Alfonsus Simalango

Tuesday, June 7, 2016

Endapan Nikel Laterit Sorowako, Bahodopi, dan Pomalaa



Adalah suatu pertanyaan “Mengapa nikel laterit banyak terbentuk di daerah Sorowako, Bahodopi dan Pomalaa, mengapa tidak di daerah yang lain??”. Bagi kebanyakan orang, pertanyaan seperti ini memang cukup menarik, bahkan buat para ahli geologi yang banyak berkecimpung dalam dunia eksplorasi juga ternyata menjadi suatu hal yang menarik untuk dikaji. Beberapa ahli geologi yang terkenal telah memberikan kajian-kajian yang cukup penting untuk lebih memahami tentang fenomena ini, diantaranya adalah Paul Golightly dan Waheed Ahmad.
Tulisan ini mencoba mengupas sedikit tentang beberapa hal seperti pengertian nikel laterit, geologi dan proses pembentukannya dengan mengutip dari beberapa pendapat ahli geologi sebelumnya. Tulisan ini juga akan mengupas sedikit tentang prospek keberadaan endapan nikel laterit di Sorowako, Bahodopi dan Pomalaa.

Pengertian Nikel Laterit

 

Istilah “laterite” atau laterit berasal dari bahasa Latin “later” yang berarti bata. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Buchanan Hamilton pada tahun 1807 untuk bongkahan-bongkahan tanah (earthy iron crust) yang telah dipotong menjadi bata (bricks) untuk bangunan dari orang Malabar – South Central India. Masyarakat Malabar mengenali material ini dalam bahasa mereka sebagai “brickstone” atau batu bata (dikutip dari Waheed Ahmad, 2006).
Sekarang ini, istilah “laterite” digunakan untuk pengertian residu tanah yang kaya akan senyawa oksida besi (sesquioxsides of iron) yang terbentuk dari akibat pelapukan kimia dengan kondisi air tanah tertentu. Untuk residu tanah yang kaya dengan oksida alumina (hydrated aluminium oxides) dinamakan “bauxite” atau bauksit. Jadi secara umum dapat dipahami bahwa batuan-batuan mafik yang mana mengandung lebih banyak Fe daripada Al cenderung akan membentuk laterit sedangkan batuan-batuan granitik dan argillik sebaliknya cendrung akan membentuk endapan bauksit karena kandungan Al lebih banyak dari Fe-nya.
Secara umum, nikel laterit diartikan sebagai suatu endapan bijih nikel yang terbentuk dari proses laterisasi pada batuan ultramafik (peridotit, dunit dan serpentinit) yang mengandung Ni dengan kadar yang tinggi, yang pada umumnya terbentuk pada daerah tropis dan sub tropis. Kandungan Ni di batuan asal berkisar 0.28 % dapat mengalami kenaikan menjadi 1 % Ni sebagai konsentrasi sisa (residual concentration) pada zona limonit (Waheed Ahmad, 2006). Proses laterit ini selanjutnya dapat berkembang menjadi proses pengayaan nickel (supergene enrichment) pada zona saprolit sehingga dapat meningkatkan kandungan nikel menjadi lebih besar dari 2 %.
Sebetulnya, disamping endapan nikel laterit, terdapat juga type endapan lain seperti yang dikenal dengan nama nikel sulfida yang mana terbentuk dari proses hidrothermal sehingga membentuk suatu cebakan/ endapan nikel dalam bentuk urat-urat (veins). Salah satu contoh dari type endapan ini bisa ditemukan di tambang Sudbury-Kanada. Namun demikian, untuk tulisan ini kita hanya ingin mengenal lebih jauh tentang nikel laterit itu sendiri, yang mana tersebar banyak di daerah Sorowako, Bahodopi dan Pomalaa.

Faktor Pembentuk Nikel Laterit

Menurut P Golightly, endapan nikel laterit berasal dari batuan beku yang kaya akan mineral olivin seperti batuan peridotit dan dunit. Nikel ini dihasilkan dari hasil pelapukan mineral olivin atau serpentin sebagai komposisi mineral utama dari batuan tersebut, atau bahkan  magnetite yang mengandung nikel. Jumlah kandungan nikel yang paling tinggi ditemukan dalam mineral olivine (Mg,Fe,Ni)2SiO4 yang mana berkisar 0.3 % nikel.
Beberapa faktor yang dianggap sangat mempengaruhi proses penbentukan endapan nikel laterit ini adalah:
  • Kandungan dari batuan peridotite dan pola tektoniknya
  • Iklim
  • Topografi
  • Proses geomorfologi (bentuk bentangan alam)
Kesemua faktor ini berkaitan begitu kompleks dimana peranan secara individu dari masing-masing faktor sangat susah dibedakan. Kesemuanya bisa mempengaruhi bentuk profil pelapukan secara individual berbeda, bentuk topografi dari “ore body” pada batuan peridotitnya dan bentuk secara umum dari residu nikel laterit tersebut.
Bentuk topografi/morfologi yang tidak curam tingkat kelerengannya, dimana endapan laterit masih mampu untuk ditopang oleh permukaaan topografi sehingga nikel laterit tersebut tidak hilang oleh proses erosi maupun ketidakstabilan lereng. Adanya tumbuhan penutup yang berfungsi untuk mengurangi tingkat intensitas erosi endapan laterit menyebakan endapan laterit tersebut relatif tidak terganggu.

