Beranda Berita Nasional Cara Mendeteksi Laterit dengan Metode Ordinary Kriging

Cara Mendeteksi Laterit dengan Metode Ordinary Kriging

1373
0
Nikel laterit

NIKEL.CO.ID, 23 MEI 2023 – Metode Ordinary Kriging sering digunakan oleh peneliti untuk mengobservasi dan mengetahui estimasi cadangan nikel laterit disuatu wilayah untuk membuka lahan pertambangan nikel, contoh di wilayah Blok R Kabupaten Konawe, Sulawesi Tenggara. 

Tulisan ini dikutip dari artikel Mahasiswa Magister Teknik Pertambangan, UPN “Veteran” Yogyakarta dan Jurusan Teknik Pertambangan, dan Sekolah Tinggi Teknologi Nasional, Hendro Purnomo dan Erry Sumarjono dengan judul: Geologi dan Estimasi Sumber Daya Nikel Laterit Menggunakan Metode Ordinary Kriging di Blok R Konawe Sulawesi Tenggara. 

Sebelum lebih jauh melangkah, mari kita lebih dahulu mengenal nikel laterit, yaitu endapan laterit nikel yang terbentuk sebagai hasil dari pelapukan lanjut batuan ultra basa pembawa Ni silikat. Secara umum profil endapan laterit nikel terdiri dari lapisan tanah penutup, lapisan limonit, lapisan saprolit dan batuan dasar.

Metode kriging dianggap paling baik dalam hal ketepatan penaksirannya. Metode ini dipilih karena dianggap lebih teliti dibandingkan dengan metode konvensional. 

Metode Geostatistik dan Ordinary Kriging adalah suatu metoda geostatistik yang digunakan untuk menaksir besarnya nilai karakteristik pada titik lokasi yang tidak tersampel berdasarkan data titik yang tersampel disekitarnya, dengan mempertimbangkan korelasi spasial yang ada dalam data tersebut.

Metode ini sudah memasukkan aspek spasial atau posisi dari titik referensi yang akan digunakan untuk menaksir suatu titik tertentu. 

Proses kriging akan memberikan nilai pengestimasi kadar blok berdasarkan kadar-kadar sampel yang telah dikoreksi. Estimasi sumber daya pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode geostastistik kriging untuk penaksiran kadar nikel.  

Adapun tujuan penelitian ini dilakukan untuk menaksir potensi sumber daya nikel laterit dan sebaran kadar mineralisasi nikel di daerah penelitian. Penelitian dilakukan di daerah blok R kabupaten Konawe, Sulawesi Tenggara.

Berdasarkan data yang ada dilakukan analisis anisotropi dan penentuan parameter variogram untuk digunakan dalam estimasi kriging. Metode kriging ini digunakan untuk mengestimasi kadar nikel pada suatu blok yang belum diketahui nilai kadarnya secara horizontal. 

Hasil perhitungan sumber daya tonase nikel dengan cut off grade 1.2% Ni sebelum dilakukan estimasi kriging sebesar 1095029,53 ton dan setelah dilakukan estimasi kriging menjadi 936064 ton. 

Perbedaan ini terjadi karena pada data taksiran kriging terjadi penyeragaman nilai kadar, sehingga dalam perhitungan tonase tidak terjadi over estimate pada lapisan yang tebal. 

Penyebaran nilai kadar nikel dari hasil taksiran kriging menunjukkan bahwa sebaran mineralisasi nikel dengan kadar > 1.2% terdapat pada bagian utara dan selatan daerah penelitian.

Hasil validasi silang antara data aktual dengan data taksiran menunjukkan hasil yang kurang bagus. Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan sumber daya dengan metode lain, misalnya dengan metode IDW dan atau NNP sebagai pembanding.

Kemudian, dimulai dari estimasi sumber  daya dan sebaran kadar mineralisasi bahan galian perlu dilakukan pada setiap tahapan eksplorasi. 

Hal ini sangat penting karena diperlukan untuk bahan evaluasi apakah kegiatan eksplorasi tersebut akan dilanjutkan pada kegiatan tahap berikutnya atau tidak.

