LATAR
BELAKANG
Bidang kelautan yang mempelajari
segala hal mengenai proses yang terjadi didalam lautan.Baik pergerakan komponen
fisis maupun kimia.Dalam hal ini kita kan lebih banyak membahas proses kimia
yang terjadi dilautan.Khususnya kita akan membahas mengenai Geokimia.Geokimia
merupakan salah satu disiplin ilmu yang ada saat ini.Geokimia berasal dari dua
buah disiplin ilmu yaitu ilmu geologi
dan kimia.Hal ini bukan merupakan penggabungan ilmu,namun merupakan disiplin
ilmu yang hanya membantu menjelaskan fenomena fenomena geologi yang
terjadi dan ditinjau dari sisi
kimianya.Sebelum masuk lebih dalam mempelajari Geokimia kita harus memahami
ilmu geologi terlebih dahulu.Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam
memahami ilmu geokimia.Ilmu Geologi sendiri terdiri dari banyak
cabang,diantaranya:mineralogi, petrologi, sedimentologi, geomorfologi,
paleontologi, geologi struktur stratigrafi dan lain lain.
Geokimia adalah ilmu yang Geokimia adalah ilmu yang
mempelajari kandungan unsur dan isotop dalam lapisan bumi, terutama yang
berhubungan dengan kelimpahan (abundant), penyebaran serta hukum-hukum yang
mengontrolnya. Dari dasar ini berkembang beberapa cabang ilmu geokimia di
antaranya yaitu geokimia panasbumi, geokimia mineral, geokimia petroleum dan
geokimia lingkungan.
Geokimia memiliki beberapa definisi, definisi yang
dilakukan oleh Goldschmidt menekankan pada dua aspek,yaitu:
1.Distribusi Unsur dalam bumi (deskripsi)
2.Prinsip-prinsip yang mengatur distribusi tersebut
diatas (interpretasi)
Pada dasarnya definisi ini menyatakan bahwa geokimia
mempelajari jumlah dan distribusi unsur kimia dalam mineral, bijih, batuan
tanah, air, dan atmosfer. Tidak terbatas pada penyelidikan unsur kimia sebagai
unit terkecil dari material, juga kelimpahan dan distribusi isotop-isotop dan kelimpahan
serta distribusi inti atom.
Didalam lautan sendiri banyak hal yang berkaitan
dengan proses geokimia.Khususnya pada kandungan sedimen laut dan lapisan dasar
lautan.Pada makalah ini akan dibahas mengenai Eksplorasi Geokimia.
2.1 Geokimia
Keberadaan
dan munculnya Geokimia sebagai cabang ilmu geologi baru menyebabkan munculnya
metode metode dan data observasi baru.Hal yang menarik perhatian para ahli
sedimentologi adalah awal mulanya sebagian besar penelitian mengenai geokimua
mengarah pada penelitian kuantitatif untuk mengetahui penyebaran unsur-unsur
kimia dialam, termasuk akan penyebaran dalam batuan sedimen.Seiring berjalannya
waktu data tersebut menuntun pada kenyataan untuk memahami apa yang disebut
siklus geokimia(geochemical cycle)
serta penemuan hukum-hukum yang mengontrol penyebaran atau distribusi unsur dan
proses proses yang menyebabkan timbulnya pola penyebaran dan distribusi seperti
itu.
Baru-baru
ini, kimia nuklir (nuclear chemistry) menyumbangkan sebuah “jam” dan
“termometer” yang pada gilirannya membuka era penelitian baru terhadap sedimen.
Unsur-unsur radioaktif, khususnya 14C dan 40K,
memungkinkan dilakukannya metoda penanggalan langsung terhadap batuan sedimen
tertentu. Metoda 14C, yang dikembangkan oleh Libby, dapat diterapkan
pada endapan resen. Metoda 40K/40Ar terbukti dapat
diterapkan pada glaukonit, felspar autigen, mineral lempung, dan silvit yang
ditemukan dalam endapan tua. Analisis isotop dapat digunakan untuk menentukan
temperatur purba. Metoda Urey—berdasar-kan nisbah 16O/18O
yang merupakan fungsi dari temperatur—dapat dipakai untuk menaksir temperatur
pembentukan cangkang fosil yang ada dalam endapan bahari. Meskipun “jam” dan
“termometer” tersebut masih memperlihatkan kekeliruan, namun harus diakui bahwa
keduanya telah memberikan kontribusi yang berarti terhadap pemelajaran sedimen.
