Keywords: geochemistry, mineral, stream sediment, Atomic Absorption Spectometry (AAS)

Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) 2014 Yogyakarta, 15 November 2014

ISSN: 1979-911X

ANALISIS GEOKIMIA MINERAL LOGAM DARI STREAM SEDIMENT DAN BATUAN ALTERASI DAERAH WONOTIRTO DAN SEKITARNYA, KECAMATAN WONOTIRTO, KABUPATEN BLITAR PROPINSI JAWA TIMUR 1,2

Ferdinandus Wunda1 dan Miftahussalam2 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, IST AKPRIND Yogyakarta 1 [email protected], [email protected]

ABSTRACT The purpose of the research for study facilities to use geology science, usefull for the orther researchers need information about melats minerals, give an information for the goverment about geology resource, disaster of geology and minerals and the last was to determine the geochemistry base metal distribution of stream sediment samples and alterated rock samples around Wonotirto area, Wonotirto Subdistrict, Blitar Regency, East Java Province. The method used in the research of this paper is a surface geological mapping, petrography analysis, micropaleontology analysis, and laboratory analysis (atomic absorption spectometry) of the samples from 7 diffirent areas about the elements of base metal (copper, gold, silver, iron, pyrite, and zinc). Stratigraphy of the research area is divided into 7 unofficial lithostratigraphy units from the oldest to the youngest, which are: alterated tuff unit, pumiceous tuff unit, alterated andesite breccia unit, diorite intrusion unit, layered limestone unit, reef limestone unit, and unit of alluvial deposits. Five samples of stream sediment and 2 rock samples which metal mineral were analyzed using the method of atomic absorption spectometry (AAS) for the elements of base metal Cu, Au, Ag, Fe, FeS2, and Zn. The results of the geochemical analysis shows that the content of Iron (Fe) mineral is the highest (7,4 %) and Zinc (Zn) mineral (134,87 ppm). Keywords: geochemistry, mineral, stream sediment, Atomic Absorption Spectometry (AAS)

PENDAHULUAN Daerah penelitian secara administrasi terletak di daerah Wonotirto, Kecamatan Wonotirto, Kabupaten Blitar, Propinsi Jawa Timur dan secara astronomis terletak pada kordinat 08° 11’ 00” LS – 08° 16’ 00” LS dan 112° 08’ 30” BT - 112° 13’ 30” BT (meridian 0o dari Greenwich) dengan luas daerah penelitian 81 km2 (9 km x 9 km), termasuk dalam Lembar Lodoyo 16/45 1507-632 dan Lembar Tambakrejo 4/45 1507-614, dengan skala 1 : 25.000 (Bakosurtanal, 1999) dan interval kontur 12,5 m. Daerah tersebut merupakan salah satu daerah yang sangat menarik untuk diteliti, karena memiliki keanekaragaman litologi, morfologi, maupun struktur geologi. Hal ini dapat diketahui dari interpretasi peta geologi regional yang telah dibuat dan diterbitkan oleh peneliti terdahulu (Sjarifudin dan Hamidi, 1992), dan penelitian langsung ke lokasi yang telah dilakukan. Litologi penyusun utama stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi 7 satuan litostratigrafi tidak resmi dari yang tertua ke yang termuda yaitu: satuan tuf teralterasi, satuan tuf berbatuapung, satuan breksi andesit teralterasi (dengan kandungan mineral logam), satuan intrusi diorit, satuan batugamping berlapis, satuan batugamping terumbu, dan endapan aluvial. Tujuan penelitian adalah sebagai sarana penunjang pembelajaran dalam menerapkan ilmu geologi, dapat berguna sebagai bahan informasi bagi peneliti lain yang memerlukan informasi mengenai geokimia mineral logam daerah Wonotirto, dan untuk mengetahui persebaran mineral ekonomi yaitu mineral logam (peta persebaran mineral logam dasar), diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan bagi pihak pengambilan keputusan, dalam hal ini adalah Pemerintah Daerah setempat untuk menentukan kebijakan yang berkaitan dengan sumber daya geologi, bahaya geologi serta kemungkinan identifikasi bahan galian lain yang terdapat di dalamnya. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dalam pemetaan geologi daerah penelitian adalah metode pemetaan geologi langsung di lapangan pada kenampakan dan kondisi geologi yang tersingkap di permukaan. Metode pengelompokan lapisan-lapisan batuan hasil pemetaan geologi di daerah penelitian dilakukan berdasarkan ciri litologi yang dominan, yang dapat dikenali di lapangan dengan sistem penamaan satuan batuan tidak resmi. Dalam melakukan pengamatan secara langsung di lapangan, arah lintasan diusahakan sedapat mungkin tegak lurus dengan arah jurus perlapisan batuan. C-361


