EKSPLORASI UMUM LOGAM JARANG (REE) TIMAH DI KABUPATEN TAPANULI UTARA PROVINSI SUMATERA UTARA. Oleh : Kisman dan Wahyu Widodo

Transkripsi

1 EKSPLORASI UMUM LOGAM JARANG (REE) TIMAH DI KABUPATEN TAPANULI UTARA PROVINSI SUMATERA UTARA Oleh : Kisman dan Wahyu Widodo Kelompok Penyelidikan Mineral, Pusat Sumber Daya Geologi SARI Eksplorasi umum mineral logam tanah jarang (REE) di Kabupaten Tapanuli Utara merupakan tindak lanjut dari kegiatan eksplorasi umum logam langka yang telah dilakukan oleh Tim Pusat Sumber Daya Geologi pada daerah Kecamatan Parmonangan dan Kecamatan Sipoholon, Kabupaten Tapanuli Utara pada tahun Metoda penyelidikan ini meliputi pemetaan, pengeboran dengan hand auger, pengmbilan conto batuan dan analisis laboratorium terdiri dari analisis kimia unsur, major element, petrografi, mineragrafi, XRD serta pengolahan data. Pada penyelidikan ini difokuskan pada pemercontoan laterit granit berjumlah 112 conto menggunakan hand auger, sedangkan jenis conto lainnya sebagai penunjang dalam kelengkapan laporan di daerah penyelidikan. Hasil dari kegiatan pemetaan dapat disimpulkan bahwa di daerah penyelidikan terdapat empat satuan batuan yaitu : satuan batuan termetakan, satuan batuan granit, satuan andesit dan satuan batuan tufa. Dari analisis major element dapat diketahui jenis granit di daerah penyelidikan termasuk pada kategori granit ser-ilmenit atau granit tipe-s. Keterdapatan batuan granit kategori tipe-s, sumberdaya mineral logam yang dapat diharapkan selain logam tanah jarang adalah logam timah (Sn). Hasil perhitungan berdasarkan volumetrik sederhana endapan REE dengan tiga blok sebesar m 3, rata-rata berat jenis 2,7gr/cm 3 maka endapan REE di daerah penyelidikan sebesar ,4 ton. Kandungan unsur yang signifikan ditunjukkan untuk Ce (600 ppm 1400 ppm), La (400 ppm 1000 ppm) dan Pr (600 ppm 1400 ppm), sedangkan unsur lainnya umumnya kurang dari 100 ppm. Total kandungan logam langka ( REE + Y) berkisar 0,20 % - 0,47 % dinilai pada batas bawah kadar ekonomis yang berkisar 0,5 2 %. Kata kunci : Eksplorasi umum, logam tanah jarang, granit tipe-i, granit tipe-s.