Meskipun komposisi batuan asal memegang peran penting untuk menghasilkan endapan laterit, kondisi iklim yang ada dan sejarah geologi yang berkenaan dengan proses pembentukan soil akhirnya memegang peranan penting dalam mengontrol komposisi akhir dari soil residu tersebut. Pelapukan dari batuan mafik pada kondisi iklim dingin cenderung akan membentuk endapan clay (lempung) sementara pada pelapukan yang tinggi dengan kondisi iklim panas dan lembab akan menyebakan laterit berkembang dengan baik.

Oleh karena itu, agar laterit tersebut dapat berkembang dengan baik, menurut Waheed Ahmad (2006), maka dibutuhkan beberapa kondisi seperti:
  • Keberadaan batuan yang mengandung besi Relatively high temperature (to aid in chemical attack)
  • Air tanah yang bersifat agak asam (slightly acidic) untuk membantu dalam reaksi kimia
  • Curah hujan yang tinggi untuk membantu pelapukan kimia dan menghilangkan unsure-unsur yang mudah larut (mobile elements)
  • Lingkungan oksidasi yang kuat (untuk mengubah Fe2+ (FeO) menjadi Fe3+ (Fe2O3)
  • Proses pengayaan (supergene enrichments) untuk menghasilkan konsentrasi nikel dalam jumlah yang cukup tinggi.
  • Bentuk topografi yang sedang untuk melindungi laterit dari proses erosi
  • Waktu yang cukup untuk agar laterit terakumulasi untuk ketebalan yang baik.

Penampang Laterit

Pembentukan penampang lapisan laterit sebagai hasil dari proses laterisasi memperlihatkan  urutan laterit yang tertua dari atas ke bawah. Secara umum penampang laterit dapat dikategorikan menjadi:
  1. Zona limonit pada bagian atas
  2. Zona saprolit pada bagian tengah, dan
  3. Zona batuan dasar (bedrock) pada bagian bawah.
Gambar 1. Bentuk sederhana penampang laterit (Waheed Ahmad, 2006).





Gambar 2. Bentuk ragam dari penampang laterit hubungannya dengan iklim
dan topografi (Waheed Ahmad, 2006).

Menurut Golithly, endapan laterit yang berkembang baik di daerah Sorowako dapat dibedakan atas dua kategory yaitu:
  1. Endapat laterit yang berkembang pada batuan dasar (bedrock) yang tidak mengalami serpentinisasi (unserpentinized) yang dikenal dengan West type, dan
  2. Endapan laterit yang berkembang pada batuan dasar yang mengalami serpentinisasi 20% samapi 80% pada mineral olivinnya (East type).
Akibat dari perbedaan kedua kondisi lingkungan tersebut  mengakibatkan pekembangan bentuk penampang laterit yang berbeda pula (lihat gambar 3.).
Gambar 3. Penampang laterit Sorowako East Block dan West Block
secara lengkap (Waheed Ahmad, 2006).

Kondisi Geologi dan Pola Tektonik Endapan

Daerah Sorowako, bahodopi, Pomalaa dan sekitarnya merupakan bagian mandala Sulawesi Timur yang tersusun oleh kompleks ofiolit, batuan metamorf, kompleks mélange dan batuan sediment pelagis. Kompleks ofiolit memanjang dari utara Pegunungan balantak ke arah tenggara Pegunungan Verbeek, yang disusun oleh batuan dunit, hazburgit, lerzolit, serpentinit, werlit, gabro, diabas, basalt dan diorite. Geologi regional dari pulau Sulawesi ini dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4.  Peta geologi dan struktur regional Sulawesi (Kadarusman dkk, 2004).

Batuan yang merupakan anggota Lajur Ofiolit Sulawesi Timur berupa batuan ultrabasa (Mtosu) yang terdapat di sekitar danau Matano, terdiri atas dunit, harzburgit, lherzolit, wehrlit, websterit dan serpentinit. Jenis batuan yang menyusun daerah Sorowako dan sekitarnya ini sangat mempengaruhi keterdapatan dan penyebaran nikel laterit. Batuan dasar penyusun Sorowako dan sekitarnya ini merupakan batuan ultramafik yang mengandung nikel, cobal, besi, magnesium, dan silika. Jika batuan ini mengalami proses lateritisasi maka konsentrasi kadar nikel, kobal, basi, magnesium dan silica akan meningkat dalam zona laterit tertentu.
Struktur geologi banyak dijumpai pada daerah Sorowako dan sekitarnya, baik berupa sesar, lipatan maupun kekar (Gambar 4). Secara umum sesar yang terdapat di daerah ini berupa sesar naik, sesar sungkup, sesar geser dan sesar turun; yang diperkirakan mulai terbentuk sejak Mesozoikum. Sesar matano dan sesar Palu Koro merupakan sesar utama yang terdapat pada daerah ini.

