EKSPLORASI BIJIH BESI

(Makalah Tugas Geofisika Pertambangan)

Oleh

Ferry Anggriawan

1215051023

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2015

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Biji atau bijih besi adalah cebakan yang digunakan untuk membuat besi gubal.

Biji besi terdiri atas oksigen dan atom besi yang berikatan bersama dalam

molekul. Besi sendiri biasanya didapatkan dalam bentuk magnetit (Fe3O4),

hematit (Fe2O3), goethit, limonit atau siderit. Bijih besi biasanya kaya akan

besi oksida dan beragam dalam hal warna, dari kelabu tua, kuning muda, ungu

tua, hingga merah karat anjing Saat ini, cadangan biji besi nampak banyak,

namun seiring dengan bertambahnya penggunaan besi secara eksponensial

berkelanjutan, cadangan ini mulai berkurang, karena jumlahnya tetap. Sebagai

contoh, Lester Brown dari Worldwatch Institute telah memperkirakan bahwa

bijih besi bisa habis dalam waktu 64 tahun berdasarkan pada ekstrapolasi

konservatif dari 2% pertumbuhan per tahun.

Dalam proses eksplorasi Bijih Besi, para geofisikawan memiliki peran sangat

penting. Banyak metode yang dapat digunakan dalam proses penentuan

cadangan Bijih Besi pada suatu daerah yang berpotensi memiliki bijih besi.

Pada makalah ini, akan lebih jauh membahas penentuan suatu lapisan yang

mengandung bijih besi dengan Metode Geomagnet.

1.2. Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui mengenai apa itu bijih

besi dan teknik eksplorasinya.

2

3.3. Manfaat

Setelah penulisan serta pembahasan makalah ini diharapkan nantinya

mahasiswa dapat mengetahui manfaat dari bijih besi serta teknik eksplorasi

yang tepat digunakan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Bijih Besi

Besi merupakan unsur kuat golongan VIII B yang mempunyai nomor atom 26.

Kita dapat melihat besi di mana-mana dalam kehidupan sehari-hari. Segala

barang yang harus kuat pasti terbuat dari besi, seperti tiang listrik, jembatan,

pintu air, dan kerangka bangunan. Peralatan perang juga semuanya berbahan

dasar besi. Tidak hanya barang-barang besar sampai yang berkekuatan raksasa

saja yang terbuat dari besi, barang-barang kecil pun banyak sekali yang terbuat

dari besi, seperti peniti, paku, pisau, pines, cangkul, kawat dan sebagainya

(Widyamartaya, 1983). Kegunaan utama besi adalah untuk membuat baja. Baja

tahan karat yang terkenal adalah stainless stell yang merupakan paduan besi

dengan 14-18% kromium 7-9% dan Nikel.

Bijih besi merupakan batuan yang mengandung mineral-mineral besi dan

sejumlah mineral gangue seperti silika, alumina, magnesia, dan lain-lain. Besi

yang terkandung dalam batuan tersebut dapat diekstraksi dengan teknologi

tertentu secara ekonomis.

2.2. Metode Geomagnet

Metode geomagnetik merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan

untuk survei pendahuluan pada eksplorasi minyak bumi, panas bumi, batuan

mineral, maupun untuk keperluan pemantauan (monitoring) gunung berapi.

Dasar dari metode magnetik adalah gaya coulomb antara dua kutub magnetik

m1 dan m2 (emu) yang berjarak r (cm) dalam bentuk (Telford,dkk., 1979):

4

dengan 0 adalah permeabilitas medium dalam ruang hampa, tidak berdimensi

dan berharga satu. Kuat medan magnet (H) pada suatu titik yang berjarak r dari

m1 didefinisikan sebagai gaya perstuan kuat kutub magnet, dapat dituliskan

sebagai:

Bila dua buah kutub magnet yang berlawanan mempunyai kuat kutub magnet

+p dan p, keduanya terletak dalam jarak l, maka momen magnetik M dapat

ditulis sebagai:

dengan M adalah vektor dalam arah unit vektor r1 dari kutub negatif ke kutub

positif. Benda magnet dapat dipandang sebagai sekumpulan dari sejumlah

momen-momen magnetik. Bila benda magnetik tersebut diletakkan dalam

medan luar, benda tersebut menjadi termagnetisasi karena induksi. Oleh karena

itu, intensitas kemagnetan I adalah tingkat kemampuan menyearahnya

momenmomen magnetik dalam medan magnet luar, atau didefinisikan sebagai

momen magnet persatuan volume:

Tingkat suatu benda magnetik untuk mampu dimagnetisasi ditentukan oleh

suseptibilitas kemagnetan atau k, yang dituliskan sebagai:

Besaran yang tidak berdimensi ini merupakan parameter dasar yang

dipergunakan dalam metode magnetik. Harga k pada batuan semakin besar

apabila dalam batuan tersebut semakin banyak dijumpai mineral-mineral yang

bersifat magnetik. Bila benda magnetik diletakkan dalam medan magent luar

H, kutub-kutub internalnya akan menyearahkan diri dengan H dan terbentuk

suatu medan magnet baru yang besarnya adalah:

5

Medan magnet totalnya disebut dengan induksi magnet B dan dituliskan

sebagai:

dengan mr = 1+4pk dan disebut sebagai permeabilitas relatif dari suatu benda

magnetik. Satuan B dalam emu adalah gauss, sedangkan dalam geofisika

eksplorasi dipakai satuan gamma (g) dengan 1 g = 10-5 gauss = 1 nT. Pada

metode geomagnet variasi medan magnetik yang terukur di permukaan

merupakan target dari survey magnetik (anomali magnetik). Besarnya anomali

magnetik berkisar ratusan sampai dengan ribuan nanotesla, tetapi ada juga yang

lebih besar dari 100.000 nT yang berupa endapan magnetik. Secara garis besar

anomali ini disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnet

induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar pada

magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetnya serta sangat

rumit diamati karena berkaitan dengan peristiwa kemagnetan yang dialami

sebelumnya. Sisa kemagnetan ini disebut dengan Normal Residual Magnetism

yang merupakan akibat dari magnetisasi medan utama.

Anomali yang diperoleh dari survey merupakan hasil gabungan dari keduanya.

Bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi

maka anomalinya bertambah besar, demikian pula sebaliknya. Dalam survey

magnetik, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnet

kurang dari 25% medan magnet utama bumi. Adanya anomali magnetik

menyebabkan perubahan dalam medan magnet total bumi dan dapat dituliskan

sebagai:

dengan :

H T = medan magnetik total bumi

H M = medan magnetik utama bumi

H A = medan anomali magnetik

Bila besar H A

6

Gambar 3. Vektor yang menggambarkan medan anomali (FA), medan utama

(FM) dan medan magnet total (FT).

III. PEMBAHASAN

3.1. Topografi dan Geologi

Kondisi topografi Lokasi tambang bijih besi pada umumnya bergelombang

dan berbukit-bukit daerahnya relatif datar dengan kemiringan berkisar 20

sampai 40 derajat, terdiri dari lembah sedang dan perbukitan kecil, dimana

daerah yang paling tinggi dengan ketinggian + 100 m dari permukaaan laut.

Sedangkan keadaan geologi lokasi pada umumnya didominasi oleh kwarsa

dan pasir, batuan alluvial, dan batuan granit dengan intrusi mineralisasi bijih

besi di antara batuan alluvial. Vegetasi pada lokasi terdiri dari tumbuhan

pepohonan khas daerah pulau belitung dan semak belukar, dan sebahagian

berupa lahan perkebunan kelapa sawit.

Pengukuran lintasan ukur dan titik ukur dilakukan oleh regu topografi dengan

menggunakan alat ukur theodolit. Pengukuran geomagnit dilakukan secara kisi

(gridding) dengan sistim tertutup (looping) ABAB. Penyelidikan geomagnit didaerah

bijih besi, biasaya dilakukan dengan menggunakan alat proton unimag

geomagnetometer tipe.

3.2. Eksplorasi Bijih Besi

Proses terjadinya cebakan bahan galian bijih besi berhubungan erat dengan

adanya peristiwa tektonik pra-mineralisasi. Akibat peristiwa tektonik,

terbentuklah struktur sesar, struktur sesar ini merupakan zona lemah yang

memungkinkan terjadinya magmatisme, yaitu intrusi magma menerobos

batuan tua, dicirikan dengan penerobosan batuan granitan (Kgr) terhadap

Formasi Barisan (Pb, Pbl). Akibat adanya kontak magmatik ini, terjadilah

proses

8

rekristalisasi, alterasi, mineralisasi, dan penggantian (replacement) pada

bagian kontak magma dengan batuan yang diterobosnya. Perubahan ini

disebabkan karena adanya panas dan bahan cair (fluida) yang berasal dari

aktivitas magma tersebut. Proses penerobosan magma pada zona lemah ini

hingga membeku umumnya disertai dengan kontak metamorfosa. Kontak

metamorfosa juga melibatkan batuan samping sehingga menimbulkan bahan

cair (fluida) seperti cairan magmatik dan metamorfik yang banyak

mengandung bijih.

Eksplorasi detail dapat kita lakukan dengan penyelidikan kerberadaan bijih

besinya secara detail, yaitu penelitian sampai detail dari jumlah luas dan

kedalaman posisi persis penyebaran dan batas-batas keberadaan dari bijih

besi. Cara penelitian detail ini yaitu dengan beberapa cara seperti pengeboran

dan cara beberapa metode geofisika. Salah satu cara penelitian eksplorasi

detail yang digunakan adalah dengan metoda eksplorasi geomagnet.

Penerapan metode eksplorasi geomagnet ini prinsipnya menggunakan daya

kemagnetan bijih besi yang ada didaerah yang mencari anomali kemagnetan

yang lebih besar dari sekitarnya. Adapun alat yang digunakan untuk

pengukuran daya kemagnetan adalah magnetometer yang terdiri dari main

unit GSM 19T Magnetometer, Tabung sensor berisi cairan elektrolit, dan

stick alluminium sebagai tempat dan pengarah dari tabung sensor. Cara kerja

pengukurannya adalah setelah main unit diaktifkan dan disetting waktu

tanggal bulan dan tahun, posisikan stick pada titik yang diukur, hadapkan

sensor ke arah utara, untuk pengukurannya tekan tombol F pada GSM 19T

Magnetometer secara bersamaan dengan GPS, yang gunanya untuk tracking

dan koreksi waktu pengukuran.

Kegiatan penambangan dapat dilakukan dengan sistem tambang terbuka,

yaitu penambangan pengambilan bijih besinya dengan menggunakan bantuan

peralatan alat berat yang bijihnya dikumpulkan untuk dicuci atau dipisahkan

sesuai dengan diameter ukurannya masing-masing. Alat-alat berat yang

digunakan pada penambangan antara lain untuk pengupasan dan penggalian

dengan bulldozer dan back hoe, untuk pengangkutan dengan dump truk. Pada

lokasi, bijih besi yang sudah ditambang diangkut dan dikumpulkan di

9

stockfile yang berjarak sekitar 2 km. Bijih besi sudah ada di stockfile dicuci,

dan dibagi ukurannya. Mineral dressingnya meliputi proses pengolahan

pencucian dan proses pemisahan ukuran (size). Proses pencuciannya

dilakukan pada saat bersamaan dengan proses pemisahan ukuran bijihnya.

Pemisahan bijih besinya menggunakan sistem magnet bijih besinya dengan

hasil pemisahan berbagai macam ukuran yang ukuran diameter kurang dari

10 cm. Sumber air untuk pencuciannya diperoleh dari danau sekitar area dan

limbah bekas pencuciannya dibuang pada pond2 yang dibuatkan di sebelah

area penambangan. Di lokasi terdapat peralatan Magnetic Separator untuk

sizing atau pemisahan type ukuran bijih besinya, namun tidak ada peralatan

chrushing plant (penghancuran atau pengecilan ukuran). Untuk ukuran bijih

besi dengan diameter lebih dari 20 cm sudah dihancurkan terlebih dahulu

dengan breaker back hoe, sehingga bijih yang diambil untuk dicuci sudah

berukuran kecil-kecil. sehingga mudah dimuat ke Magnetic Separator atau

dimuat ke papan palong pencucian untuk selanjutnya dikarungi/dipacking

pada ukuran-ukuran tertentu.

3.3. Hasil Penyelidikan Geomagnet

Dari penyelidikan geomagnit didapat hasil berupa data kerentanan magnit

batuan (K), peta anomali geomagnit total sisa dan profil anomali geomagnit

total sisa. Penyelidikan geomagnit dilakukan untuk melokalisir zona

mineralisasi bijih besi, anomali yang dicari adalah anomaly positif tinggi, dan

selanjutnya hanya anomali positif tinggi ini yang akan dibahas, karena biji

besi memberikan atau mempunyai nilai kemagnitan positif akibat adanya

kandungan mineral magnetit dan ilmenit di dalam batuan.

Struktur sesar sangat erat kaitannya dalam proses terjadinya mineralisasi bijih

besi, karena zona-zona mineralisasi pada umumnya terjadi pada zona struktur

sesar/hancuran, karena bidang tersebut merupakan zona yang lemah sehingga

memudahkan terjadinya akumulasi bijih besi atau dengan kata lain zona

tersebut merupakan host rock untuk terjadinya mineralisasi bijih besi.

Keberadaan struktur sesar tersebut selain dari data hasil penyelidikan

geomagnit juga didukung oleh kenampakan dilapangan

10

3.4. Zona Mineralisasi Bijih Besi dan Struktur Sesar

Hasil penyelidikan geomanit menunjukkan bahwa zona mineralisasi bijih besi

(Fe) ditandai dengan nilai anomali geomagnit positif tinggi > 1000 gamma

yang disebabkan oleh kandungan mineral magnetit dan titan didalam batuan.

Pada umumnya mineral tersebut mempunyai nilai K : 71 94 x 10-6

cgs, dan

% Fe total yang relatif tinggi (59 69 %) diperkirakan berkaitan dengan zona

mineralisasi bijih besi. Ditemukannya singkapan batuan yang insitu dan

endapan besi deluvial juga merupakan suatu indikasi permukaan/data

pendukung untuk keberadaan zona mineralisasi bijih besi.

Beberapa faktor yang berperan penting dalam proses pembentukan

mineralisasi bijih besi di didaerah penyelidikan antara lain keberadan struktur

sesar, dan batuan induknya. Besarnya nilai kerentanan magnetik batuan,

persentase Fe total merupakan indikasi yang baik dalam mengaplikasikan

metoda geomagnetik. Aplikasi metoda geomagnet dalam menentukan

keberadaan sumber daya bijih besi didaerah penyelidikan memberikan hasil

yang baik dengan kontras yang besar antara daerah mineralisasi dan bukan

mineralisasi. Daerah yang memiliki potensi cadangan bijih besi (Fe) memiliki

kontur anomaly Magnetik berkisar 500 nT - 4000 nT.

3.5. Pengolahan Data Geomagnet

Dalam proses pengolahan data Geomagnet diperlukan langkah-langkah dari :

Penyiapan lintasan Geomagnet (studi literatur, peta, lokasi survey).

Akuisisi data pengukuran (pengambilan data, pengumpulan data,

persiapan untuk pengolahan).

Pengolahan data (penyiapan data agar menjadi suatu bentuk

peta/penyajian yang bisa dibaca untuk diinterpretasi.

Sebelum melakukan proses pengolahan geomagnet, terlebih dahulu kita

persiapkan data-data mentah dari hasil akuisisi pengukuran, data-data tersebut

adalah sebagai berikut :

11

Data akuisisi pengukuran geomagnet di Base Station dan geomagnet

Mobile.

Pengolahan data hasil pengukuran geomagnet menggunakan software

GEM magnetometer dan software ArcView.

Adapun langkah-langkah pengolahan data adalah :

Project Baru : (View New Bentuk DBF) _ Di blok Save as DBF _

Save tutup_ Memasukkan Titik dari Tabel : (Tabel ADD (data DBF))

_ Klik Tutup tabel_

View - Project Baru : (View ADD EVEN TEMPT) _ Tabel X, W, Z _

Add Tempt _Tabel ADD Tabel.

Membuat Poligon : (View New Tempt Poligon Tempat simpan

nama) _ Tempt Stop Editing

Buat Kontur : (File Extention , Image Analisis, 3D analisis) _ Surface

create Countur (IDW) _ 2 values _ Interval Countur

Croop Data Kontur : (Theme new temp polygon) _ Theme stop

editing _ File Ext_ Geoprocesing result _ Clip _ Theme Convert to SHP

file _ Convert counter DBF SHP_View Geoprocesing CLIP_Warna

klik 2x _Uniq Value_ Value Countur _ Add point _ Pilih point, letakkan

ukuran grafik dan posisi _ Theme Convertto SHP File.

IV. PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Kondisi topografi Lokasi tambang bijih besi pada umumnya bergelombang

dan berbukit-bukit daerahnya relatif datar dengan kemiringan berkisar 20

sampai 40 derajat, terdiri dari lembah sedang dan perbukitan kecil, dimana

daerah yang paling tinggi dengan ketinggian + 100 m dari permukaaan laut.

Beberapa faktor yang berperan penting dalam proses pembentukan

mineralisasi bijih besi di didaerah penyelidikan antara lain keberadan struktur

sesar, dan batuan induknya

Hasil penyelidikan geomanit menunjukkan bahwa zona mineralisasi bijih besi

(Fe) ditandai dengan nilai anomali geomagnit positif tinggi > 1000 gamma

yang disebabkan oleh kandungan mineral magnetit dan titan didalam batuan.

Pada umumnya mineral tersebut mempunyai nilai K : 71 94 x 10-6

cgs, dan

% Fe total yang relatif tinggi (59 69 %) diperkirakan berkaitan dengan zona

mineralisasi bijih besi.

Dalam proses pengolahan data Geomagnet diperlukan langkah-langkah dari :

Penyiapan lintasan Geomagnet (studi literatur, peta, lokasi survey).

Akuisisi data pengukuran (pengambilan data, pengumpulan data, persiapan

untuk pengolahan).

Pengolahan data (penyiapan data agar menjadi suatu bentuk peta/penyajian

yang bisa dibaca untuk diinterpretasi.