Identifikasi Pola Variasi Resitivitas Pada Zona Mineralisasi Sulfida (Emas)Menggunakan Metode Metode Controlled Source Audio-FrequencyMagnetotelluric (CSAMT) Domain FrekuensiStudi Kasus : Arinem-Papandayan

Nur Okviyani, Drs. Lantu, M.Eng, Sc.DESS, Syamsuddin, S.Si, MT

Program Studi Geofisika Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas HasanuddinEmail: tugasacc@yahoo.co.id

ABSTRACT

A geophysical investigation has been done to identify resistivity variation zone of sulphide mineralization (gold) at Arinem-Papandayan. This investigation used secondary data of Controlled-Source Audio frewuency Magnetotellurics (CSAMT) method. Processing data using software CMT-Pro dan Surfer-9, resulting 2D modelling resistivity section. From the analysis and interpretation of 2D modelling resistivity section obtain that sulphide mineralization zone was found low resistivity (0 m-100m) identify as argilic and silifivation alteration zones that spread into the NorthEast of inverstigation area. Electrical respon of rock in CSAMT also show high resistivity more than 1000m in guess as andesite intrusion.

Keyword: CSAMT, Resistivity, Mineralization sulfide

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi variasi resistivitas zona mineralisasi sulfida (emas) pada daerah Arinem-Papandayan. Penelitian ini menggunakan data sekunder hasil pengukuran metode controlled-source audio frequency magnetotellurics. Pengolahan data menggunakan software CMT-Pro dan Surfer9 kemudian dianalisis dan diinterpretasikan berdasarkan Penampang 2D. Dari hasil analisis dan interpretasi diperoleh bahwa zona mineralisasi sulfida terdapat pada resistivitas rendah (0 m-100 m) hingga resistivitas sedang (100 m-200 m) dengan identifikasi daerah alterasi zona argilik dan zona silifikasi lemah yang menyebar di permukaan hingga kedalaman 500 m bawah permukaan, menyebar ke arah timur laut daerah penelitian. Respon kelistrikan batuan pada CSAMT juga menunjukkan nilai resistivitas yang sangat tinggi lebih dari 1000 m dengan dugaan merupakan intrusi andesit.

Kata Kunci: CSAMT, Resistivitas, Mineralisasi Sulfida

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPencarian sumber daya alam atau yang lebih dikenal dengan eksplorasi sumber daya alam bawa permukaan, dapat dilakukan dengan berbagai metode geofisika misalnya metode seismik, geolistrik, geomagnet dan elektromagnet, dan lain - lain.

CSAMT adalah salah satu metode MT yang baik digunakan untuk eksplorasi mineral sulfida. Survey CSAMT merupakan survey terakhir yang dilakukan pada tahap eksplorasi, hal ini dilakukan karena metode ini dapat menggambarkan kontinuitas sebaran mineral bawah permukaan hingga kedalaman lebih dari 2 km. Penelitian ini mengambil studi kasus area sekitaran Gunung Papandayan yang secara fisiologis di daerah ini terdapat banyak aktivitas vulkanisme dan tektonik sehingga berlangsung proses hidrotermal yang memungkinkan terbentuknya potensi endapan mineral baik logam maupun non logam. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pola penyebaran mineralisasi sulfida yang mengidentifikasikan terdapatnya emas berdasarkan variasi resistivitas batuan.

BAB IIKAJIAN PUSTAKA

2.1 Teori ElektromagnetikTeori medan elektromagnetik merupakan suatu teori yang menjelaskan hubungan antara medan listrik dan medan magnet yang menimbulkan rambatan gelombang elekromagnetik. Menurut Maxwell, medan listrik yang berubah akan menimbulkan medan magnet sementara itu Faraday berpendapat bahwa perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik.

Persamaan Maxwell merupakan persamaan yang melatarbelakangi gelombang elektromagnetik dimana terdapat medan listrik dan medan magnet .

Pada medium konduktif, persamaan Maxwell dinyatakan dengan :

Solusi medan listrik maupun medan magnet untuk medium homogen dapat menghitung besar amplitudo pada kedalaman tertentu atau dikenal dengan skin depth atau kedalaman penetrasi.