ISSN: 1979-911X

Sedangkan untuk pengambilan contoh batuan, dilakukan pada singkapan batuan yang segar dan dapat mewakili kondisi sebenarnya di lapangan, dan untuk memperkuat data hasil pemetaan geologi harus didukung dengan studi pustaka terdahulu, analisis megaskopis dan analisis di laboratorium. Tahap penelitian yang dilakukan untuk pemetaan geologi, dibagi menjadi 5 tahap yaitu: tahap persiapan dan pendahuluan, tahap penelitian lapangan, tahap pengolahan data dan analisis laboratoriun dan studio, serta tahap pembuatan laporan. Tahap persiapan dan pendahuluan merupakan tahap paling awal untuk melakukan suatu penelitian (pemetaan). Pada tahap ini dilakukan studi pustaka atau studi literatur, survei lapangan (recognize), dan mengurusi surat ijin penelitian pada pihak terkait. Tahap penelitian lapangan dibagi menjadi yaitu: 1) Perencanaan lintasan dan pengamatan geologi, dilakukan saat survei tinjau dan sambil mencari data berupa litologi, struktur geologi, geomorfologi, geologi ekonomi, dan geologi lingkungan, sehingga nanti lebih mudah untuk melakukan penelitian lanjut. Tujuan lain dari survei tinjau adalah untuk mengenal daerah penelitian. Untuk melakukan lintasan pengamatan dapat dilakukan dengan 3 macam lintasan yaitu: lintasan terbuka, lintasan tertutup, dan lintasan kombinasi, tergantung kondisi medan di lapangan yang akan dilalui. Lintasan dilakukan melalui jalur jalan yang telah ada atau melalui jalur sungai, sebaiknya melalui jalur sungai karena sepanjang jalur sungai kita akan lebih mudah menjumpai litologi yang lapisan penutupnya berupa soil telah terkikis oleh air. Tahap ini disertai dengan mencari dan mengeplotkan jalur yang akan dilakukan untuk stratigrafi terukur; 2) Pemetaan detail, dilakukan pemetaan secara detail dan teliti untuk mngumpulkan semua data geologi yang dijumpai pada lokasi pengamatan, dan mengeplot lokasi pada peta topografi dan pada GPS, disertai pengambilan conto litologi, paleontologi, dan lain-lain yang akan dianalisis di laboratoium sesuai kebutuhan, pengambilan sketsa atau gambar (foto) dari kenampakan litologi yang tersingkap, bentang alam, bahan galian dan geologi lingkungan. Tahap pengolahan data dan analisis laboratorium dan studio ini dilakukan beberapa pekerjaan untuk menyelesaikan rangkaian dari penelitian ini, antara lain: 1) Pembuatan peta. Dari data lapangan yang diperoleh seperti data litologi, struktur geologi, geomorfologi, kontak dan hubungan satuan batuan, dan geologi lingkungan. Dari data tersebut nantinya dibuat peta tematik daerah penelitian yaitu berupa: peta lintasan dan lokasi pengamatan, peta geologi, peta geomorfologi, serta peta persebaran mineral logam (peta studi kasus). Dari hasil penelitian dengan mengeplot data pada setiap lintasan pengamatan Setelah dibuat peta lintasan pengamatan, selanjutnya dari peta tersebut dibuat interpolasi antara batas satuan batuan dengan menghubungkan setiap titik. Selain untuk peta geologi, juga dibuat pada peta geomorfologi berdasarkan data analitik dan sintetik yang nantinya digabung dan membuat batas satuan geomorfik berdasarkan data yang diperoleh dari lokasi penelitian; 2) Analisis laboratorium. Setelah tahap penelitian lapangan selesai, dilakukan analisis petrografi dari sample batuan untuk mendapatkan gambaran dari komposisi mineral-mineral penyusun batuan yang terdapat di daerah penelitian. Hasil analisis petrografi (sayatan tipis) ini dipakai sebagai data pendukung dalam menentukan nama batuan dan petrogenesanya. Sample batugamping berlapis dipreparasi dilakukan di Laboratorium Sumberdaya Mineral, Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Sains & Teknologi AKPRIND, untuk menganalisis mikropaleontologi, dengan tujuan untuk menetukan umur dan lingkungan bathymetri dari batugamping tersebut. Sample batuan dan pasir sungai yang diperoleh dari lapangan, kemudian di analisis untuk mengetahui persentase dari komposisi mineral logam yang bernilai ekonomi pada lokasi penelitian. Sample ini dilakukan analisis geokimia Atomotic Absorbtion Spectrometri Logametri (AAS), di Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) Universitas Gadjah Mada; 3) Penyusunan laporan. Penyusunan laporan ini berdasarkan atas data yang diperoleh dari lokasi penelitian, dan data dari hasil analisis di laboratorium. Laporan tersebut dilengkapi dengan peta lintasan dan lokasi pengamatan, peta geologi, peta geomorfologi, peta geokimia persebaran unsur, dan disertai dengan hasil pembahasan studi khusus dari lokasi penelitian. PEMBAHASAN Geokimia adalah ilmu yang mempelajari keberadaan berbagai jenis unsur serta sebarannya, penggunaan geokimia sebagai metode yang telah berkembang dengan pesat sangatlah tepat karena geokimia merupakan suatu cabang ilmu kimia yang mempelajari kelimpahan (abundance), sebaran (distribution) dan perpindahan atau migrasi (migration) dari unsur-unsur bijih atau yang berhubungan dengan bijih dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Eksplorasi mineral makin lama makin sulit, C-362