2 PENDAHULUAN Eksplorasi umum mineral logam tanah jarang (REE) di Kabupaten Tapanuli Utara merupakan tindak lanjut dari kegiatan eksplorasi umum logam langka yang telah dilakukan oleh Tim Pusat Sumber Daya Geologi pada tahun Menindaklanjuti hasil kegiatan tersebut, maka tahun anggaran 2011 dilakukan kegiatan pengeboran dengan hand auger di daerah penyelidikan untuk mendapatkan data yang lebih baik. Kegiatan ini bertujuan untuk mengetahui potensi sumber daya logam tanah jarang dan mineral ikutannya sehingga dapat menjadi dasar pertimbangan bagi pemerintah setempat dalam mengelola sumber daya mineral pada perencanaan pengembangan wilayah pertambangan. Secara administrasi daerah penyelidikan termasuk ke dalam wilayah Desa Manalu Dolok Kecamatan Parmonangan, Kabupaten Tapanuli Utara, Provinsi Sumatera Utara (Gambar 1). METODOLOGI Pemetaan geologi dengan pengamatan terhadap singkapan batuan agar dapat dilakukan pengelompokkan satuan-satuan batuannya. Pengambilan conto batuan termineralisasi untuk keperluan analisis kimia unsur, baik petrologi maupun mineragrafi, bahkan batuan granit yang masih fresh pun diambil guna analisis major element. Pembuatan sumur uji untuk mengetahui profil tanah ke arah dalam lebih jelas lagi sekaligus pengambilan conto dengan metoda channel sampling. Pendulangan konsentrat mineral berat, dimaksudkan untuk mengetahui keterdapatan kandungan mineral berat yang sudah terlepas akibat pelapukan dan tertransportasi oleh media air. Pengeboran dengan hand auger, untuk pengambilan conto tanah ke arah dalam yang mendekati horizon C (saprolit). Pengeboran dengan bor bangka, untuk pengambilan conto material lepas dan terendapkan secara permanen pada daerah-daerah meander sungai di pedataran, conto yang diperoleh berupa konsentrat pasir setelah didulang. Pengolahan data geokimia menggunakan Program Rockworks14 sehingga dapat menggambarkan sebaran lateral dari masing-masing unsur REE. Perhitungan sumberdaya terunjuk menggunakan perkalian bentuk volumetrik sederhana. GEOLOGI DAERAH PENYELIDIKAN Morfologi daerah penyelidikan dapat dibagi ke dalam dua kategori yaitu morfologi perbukitan bergelombang sedang dengan ketinggian berkisar meter dan perbukitan bergelombang tinggi dengan ketinggian antara meter dari permukaan laut. Nama bukit secara lokal di bagian utara daerah penyelidikan bernama Bukit Siimbo dengan ketinggian meter, sedangkan di bagian selatan bernama Bukit Siliolio dengan ketinggian berkisar meter. Morfologi perbukitan bergelombang sedang di daerah Kecamatan Parmonangan (Foto 1). Aliran sungai utama mengalir ke arah utarabarat dengan nama Sungai Boltak yang bergabung dengan Aek Sibundong. Stratigrafi daerah penyelidikan terdiri dari :

3 Satuan Batuan Metasedimen Satuan batuan ini diperkirakan lebih tua dari satuan granit karena fakta di lapangan terlihat satuan batuan metamorf telah mengalami mineralisasi diduga akibat terobosan satuan batuan granitnya. Mineral yang teramati pirit dan mineral sulfida lainnya. Satuan Batuan Andesit Satuan batuan ini menempati daerah bagian timur dari blok peta kerja secara lokal pun penyebarannya cukup signifikan. Di beberapa tempat satuan batuan andesit ditemukan telah mengalami ubahan dengan mineralisasi sulfida pirit yang tersebar. Batuan andesit di tempat lain ditemukan dalam singkapan sebagai retasretas yang menerobos satuan batuan granit. Satuan Batuan Granit Satuan batuan ini hampir mendominasi bagian tengah hingga mendekati ujung barat dari blok peta daerah penyelidikan. Satuan batuan granit yang sudah mengalami pelapukan kuat sehingga tanah residunya cukup tebal. Bagian dari granit yang lapuk terlihat mineral feldspar yang berubah menjadi kaolinit. Granit pegmatit dengan fenokris feldspar berukuran relatif lebih besar dan fresh tersingkap di bagian selatan. Satuan Piroklastik Toba (Tufa Toba) Penyebaran satuan batuan hampir disemua bagian daerah penyelidikan, berwarna abuabu terang, mengandung fragmen batuapung berukuran mencapai diameter 10 cm. berkomposisi riodasit, bergradasi menjadi makin kompak di bagian bawah satuan, terdapat struktur aliran. Satuan ini diperkirakan berumur Kuarter, merupakan aliran piroklastik hasil aktifitas Gunungapi Purba Toba. Struktur geologi di daerah penyelidikan secara lokal sulit dikenali karena tidak jelas ciriciri jejaknya sebab tertutup oleh tanah hasil pelapukan. Hanya beberapa singkapan batuan yang dijumpai di bagian selatan diduga telah terjadi sesar normal Foto 16. Sedangkan bila dilihat dari morfologi dengan kelurusan-kelurusan yang ada merupakan jejak sesar normal (Foto 17). Secara umum lebih banyak struktur sinklin dan antiklin pada batuan metasedimen di bagian selatan daerah penyelidikan (Gambar 2). ANALISIS DAN HASIL Hasil analisis mineralogi butir yang menjadi perhatian berkaitan dengan penyelidikan logam tanah jarang (LTJ) adalah pada kehadirannya mineral zirkon. Dari conto setiap lubang dapat dilihat bahwa sangat bervariasi sekali kehadiran mineral zirkon, yaitu berkisar antara 0,39% - 12,8%. Hal ini mengindikasikan bahwa mineral zirkon dalam endapan aluvial berarti ada kemungkinan sumber primernya di lokasi yang lebih tinggi dalam bentuk tanah laterit ataupun endapan residu. Hasil analisis kimia dari conto sumur uji dengan pengambilan secara channel sampling disajikan pada tabel 1.

