ANALISA POTENSI KEDALAMAN BATUBESI DENGAN METODE GEOLISTRIK 3D DI GUNUNG MELATI KABUPATEN TANAH LAUT Meta Widyayanti1, Sri Cahyo Wahyono2 dan Totok Wianto2 ABSTRACT: Iron ore are boulders containing of iron deposition, which consists of Fe and the rest is composed by other minerals. There are 15 locations of iron ore in South Kalimantan, one of them is Gunung Melati. Iron mineralization is formed by the contact of metasomatik-sedimentary volcanic rocks, the pyroclastic rocks series. The depth’s potency of iron ore is obtained from measurements with a 3D geoelectric method of pole-pole configuration that indicate iron ore’s location in 3.20 to 10.1 m depth, and 27.1 to 63.4 m with resistivity values of iron ore which has been measured in 3167-3847 Ohm.meter and the potency of iron ore was spread unevenly in large chunks of stone. The samples test with XRD and SEM EDS is done to determine the composition and the effect of washing enrichment process. XRD test results showed the dominance of the mineral hematite (Fe2O3) of sample 1 is 75% and sample 2 at 69%. After the enrichment washing, compound’s phase turned into magnetite (Fe3O4). Sample 1 which had been washed with water was change into 77% and 83% after enrichment washing with HCl, while sample 2 were washed with water to 70%, washed with a 79% HCl. The test results with SEM EDS showed the increased levels of smoothness of surface structure and Fe’s level. Samples in sequence from start to washing with water then HCl Fe’s level is at 37.62%; 49.47% and 55.33%. The comparison of Fe content from the test results with the relative age based on stratigraphy showed that relatively older sample 1 has a Fe content greater than sample 2 relatively younger age. Keywords: Iron ore, geoelectric, XRD, SEM EDS, stratigraphy PENDAHULUAN masa Kenozoikum dan Mesozoikum Besi adalah unsur utama dalam serta tersusun olehformasi batuan industri baja, dan sebagai logam kedua kwarter(granit, granodiorit, diorit), dan yang paling banyak keterdapatannya di Desa Gunung Melati adalah salah satu bumi. Menurut dataesdm.go.id (2012) daerah di Tanah Laut dengan potensi Kalimantan Selatan memiliki potensi ± keterdapatan 760 juta ton sekitar 70% dari deposit besar. Batubesi di daerah ini berasal nasional yaitu 1,1 Milyar ton dan salah dari satunya adalah Kabupaten Tanah Laut. tersusun atas seri batuan vulkanik- Berdasarkan peta geologi, Tanah Laut sedimen menghasilkan batubesi tipe tersusun kontak atas permukaan, batuan batuan endapan terobosan dan batuan metasomatik yang granitik (Sofyan cukup yang dkk, 2006). Adapun tujuan dari penelitian ini batuan kapur yang terbentuk pada 1Mahasiswa intrusi batubesi adalah untuk dan 2Staff Pengajar Program Studi Fisika FMIPA UNLAM 56 menganalisapotensi 57 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (56 – 66) kedalaman keterdapatan Berupa dataran tinggi bergunung- batubesidengan metode geolistrik 3D gunung dengan kemiringan lereng 20- konfigurasipole-pole, menganalisa 30° dan ketinggian antara 20-70 m dpl. komposisibatubesisebelum dan setelah Terdiri atas formasi batuan ultrabasa proses enrichment washing dengan (peridotit, XRD dan SEM EDS, dan menganalisa serpentit) mineral penyusunnya olivine perbandingan kadar Fe pada batubesi dan piroksen sebagian besar telah dengan umur relatif yang berbeda berubah menjadi serpentin, klorin dan berdasarkan analisa stratigrafinya. bijih (Sofyan dkk, 2006). hazburgit, gabro, dan Batubesi adalah batuan yang Geologi Umum Daerah Penelitian mengandung unsur besi dengan kadar Daerah penelitian berlokasi di Gunung Melati, AmparKabupaten koordinat Kecamatan Tanah Laut. pengukuran 03°50’34,5”LS dan Fe berkisar antara 30-80%, sisanya Batu disusun oleh mineral lain terbentuk dari Titik perubahan panas dan tekanan seperti pada 