PENENTUAN VOLUME LAPISAN SAPROLIT DAERAH PENELITIAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE ERT (Electrical Resistivity Tomography) Jarwinda 1, Syamsuddin, S.Si, MT 2, Dra. Maria, M.Si 2, Drs. Hasanuddin, M.Si 2 e-mail : jarwindageophysics@gmail.com Jurusan Fisika Program Studi Geofisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin ABSTRAK Daerah Soroako merupakan daerah yang memiliki singkapan endapan nikel yang terbentuk karena proses pelapukan batuan ultramafik, endapan nikel yang memiliki kadar nikel tertinggi terdapat pada lapisan saprolit. Penentuan ketebalan dan volume lapisan saprolit dari profil nikel laterit daerah penelitian digunakan metode ERT (Electrical Resistivity Tomography) dengan konfigurasi gradient. Metode ERT merupakan salah satu metode geolistrik yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan mendeteksinya di permukaan bumi berdasarkan sifat resistivitas (resistivity) batuan. Batas lapisan limonit dan saprolit, saprolit dan bedrock diperoleh dari analisis gambar penampang resistivitas (2D) berdasarkan nilai resistivitas lapisan limonit, saprolit dan bedrock. Ketebalan ratarata lapisan saprolit lintasan E-02 diperoleh sebesar 20,3 m. Model 3D yang diperoleh dengan menggabungkan ketebalan semua lintasan, sehingga dapat ditentukan volume lapisan saprolit daerah penelitian yaitu 3.969.367 m 3 Kata kunci : Metode ERT, Konfigurasi Gradient, Profil Laterit ABSTRACT Sorowako area is an area that has a nickel deposit outcrops formed by the weathering of ultramafic rocks, nickel deposit that has the highest levels of nickel contained in saprolite. Determination of the thickness and volume of the saprolite layer of nickel laterite profile research area used method ERT (Electrical Resistivity Tomography) with a gradient configuration. ERT method is one of the geoelectric method that studies properties of electric current in the earth and detected on the surface of the earth based on properties resistivity (resistivity) rocks. Limonite and saprolite, saprolite and bedrock boundary layer obtained from the analysis of the resistivity cross-sectional images (2D) based on layer of limonite, saprolite and bedrock resistivity s value. The average thickness of saprolite entire trajectory obtained by 21 m. The 3D models are obtained by combining the thickness of all the tracks, so it can be determined the volume of the saprolite layer of the study area is 3,969,367 m3. Keywords: ERT Method, Configuration Gradient, Profile of laterite nickel 1
PENDAHULUAN Nikel laterit merupakan salah satu mineral ekonomis sehingga eksplorasi nikel banyak dilakukan. Beberapa perusahaan tambang melakukan pengeboran terlebih dahulu sebelum mengetahui kedalaman lapisan saprolit sebenarnya. Dimana lapisan saprolit itu sendiri memiliki kadar Ni yang lebih tinggi dari lapisan lainnya. Oleh sebab itu diperlukan metode untuk mengetahui kedalaman atau gambaran bawah permukaan sebelum melakukan pengeboran. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah metode ERT yang dapat menggambarkan keadaan bawah permukaan. Metode Electrical Resistivity Tomography (ERT) merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan mendeteksinya di permukaan bumi berdasarkan sifat tahanan jenis batuan. Data yang diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan merupakan data akumulasi kondisi bawah permukaan. (Sumartono, 2013). Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh Ashilla yang menentukan profil nikel laterit, Mutmainnah yang menentukan kedalaman saprolit, dan ginia mengenai eksplorasi nikel. Namun pada penelitian ini bahasan akan lebih difokuskan pada penentuan volume lapisan saprolit untuk estimasi cadangan nikel laterit, karena sering terjadi perbedaan yang sangat besar antara estimasi cadangan dan hasil yang didapatkan saat penambangan. Konfigurasi gradien mampu memberikan hasil resolusi yang paling baik di subsurface dibanding dengan konfigurasi yang lain. Konfigurasi gradien juga memiliki daerah investigasi yang dangkal, dan juga mampu mendapatkan resolusi yang baik dari struktur vertikal. Tetapi, konfigurasi gradien lebih sensitif terhadap noise jika dibandingkan dengan konfigurasi Wenner (Dahlin dan Zhou, 2004). Konfigurasi gradient dilakukan dengan menginjeksi elektroda arus dengan jarak pemisah (s+2)a (lihat gambar. 1). Selanjutnya elektroda potensial berada ditengah elektroda arus dengan jarak a. s adalah bilangan bulat dimana merupakan nilai maksimum antara elektroda arus. Sedangkan faktor n dapat didefenisikan sebagai jarak antara elektroda arus dan elektroda potensial terdekat. Gambar 1 Sketsa dari konfigurasi gradien dengan memperlihatkan titik elektroda dengan jarak antar elektroda arus dan elektroda potensial (Dahlin & Zhou, 2006) Dari gambar, dapat diperoleh besarnya Faktor Geometri untuk Konfigurasi Gradien, sehingga pada konfigurasi ini berlaku:, dengan Keterangan : r_(1 )=na r_2=(n+1)a r_3=(s+2-n)a r_4=(s+1-n)a METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di salah satu perusahaan di Sorowako. Secara administrasi terletak pada daerah Kabupaten Luwu Timur yang secara geografis pada 119 o 28'56''- 121 o 47'27'' BT dan 2 o 03'00''-3 o 03'25'' LS. Penelitian ini dilakukan di bukit X yang termasuk daerah blok barat. Data yang digunakan berupa data sekunder yang diperoleh dari salah satu perusahaan di Sorowako. Data tersebut berupa data hasil pengukuran ERT (Electrical Resistivity Tomography) yang meliputi koordinat, elevasi/kedalaman dan nilai resistivitas untuk tiap titik. Nilai koordinat yang digunakan dalam data ini berbentuk UTM koordinat lokal, sedangkan nilai elevasinya dalam meter, peta geologi daerah tambang dan data bor. Penelitian ini dilakukan dengan pengolahan data sekunder yaitu data hasil 2
pengukuran dengan menggunakan metode ERT yang nilai resistivitasnya telah diinversi sehingga data hasil pengukuran itu dapat diplot menggunakan Surfer 10 untuk mendapatkan penampang bawah permukaan. Data ERT yang diperoleh diolah menggunakan Surfer 10 untuk mendapatkan penampang resistivitas 2D. Dari model penampang 2D diharapakan dapat menentukan ketebalan lapisan saprolit. Analisis selanjutnya adalah model 3D yang diharapkan dari permodelan ini adalah mendapatkan gambaran 3D bawah permukaan untuk penentuan volume lapisan saprolit. HASIL DAN PEMBAHASAN Data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder yang diperoleh dari salah satu perusahaan di Sorowako Kabupaten Luwu Timur. Data ERT (Electrical Resistivity Tomography) yang diperoleh dari perusahaan terdiri dari 17 lintasan. Lintasan arah Selatan-Utara ada 14 lintasan, sedangkan arah Barat-Timur ada 3 lintasan. Data yang diperoleh berupa nilai koordinat, elevasi/kedalaman dan nilai resistivitas. Skema dari semua lintasan dapat dilihat pada gambar 2. Gambar 2 Sketsa Lintasan Pengukuran Pada lintasan Utara-Selatan, jarak antar lintasan 25 m, sedangkan Barat-Timur jarak antar lintasannya 200 m. Karena jarak antara Utara-Selatan dan Barat-Timur tidak sama, maka dipilih 4 lintasan (garis merah pada Gambar 1) untuk Utara-Selatan sebagai sampel yang dianggap mewakili 14 lintasan. Ketebalan Lapisan Saprolit Penentuan ketebalan lapisan saprolit dapat ditentukan dengan menganalisa batas atas dan batas bawah setiap lapisan pada setiap penampang resistivitas yang diolah menggunakan software Surfer 10 seperti ditampilkan pada (Gambar 2). Lintasan E-02 = LIM-SAP = SAP-BRK Gambar 3 Penampang Resistivitas Lapisan Zona Laterit Lintasan E-02 Berdasarkan gambar 3 memperlihatkan adanya 3 lapisan yaitu lapisan limonit dengan nilai resistivitas 150-300 Ωm, lapisan saprolit dengan nilai resistivitas 0-300 Ωm, dan lapisan bedrock dengan nilai resistivitas >300 Ωm. Pada profil nikel laterit lapisan saprolit merupakan lapisan yang kaya akan ni, sehingga lapisan ini banyak ditambang oleh perusahaan. Lapisan saprolit memiliki nilai resistivitas rendah kemungkinan karena merupakan zona saturasi air, mempunyai ukuran butir kecil bahkan menghampiri lempung (clay) dan mempunyai permeabilitas rendah sehingga pada lapisan ini semua elemen yang mudah larut terakumulasi. Gambar 3 terlihat lapisan saprolit berada antara lapisan limonit dan lapisan bedrock, pada lapisan ini juga terdapat nilai resistivitas >300 Ωm yang diduga sebagai boulder dimana sifat fisiknya menyerupai batuan dasar atau bedrock. Garis solid pada gambar 3 merupakan batas antara lapisan limonit dan 3
lapisan saprolit, sedangkan garis putus-putus merupakan batas lapisan saprolit dan bedrock. Ketebalan lapisan dapat ditentukan berdasarkan nilai resistivitas yaitu nilai resistivitas 150-300 Ωm merupakan lapisan limonit dengan ketebalan rata-rata lapisan 6 m, nilai resistivitas 0-300 Ωm merupakan lapisan saprolit dengan ketebalan rata-rata lapisan 20,3 m dan nilai resistivitas >300 Ωm berada pada lapisan 3 yang merupakan lapisan bedrock. Pemodelan 3D Berdasarkan Data ERT Berdasarkan penampang resistivitas pada semua lintasan dapat dibedakan 3 lapisan yaitu lapisan limonit yang memiliki nilai resistivitas sedang, lapisan saprolit yang memiliki nilai resistivitas rendah, dan lapisan bedrock yang memiliki nilai resistivitas tinggi. Pada tahap ini data ketebalan rata-rata lapisan saprolit untuk semua lintasan pengukuran dibuat model tiga dimensi (3D), sehingga didapatkan volume lapisan saprolit pada daerah penelitian. a Gambar 4 Model 3D lapisan Saprolit tampak dari (a) Timur-Barat. Berdasarkan gambar 4 dapat dilihat model 3D lapisan saprolit, untuk memperoleh model 3D lapisan saprolit digunakan data ERT yang terlah dianalisis pada setiap panampang resistivitas. Pada analisis penampang resistivitas dapat ditentukan profil nikel laterit berdasarkan nilai resistivitas batuan yang terekam oleh alat ERT. Salah satu profil nikel laterit yaitu saprolit yang memiliki nilai resistivitas 0-300 Ωm dimana lapisan saprolit merupakan lapisan yang kaya akan unsur ni. Setelah didapatkan profil nikel laterit, maka dapat ditentukan ketebalan lapisan saprolit yaitu dengan cara membuat garis bantu pada setiap penampang yang akan dianalisis batas atas dan batas bawahnya. Ketebalan rata-rata lapisan saprolit diperoleh dari selisi bottom limonit dan bottom saprolit pada setiap penampang resistivitas. Luas daerah penelitian yaitu 234.532 m 2 dan nilai ketebalan rata-rata lapisan saprolit lintasan E-02 yang diperoleh adalah 20,3 m. Pada model 3D yang diperoleh dari ketebalan rata-rata semua lintasan, maka dapat diketahui volume lapisan saprolit daerah penelitian yaitu sebesar 3.969.367 m 3. KESIMPULAN 1). Berdasarkan analisis penampang resistivitas didapatkan perbedaan ketebalan lapisan saprolit setiap lintasan. Pada lintasan E-01 memiliki ketebalan rata-rata lapisan saprolit 23,4 m, lintasan E-02 memiliki ketebalan lapisan saprolit 20,3 m. 2). Volume lapisan saprolit untuk daerah penelitian yang didapatkan dari model 3D adalah 3.969.367 m 3. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada pembimbing bapak Syamsuddin, S.Si, MT, Dra. Maria, M.Si, Drs. Hasanuddin, M.Si yang telah membimbing penulis dengan sangat sabar dan penuh pengertian, terima kasih kepada para penguji yang telah memberi masukan serta saran kepada penulis. Kepada keluarga serta teman-teman yang telah memberi do a dan semangat kepada penulis. DAFTAR PUSTAKA Ahmad, Waheed., 2005, Mine Geology, Exploration Methods, Ore Processing, Resource Estimation, and Projeck Development, PT. Vale Inco : Sorowako 4
Ahmad, Waheed., 2009, Nickel Laterites (Fundamentals of chemistry, mineralogy, weathering processes, formation and exploration), PT. Vale Inco : Sorowako Anastasya, Ginia., 2013, Eksplorasi Nikel Menggunakan Metode Resistivity, Skripsi, Universitas Hasanuddin : Anonim, 2013, Administrasi Kabupaten Luwu Timur. http://petatematikindo.wordpress.co m/tag/kab-luwu-timur/ (diakses pada tanggal 6 September 2014 pukul 19.00 WITA) Dahlin Torleif and Bing Zhou., 2004, A Numerical Comparison of 2D Resistivity Imaging With 10 Electrode Array. European Association of Geoscientists & Engineers (EAGE). Dahlin Torleif and Bing Zhou. 2006. Multiplegradient array measurements for multichannel 2D resistivity imaging. Near Surface Geophysics. European Association of Geoscientists & Engineers (EAGE). Haerunnisa, Ashillah., 2013, Penentuan Profil Nikel Laterit Dengan Menggunakan Metode ERT (Electrical Resistivity Tomography) dan Hasil Analisis Unsur Kimia Data Bor, Skripsi, Universitas Hasanuddin : Johannes, 2006, Pendugaan Geolistrik Resistivitas Sounding dalam Penyelidikan Lapisan Akifer Airtanah di Kabupaten Sragen, Skripsi, Universitas Sebelas Maret: Surakarta Lantu,2007, Metode Geolistrik dan Elektromagnetik, Diktat, Universitas Hasanuddin : Mutmainnah, 2014, Penentuan Kedalaman Lapisan Saprolit Daerah Penelitanan untuk Optimalisasi Pengeboran, Skripsi, Universitas Hasanuddin : Pamungkas, Hasan dan Suryaning, Guntur., 2012, Electrical Resistivity Tomograohy Trial Survey in Sorowako (Indonesia), PT. Vale Indonesia : Sorowako Rauf Abdul, Mylar Mukti, Gaspa Aisa., 2011, Defining Rock Size Distribution Unserpentinised Peridotite Type Of Soroako Nickel Deposit, A reconciliation Approach : PT. International Nickel Indonesia Tbk : Sorowako Schuster dan Simon., 1988, Rocks and Minerals, Fireside Book : New York Sumartono Widodo, Arman Yudha, Putra Yoga.,2013, Identifikasi Sebaran Kandungan Bijih Besi Di Kabupaten Bengkayang Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas. Prisma Fisika, Vol.1 No.1, 14-21 Sundari, Woro., 2012, Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST), Periode III, 252-260. Syamsuddin, 2009, Geologi Dasar, Diktat, Universitas Hasanuddin : Taufiq, Muhammad., 2012, Potensi Nikel Laterit di Daerah X pada Wilayah Operational Pertambangan PT. Vale Indonesia dengan Metode Nearest Neigbourhood Point (NNP) dan Inverse Distance Weight (IDW), Skripsi, Universitas Padjadjaran : Bandung. 5