4 Hasil analisis kimia conto batuan dari parit uji kadar unsurnya sangat bervariasi. Unsur cerium dan praseodymium tertinggi 887 ppm dan 1311 ppm pada conto TU 01TR6, kadar timah (Sn) tertinggi sebesar 240 ppm pada conto TU 01TR4. Sedangkan kadar alumunium (Al) tertinggi 17,98% pada conto TU 01TR3. Unsur-unsur yang memiliki kadar minimal 10 ppm di sajikan dalam Tabel 2. Hasil analisis petrografi Terdapat 15 conto batuan yang dianalisis petrografi menunjukkan ada enam jenis batuan yang terdapat di daerah penyelidikan. Kelompok batuan tersebut antara lain granit, granit milonit, andesit terubah, genes, sekis dan tufa kristalin. Gambar di bawah menunjukkan fotomikrograf jenis batuan yang terdapat di daerah penyelidikan (Foto 3). Hasil analisis mineragrafi Terdapat sepuluh conto batuan yang termineralisasi dilakukan analisis mineragrafi. Mineral yang teridentifikasi sebagian besar berupa minaeral pirit dan satu conto terdapat mineral kakopirit (TU01TR4). Di bawah mikroskop cahaya pantul, mineral logam yang teridentifikasi adalah pirit dan kalkopirit yang nampak tersebar berukuran hingga + 1 mm, dan hydrous iron oxides yang merupakan hasil ubahan dari pirit (Foto 4 dan 5). Hasil analisis X-ray Difraction (XRD) batuan granit) yang terdapat di daerah penyelidikan adalah untuk mengetahui jenis mineral lempung secara umum. Terdapat enam conto yang dilakukan analisis XRD (Tabel 3). Hasil analisis major elements Analisis major element dipergunakan untuk menentukan jenis batuan granit di daerah penyelidikan. Selanjutnya untuk membedakan dua tipe batuan granit tersebut ditentukan salah satunya adalah dengan menghitung perbandingan molar (molar ratio) : Al 2 O 3 /(Na 2 O+K 2 O+CaO), data analisis dan hasil perhitungan disajikan pada Tabel 4 Pengolahan data analisis kimia tanah Pada Program Rockworks14 input datanya berupa koordinat conto, batas daerah berupa bidang datar segi empat (blok) dengan batas terluar setengah jarak antar titik dan nilai kadar masing-masing unsur tanah jarang. Input setting grid pada blok area sebesar 5 m dimaksudkan agar tingkat kerapatan sebaran lebih baik. Blok area ini menggambarkan luasan daerah yang akan dihitung sumberdayanya karena hanya di dalam blok tersebut yang terdapat data pemboran dan analisis kimia unsur. Sebagai pembanding kadar unsur hasil penyelidikan dengan kelimpahan unsur yang terdapat pada batuan beku granitik yang kaya dengan Ca Maupun granitik yang miskin Ca (Maria-Vogl, 1978) disajikan pada Tabel 5. Angka pembanding ini digunakan sebagai dasar untuk memilih batas digitasi sebaran masing-masing unsur. Analisis XRD pada conto tanah (pelapukan Klasifikasi sumberdaya mineral dari kegiatan

5 eksplorasi umum berdasarkan SNI disebut sumberdaya mineral terunjuk (indicated mineral resources). Pada perhitungan sumberdaya terunjuk digunakan rumus volumetrik sederhana dengan mengacu pada luas daerah sebaran, kadar unsur dan kedalaman rata-rata bor. Kedalaman yang dijadikan parameter perhitungan adalah rata-rata dari jumlah titik bor yang terdapat di dalam kontur sebaran kadar unsur yang bersangkutan. Sedangkan untuk berat jenis hasil pengukuran di laboratorium rata-rata 2,7 gr/cm 3. Rekapitulasi sumberdaya terunjuk (Tabel 6). intrusi satuan batuan granitnya. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa mineral-mineral lempung tersebut terbentuk karena proses pelapukan residu/lateritik pada batuan induk granitik, sehingga mineral kuarsa hadir pada setiap conto. Mineral gibbsite ada di setiap conto karena merupakan salah satu mineral alumunium hidroksida sebagai mineral utama pada bijih bauksit. Mineral bauksit dengan unsur utama Al akan terlihat adanya hubungan antara analisis XRD dengan hasil analisis kimia unsur, dimana penyebaran unsur Al keterdapatannya di daerah penyelidikan hampir merata meskipun kadarnnya bervariasi. DISKUSI Meskipun jumlah conto konsentrat dulang masih terbatas, namun dari hasilnya menunjukkan keterdapat mineral zirkon pada setiap conto. Kehadiran mineral zirkon dari setiap conto sangat bervariasi sekali, yaitu berkisar antara 0,39% - 12,8%. Data tersebut cukup sebagai indikasi bahwa daerah hulu dalam satuan granit mengandung zircon. Zirkon merupakan senyawa dari zirconium silicate yang didalamnya ditemukan thorium, ittrium dan cerium. Hasil analisis petrografi dan mineragrafi mengindikasikan bahwa daerah penyelidikan ditempati oleh satuan batuan termetakan, satuan batuan granit, satuan batuan andesit dan satuan batuan tufa. Adapun mineral kakopirit yang dijumpai adalah pada satuan batuan termetakan, hal ini disebabkan dari pengaruh Analisis major element secara umum menurut Chappel dan White (1974) granit tipe-i memiliki natrium yang relatif tinggi, Na 2 O lebih besar dari 3,2% dalam batuan felsik dan menurun menjadi kurang dari 2,2% pada jenis batuan mafik. Granit tipe-s memiliki natrium yang relatif rendah, Na 2 O biasanya kurang dari 3,2% dalam batuan dengan kandungan sekitar 5% K 2 O dan menurun menjadi kurang dari 2,2% dalam batuan dengan kandungan sekitar 2% K 2 O, untuk tipe-s hasilnya lebih besar dari 1,1 sedangkan untuk tipe-i kurang dari 1,1. Hasil analisis dari daerah penyelidikan memperlihatkan bahwa molar ratio pada setiap conto terlihat lebih besar dari 1,1; maka dapat disimpulkan bahwa granit daerah penyelidikan termasuk ke dalam granit seri-ilmenit atau granit tipe-s. Baik dari molar ratio maupun kandungan natrium yang dipersyaratkan. Kesamaan tipe granit dari dua penyebutan nama yang berbeda adalah bahwa granit tipe-i sama dengan granit seri-magnetit dan granit tipe-s sama dengan granit seriilmenit. Terkait dengan tipe batuan granit di

6 daerah penyelidikan, kemungkinan keterdapatan sumberdaya mineral selain logam tanah jarang adalah endapan timah (tipe greisens) secara umum terjadi di dalam batuan granit seri-ilmenit atau granit tipe-s (Ishihara, 1980). Pengolahan data analisis kimia dari conto tanah laterit granit dengan menggunakan program rockworks14 dapat tergambarkan sebaran secara lateral masing-masing unsur. Gambar sebaran unsur diperlihatkan dalam bentuk kontur dengan gradasi warna yang menunjukkan kelas kadar tertentu. Sebagai ringkasan untuk memudahkan melihat gambar anomali secara keseluruhan dalam lingkup daerah penyelidikan, sebaran semua unsur REE disatukan dalam peta komposit kemudian didigit ulang sebagai batas daerah yang mewakili seluruh unsur (Gambar 3). Dalam peta tersebut juga disertakan anomali untuk unsur Al dan Sn sebagai logam di luar kelompok REE. Hasil perhitungan endapan REE dengan tiga blok jumlahnya m 3, dengan rata-rata berat jenis 2,7 gr/cm 3 maka endapan REE di daerah penyelidikan sebesar ,4ton. pembentukan timah (Sn) dan logam langka. Dengan demikian sangat tepat dikatakan pembentukan endapan logam langka di daerah ini berasosiasi dengan granit tipe S. Endapan logam tanah jarang termasuk jenis endapan pelapukan residu/laterit dengan batuan induk granit. Walaupun ditemukan bukti-bukti keterdapatan logam dasar seperti tembaga (Cu) berupa kalkopirit, namun secara langsung tidak berkaitan dengan granit akan tetapi berkaitan dengan batuan induk metasedimen. Dari sejumlah 15 unsur tanah jarang yang dianalisis, kandungan yang tergolong signifikan ditunjukkan untuk Ce (600 ppm 1400 ppm), La (400 ppm 1000 ppm) dan Pr (600 ppm 1400 ppm), sedangkan unsur lainnya umumnya kurang dari 100 ppm. Jika mengacu kepada total kandungan logam langka ( REE + Y) ekonomis yang biasanya berkisar dari 0.5 % hingga 2 %, sedangkan di lokasi penyelidikan berkisar 0,20 % - 0,47 % dinilai pada batas bawah kadar ekonomis. KESIMPULAN Satuan batuan yang terdapat di daerah penyelidikan terdapat empat satuan batuan yaitu: satuan batuan termetakan, satuan batuan granit, satuan andesit dan satuan batuan tufa. Satuan batuan granit yang terdapat di daerah penyelidikan termasuk pada kategori granit seri-ilmenit atau granit tipe-s, secara umum tipe granit ini dikenal erat kaitannya dengan Hasil perhitungan sumberdaya endapan REE terdiri dari tiga blok jumlahnya adalah m 3, dengan rata-rata berat jenis 2,7 gr/cm 3 maka bijih REE di daerah penyelidikan ini mencapai sebesar ,4 ton. Jumlah sumberdaya sebesar ini dinilai kategori menengah bila mengacu kepada status sumberdaya dunia (terendah 1 juta ton sedangkan tertinggi 43 juta ton). UCAPAN TERIMAKASIH Pada kesempatan ini penulis ucapkan terima

7 kasih kepada Bapak Ir. Dwi Nugroho Sunuhadi yang telah memberikan saran dan koreksinya terhadap makalah ini sehingga dapat diterbitkan. DAFTAR PUSTAKA Suprapto, S.J., 2009, Tinjauan Tentang Unsur Tanah Jarang, Buletin Sumber Daya Geologi Vol.4 No Tampubolon, A., Kisman, 2009, Eskplorasi umum logam langka di Kabupaten Humbang Hasundutan, Provinsi Sumatera Utara, Pusat Sumber Daya Geologi. Aldhias D.T., Whandoyo R, Sjaefuddin A.G dan Kusjono, 1983; Geologi Lembar Sidikalang, Sumatra, Skala 1 : , Puslitbang Geologi, Bandung Foldvari Maria-Vogl, 1978, Theory and Practice of regional Geochemical Exploration, Akademiai Kiado, Budapest. rbook/red_book_2005.pdf. Retrieved on earth element Ghazali, S. A. dan Hariwidjaja, 1985, Peta Geokimia Tinjau Sumatra Bagian Utara, Lembar Sidikalang, Penyelidkan Geologi Terpadu Sumatra Bagian Utara, DMR-ISGS, Bandung Gunradi Rudy dkk.,2008, Penelitian Mineral Ikutan Di Lapangan Panas Bumi Daerah Sipoholon, Kabupaten Tapanuli Utara, Sumatera Utara, Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung. Ishihara, 1980, Granitic Magmatism and Related Mineralization, Mining Geology Special Issue No.8, 1980, The Society of Mining Geology of Japan, p Kuntjara, U., dkk., 2000., Eksplorasi Logam Langka di Daerah Sosortolong dan sekitarnya, Kabupaten Tapanuli Utara, Provinsi Sumatra Utara. Direktorat Sumber Daya Mineral, Bandung

8 BUKU 2: BIDANG MINERAL Gambar 1. Peta Administratif dan Lokasi Daerah Penyelidikan Foto 1. Morfologi daerah penyelidikan

9 BUKU 2 : BIDANG MINERAL Gambar 2. Peta Geologi daerah penyelidikan Desa Manalu Dolok Kecamatan Parmonangan Foto 2. Conto TU01B2 Butiran Kuarsa, tidak berwarna, Zirkon, merah muda, transparan, bentuk prismatik, perbesaran 120x.

10 BUKU 2: BIDANG MINERAL Tabel 1. Hasil analisis kimia conto sumur uji yang memiliki kadar minimal 1.0 ppm CONTO Ce_ppm La_ppm Sm_ppm Gd_ppm Dy_ppm Eu_ppm Nd_ppm Pr_ppm Al_% Sn_ppm TU 01TP < 10 TU 01TP < 10 TU 01TP < 10 TU 01TP < 10 TU 01TP < 10 TU 01TP < 10 TU 02TP TU 02TP Tabel 2. Hasil analisis kimia conto paritan yang memiliki kadar minimal 10 ppm CONTO Ce_ppm Y_ppm La_ppm Sm_ppm Gd_ppm Nd_ppm Pr_ppm Al_% Sn_ppm TU 01TR TU 01TR TU 01TR TU 01TR TU 01TR < 10 TU 01TR < 10 Foto 3. Fotomikrograf granit yang disusun oleh mikroklin, ortoklas, kuarsa, biotit dengan mineral opak. Tampak plagioklas terubah kuat ke serisit-klorit (TU09R).

11 Foto 4. Fotomikrograf sayatan poles dari pirit dan kalkopirit yang tertanam dalam massa silikat Foto 5. Fotomikrograf sayatan poles dari pirit dengan bentuk anhedral

12 BUKU 2: BIDANG MINERAL Tabel 3. Daftar mineral-mineral hasil analisis XRD Tabel 4. Hasil analisis major element dan molar ratio NO. CONTO SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O % % % % % % % Molar Ratio 1 TU01R TU01F TU04R TU06R TU08R TU10R TU13R TU14R TU15R TU16R TU19R TU21R TU01TR

13 Tabel 5. Daftar kelimpahan unsur dalam batuan beku granitik Unsur Granit Ca> Granit Ca< Ce_ppm Y_ppm La_ppm Sm_ppm Gd_ppm Ho_ppm Tm_ppm Tb_ppm Dy_ppm Eu_ppm Nd_ppm Lu_ppm Pr_ppm Yb_ppm Er_ppm Sn_ppm Tabel 6. Sumberdaya terunjuk logam tanah jarang Unsur Sumberdaya (ton) Kadar Al 2,738, % Ce 2,776, ppm Dy 3,358, ppm Er 2,088, ppm Eu 809, ppm Gd 3,057, ppm Ho 421, ppm La 2,725, ppm Lu 1,776, ppm Nd 3,752, ppm Pr 3,760, ppm Sm 1,167, ppm Sn 1,943, ppm Tb 1,498, ppm Tm 3,017, ppm Y 480, ppm Yb 3,396, ppm

14 BUKU 2: BIDANG MINERAL Gambar 3. Peta anomali logam tanah jarang (REE) dan unsur Al dan Sn