ISSN: 1979-911X

mahal, dan kompetitif, maka eksplorasi perlu dilakukan seefisien mungkin, dengan biaya yang betulbetul efektif. Tiap eksplorasi geokimia umumnya terdiri dari tiga komponen, yaitu pengambilan conto (sampling), analisis conto (analisis sample), dan interpretasi. Ketiganya merupakan fungsi bebas yang saling terkait. Kegagalan pada tahap yang satu akan mempengaruhi tahap berikutnya. Dalam tahapan penyelidikan geokimia ada beberapa tahapan kerja yang dilakukan yaitu: 1) tahap persiapan; 2) tahap pekerjaan lapangan; 3) tahap analisis data dan pekerjaan laboratorium; 4) tahap penyusunan laporan. Pada tahap persiapan, persiapan dilakukan untuk melancarkan kegiatan di lapangan antara lain: membuat usulan penelitian, pengumpulan data sekunder , buku literatur dan diktat kuliah, menyusun rencana kerja, membuat perijinan, dan pengadaan peralatan lapangan. Pada tahap pekerjaan lapangan, ada beberapa metode penelitian yang dapat dilakukan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Metode yang peneliti gunakan antara lain: sampling geokimia. Metoda penyelidikan sampling geokimia (geochemical sampling) adalah pengambilan conto endapan sungai berupa pengumpulan sample pasir, gravel serta lempung di sungai dan anak–anak sungainya. Pengambilan sample stream sediment umumnya merupakan tahap pertama dalam eksplorasi mineral dan biasanya digunakan pada daerah yang sangat luas. Karena selain akurat juga cepat pelaksanaannya. Tempat-tempat pengambilan sample ditentukan di dalam masing-masing sistem sungai yang mana di daerah tersebut terdapat gejala mineralisasi. Endapan sungai dan batuan merupakan media conto yang dipilih untuk penyelidikan geokimia. Conto jenis ini merupakan conto komponen mewakili sebagian atau seluruh daerah aliran yang ada di bagian hulu conto (Levinsin, 1974 dalam Soepriadi, 2003) (Gambar 1). Luas daerah aliran yang diwakilinya tergantung pada dimana conto tersebut diambil. Jumlah atau kerapatan conto ditentukan oleh tujuan atau metode penyelidikan yang dilakukan (Saigusa,1975 dalam Soepriadi, 2003) mengatakan bahwa untuk daerah seluas 10.000 km2 kerapatan conto yang baik adalah satu conto untuk setiap kilometer persegi. Akan tetapi batasan yang tegas yang memberikan berapa kerapatan sebenarnya belum ada. Tabel 1 menunjukkan kerapatan conto berbeda di berbagai daerah atau negara. Kerapatan conto biasanya lebih besar lagi diambil dari sungai orde 1,2 dan paling besar dari orde 3

