga kedalaman 113 atau 86.202.000 m3 volu me area yang diamati. Sedangkan untuk bagian daerah timur sebesar 5.040.542 m3 dari 366.750 m2 luas area yang diamat i hingga kedalaman 113 atau 27.628.500 m3 . Interpretasi litologi hasil pengukuran parameter menunju kkan kecocokan dengan kondisi geologi secara umu m daerah penelit ian dan dapat digunakan untuk bahan pertimbangan tahapan eksplorasi bijih besi lebih lanjut. kata kunci : bijih besi, geolistrik, induksi polarisasi, sumberdaya ABSTRACT Iron oxides are widespread in nature such as hematite (Fe2 O3 ), magnetite (Fe 3 O4), ilmenite (TiO2 FeO), Geothite (FeO OH), limonite (FeO OH H2 O), siderite (Fe 2 CO3 ), and other types. Extraction of iron oxides are used in industrial world of steel/iron which was increased in day to day. Geoelectric survey is one of the methods for studying subsurface conditions which recoreded by electrical properties of rock beneath the earth's surface that using geoelectric method modified induced polarization configuration that was conducted at Ngolonio Area, Nagakeo Regency, East Nusa Tenggara. Magnitude of induced polarization results was formed of a cross-2D and 3D model that pointed out information of iron ore distribution in the western and eastern part. Parameter test of iron ore in research area was resulted 100 to 500 ohm m for resistivity and >10 ms for the induced polarization which used for calcution of hypothetical resources. The number of resources is 14,568,866 m3 of 1,144,275 m2 area were observed to a depth of 113 m or 86.202 million m 3 volume observed in western meanwhile in eastern area of 5,040,542 m3 of 366 750 m2 area were observed to a depth of 113 or 27.6285 million m3 by using a density rock 4 g/cm3 . Lithological interpretation of magnitude parameters on resistivity and induced polarization was pointed out that geological conditions made sense and it could be u sed for consideration of iron ore exploration in future. keyword : iron ore, geoelectricity, induced polarization, resources

 Adi Candra, Fadlin, Juan Pandu GNR 

ISSN 0854-2554 JIK TekMin, Volume 27 Nomor 2, 2015 I. PENDAHULUAN Industri besi dan baja merupakan sektor yang ko mpleks dan berkaitan dengan kondisi ekonomi global, besi sebagai bahan baku utama d ihasilkan dari oksida besi di alam dan kebutuhan besi semakin men ingkat setiap tahun. Besi, termasuk unsur yang melimpah di permu kaan bu mi bahkan sampai ke int i bumi dan berbagai benda langit yang jatuh ke bumi. Secara u mu m kebutuhan besi dunia didominasi oleh bijih besi t ipe banded iron format ion (70%) dan sisanya berasal dari endapan bjih besi lain. Bijih besi dapat terbentuk secara primer (ore) maupun sekunder (laterite), Pembentukan bijih besi diperlukan tiga syarat utama yaitu sumber panas yang dapat berupa mag ma, larutan hidrotermal (larutan sisa magma) dan saluran (channel way) dapat berupa ruang antar butir atau rekahan. Bijih besi primer d ihasilkan oleh p roses mag mat ik, metasomatik kontak, dan hidrotermal, sebaliknya bijih besi sekunder terbentuk oleh proses sedimenter, residual, dan oksidasi. Besi pada umu mnya berbentuk oksida besi seperti hematit (Fe2 O3 ), magnetit (Fe3 O4 ), Ilmenit (FeO TiO2 ), Geotit (FeOOH), Limonit (FeO OH H2 O), Siderit (Fe 2 CO3 ), dan jenis batuan besi lainnya. (Jensen dan Batemen, 1981). Ekplorasi geologi merupakan cara untuk mendapatkan sumberdaya mineral/ migas yang terkonsentrasi alamiah dalam kerak bu mi untuk dapat digali, ditambang atau diusahakan secara ekono mi. Untuk mendukung ekp lorasi geologi tersebut dapat dilakukan dengan bantuan pengamatan geofisika berupa pengukuran geolistrik induksi polarisasi, untuk mengidentifikasi gejala gangguan yang terjadi pada keadaan normal (ano mali) secara statik maupun dinamik. W ilayah Ngolonio dan sekitarnya, Kecamatan Assea, Kabupaten Nagakeo (Gambar 1), memiliki beberapa potensi bahan tambang, satu diantaranya adalah bijih besi. Pada penelitian in i mencoba untuk mengetahui penyebaran bijih besi di bawah permukaan dan menghitung potensi sumberdaya bijih besi berdasarkan data hasil pengukuran tahanan jenis dengan konfigurasi induksi polarisasi. Metode ini telah terbukti efekt if untuk memetakan sebaran bijih besi di bawah permukaan (Bery, dkk, 2012). II. KONDISI GEOLOGI Secara regional daerah Ngolonio dan sekitarnya, Kecamatan Aesesa, Kabupaten Nagakeo, Propinsi Nusa Tenggara Timur merupakan bagian dari fisiografi Indonesia bagian timu r yang dibentuk oleh keg iatan vulkan ik tua (paleo-volcanism). Elevasi tertinggi berada pada kontur 675 mdpl, sedangkan kontur terendah 75 mdp l, dengan kemiringan lereng berkisar 20 – 45o . Morfologi daerah penelitian terdiri dari dataran, perbukitan bergelo mbang dan perbukitan tersayat. Urutan batuan dari muda ke tua adalah: Satuan Endapan Aluvium dengan komposisi kerakal dan kerikil andesit, dasit, basalt dan granit; pasir, batulu mpur. Endapan in i tersusun atas materialmaterial penyusun fasies gunung api. Satuan Intrusi