Berbagai
kajian teoritis dan eksperimental tentang stabilitas mineral pada berbagai
kondisi oksidasi-reduksi (Eh) dan pH dilakukan oleh Garrels dan beberapa ahli
lain (lihat Garrels & Christ, 1965). Penelitian aspek-aspek geokimia
sedimen banyak menambah pengertian kita tentang endapan sedimen. Buku-buku yang
membahas tentang topik-topik geokimia sedimen antara lain adalah Geochemistry
of Sediments karya Degens (1965) dan Principles of Chemical Sedimentology
karya Berner (1971).
2.2 Eksplorasi Geokimia
Pengertian Eksplorasi atau prospeksi geokimia didefinisikan sebagai
pengukuran sistematis terhadap satu atau lebih trace elements (unsur-unsur
jejak) dalam batuan, soil, sedimen sungai, vegetasi, air atau gas dengan tujuan
untuk menentukan anomali-anomali geokimia (Levinson, 1974; Rose et al, 1979;
Joyce, 1984; Chaussier, 1987).
Untuk
mengukur kelimpahannya melalui Eksplorasi
Geokimia khusus mengkonsentrasikan pada pengukuran
kelimpahan, distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang
berhubungan erat dengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam
pengertian yang lebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran secara
sistematis satu atau lebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai
aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk
mendapatkan anomali geokimia, yaitu konsentrasi abnormal dari unsur tertentu
yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia).
Eksplorasi ini dilakukan dengan maksud kita dapat menganalisis
didaerah/batuan/lapisan mana yang memiliki kandungan kandungan
kimia.Contohnya:unsur-unsur bijih besi, minyakbumi, gas alam dan lain
lain.Dimana keberadaan unsur unsur tersebut berada dalam kondisi yang tidak tetap, melainkan selalu bermigrasi yang
merupakan akbat dari aktivitas lempeng bumi yang berada diatas magma.Kondisi
yang tidak stabil ini menyebabkan pergerakan pergerakan lempeng bumi yang
nantinya akan mempengaruhi kondisi unusr unsur yang berada didalam lempeng
bumi.Sehingga eksplorasi geokimia perlu dilakukan untuk menghindari kesalahan
lokasi eksplorasi.
2.2.1
Prinsip Dasar Eksplorasi Geokimia
Segala hal yang pastinya memiliki prinsip prinsip yang memberikan
karakteristik.Sama akan halnya pada Eksplorasi Geokimia juga memiliki beberapa
prinsip prinsip dasar yang perlu diperhatikan.Prinsip dasar eksplorasi geokimia
pada dasarnya terdiri dari 2 metode:
1. Metode yang menggunakan pola dispersi
mekanis diterapkan pada mineral yang relatif stabil pada kondisi permukaan bumi
(seperti: emas,
platina, kasiterit, kromit, mineral tanah jarang). Cocok digunakan di daerah
yang kondisi iklimnya membatasi pelapukan kimiawi.
2.
Metode yang didasarkan pada pengenalan pola dispersi kimiawi. Pola ini dapat
diperoleh baik pada endapan bijih yang tererosi ataupun yang tidak tererosi,
baik yang lapuk ataupun yang tidak lapuk.
Pola ini terlihat
kurang seperti pada pola dispersi mekanis, karena unsur-unsurnya yang membentuk
pola dispersi bisa :
a. Memiliki mineralogi
yang berbeda pada endapan bijihnya (contohnya: serussit dan anglesit terbentuk akibat pelapukan endapan
galena)
b. Dapat terdispersi
dalam larutan (ion Cu2+ dalam airtanah berasal dari endapan kalkopirit)
c. Bisa tersembunyi
dalam mineral lain (contohnya Ni dalam serpentin dan empung yang berdekatan
dengan sutu endapan pentlandit)
d. Bisa teradsorbsi
(contohnya Cu teradsosbsi pada lempung atau material organik pada aliran
sungai isa dipasok oleh airtanah yang melewati
endapan kalkopirit)
e. Bisa
bergabung dengan material organik (contohnya Cu dalam umbuhan atau hewan)
Kemudian ada beberapa hal yang mendasar dan sangat perlu kita ketahui
.Hal Dasar Yang Berkaitan Dengan Prospeksi Geokimia:
1.Unsur penunjuk (indicator element) = unsur utama bijih dalam badan
bijih yang dicari
2.Unsur jejak (pathfinder element) = berasosiasi dengan badan bijih tapi
sulit dideteksi, lebih bebas dari bising, atau lebih luas penyebarannya dari
unsur petunjuk.
2.2.2 Metode
Eksplorasi Geokimia
Dalam eksplorasi geokimia tidak bisa dilakukan tanpa tahapan yang benar
dan sistematis.Para peneliti pun mencuba membuat tahapan tahapan untuk
melakukan eksplorasi geokimia.Urutan Eksplorasi Geokimia Secara Umum (Peters,
1978)
a.Seleksi metode, elemen-elemen yang dicari, sensitivitas dan ketelitian
yang dinginkan, serta pola sampling.
b.Kegiatan pendahuluan atau program sampling lapangan dgn mengecek
contoh-contoh secara umum dan kedalaman
contoh untuk mnentukan level yg dapat diyakini & mengevaluasi faktor bising
(noise).
c.Analisis contoh, dilapangan dan laboratorium dengan analisis cek yang
dibuat pada beberapa metode.
d.Melakukan statistik dan evaluasi geologi dari data (geologi &
geofisika).
e.Konfirmasi anomali semu, sampling lanjutan, serta analisis &
evaluasi pada area yang lebih kecil, menggunakan interval sampling yg lebih
rapat & penambahan metode geokimia.
f.Penyelidikan target dengan suatu ketentuan untuk sampling ulang &
penambahan analisis dari contoh-contoh yang telah adaKonsep atau Prinsip Dasar
Eksplorasi Geokimia.
Tiap eksplorasi geokimia terdiri dari tiga komponen, yaitu sampling
(pengambilan contoh), analisis, dan interpretasi. Ketiganya komponen tersebut
merupakan fungsi bebas yang saling terkait. Kegagalan yang terjadi pada tahap yang satu akan mempengaruhi tahap
berikutnya.Kemudian dalam pemilihan metode-metode yang akan digunakan
eksplorasi geokimia, harus disesuaikan dengan jenis endapan yang akan dicari.
Adapun pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan pada masing-masing tahapan eksplorasi
pemilihan metode dapat digambarkan secara umum seperti terlihat pada Tabel.
Tahap
|
Metode
|
Jenis Mineral
|
Pendahuluan
|
Citra
Landsat
|
Semua
|
Sintesis
|
Regional
|
Semua
|
Survey
|
Tinjau Foto
Udara
|
Semua
|
AeromagnetikLogam
Dasar
|
Pemetaan
Geologi
|
Semua
|
Pengukuran
|
Penampang
Stratigrafi
|
Contoh:
Batubara
|
Sampling
|
Stream
Sediment Sampling
|
Logam Dasar
|
|
Pendulangan
|
Mineral
Berat
|
Prospeksi
Umum
|
Pemetaan
Geologi
|
Semua
|
Sampling
|
Stream
Sediment
|
Logam Dasar
|
|
Gaya Berat
|
Non metalik
|
|
SeismikSingenetik
|
Magnetik
Logam
|
|
Rock
Sampling
|
Semua
|
Prospeksi
Detail
|
Pemetaan
Geologi
|
Semua
|
|
Soil
Sampling (Geokimia)
|
Logam Dasar
|
|
Rock
Sampling (Geokimia)
|
Semua
|
Metode Analitis Dalam eksplorasi geokimia tidak perlu mengutamakan
akurasi yang tinggi, yang terpenting cepat, tidak mahal dan sederhana. Metode
yang banyak digunakan dalam prospeksi geokimia adalah kromatografi,
kolorimetri, spektroskopi emisi, XRF, dan AAS. Metode lain yang juga digunakan
dalam kasus khusus adalah aktivasi neutron, radiometri dan potensiometri. AAS
(atomic absorpsion spectrometry) merupakan teknik yang paling banyak dipakai
dalam analisis unsur tunggal standar.
Alat-alat yang lebih canggih dapat menganalisis multi unsur, seperti:
•Plasma emissin spectrometry menganalisis 12 unsur utama (Cu, Pb, Zn,
Ag, W, Sb, Ba, Ni, Mn, Fe, Cr, Sn) dan 10 unsur berguna baik sebagai unsur
pennyertamaupun untuk pemetaan geologi: V, P, As, Mo, B, Be, Cd, Co, Ni, Y
•Optical emission spectrometry yang langsung dibaca : quantometer, yang
mengukur secara simultan 7 unsur dan 26 unsur jejak.
2.3 Dispersi
Dispersi geokimia adalah
proses menyeluruh tentang transpor dan atau fraksinasi unsur-unsur. Dispersi
dapat terjadi secara mekanis (contohnya pergerakan pasir di sungai) dan kimiawi
(contohnya disolusi, difusi dan pengendapan dalam larutan). Tipe dispersi ini
akan mempengaruhi pemilihan metode pengambilan conto, pemilihan lokasi conto,
pemilihan fraksi ukuran dan sebagainya.
2.4 Lingkungan Geokimia
Dalam Eksplorasi Geokimia
kita juga perlu mengetahui jenis jenis lingkungan geokimia itu sendiri.Lingkungan
geokimia primer adalah lingkungan yang berada di bawah zona pelapukan yang
dicirikan oleh tekanan dan temperatur yang besar, sirkulasi fluida yang
terbatas, dan oksigen bebas yang rendah. Sebaliknya, lingkungan geokimia
sekunder adalah lingkungan pelapukan, erosi, dan sedimentasi, yang dicirikan
oleh temperatur rendah, tekanan rendah, sirkulasi fluida bebas, dan melimpahnya
O2, H2O dan CO2. Pola geokimia primer menjadi dasar dari survey batuan sedangkan
pola geokimia sekunder merupakan target bagi survey sedimen.
2.5 Mobilitas Unsur
Mobilitas unsur yang
dimaksud disini adalah kemudahan unsur bergerak dalam lingkungan geokimia
tertentu. Beberapa unsur dalam proses dispersi dapat terpindahkan jauh dari asalnya,
ini disebut mudah bergerak atau mobilitasnya besar, contohnya: unsur gas mulia
seperti radon. Rn dipakai sebagai petunjuk dalam prospeksi endapan Uranium.
Mobilias unsur akan berbeda dalam lingkungan yang berbeda, contohnya : F
bersifat sangat mobil dalam proses pembekuan magma (pembentukan batuan beku), jebakan
pneumatolitik dan hidrotermal, namun akan sangat tidak mobil (stabil sekali)
dalam proses metamorfose dan pembentukan tanah. Bila F masuk ke air akan
menjadi sangat mobil kembali.Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya mobilitas
unsur ini juga dipengaruhi pergerkan lempeng akibat magma.Unsur yang berbeda
yang ditemukan dalam suatu endapan bisa memiliki mobilitas yang sangat berbeda,
sehingga mungkin tidak memberikan anomali yang sama secara spasial.
2.6 Anomali Geokimia
Anomali geokimia dapat kita
cari dengan terlebih dahulu mencari nilai background dimana nilai background
berhubungan dengan endapan bijih.Dalam menentukan anomali geokimia diperlukan
adanya nilai ambang/nilai batas yang digunakan untuk menentukan anomali.Nilai
batas tersebut disebut threshold yaitu nilai rata-rata plus dua standar deviasi
dalam suatu populasi normal. Semua nilai di atas nilai threshold didefinisikan
sebagai anomali.
2.7 Aplikasi
Aplikasi atau contoh nyata yang dapat dilihat
dari geokimia salah satunya adalah metode yang digunakan oleh sedimentologist
dalam mengumpulkan data dan bukti pada sifat dan kondisi depositional batuan
sedimen, yaitu analisis kimia dari batu, melingkupi geokimia
isotop, termasuk penggunaan penanggalan
radiometrik, untuk menentukan usia batu, dan kemiripan dengan daerah
sumber. Metode ini pertama kali dipakai pada tahun 1970an dimana penelitian
sedimentologi mulai beralih dari makroskopis dan fisik ke arah mikroskopis dan
kimia. Dengan perkembangan teknik analisa dan penggunaan katadoluminisen dan
mikroskop elektron memungkinkan para ahli sedimentologi mengetahui lebih baik
tentang geokimia. Perkembangan yang pesat ini memacu kita untuk mengetahui
hubungan antara diagenesa, pori-pori dan pengaruhnya terhadap evolusi porositas
dengan kelulusan batu pasir dan batugamping.
Saat ini berkembang perbedaan antara makrosedimentologi dan mikrosedimentologi.
Makrosedimentologi berkisar studi fasies sedimen sampai ke struktur sedimen. Di
lain fihak, mikrosedimentologi meliputi studi batuan sedimen di bawah mikroskop
atau lebih dikenal dengan petrografi.
Daftar Pustaka :
2.www.wikipedia.org