114°48’13,6”BT. ditunjukkan oleh Tabel 1(Perkins, 2002). Tabel 1. Klasifikasi Batubesi berdasarkan mineral penyusun No. Mineral Susunan Kimia % Fe 1. Magnetite Fe3O4 72,4 2. Hematite Fe2O3 70,0 3. Limonite Fe2O3H2O 59-63 4. Siderite FeCO3 48,2 Istilah Bijih besi hitam Bijih besi merah Bijih besi cokelat Bijih besi berlapis (Perkins, 2002) Metode Geolistrik Metode elektroda arus (C1).Ilustrasi susunan geolistrik digunakan elektroda konfigurasi pole-pole dapat untuk mengidentifikasi sifat dan kondisi dilihat fisis bawah permukaan berdasar harga resistivitas semu dari konfigurasi pole- tahanan pole adalah: (Telford dkk, 1990). jenis batuan. Terdapat berbagai konfigurasi, salah satunya konfigurasi pole-pole denganmencatat intensitas medan pasangan elektroda listrik dimana potensial seperti Gambar 1.Harga = 2 …(1) = 2 …(2) dari persamaan 1 diperoleh nilai: (P1) sebagai faktor geometri konfigurasi pole- berjarak relatif dekat dengan jarak pole. Dengan adalah resistivitas semu Widyayanti, M., dkk., Analisa Potensi Kedalaman Batubesi.............58 (Ohm.meter), a adalah spasi elektroda (jarak antara elektroda C1 dan P1 dalam meter) dan R adalah resistivitas yang terukur langsung di lapangan (Ohm). Tabel 2 adalah klasifikasi resistivitas tanah/batuan. Gambar 1. Susunan elektroda konfigurasi pole-pole Tabel 2. Klasifikasi harga resistivitas tanah/batuan (Hunt, 1984) No. Jenis Tanah/Batuan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Tanah lempungan, basah lembek Lempung lanauan dan tanah lanauan basah lembek Tanah lanauan, pasiran Batuan dasar berkekar terisi tanah lembab Pasir kerikil terdapat lapisan lanau Batuan dasar terisi tanah kering Batuan dasar tak lapuk Enrichment Washing Proses Harga Resistivitas (Ohm.meter) 1,5 - 3,0 3 – 15 15 – 150 150 – 300 ± 300 300 – 2400 >2400 menguatkan.Menurut meningkatkan nilai Bragg pada Beiser (1987) di dalam kristal terdapat ekonomis batuan atau mineral dengan atom-atom memisahkannya dari pengotor (Basic in sebagai unsur Mineral dapat susunan bidang datar. Masing-masing didesain dengan dilengkapi crusher bidang datar memiliki jarak karakteristik untuk menghasilkan antara Processing). Alat ukuran tertentu sampel, lalu dilewatkan pada magnetic separator sambil dicuci yang dapat yang bidang-bidang dipandang membentuk komponennya yang disebut dengan bidang Bragg. 2 sin untuk ...(3) menghilangkan pengotor dan dapat Dengan λ adalah Panjang gelombang dihasilkan kualitas sampel yang lebih berkas tinggi (Wianto & Nurmasari, 2009). bulat (fasa fraksi menghasilkan terang), sinar X, n adalah bilangan d adalah lebar celah dan θ adalah XRD,SEM EDS dan Stratigrafi Pratapa (2004) sudut difraksi (Beiser, 1987). menyebutkan Prinsip kerja SEM yaitu prinsip kerja XRD berdasarkan difraksi menggambarkan permukaan material hubungan fasa tertentu antara 2 atau dengan pantulan berkas elektron oleh lebih sumber berenergi tinggi, dan terdapat paduan gerak gelombang gelombang sehingga dapat saling detektor yang bertugas mendeteksi 59 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (56 – 66) berkas elektron berintensitas tertinggi batuan disekitarnya. Konsep yang biasa dipantulkan oleh yang digunakan adalah Superposition dan dinalisis.EDS informasi dari Crosscutting Relationship (Sapiie dkk, material didapat energi pancaran elektron dan dideteksi 2006). oleh energy dispersive spectrometer, dihasilkan keluaran berupa grafik METODE PENELITIAN puncak–puncak tertentu yang mewakili unsur didalamnya (David, 2003). alir Stratigrafi adalah salah satu studi mengenai sejarah, penelitian.Luasan daerah pengukuran 40x40 m dengan spasi umur elektroda sebesar 8 m. Elektroda C2 dan relatif, distribusi perlapisan tanah, dan P2 (statis) dititik 20xspasi jarak terkecil interpretasi untuk yaitu 160 m dari elektroda C1 dan P1 menjelaskan sejarah bumi.Waktu umur (dinamis).Lintasannya searah sumbu x, relatif sendiri ialah umur yang ditentukan y, dan arah diagonal seperti ditunjukkan berdasarkan posisi batuan terhadap pada Gambar 3. lapisan komposisi, Gambar 2 menunjukkan bagan batuan Gambar 2. Bagan Penelitian Widyayanti, M., dkk., Analisa Potensi Kedalaman Batubesi.............60 Gambar 3. Skema pengambilan data di lapangan Pengolahan dan interpretasi Data Karakterisasi sampel Nilai resistivitas dari lapangan dikalikan dengan (konfigurasi faktor pole-pole: geometri diuji dengan XRD dan SEM EDS. untuk Sebelum diuji sampel dibagi menjadi mendapatkan harga resistivitas semu dua bagian besar sampel pertama yang kemudian diolah dengan software adalah Res3Dinv, untuk mendapatkan kontur sampel kedua diberi perlakuan dengan 3D enrichment washing terdiri dari dua resistivitas 2πa) Sampel diambil dari lapangan, hasil pengukuran lapangan. sampel awal, sedangkan tahapan pencucian dengan air dan Interpretasi data dilakukan pencucian dengan larutan HCl. Tahap dengan mengkaji data hasil inversi enrichment washing, software Res3Dinv yaitu berupa kontur sampel dihaluskan hingga berukuran warna, dimana tiap-tiap warna mewakili batu harga ini terdiri dari dua tahapan yaitu sampel keterdapatan yang telah dihaluskan dicuci dengan resistivitas menunjukkan Batubesi lapangan. batuan.Data potensi sebagai hasil penelitian air, kerikil.Teknik untuk lemah yang menghilangkan seperti misalnya digunakan pengotor clay dan 61 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (56 – 66) beberapa senyawa oksida lainnya dan sampel SEM EDS cukup dipotong tahap kedua, sampel yang telah dicuci dengan ukuran 0,3x0,3x0,2 cm. dengan air dicuci lagi menggunakan larutan HCl, untuk membersihkan pengotor berat seperti silika yang sering berasosiasi dengan batubesi. Analisa kadar Fe berdasarkan umur relatif Menentukan umur relatif sampel menggunakan Hukum Superposisi dan Karakterisasi dengan XRD Hubungan Potong-memotong, (asumsi Sampel terdiri dari 3 buah yaitu tidak terjadi pembalikan posisi). sampel awal tanpa perlakuan, sampel yang melalui proses enrichment washing dengan air, dan pencucian dengan air-HCl. Semua sampel HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil inversi dari geolistrik 3D pengukuran konfigurasi pole-pole dihaluskan hingga tingkat kehalusan dengan software Res3Dinv didapatkan antara 5-10 atau sekitar 200 mesh kontur berupa gambaran penampang (prasyarat ukuran butir sampel serbuk horisontal dan vertikal. Setelah itu uji XRD). disusun secara berlapis dengan software Adobe Photoshop Cs.5 untuk Karakterisasi dengan SEM EDS Jumlah dan tipe perlakuan untuk sampel SEM EDS sama seperti pada mempermudah interpretasi data hasil inversi.Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. uji XRD, hanya saja untuk sampel 0,00-6,40 m 6, 40-13,8 m 13,8-22,2 m 22,2-32,0 m 32,0-43,2 m 43,2-56,0 m 56,0-70,8 m Gambar 4. Kontur resistivitas penampang horizontal dan vertikal Widyayanti, M., dkk., Analisa Potensi Kedalaman Batubesi.............62 Formasinya batuan tersusun ultrabasa (batuan atas peridotit, menggunakan kandungan rujukan mineral terukur 1976), penyusun piroksen terkandung didalamnya adalah hematite sebagian berubah menjadi serpentin, (3,5.10-3–107 Ohm.meter), dan magnetite klorin dan bijih.Jenis tanah berupa (5.10-5–5,7.107 Ohm.meter). dan organosol gleihumus, alluvial, latosol, Potensi mineral yang (Telford, hazburgit, gabro, dan serpentit) mineral olivine maka resistivitas keterdapatan diduga batubesi komplek Podsolid Merah Kuning dan berdasarkan Gambar 4 berada pada Laterit (Pemerintah Daerah Kabupaten kedalaman dari arah horisontal 0,00-6,40 Tanah Laut, 2008). m; dan 32,00-70,80 m, dan dari arah Werdianingrum (2009) dalam vertikal 3,20-10,1 m; dan 27,1-63,4 m. penelitiannya menyebutkan, berdasar Kontur ini menunjukkan bahwa batubesi data lapangan Dinas Pertambangan menyebar secara tidak merata, dan Kalimantan Selatan harga resistivitas keterdapatannya berupa batu dalam batubesi bentuk bongkahan besar di bawah >3000-7000 Ohm.meter.Nilairesistivitas terukur di permukaan titik pengukuran. lapangan berada pada kisaran 181- Karakteristik sampel XRD 3847 Ohm.meter, warna merah tua hingga ungu yang mewakili nilai Tabel 3 menunjukkan analisa kuantitatif pengujian sampel dengan resistivitas >3000 Ohm.meter ditandai XRD.Tanpa perlakuan, sampel 1 (Fe2O3) garis putus-putus seperti gambar di memiliki persentase 75% dan sampel 2 atas. (Fe2O3) sebesar 69%. Setelah proses Berdasarkan klasifikasi harga enrichment washing tahap pertama resistivitas tanah/batuan Hunt (1984) dicuci dengan air sampel 1 (Fe3O4) Tabel 2 jenis batuan dikisaran tersebut meningkat menjadi 77% dan sampel 2 adalah batuan dasar tak lapuk. Dengan (Fe3O4) menjadi 70%. Tabel 3. Hasil analisa sampel dengan uji XRD No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Nama Sampel Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 1 Air Sampel 1 HCl Sampel 2 Air Sampel 2 HCl Rumus Kimia Fe2O3 Fe2O3 Fe3O4 Fe3O4 Fe3O4 Fe3O4 Fe3O4 Persentase 75% 69% 68% 77% 83% 70% 79% 63Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (56 – 66) Pencucian tahap kedua dengan enrichment washing dengan HCl HCl sampel 1 menjadi 83% dan sampel permukaan menjadi agak lebih halus 2 menjadi 79%. Adanya perubahan dan pengotornya berkurang. Adanya senyawa proses pengotor ini akibat proses oksidasi oksidasi yang dialami sampel. Hasil diduga karena rentang waktu antara pengujian ini menunjukkan peningkatan perlakuan dengan pengujian sampel kadar cukup lama, dan diketahui bahwa unsur ini Fe dikarenakan sampel enrichment setelah washing melalui walaupun Fe sangat mudah teroksidasi. peningkatannya tidak terlalu besar. Hasil uji sampel awal dan yang melalui enrichment washing dengan air Hasil uji SEM EDS dan HCl adalah 37,62%, 49,47%, dan Gambar 5, 6 dan 7 menunjukkan 55,31%. Terdapat unsur O, Fe, C, Co, hasil uji sampeldengan SEM EDS dan dan Al pada sampel awal, sedangkan Tabel 4, 5, dan 6 menunjukkan nilai sampel enrichment washing dengan air persentase dan HCl ada unsur tambahan yaitu Si. dari tiap unsur yang terkandung pada sampel. Sampel banyak berupa bongkahan yang agak besar dan pengotor ditunjukkan oleh warna putih diambil dari lapangan tanpa mengalami dengan kontras warna cerah berarti proses topografi pengotor yang menyelimuti pengotor. Sampel enrichment washing lebih pengotor yang menyelimuti permukaan tinggi awal dengan terlihat Hal ini karena sampel awal masih tekstur kasar, sehingga masih ditutupi sampel enrichment washing dengan air sampel menunjukkan pengotor dengan tekstur sehingga hal itulah yang menyebabkan kasarnya sedikit berkurang, dan sampel adanya unsur tambahan tersebut. telah tergerus dan terlarut Tabel 4. Hasil analisa EDS (awal) Gambar 5. Hasil uji SEM (awal) El AN Series O Fe C Co Al 8 26 6 27 13 K-Series K-Series K-Series K-Series K-Series unn.C (wt.%) 46,99 37,62 23,72 4,45 1,04 Widyayanti, M., dkk., Analisa Potensi Kedalaman Batubesi.............64 Tabel 5. Hasil analisa dengan EDS (enrichment washing air) El AN Series Fe O C Co Al Si 26 8 6 27 13 14 K-Series K-Series K-Series K-Series K-Series K-Series unn.C (wt.%) 49,47 36,28 6,14 5,97 0,84 0,64 Gambar 6. Hasil uji SEM (enrichment washing dengan air) Tabel 6. Hasil analisa dengan EDS (enrichment washing airHCl) El AN Series Fe O C Co Al Si 26 8 6 27 13 14 K-Series K-Series K-Series K-Series K-Series K-Series unn.C (wt.%) 55,31 31,86 16,31 6,78 1,14 0,46 Gambar 7. Hasil uji SEM (Enrichment washing dengan air-HCl) Stratigrafi di lapangan penyusun Gambar 8adalah posisi batubesi terbanyak adalahhematite(Fe2O3) dengan saat di lapangan.Lapisan batuan yang persentase sebesar 75% dan sampel 2 lebih muda berada di atas lapisan dengan batuan 69%.Setelah dihubungkan prinsip dari Hukum Superposisi dan stratigrafi lapangan, setiap yang (Fe2O3) memiliki persentase sebesar memotong lapisan batuan selalu lebih 75% dan umur relatifnya lebih tua muda daripada lapisan batuan yang dibandingkan dipotong Hukum Hubungan Potong- denganpersentasenya sebesar 69%. yang lebih kenampakan tua merupakan struktur Memotong. Hasil analisa XRD mineral persentase di sampel sebesar dengan sampel 2 1 (Fe2O3) 65Jurnal Fisika FLUX, Vol. 10 No. 3, Pebruari 2013 (56 – 66) Gambar 8. Posisi batubesi di lapangan Menurut Sapiie, dkk (2006) air lalu HCl meningkat menjadi 77% mineral pembawa unsur Fe tertimbun dan 83%, sampel 2 sebesar 69% sebagai endapan ataupun menerobos menjadi batuan induk membentuk denganSEM EDS topografi pengotor mineral penyusun Berbagai lebih tinggi dari sampel, sehingga tekanan yang dengan baru. kuat secara terus 70% permukaan dan 79%. lebih Uji halus menerus akan menyebabkan batuan setelahenrichment washing. Sampel induk dan yang diuji dari awal lalu enrichment batuan washing dengan air dan HCl kadar tersebut berada di bawah maka akan Fe-nya sebesar 37,62%, 49,47% mengalami proses kompaksi yang lebih dan 55,33%. semakin berdasarkan kompak posisinya jika kuat karena dorongan dan tekanan dari material-material atasnya, yang sehingga berada lapangan stratigrafi batubesi menunjukkan di posisi yang sampel 1 berada lebih rendah dari posisinya lebih rendah akan memiliki sampel 2, dengan mengkorelasikan kandungan antara proses geologi, umur relatif Fe dibandingkan yang dengan batuan di 3. Analisa lebih tinggi batuan di dan hasil uji XRD maka sampel 1 atasnya. relatif lebih tua memiliki kandungan KESIMPULAN Fe yang lebih besar dari sampel 2 1. Keterdapatan batubesi di Gunung yang umurnya relatif lebih muda. Melati dengan Metode Geolistrik 3D konfigurasi pole-pole di kedalaman DAFTAR PUSTAKA 3,20-10,1 dan 27,1-63,4 m memiliki Esdm.go.id. Potensi bahan galian di kalimantan selatan nilai resistivitas terukur 3167-3847 Ohm.meter menyebar tidak merata dan berupa bongkahan besar. 2. Hasil Uji XRD dan SEM EDS menunjukkan adanya peningkatan, tanpa perlakuan dengan yang melalui proses enrichment washing. Sampel 1persentase sebesar 75% setelah enrichment washing dengan Hadiwisastra.M.S. 2006.Peran Ilmu Stratigrafi dan Paleontologi dalam Penerapan Ilmu Kebumian: Pemahaman Peran Biostratigrafi dalam Proses Penentuan Umur Batuan, Jakarta Hunt, R.E. 1984. Geotechnical Engineering Investigation Manual. McGraw Hill,New York. Widyayanti, M., dkk., Analisa Potensi Kedalaman Batubesi.............66 Perkins, D, 2002. Mineralogy 2nd Edition.Prentice-Hall Inc, New Jersey, USA Santoso, D. 2002. Pengantar Teknik Geofisika. ITB, Bandung Sofyan, A., D.T. Sutisna, D.N Sunuhadi, Iskandar, A. Kohar, & A. Anwar.2006. Inventarisasi Endapan Besi Primer di Daerah Kab. Tanah Bumbu dan Tanah Laut Provinsi Kalsel. Departemen ESDM Badan Geologi Pusat Sumber Daya Geologi. Laporan Inventasrisasi DIPA, Bandung Telford, W.M. 1976, Applied Geopisics. Cambridge University Press, USA Telford, W.M., L.P. Geldart, & R.E. Sheriff. 1990. Applied Geophysics, Second Edition. Cambridge University Press, USA Wahyono, S.C., N. Abdullah&D. Wedianungrum. 2010.Penentuan Kadar Fe Bijih Besi di Banjarbaru. Laporan Penelitian DIPA FMIPA, Banjarbaru Werdianingrum, D. 2009. Penentuan Potensi dan Kandungan Unsur Fe Batubesi di Hutan Panjang Banjarbaru. Skripsi, Jurusan Fisika, FMIPA. UNLAM, Banjarbaru (Tidak dipublikasikan) Wianto, T& Nurmasari. 2009. Desain Magnetik Separator dengan Penyemprot Air Otomatis untuk Memurnikan Silika.Laporan Penelitian DIPA FMIPA, Banjarbaru