Gambar 1. Letak penyontohan sedimen sungai aktif dan orde sungai (Levinsin, 1974 dalam Soepriadi, 2003) Contoh endapan sungai diambil dari endapan sungai yang diambil secara acak pada daerah penelitian yang ditentukan dari sistem daerah aliran sungai (DAS), dan memperoleh material basah yang disaring dengan menggunakan ayakan berukuran 40# dan 80# mesh (Testing Sieve) mencapai berat kurang lebih 500 gram setiap ayakan (Gambar 2). Tidak lupa juga dilakukan pencatatan keadaan fisik sungai yaitu, lebar sungai, kedalaman, komposisi material sedimen yang ada, pH air, dan cadangan endapan sedimen. Sedangkan untuk pengambilan conto batuan, dilakukan pada singkapan batuan yang tersingkap dan yang memiliki indikasi adanya kandungan mineral logam. C-363


ISSN: 1979-911X

Tabel 1. Regional kerapatan conto endapan sungai dalam penyelidikan geokimia (Saigusa,1975 dalam Soepriadi, 2003) Daerah Kerapatan Contoh Nama Penyelidikan Penyelidikan 2 Sierra Leone 1 contoh/180 km Garrer dab Nichol Zambia 1 contoh/75 km2 Armour-Brown dan Nichol Kanada 1 contoh/13 km2 Hornbrook dan Garret Geol. Survey Uganda Uganda 1 contoh/260km2 Webb, dkk Irlandia Utara (*) 1 contoh/2,8 km2 2 US Geol. Survey Amerika Utara 1 contoh/13 km 2 Webb, dkk Inggris dan Wales (*) 1 contoh/2,8km Amerika Utara 1 contoh/13 km2 US Geol. Survey US. Geol. Survey Alaska Stephensen, dkk Alaska Utara 1 contoh/25 km2 2 (Kerjasama IGS-DSDM) Indonesia 1 contoh/100 km Keterangan : (*) Acuan kerapatan sampling yang digunakan oleh penulis.

Tahun 1967 1970 1976 1973 1973 1975 1978 1975 1975 1982

Sungai

Diayak

A

....... ...... ........ ....... ....... C. ..... .....

A ..... .... .. .......... ....... ...... . B C . . .... .....

B Sedimen

40 #

- 40# + 80 #

B

-80 #

Gambar 2. Conto endapan sungai aktif diayak menggunakan ukuran 40# dan 80# (Partoyo dkk, 2013) Conto pasir masing-masing 40# dan 80# mesh, kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik dengan berat 0,5 kg, kemudian conto yang diberi label, kode daerah, dan kode peneliti. Sample yang sudah ada, kemudian dipilah dan dirapihkan pada kotak yang telah disediakan , agar memudahkan untuk penganalisisan geokimia (Partoyo dkk, 2013). Pada tahap analisis data dan pekerjaan laboratorium, pengolahan data geokimia ditujukan untuk mengetahui beberapa nilai anomali dan bagaimana pola sebaran serta kaitannya dengan suatu kondisi geologi tertentu, seperti jenis batuan, struktur geologi, atau indikasi mineralisasi. Analisis geokimia bertujuan untuk menentukan mineral lain yang tidak dapat dianalisis secara megaskopis maupun mikroskopis. Metode yang dipakai dalam analisis geokimia yaitu metode Atomic Absorbtion Spectrometri (AAS). Metode ini digunakan untuk menganalisis unsur utama (major elemen), dengan cara sebagai berikut. Conto endapan sungai pengayakan antara 80-200 mesh dikeringkan dengan oven pada temperatur 1000C (kurang lebih 1 jam) kemudian dihaluskan dengan mesin prep (RM 2000/LM2000). Sample ditimbang kurang lebih 0.25 gr kemudian masukan kedalam tabung penguji (test tube) ukuran 24x150 ml. Tambahkan 2 ml HCLO4 dan panaskan pada plat panas pada T=1800 C selama 30 menit kemudian dinginkan kurang lebih 5 menit setelah itu tambahkan 5ml (HCL 50% + H2O 50%) lalu panaskan lagi pada plat panas pada T=1400C selama 10 menit, didinginkan kembali kurang lebih 5 menit dan tambahkan H2O 3,3ml lalu masukan ke dalam mesin AAS (Anonim, 2013). Hasil analisis kandungan kimia akan direkam dalam seperangkat komputer dan kadar kandungan mineral atau unsur dinyatakan dalam ppm atau persen (%). Untuk menganalisis kandungan unsur mineral logam pada conto endapan sungai aktif dan batuan yang terdapat pada daerah penelitian, telah dipilih 7 (tujuh) titik lokasi pengambilan sample, C-364


ISSN: 1979-911X

yaitu dengan rincian 5 (lima) lokasi pengambilan sample strean sediment dan 2 (dua) lokasi pengambilan sample batuan alterasi. Analisis conto ini meliputi analisis conto endapan sungai (stream sediment) dan batuan dengan catatan bahwa unsur-unsur logam dasar (base metal) Cu, Au, Ag, Fe, FeS2, dan Zn yang mempunyai nilai di bawah batas pendeteksian dari hasil analisis kimia dianggap nol, kecuali untuk logam Au pada conto endapan sungai (stream sediment) juga batuan, penulis menaruh batas minimum 0,05 ppm, dan untuk unsur Ag penulis menaruh batas minimum 0,01. Berikut ini akan diuraikan satu persatu analisis conto endapan sungai (stream sediment) dan batuan dengan menggunakan metoda Atomic Absorbtion Spectrometri (AAS). Dari conto endapan sungai (stream sediment) dan batuan, penulis akan menampilkan hasil analisis kimia (base metal) Cu, Au, Ag, Fe, FeS2, dan Zn yang ada di daerah penelitian yang dapat dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 3 di bawah ini. Tabel 2. Penyebaran kandungan unsur Cu, Au, Ag, Fe, FeS2, dan Zn, dari ke 7 sample Kode sample

Koordinat (South dan East)

Cu Au Ag Fe (ppm) (ppm) (ppm) (%)

FeS2 (%)

Zn (ppm)

SS/AAS/01 08014’50”;112008’39” 10,56 0,77 <0,01 5,70 8,96 90,05 0 0 SS/AAS/02 08 14’37”; 112 09’44” 15,40 1,63 <0,01 6,58 10,34 134,87 0 0 SS/AAS/03 08 13’30,2”; 112 09’52,3” 15,29 <0,05 <0,01 6,98 10,97 115,44 SS/AAS/04 08014’18,3”; 112010’22,7” 4,91 <0,05 <0,01 7,48 11,75 102,40 SS/AAS/05 08013’42,11”; 112010’48,2” 2,81 <0,05 <0,01 3,83 6,02 42,71 RF/AAS/01 08013’52,5”; 112011’9,6” 3,80 <0,05 <0,01 3,58 5,63 36,73 RF/AAS/02 08014’51”; 112011’18” 7,79 <0,05 <0,01 4,74 7,45 116,04 Zn

140

100

Zn

Zn

120

Zn Zn

80 60

Zn

40

Zn

Cu Cu FeS2 FeS2 20 Cu FeS2 FeS2 FeS2Cu FeS2 AuFe Fe Cu Fe Cu FeS2 Au Fe Fe Fe Cu Fe Ag Ag AuAg AuAg AuAg AuAg AuAg 0

Cu

Au

Ag

Fe

FeS2

Zn

Gambar 3. Histogram kadar unsur mineral logam dari 7 conto endapan sungai dan batuan Dari hasil analisis 6 unsur mineral logam pada 5 sample stream sediment atau endapan sungai, dan 2 sample batuan dengan lokasi yang berbeda, menunjukkan kandungan mineral logam yang kehadiranya paling tinggi adalah mineral besi (Fe) dan seng (Zn). Dari ke-7 sample yang telah dilakukan analisis kandungan mineral logam, membuktikan bahwa pada endapan sungai aktif menunjukkan nilai kandungan mineral logam yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan C-365


ISSN: 1979-911X

kandungan mineral logam pada batuan induknya. Hal ini menunjukkan bahwa pada daerah penelitian proses erosi, transportasi, dan pemilahan dari material stream sediment cukup berkembang dengan baik. KESIMPULAN Dari hasil pengambilan data, pengamatan langsung di lapangan, pengolahan data, dan analisis studio maupun laboratorium yang dilandasi konsep geologi tertentu, maka penulis dapat menyimpulkan bahwa keadaan geologi daerah penelitian, yaitu Daerah Wonotirto dan sekitarnya, Kecamatan Wonotirto, Kabupaten Blitar, Provinsi Jawa Timur, dari 5 conto endapan sungai (stream sediment) dan 2 conto batuan, yang dianalisis kandungan mineral logam menggunakan metoda Atomic Absorbtion Spectrometri (AAS), yang dinyatakan dalam ppm dan persen (%). Kandungan unsur tembaga (Cu) yang paling tinggi pada sample 02 sebesar 15,40 ppm, emas (Au) yang paling tinggi pada sample 02 sebesar 1,63 ppm, kandungan perak (Ag) persebarannya merata dari setiap sample yaitu sebesar 0,1 ppm, besi (Fe) terbesar pada sample 04 sebesar 7,48%, mineral pirit (FeS2) paling banyak pada sample 04 sebesar 11,75%, dan kandungan mineral zinc (Zn) tertinggi pada sample 02 sebesar 134,87 ppm. Dari ke-7 lokasi pengambilan sample stream sediment dan sample batuan yang berbeda dan diperoleh hasil persebaran unsur logam, merupakan kandungan mineral logam yang bernilai ekonomi relatif tinggi dan kandungan mineral logam yang kehadiranya paling tinggi adalah mineral besi (Fe) dan mineral seng (Zn), dan dari ke-7 sample yang telah dilakukan analisis kandungan mineral logam, membuktikan bahwa pada endapan sungai aktif menunjukkan nilai kandungan mineral logam yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan mineral logam dari batuan induknya. Hal ini menunjukkan bahwa pada daerah penelitian proses erosi, transportasi, dan pemilahan dari material stream sedimen cukup berkembang dengan baik. DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2013. Proses analisis atomic absorption spectometri (AAS), Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT), Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bakosurtanal, 1999, Peta Rupa Bumi Digital Indinesia Lembar: 1507-632 Lodoyo dan Lembar 1507614 Tambakrejo Skala 1:25.000, Bogor. Partoyo. E, dkk, 2013, Standard Operasional procedure (S.O.P) Kegiatan Pemetaan Geokimia, Pusat Survei Geologi, Badan Geologi, Bandung. (tidak diterbitkan) Sjarifudin dan Hamidi, 1992, Peta Geologi Lembar Blitar skala 1 : 100.000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Badan Geologi, Bandung. Soepriadi, 2003. Geologi dan Geokimia Mineral Logam Endapan Sungai Aktif, Kecamatan Bojong Picung, Kabupaten Cianjur, Provinsi Jawa Barat. Jatinangor. (Tidak diterbitkan)

C-366

Keywords: geochemistry, mineral, stream sediment, Atomic Absorption Spectometry (AAS)

Recommend Documents