Dimana = 4 x 10-7 Hz/m

Kedalaman penetrasi pada gelombang elektromagnetik dinyatakan dengan seberapa dalam gelombang terpenetrasi sehingga intensitasnya menjadi nol. Dalam hal ini gelombang medan magnet dan medan listrik akan sebanding dengan invers kedalaman penetrasi gelombang (Syamsuddin, 2009).

2.2 Magnetotelluric (MT)Sumber medan EM frekuensi tinggi (>1 Hz) berasal dari kegiatan petir dan kilat yang terjadi dalam lapisan atmosfer bumi secara menyeluruh. Sumber medan EM frekuensi rendah (< 1 Hz) berasal dari gelombang mikro karena interaksi antara partikel matahari (solar wind) dengan medan magnet bumi. Akibat interaksi antara gelombang EM dengan material bumi timbul arus induksi. Arus induksi ini akan menginduksi ke permukaan bumi sehingga terjadi arus eddy dipermukaan bumi yang dikenal dengan arus telluric. Arus telluric inilah yang akan menjadi sumber medan listrik di permukaan mudi untuk metode MT.

Pada metoda MT sumber energi berasal dari sinyal elektromagnetik alamiah yang sangat lemah dengan frekuensi kurang dari 1 Hz dari sistem arus di ionosfer, magnetosfer dan badai listrik di atmosfer. Karena lemahnya sinyal alamiah tersebut, pengambilan data MT memerlukan waktu stacking yang panjang, untuk meningkatkan kualitasnya tersebut CSAMT hadir dengan menggunakan sumber buatan (Grandis, 2008).

2.3 Metode Controlled-source audio frequency magnetotellurics (CSAMT)

Metode CSAMT merupakan perkembangan metode MT yang keduanya menggunakan sistem induksi elektromagnetik. Dimana metode elektromagnetik domain frekuensi dengan menggunakan loop dipole atau horizontal ground sebagai sumber buatan. Sejak diperkenalkan pada pertengahan tahun 1970 CSAMT banyak digunakan dalam eksplorasi minyak bumi, pencarian geothermal, mineral, struktur, lithologi, dan sumber air tanah.

Gambar 1. Konfigurasi instrument CSAMT (Sumber: Zonge, 2008)

Sumber CSAMT biasanya terdiri dari dipole listrik yang digroundkan sepanjang 1 km sampai 2 km yang rerletak 4 km - 10 km dari area pengukuran. Frekuensi yang digunakan pada CSAMT antara 0,125 Hz hingga 10 KHz. Dipole listrik yang digroundkan akan mendeteksi medan listrik (E) dan medan magnet (H) rasio dari orthogonal, horizontal medan listrik dan medan magnet vertikal menghasilkan resistrivitas semu. Pada penetrasi dan resolusi CSAMT didefinisikan dengan Skin Depth yaitu:

Dimana adalah resistivitas dalam ohm-meter, adalah frekuensi angular rad/s dan sebagai permeabilitas. Penetrasi berkisar 3,5 km hingga 1 km dimungkinkan untuk low frekuensi sekitaran 0,1 Hz. Secara umum pada penerapaanya penetrasi yang diperloeh hanya hingga kedalaman 2 km (Hughes, 1987).

2.4 Mineralisasi dan Alterasi EmasEmas terbentuk dari proses magmatisme atau pengkonsentrasian di permukaan. Beberapa endapan terbentuk karena proses metasomatisme kontak dan larutan hidrotermal, sedangkan pengkonsentrasian secara mekanis menghasilkan endapan letakan (placer). Kenampakan fisik bijih emas hampir mirip dengan pirit, markasit, dan kalkopirit dilihat dari warnanya, namun dapat dibedakan dari sifatnya yang lunak dan berat jenis tinggi. Emas berasosiasi dengan kuarsa, pirit, arsenopirit, dan perak. Emas terdapat di alam dalam dua tipo deposit. Pertama sebagai urat/vein dalam batuan beku, kaya besi dan berasosiasi dengan urat kuarsa. Endapan lain adalah placer deposit, dimana emas dari batuan asal yang tererosi terangkut oleh aliran sungai dan terendapkan karena berat jenis tinggi. Selain itu, emas sering ditemukan dalam penambangan bijih perak dan tembaga.