Kondisi Iklim

Daerah Sorowako, Bahodopi, dan Pomalaa juga merupakan daerah yang mengalami perubahan temperature yang kontras dan bercurah hujan yang tinggi, sehingga batuan penyusunnya mudah mengalami pelapukan mekanis. Pelapukan mekanis atau disebut juga disintegrasi dapat mengubah ukuran batuan atau partikel batuan menjadi semakin kecil. Perubahan ukuran batuan yang semakin kecil ini menyebabkan luas permukaan batuan yang mengalami kontak dengan agen-agen proses laterisasi menjadi semakin luas sehingga jumlah laterit yang dihasilkan juga semakin besar.

Keberadaaan nikel laterit di daerah Sorowako dan sekitarnya juga sangat dipengaruhi oleh pelapukan kimia dan sirkulasi air tanah. Semakin tinggi tingkat pelapukan kimia dan sirkulasi air tanahnya maka jumlah lateritpun akan semakin besar. Menurut Ollier, 1966, pelapukan kimia yang berhubungan dengan proses laterisasi terdiri atas pelarutan, oksidasi-reduksi, hidrasi, karbonasi, hidrolisis dan desilisikasi. Proses pelapukan kimia dan sirkulasi air tanah terutama yang bersifat asam pada batuan ultramafik, akan menyebabkan terjadinya penguraian magnesium, nikel, besi, dan silica pada mineral olivin, piroksin, maupun serpentin yang membentuk larutan yang kaya dengan unsur-unsur tersebut (Waheed Ahmad, 2006).

Penyebaran Endapan dan Pendekatan Konsep Ekplorasi

Pulau Sulawesi dengan kondisi geografis, iklim, topografi, geologi dan tektonik memiliki potensi sebaran nikel laterit dibeberapa daerah di lengan timur Sulawesi. Dapat dipahami bahwa keberadaan endapan ini terkait dengan beberapa faktor tersebut diatas. Pada Kenyataannya, proses pengkayaan nikel dari hingga menjadi suatu endapan yang bernilai ekonomis sangat tergantung berbagai macam kombinasi faktor yang cukup kompleks.
Oleh karena itu, pendekatan dari konsep eksplorasi endapan ini secara umum dipahami bahwa endapan ini berasosiasi terhadap batuan-batuan ultramafik yang kaya akan mineral-mineral ferromagnesian yang mengandung nikel. Bentuk bentangan alam (morphology) dan struktur gelologi yang berkembang serta kondisi iklim merupakan satu informasi yang sangat penting untuk bagi para explorer (geologist) untuk menindak lanjuti potensi keterdapan endapan nikel laterit tersebut.


Dari bahasan sebelumnya, disimpulkan bahwa endapan nikel yang banyak terbentuk di daerah Sorowako, Bahodopi dan Pomalaa karena sangat didukung oleh kondisi geologi dimana batuan penyusun daerah terdiri dari batuan ultramafik yang mengandung nikel. Endapan nikel dari hasil pelapukan batuan tersebut banyak mengalami proses pengayaan karena dipengaruhi oleh beberapa faktor lain seperti cuaca dan topografi serta kondisi fisik batuan yang terpengaruh oleh adanya struktur geologi yang berkembang cukup intensif di daerah ini. Masing-masing faktor ini akan memberikan kontribusi yang cukup signifikan dengan proporsi yang berbeda dan kompleks sehingga akan meghasilkan penampang laterit sangat bervariasi untuk suatu daerah maupun dengan daerah yang lain.

Pendekatan explorasi yang dilakukan oleh para geologist dengan melakukan pemetaan geologi untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi batuan penyusun, bentuk topography dan struktur geologi akan memberikan informasi awal tentang potensi endapan nikel laterit dari suatu daerah yang diteliti
.

Proses Pembentukan Nikel Laterit

Proses pembentukan nikel laterit berawal dari batuan induknya yaitu batuan ultrabasa. Menurut Vinogradov, batuan ultrabasa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan diantara unsur-unsur tersebut. Salah satu contohnya proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hidrothermal, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk.

Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultrabasa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil.

Faktor Pembentukan Nikel Laterit

Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering). Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit ini adalah : 

Batuan Asal ; Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentuknya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: - terdapat elemen Ni yang paling banyak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel.

Iklim ; Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan dan penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan. 

Reagen-reagen kimia dan vegetasi ; Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan : 
  • Penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan 
  • Akumulasi air hujan akan lebih banyak 
  • Humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis.
Struktur ; Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahan-rekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif. Rekahan yang terjadi sudah tentu berhubungan erat dengan patahan baik secara lokal maupun regional.

Topografi ; Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagen-reagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori-pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif.