NIKEL

Laboratorium Endapan Mineral 2013 Laboratorium Endapan Mineral 2013 BAB I PENDAHULUAN I.1 Dasar Teori Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat “aqueous” sebagai hasil differensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relative  ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan hidrothermal, yaitu Cavity filing, mengisi lubang-lubang ( opening-opening ) yang sudah ada di dalam batuan, dan Metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal. Sistem hidrotermal didefinisikan sebagai sirkulasi fluida panas ( 50° – >500°C ), secara lateral dan vertikal pada temperatur dan tekanan yang bervariasi di bawah permukaan bumi. Sistem ini mengandung dua komponen utama, yaitu sumber panas dan fase fluida. Sirkulasi fluida hidrotermal menyebabkan himpunan mineral pada batuan dinding menjadi tidak stabil dan cenderung menyesuaikan kesetimbangan baru dengan membentuk himpunan mineral yang sesuai dengan kondisi yang baru, yang dikenal sebagai alterasi ( ubahan ) hidrotermal. Endapan mineral hidrotermal dapat terbentuk karena sirkulasi fluida hidrotermal yang melindi ( leaching ), mentranspor, dan mengendapkan mineral-mineral baru sebagai respon terhadap perubahan fisik maupun kimiawi ( Pirajno, 1992, dalam Sutarto, 2004 ). Alterasi merupakan perubahan komposisi mineralogi batuan ( dalam keadaan padat ) karena adanya pengaruh Suhu dan Tekanan yang tinggi dan tidak dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam. Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder, berbeda dengan metamorfisme yang merupakan peristiwa primer. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteorik ( meteoric water ) untuk dapat mengubah komposisi mineralogi batuan. Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang sangat kompleks yang melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-kimia. Proses alterasi merupakan suatu bentuk metasomatisme, yaitu pertukaran komponen kimiawi antara cairan-cairan dengan batuan dinding ( Pirajno, 1992 ). Endapan epitermal didefinisikan sebagai salah satu endapan dari sistem hidrotermal yang terbentuk pada kedalaman dangkal yang umumnya pada busur vulkanik yang dekat dengan permukaan (Simmons et al, 2005 dalam Sibarani, 2008). Penggolongan tersebut berdasarkan temperatur (T), tekanan (P) dan kondisi geologi yang dicirikan oleh kandungan mineralnya. Secara lebih detailnya endapan epitermal terbentuk pada kedalaman dangkal hingga 1000 meter dibawah permukaan dengan temperatur relatif rendah (50-200)0C dengan tekanan tidak lebih dari 100 atm dari cairan meteorik dominan yang agak asin (Pirajno, 1992). I.2 Maksud dan Tujuan Maksud dari laporan ini untuk mengetahui dan memahami tentang endapan laterit. Sedangkan, tujuan dari laporan ini adalah untuk mengetahui genesa, ciri-ciri proses endapan laterit terutama nikel. BAB II ISI II.1 Genesa Endapan Laterit Nikel Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa Ni-Silikat. Umumnya terdapat pada daerah dengan iklim tropis sampai dengan subtropis. Air permukaan yang mengandung CO2 dari atmosfer dan terkayakan kembali oleh material – material organis di permukaan meresap ke bawah permukaan tanah sampai pada zona pelindihan, dimana fluktuasi air tanah berlangsung. Akibat fluktuasi ini air tanah yang kaya akan CO2 akan kontak dengan zona saprolit yang masih mengandung batuan asal dan melarutkan mineral – mineral yang tidak stabil seperti olivin / serpentin dan piroksen. Mg, Si dan Ni akan larut dan terbawa sesuai dengan aliran air tanah dan akan memberikan mineral – mineral baru pada proses pengendapan kembali (Hasanudin dkk, 1992). Boldt (1967), menyatakan bahwa proses pelapukan dimulai pada batuan ultramafik (peridotit, dunit, serpentin), dimana pada batuan ini banyak mengandung mineral olivin, magnesium silikat dan besi silikat, yang pada umumnya banyak mengandung 0,30 % nikel. Batuan tersebut sangat mudah dipengaruhi oleh pelapukan lateritik. Air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara luar dan tumbuh – tumbuhan, akan menghancurkan olivin. Terjadi penguraian olivin, magnesium, besi, nikel dan silika kedalam larutan, cenderung untuk membentuk suspensi koloid dari partikel – partikel silika yang submikroskopis. Didalam larutan besi akan bersenyawa dengan oksida dan mengendap sebagai ferri hidroksida. Akhirnya endapan ini akan menghilangkan air dengan membentuk mineral – mineral seperti karat, yaitu hematit dan kobalt dalam jumlah kecil, jadi besi oksida mengendap dekat dengan permukaan tanah. Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979 dalam Nushantara 2002). Proses pelapukan dan pencucian yang terjadi akan menyebabkan unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co terkayakan di zona limonit dan terikat sebagai mineral – mineral oxida / hidroksida, seperti limonit, hematit, dan Goetit (Hasanudin, 1992). Gambar : Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi Umumnya endapan nikel terbentuk pada batuan ultrabasa dengan kandungan Fe di olivine yang tinggi dan nikel berkadar antara 0,2% - 0,4%. II.2 Ciri-Ciri Endapan Laterit Nikel Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi dalam tiga kategori (Brand et al,1998).  1.      Hydrous Silicate Deposits Profil dari tipe ini secara vertikal dari bawah ke atas yaitu Ore horizon pada lapisan saprolite (Mg - Ni silicate), kadar nikel antara 1,8% - 2,5%. Pada zona ini berkembang box-works, veining, relic structure, fracture dan grain boundaries dan dapat terbentuk mineral yang kaya dengan nikel; Garnierite (max. Ni 40%). Ni terlarut (leached) dari fase limonite (Fe-Oxyhydroxide) dan terendapkan bersama mineral silika hydrous atau mensubstitusi unsur Mg pada serpentinite yang teralterasi (Pelletier,1996). Jadi, meskipun nikel laterit adalah produk pelapukan, tapi dapat dikatakan juga bahwa proses meningkatkan supergene sangat penting dalam pembentukan formasi dan nilai ekonomis dari endapan hydrous silicate ini. Tipe ini dapat ditemui di beberapa tempat seperti di New Caledonia, Indonesia, Philippina, Dominika, dan Columbia. 2. Clay Silicate Deposits Pada jenis endapan ini, Si hanya sebagian terlarut melalui air tanah, sisanya akan bergabung dengan Fe, Ni, dan Al membentuk mineral lempung (clay minerals) seperti Ni-rich Nontronite pada bagian tengah profil saprolite (lihat profil). Ni-rich serpentine juga dapat digantikan oleh smectite atau kuarsa jika profil deposit ini tetap kontak dalam waktu lama dengan air tanah. Kadar nikel pada endapan ini lebih rendah dari endapan Hydrosilicate yakni sekitar 1,2% (Brand et al,1998). 3. Oxide Deposits Tipe terakhir adalah Oxide Deposit. Berdasarkan profil yang ditampilkan, bagian bawah profil menunjukkan protolith dari jenis harzburgitic peridotite (sebagian besar terdiri dari mineral jenis olivin, serpentine dan piroksen). Endapan ini angat rentan terhadap pelapukan terutama di daerah tropis. Di atasnya terbentuk saprolite dan mendekati permukaan terbentuk limonite dan ferricrete. Kandungan nikel pada tipe Oxide deposit ini berasosiasi dengan goethite (FeOOH) dan Mn-Oxide. Sebagai tambahan, nikel laterit sangat jarang atau sama sekali tidak terbentuk pada batuan karbonat yang mengandung mineral talk. Profil endapan nikel laterit yang terbentuk dari hasil pelapukan batuan ultrabasa secara umum terdiri dari 4 (empat) lapisan, yaitu lapisan tanah penutup atau top soil, lapisan limonit, lapisan saprolit, dan bedrock. 1. Lapisan tanah penutup Lapisan tanah penutup biasa disebut iron capping. Material lapisan berukuran lempung, berwarna coklat kemerahan, dan biasanya terdapat juga sisa-sisa tumbuhan. Pengkayaan Fe terjadi pada zona ini karena terdiri dari konkresi Fe-Oksida (mineral Hematite dan Goethite), dan Chromiferous dengan kandungan nikel relatif rendah. Tebal lapisan bervariasi antara 0 – 2 m. Tekstur batuan asal sudah tidak dapat dikenali lagi. 2. Lapisan Limonit Merupakan lapisan berwarna coklat muda, ukuran butir lempung sampai pasir, tekstur batuan asal mulai dapat diamati walaupun masih sangat sulit, dengan tebal lapisan berkisar antara 1 – 10 m. Lapisan ini tipis pada daerah yang terjal, dan sempat hilang karena erosi. Pada zone limonit hampir seluruh unsur yang mudah larut hilang terlindi, kadar MgO hanya tinggal kurang dari 2% berat dan kadar SiO2 berkisar 2 – 5% berat. Sebaliknya kadar Fe2O3 menjadi sekitar 60 – 80% berat dan kadar Al2O3 maksimum 7% berat. Zone ini didominasi oleh mineral Goethit, disamping juga terdapat Magnetit, Hematit, Kromit, serta Kuarsa sekunder. Pada Goethit terikat Nikel, Chrom, Cobalt, Vanadium, dan Aluminium. 3. Lapisan Saprolit Merupakan lapisan dari batuan dasar yang sudah lapuk, berupa  bongkah-bongkah lunak berwarna coklat kekuningan sampai kehijauan. Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat. Perubahan geokimia zone saprolit yang terletak di atas batuan asal ini tidak banyak, H2O dan Nikel bertambah, dengan kadar Ni keseluruhan lapisan antara 2 – 4%, sedangkan Magnesium dan Silikon hanya sedikit yang hilang terlindi. Zona ini terdiri dari vein-vein Garnierite, Mangan, Serpentin, Kuarsa sekunder bertekstur boxwork, Ni-Kalsedon, dan di beberapa tempat sudah terbentuk limonit yang mengandung Fe-hidroksida. 4. Bedrock (Batuan Dasar) Merupakan bagian terbawah dari profil nikel laterit, berwarna hitam kehijauan, terdiri dari bongkah – bongkah batuan dasar dengan ukuran > 75 cm, dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis. Kadar mineral mendekati atau sama dengan batuan asal, yaitu dengan kadar Fe ± 5% serta Ni dan Co antara 0.01 – 0.30%. II. 3 Proses Endapan Laterit Nikel Proses dan kondisi yang mengendalikan proses lateritisasi batuan ultramafik sangat beragam dengan ukuran yang berbeda sehingga membentuk sifat profil yang beragam antara satu tempat ke tempat lain, dalam komposisi kimia dan mineral, dan dalam perkembangan relatif tiap zona profil. Faktor yang mempengaruhi efisiensi dan tingkat pelapukan kimia yang pada akhirnya mempengaruhi pembentukan endapan adalah: 1. Iklim Iklim yang sesuai untuk pembentukan endapan laterit adalah iklim tropis dan sub tropis, di mana curah hujan dan sinar matahari memegang peranan penting dalam proses pelapukan dan pelarutan unsur-unsur yang terdapat pada batuan asal. Sinar matahari yang intensif dan curah hujan yang tinggi menimbulkan perubahan besar yang menyebabkan batuan akan terpecah-pecah, disebut pelapukan mekanis, terutama dialami oleh batuan yang dekat permukaan bumi. 2. Topografi Geometri relief dan lereng akan mempengaruhi proses pengaliran dan sirkulasi air serta reagen-reagen lain. Secara teoritis, relief yang baik untuk pengendapan bijih nikel adalah punggung-punggung bukit yang landai dengan kemiringan antara 10 – 30°. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. 3. Tipe batuan asal Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit. Batuan asalnya adalah jenis batuan ultrabasa dengan kadar Ni 0.2-0.3%, merupakan batuan dengan elemen Ni yang paling banyak di antara batuan lainnya, mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil (seperti Olivin dan Piroksen), mempunyai komponen-komponen yang mudah larut, serta akan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel. 4. Struktur Struktur geologi yang penting dalam pembentukan endapan laterit adalah rekahan (joint) dan patahan (fault). Adanya rekahan dan patahan ini akan mempermudah rembesan air ke dalam tanah dan mempercepat proses pelapukan terhadap batuan induk. Selain itu rekahan dan patahan akan dapat pula berfungsi sebagai tempat pengendapan larutan-larutan yang mengandung Ni sebagai vein-vein. Seperti diketahui bahwa jenis batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut lebih memudahkan masuknya air dan proses pelapukan yang terjadi akan lebih intensif. 5. Reagen-reagen Kimia dan Vegetasi Reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan paling penting di dalam proses pelapukan secara kimia. Asam-asam humus (asam organik) yang berasal dari pembusukan sisa-sisa tumbuhan akan menyebabkan dekomposisi batuan, merubah pH larutan, serta membantu proses pelarutan beberapa unsur dari batuan induk. Kondisi hutan yang lebat pada lingkungan yang baik akan membentuk endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi juga dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi. 6. Waktu Waktu merupakan faktor yang sangat penting dalam proses pelapukan, transportasi, dan konsentrasi endapan pada suatu tempat. Untuk terbentuknya endapan nikel laterit membutuhkan waktu yang lama, mungkin ribuan atau jutaan tahun. Bila waktu pelapukan terlalu muda maka terbentuk endapan yang tipis. Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi. BAB III KESIMPULAN Proses laterisasi adalah proses pencucian pada mineral yang mudah larut dan silika pada profil laterit pada lingkungan yang bersifat asam dan lembab serta membentuk konsentrasi endapan hasil pengkayaan proses laterisasi pada unsur Fe, Cr, Al, Ni dan Co (Rose et al., 1979 dalam Nushantara 2002). Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultramafik pembawa Ni-Silikat. Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi dalam tiga kategori (Brand et al,1998) yaitu Hydrous Silicate Deposits, Clay Silicate Deposits, dan Oxide Deposits. Profil endapan nikel laterit yang terbentuk dari hasil pelapukan batuan ultrabasa secara umum terdiri dari 4 (empat) lapisan, yaitu lapisan tanah penutup atau top soil, lapisan limonit, lapisan saprolit, dan bedrock. Faktor yang mempengaruhi efisiensi dan tingkat pelapukan kimia yang pada akhirnya mempengaruhi pembentukan endapan adalah Iklim, Topografi, Tipe batuan asal, Struktur, Reagen-reagen Kimia dan Vegetasi, serta Waktu. Pingkan Yessica 111 110 027 PLUG 1 8