Emas pada umumnnya terdapat pada suatu zona hidrotermal dimana zona hidrotermal merupakan daerah vulkanis. Genesis emas sendiri dikatakan bahwa emas berasal dari suatu reservoir yaitu inti bumi kemudian air magmatik yang mengandung ion sulfida, ion klorida, dan ion-ion kompleks mengangkut logam emas ke permukaan bumi dan membentuk urat-urat (vein) emas.

Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral ubahan (alteration minerals) maupun fluida itu sendiri. Ubahan hidrotermal merupakan proses yang kompleks, melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur, hasil interaksi fluida dengan batuan yang dilewatinya. Perubahan tersebut akan bergantung pada karakter batuan dinding, karakter fluida, kondisi tekanan maupun temperatur serta lama aktivitas hidrotermal (Sutarto, 2001).

BAB IIIMETODE PENELITIANPenelitian dilakukan dengan menggunakan data sekunder dari PT.Antam (Persero) Tbk. Unit Geomin hasil pengukuran metode CSAMT di Arinem-Papandayan.

Gambar 2. Peta Lokasi penelitianHasil akuisisi data lapangan kemudian ditampilkan dalam sebuah penampang untuk memperlihatkan sebaran resisitivitas deposit mineral pada lokasi penelitian, dalam pengolahan data digunakan software CMT-Pro, Surver 9.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 3. Penampang CSAMT 2D Lintasan AR000, AR+300, AR+900, AR+1200, AR+1500A. Lintasan AR000Berdasarkan hasil pengukuran CSAMT 2D lintasan AR000 (Gambar 3.A) resistivitas rendah (200 m) disepanjang penampang, yakni dari kedalaman 200 m hingga kedalaman 500 m. Daerah ini diduga meruoakan zona alterasi silisifikasi kuat mineral penyerta silica, terdapatnya nilai resistivitas yang sangat tinggi 1000 m hingga 2940 m ini diduga merupakan intrusi andesit. B. Lintasan AR+300Berdasarkan hasil pengukuran CSAMT 2D pada lintasan AR+300 (gambar 3.B) resistivitas rendah (200 m) ditunuukkan dibebrapa titik lintasan pada bagian Baratdaya hingga Timurlaut dari kedalaman 100 m hingga kedalaman 400 m (patok pengukuran -1025 sampai -750), hingga kedalaman 500 m (patok pengukuran -75 sampai 25), dan juga hingga kedalaman 600 m (patok pengukuran 175 sampai 975) yang diduga merupakan zona alterasi silisifikasi kuat dengan mineral penyerta silica, pirit. Terdapat juga resistivitas yang sangat tinggi dengan nilai resistivitas 1000 m hingga 3982 m diduga merupakan respon dari Intrusi andesit.C. Lintasan AR+900Berdasarkan pengukuran CSAMT 2D lintasan AR+900 (Gambar 3.C) resistivitas rendah (200 m) dari kedalaman 100 m hingga kedalaman 500 m (patok pengukuran -1025 sampai -850) dan hingga kedalaman 600 m (patok pengukuran -775 sampai 575 dan patok pengukuran 600 sampai 1025). Sebaran rasistivitas ini mendominasi penampang lintasan AR+900 dan diduga merupakan zona alterasi silisifikasi kuat mineral penyerta silica, pirit. Nilai resistivitas sangat tinggi yang mencapai hingga 4398 m diduga merupakan respon dari intrusi andesit.D. Lintasan AR+1200Berdasarkan pengukuran CSAMT 2D lintasan AR+1200 (Gambar 3.D) resistivitas rendah (200 m) ditunjukkan dari permukaan hingga kedalaman 500 m (patok pengukuran -750 sampai -650) dan hingga kedalaman 600 m (patok pengukuran 275 sampai 1025). Nilai resistivitas tinggi juga ditunjukkan dari kedalaman 300 m hingga kedalaman 500 m (patok pengukuran -625 sampai -150). Daerah ini diduga merupakan zona alterasi silisifikasi kuat dengan mineral penyerta silica, pirit. Nilai resistivitas yang sangat tinggi 1000 m hingga 2070 m pada