85

Diorit kuarsa memiliki kondisi yang sangat lapuk atau sudah pengalami proses alterasi hidrotermal, dengan munculnya urat kuarsa (vein let) yang cukup intensif. Satuan Batugamp ing, tersusun atas batugamping terumbu dan batugamping berlapis. Satuan tuff yang tersusun atas dominan litologi tuff sisipan batupasir tufan, lava, dan breksi andesit-basalt. satuan ini merupakan satuan batuan tertua yang ada dilokasi penelitian dan sebagian besar sudah mengalami proses alterasi hidrotermal (Gambar 2). III. METODE Metode yang digunakan dalam dalam penelitian in i adalah dengan menggunakan metode geolistrik induksi polarisasi yang biasanya digunakan untuk pencarian mineral logam. Prinsip metode geolistrik in i secara u mu m menginjeksikan arus ke dalam bu mi dan mengukur beda potensial pada titiktitik tertentu. Harga beda potensial yang terukur bergantung pada sifat kelistrikan batuan atau mediu m. Oleh karena itu metoda geolistrik dapat digunakan untuk memperkirakan kondisi geologi bawah permu kaan yang didasarkan pada distribusi tahanan jenis medium baik secara lateral maupun vertikal. Tahanan jenis bawah permukaan berhubungan dengan variasi parameter - parameter geologi seperti jenis batuan, mineral logam, kandungan fluida, porositas, tingkat kejenuhan dan salinitas air dalam batuan. Kisaran nilai variasi tahanan jensi pada batuan dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Nilai tahan jenis batuan (John Milsom, 2000)

Sedangkan induksi polarisasi memanfaatkan sifat kelistrikan batuan yaitu polarisasi batuan ketika diberi arus listrik. Prinsip dasarnya dengan mengalirkan arus pada selang waktu tertentu kemudian arus diputus, beda potensial yang teruku r tidak langsung bernilai nol akan tetapi ada selang waktu beda potensial menuju nol. Adanya selang waktu beda potensial menuju nol diakibatkan oleh efek polarisasi dari batuan yang mengandung mineral logam (Telford, d kk, 1990). Pengukuran induksi polarisasi ini dengan menggunakan domian waktu yaitu mengamat i peluruhan potensial terhadap waktu


84 86

ISSN 0854-2554 JIK TekMin, Volume 1 Nomor 2, 2015

setelah arus listrik dihentikan. Paremeter yang dihitung dalam induksi polarisasi dalam domain waktu adalah :  Efek induksi polarisasi Merupakan pengukuran paling sederhana, dengan mengukur tegangan residual pada waktu tertentu setelah arus diputuskan (mV). Efek induksi polarisasi sering dinyatakan dalam milivolt/volt dengan perbandingan : 𝐼𝑃𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡 =

Vs 𝑉𝑝

𝑥 100%

(1)

Vs:tegangan s ekunder pada saat (t) setelah diputus dan Vp : tegangan primer  Chargeabilitas (M) Chargeability menunjukkan lama t idaknya efek polarisasi untuk menghilang sesaat setelah arus dimatikan. Sehingga jika n ilai M besar, maka waktu delaynya lama. Dan jika waktu delaynya lama, maka dapat diasumsikan terdeteksi mineral konduktif. 𝑀=

Vo −Vi 𝑉𝑜

(2)

Vi = Tegangan polarisasi pada saat arus diputus Vo = Tegangan pada saat arus di putus Kisaran besaran chargeabilyty pada beberapa batuan dan mineral menurut Telford, 1976 dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Nilai chargeability batuan (Telford, 1976)

menggunakan konfigurasi Wenner dengan spasi elektroda terdekat 15 meter. Total datum pengukuran Resistivitas IP untuk setiap lintasan berju mlah 360 datum. Keseluruhan data tahan jenis dapat langsung digunakan kedalam fo rmat pengolah dengan catatan deviasi min imu m dipenuhi. Selan jutnya dilakukan pemodelan inversi. Pemodelan inversi biasanya, dilakukan dengan cara meminimu mkan suatu fungsi obyektif tertentu yang menggambarkan seberapa dekat data pengamatan dengan respon hasil perhitungan suatu model (Menke, 1984). Pemodelan resistivity dan IP 2-D digunakan software Res2Dinv. Kemudian hasil pemodelan disusun dengan software 3D untuk memudahkan dalam melakukan tahapan intepretasi. IV. HASIL Hasil pengukuran uji parameter menunjukkan bahwa bijih besi di lokasi penelit ian nilai tahanan jenis berkisar antara 100-500 oh mm (gambar 4). Batuan dengan nilai resistivity berkisar antara 100500 0h m meter dan IP lebih dari 15 ms, target bijih besi dapat didefinisikan dengan melihat pola respon resistivity dan nilai IP hasil pemodelan dengan beberapa singkapan yang ditemu kan di lintasan pengukuran. Selain mencocokan, pengukuran langsung dengan spasi 1 m d i singkapan menjad i bahan pertimbangan utuk menentukan nilai cut off resistivity dan IP. Dari kedua metoda tersebut menyimpu lkan bahwa target bijih besi diwilayah penelitian untuk resistivity berkisar antara 100-500 ohm meter dan IP diatas 15 ms Tabel 3. Interpretasi hasil resistivity dan IP

Resistivity (ohm) 100<x<500 < 100 <100 >500 >500 Konfigurasi yang digunakan dalam penelit ian in i menggunakan wenner Gambar 3. Tahanan jenis semu pada konfigurasi wenner in i adalah sebabagi berikut : 𝜌 = 2𝜋𝑎

Δ𝐼 𝑉

(3)

Dimana a adalah spasi elektroda, I arus dan V adalah tegangan. Dalam akuisi dilapangan metode geolistrik induksi polarasasi ini d ilakukan dengan menggunakan satu alat. Alat yang digunakan dalam pengukuran ini adalah ARES (Automatic Resistivity System) luaran alat tersebut berupa Arus(MA), tegangan (mV) , dan nilai IP(%). Penelit ian in i dilakukan dengan desain jalur lintasan sepanjang 700 m dengan spasi elektroda 15 m, pengukuran dilakukan secara otomatis menggunakan teknik mu lt i electroda. Data pengukuran dilaku kan sebanyak 4 kali setiap datum dengan deviasi min imu m 5%. Pengukuran Resistivitas IP dilakukan dengan

IP (ms) > 10 < 10 > 10 < 10 > 10

Interpretasi Bijih Besi Tuff Bijih besi altered Batugamping Vein Kuarsa

batuan dengan nilai resistivity berkisar antara 100500 oh m meter dan IP lebih dari 10 ms di interpretasikan sebagai target penelitian (b ijih). Untuk kurang dari 100 oh m dan 10 ms, diinterpertasikan sebagai tuff. Batuan lebih dari 500 oh m dan kurang dari 10 ms diinterpretasikan sebagai batugamping. Pemodelan menunjukan nilai diluar itu, seperti resistivity lebih dari 500 oh m dan IP leb ih dari 10 ms diinterpretasikan sebagai urat-urat kuarsa hasil aktivitas fluida hid rotermal. Nilai batuan dengan resistivity kurang dari 100 dan IP lebih dari 10 ms dinterpretasikan sebagai batuan ubahan bijih besi yang mengalami alterasi. Sebaran dan Potensi Bijih Besi Daerah yang memungkinkan berpotensi sebagai target penyelidikan berdasarkan sebaran resistivitas di semua lintasan disajikan dalam bentuk tiga d imensi dan hasil pengukuran induksi polarisasi menghasikan


ISSN 0854-2554 JIK TekMin, Volume 27 Nomor 2, 2015 irisan yang digunakan sebagai analisa prediksi sebaran bijih untuk daerah barat dan timu r (gambar 4). Untuk mengetahui estimasi perkiraan potensi sumber daya (Resources Estimates) dapat diketahui dengan menghitung luasan area dari sebaran induksi polarisasi untuk setiap kedalaman melalui pendekatan perhitungan volume kerucut terpancung yang dapat diterapkan untuk seluruh sebaran anomaly disetiap lapisan/layer kedalam yang saling berdekatan. Untuk memudahkan dan menyederhanakan perhitungan, penampang dua dimentsi dengan data topografi disederhanakan menjad i suatu lintasan yang datar, permu kaan tanah sama dengan elevasi 0 meter. Konversi dari penampang dengan topografi menjad i penampang datar dilaku kan disemua lintasan hingga menghasilkan suatu model tiga dimensi. Hasil analisa data pengukuran dengan informasi yang ada menghasilkan penampang sebaran secara lateral pada kedalaman di sekitar 4, 12, 21, 30, 41, 53, 66, 80, 96 dan 113 meter. Anomali target bijih setiap layer kedalaman d idefin isikan dari irisan parameter resistivitas dan induksi polarisasi sehingga membentuk pola p rediksi sebaran target bijih besi pada kedalaman tertentu (gambar 5). Berdasarkan metoda perhitungan kerucut terpancung, setiap tutupan anomali dih itung dalam tabel dengan mempertimbangkan bentuk anomali untuk daerah barat dan timur. Besarnya sumberdaya untuk daerah bagian barat sebesar 14.568.866 m3 dari 1.144.275 m2 luas area yang diamat i hingga kedalaman 113 atau 86.202.000 m3 volu me area yang d iamati. Sedangkan untuk bagian daerah timur sebesar 5.040.542 m3 dari 366.750 m2 luas area yang diamat i hingga kedalaman 113 atau 27.628.500 m3 volu me area yang diamati (gambar 6). Hasil perhitungan Vo lu me d ihitung kembali dengan densitas 4 gram/cm3 untuk didapatkan dalam satuan ton. Dalam perhitungan parameter 30% digunakan untuk menghitung volume Pesimis, 60% untuk Optimis dan 45% untuk volume Moderat. V.

KESIMPULAN Pengukuran geolistrik dan induksi polarisasi dilakukan pada dua area (Barat dan Timur) dengan hasil uji parameter untuk bijih besi 100 sampai 500 ohm m untuk resistivitas dan > 10 ms untuk induksi polarisasi. Estimasi perkiraan potensi sumber daya (Resources Estimates) dapat diketahui dengan menghitung luasan area dari sebaran induksi polarisasi untuk setiap kedalaman melalui pendekatan perhitungan volume kerucut terpancung yang dapat diterapkan untuk seluruh sebaran anomali disetiap lapisan/layer kedalam yang saling berdekatan. Besarnya sumberdaya untuk daerah bagian barat sebesar 14.568.866 m3 dari 1.144.275 m2 luas area yang diamati hingga kedalaman 113 atau 86.202.000 m3 volu me area yang diamati. Sedangkan untuk bagian daerah timur sebesar 5.040.542 m3 dari 366.750 m2 luas area yang diamati hingga kedalaman 113 atau 27.628.500 m3 dengan menggunakan

85

87

asumsi densitas 4 gram/cm3. Hasil interpretasi litolog i dari hasil pengukuran dua parameter tersebut cocok (make sense) dengan kondisi geologi secara umu m didaerah penelit ian dan berguna untuk tahapan eksplorasi bijih besi lebih lanjut.

VI. DAFTAR PUSTAKA Annels, A.E (1991), Mineral Deposit Evaluation, a Practical Approach, Department of Geology, University of Wales, Card iff, Chap man and Hall, London, New York, Tokyo, Melborne. Bery A. A., Saad R., Mohamad E. T., Jin min M., Azwin I. N., Tan N. M. A., Nordiana M. M., (2012) “Electrical Resistivity and Induced Polarization Data Correlation with Conductivity for Iron Ore Exploration,” Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 17, Bundle W, 3323-3337 Evans, A.M, 1993, Ore Geology and Industrial Mineral 3 rd Edition, Blackwell Scientific Publition, London, Paris, 389 p. Jensen, M., & Bateman, A.M., 1981. Economic Mineral Deposits. Canada : Jhon Wiley and Sons Inc. Koesoemadinata, Noya, Kadaris man, 1994. Peta Geologi Lembar Ruteng, Nusa Tenggara Timur. Pusat Penelit ian dan Pengembangan Geologi. Bandung. Menke, William. 1984. Geophysical data analysis: discrete inverse theory. Orlando, Fla: Academic Press. Milson, John., 2003. Field Geophysics, Third edition. Dhichester: John Willey and Sons Ltd Pusat sumber daya geologi, Tinjauan mineralogy endapan placer pasir besi, 2008, (http://www.dim.esdm.go.id/), d iakses pada tanggal 20 april 20164 Telford, W.M . Geldart, L.P. Sheriff, R.E. Keys, D.A. 1976. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge. Telford, W. M., Geldart, L. P., & Sheriff R. E. 1990. Applied Geophysics (2 nd ed). New Yo rk : Cambridge University Press


88

ISSN 0854-2554 JIK Tekmin, Volume 27 Nomor 2, September 2016

Gambar 1. Lokasi daerah penelitian daerah Ngolonio, Kabupaten Nagakeo, NTT

Gambar 2. Peta geologi dan lokasi pengukuran geolistrik daerah penelitian

Gambar 3. Konfigurasi wenner


ISSN 0854-2554 JIK TekMin, Volume 27 Nomor 2, September 2016

Gambar 4. Hasil uji parameter batuan didaerah penelitian

Gambar 5. Sebaran target bijih sebelah barat (atas) dan dan timur (bawah) berdasarkan irisan data resistivitas 100<x<500 ohm m dan induksi polarisasi > 10 ms


89

9088

ISSN 0854-2554 JIK Tekmin, Volume 27 Nomor 2, September 2016

Gambar 6. Potensi sebaran bijih besi bagian barat (atas) dan timur (bawah)

Gambar 7. Hasil perhitungan potensi sumberdaya bijih besi bagian barat (atas) dan timur (bawah)


Eksplorasi Geologi Bijih Besi Berdasarkan Data Geolistrik Induksi Polarisasi Daerah Ngolonio Nusa Tenggara Timur

Recommend Documents