penampang diduga merupakan respon pada intrusi andesit.E. Lintasan AR+1500Resistivitas rendah (200 m) dari dekat permukaan hingga kedalaman 500 m (patok pengukuran -725 sampai -625), terdapat juga dari kedalaman 300 m hingga kedalaman 600 m (patok pengukuran -600 sampai 25), dan ditunjukkan kembali dengan daerah dekat permukaan hingga kedalaman 700 m (patok pengukuran 625 sampai 1025). Daerah ini diduga merupakan zona alterasi silisifikasi kuat dengan mineral penyerta kuarsa dan silica. Selain itu, nilai resistivitas yang sangat tinggi 1000 m hingga 1849 m diduga respon intrusi andesit.Respon kelistrikan mineral dan batuan bawah permukaan oleh penerapan metode CSAMT menunjukkan resistivitas rendah menuju resitivitas sedang mendominasi pada daerah penelitian. Hal ini sesuai dengan kondisi geologi daerah penelitian didominasi oleh batuan penyusun breksi tufaan dan tuf yang memiliki nilai resistivitas rendah. Selain juga dipengaruhi oleh keadaan daerah penelitian setempat yang merupakan daerah aliran beberapa sungai utama dan anak sungai sehingga merupakan daerah endapan alluvial yang diidentifikasikan memiliki resistivitas rendah (10-800 m).Respon dari mineral sulfida pada CSAMT yakni pirit (0.01-100 m), kalkopirit (0.05-0.1 m), kuarsa, silica pada setiap lintasan (AR000, AR+300, AR_900, AR+1200, AR+1500) mengidentifikasikan kehadiran mineral-mineral sulfida sebagai indikator yang berpengaruh terhadap kehadiran emas sebagai penyusun urat (vein).Kondisi geologi regional daerah penelitian merupakan daerah yang dilewati oleh sesar, yang juga merupakan salah satu indikator terdapatnya mineral - mineral sulfida dimana struktur rekahan merupakan jalan bagi larutan magmatisme untuk mengisi dan terendapkannya mineral- mineral bijih berharga. Respon kelistrikan batuan pada beberapa titik pengukuran CSAMT menunjukkan adanya zona dengan nilai yang sangat tinggi (>1000 m hingga 4398 m) diduga zona tersebut merupakan respon dari batuan intrusi andesit.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN5.1 KesimpulanBerdasarkan hasi interpretasi data diperoleh bahwa pada wilayah penelitian Arinem-Papandayan menunjukkan zona resistivitas rendah (0-100 m) hingga resistivitas sedang (100-200 m). Zona ini diiterpretasi sebagai daerah alterasi zona argilik dan zona silifikasi lemah yang menyebar dipermukaan hingga kedalaman 500 m bawah permukaan bumi, dengan mineral sulfida penyerta kalkopirit, pirit, kuarsa, dan silika yang diduga berasosiasi dengan urat emas menyebar kearah timur laut daerah penelitian. Di daerah ini terdapat titik yang memiliki respon resistivitas batuan sangat tinggi pada tiap lintasan (>1000 m) dengan dugaan merupakan intrusi andesit.5.2 Saran1. Penelitian selanjutnya disarankan berkembang hingga penampang 3D sehingga dapat menggambarkan keadaaan bawah permukaan secara detail yang berhubungan dengan potensi sumber daya mineralnya.2. Perlu adanya data pendukung seperti data bor untuk memastikan kemenerusan keberasaan vein yang tersingkap dipermukaan.

DAFTAR PUSTAKASutarto.2001. Endapan Mineral. Yogyakarta: Laboratorium Endapan Mineral Fakultas Teknologi Mineral UPN.Syamsuddin, dan Lantu. 2009. Modul Pembelajaran SCL Geolistrik dan Geoelektromagnetik. Makasar: Fisika FMIPA Universitas HasanuddinTelford, W.M.1976. Applied Geophysics. London : Cambridge University PressZonge, 2008, Introduction To CSAMT (Extracted From Practical Geophysics II, Northwest Mining Association,1992). Arizona