Selanjutnya, mendapatkan informasi mengenai kondisi geologi, model  sebaran mineralisasi dan taksiran sumber daya yang diperoleh pada tahap prospeksi akan digunakan untuk merancang pola lokasi titik bor, jarak spasi dan jumlah titik bor yang akan dilakukan pada tahap eksplorasi pendahuluan.

Demikian selanjutnya hasil ekplorasi pada tahap pendahuluan akan digunakan untuk merancang kegiatan pada tahap eksplorasi rinci.

Pada akhirnya hasil permodelan dan perhitungan sumber daya pada tahap eksplorasi rinci akan digunakan untuk mengevaluasi apakah sebuah kegiatan penambangan layak atau tidak untuk dilakukan.

Dalam dunia pertambahan telah dikenal beberapa metode perhitungan sumberdaya bahan galian, diantaranya metode cross section, metode NNP (Neighborhood Nearest Poin), metode IDW (Inverse Distance Weighting) dan metode geostatistik kriging.

Metode Ordinary Kriging untuk estimasi nikel laterit didasarkan pada beberapa teori, yaitu Geologi yang secara tektonostratigrafi pulau Sulawesi dapat dibagi menjadi dua mandala yaitu mandala Sulawesi Barat dan mandala Sulawesi Timur. 

Mandala Sulawesi Barat yang meliputi Sulawesi Selatan, Sulawesi Barat, Sulawesi Tengah bagian barat dan Sulawesi Utara, dicirikan oleh batuan plutonik dan volkanik berumur Tersiar, sedangkan mandala timut tersusun oleh gabungan ofiolit, batuan metamorfis 

dan batuan sedimen pelagos. 

Menurut peta geologi regional (Simanjuntak dkk, 1993), daerah penelitian dan sekitarnya ditempati kelompok batuan ofiolit yang terdiri dari peridotit (harzburgit, lherzolit, wehrlite), dunit dan serpentin. Batuan serpentin terbentuk dari hasil alterasi mineral ferromagnesia seperti olivine, piroksin dan amfibol.

Hasil analisa petrografi dari beberapa contoh batuan di daerah penelitian menunjukan jenis batuan peridotit dan dunit dengan komposisi mineral terdiri dari olivine, piroksin, serpentin dan magnetit. 

Secara umum struktur sesar di daerah ini berarah Barat Laut-Tenggara dan Timur-Barat, terdiri dari sesar geser mendatar, sesar sungkup dan sesar turun. Sesar utama di daerah ini adalah sesar Matano yang merupakan sesar geser kiri dengan arah Barat Laut-Tenggara.

Kemudian Genesa Nikel Laterit 

Endapan nikel laterit merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan ultra basa pembawa Ni Silikat. Umumnya terjadi pada daerah dengan iklim tropis sampai subtropis. 

Menurut Prijono, A.,1977 (dalam Asy´ari, dkk, 2013) bahwa pencucian pada batuan yang tidak resisten mengakibatkan terjadinya pengkayaan in-situ pada Fe, Al, Cr, Ni dan Co pada peridotit. Proses pencucian silika dan mineral yang mudah larut dari profil soil pada lingkungan yang bersifat asam, hangat dan lembab disebut sebagai lateritisasi.

Secara umum profil endapan laterit nikel terdiri dari empat lapisan, yaitu lapisan tanah penutup, lapisan limonit, lapisan saprolit dan batuan dasar (bedrock).

1. Lapisan tanah penutup

Lapisan ini berwarna coklat kemerahan, merupakan kumpulan massa gutit, hematit dan limonit, mempunyai kadar besi yang tinggi tetapi kandungan nikel yang relatif rendah.

2. Lapisan Limonit

Lapisan ini berbutir halus, berwarna coklat muda sampai kekuningan dengan komposisi mineral terdiri dari gutit, limonit, hematit, magnetit, kromit dan kuarsa sekunder. 

Kadang-kadang juga dijumpai mineral talk, tremolit, kuarsa dan maghemit. Pada gutit terikat nikel, krom, kobalt, vanadium dan alumunium. Lapisan ini umumnya tipis pada daerah yang terjal atau hilang karena erosi.

3. Lapisan Saprolit

Lapisan ini umumnya berwarna coklat kekuningan sampai kehijauan, merupakan lapisan batuan dasar yang sudah lapuk, struktur dan tekstur batuan asal masih bisa terlihat.

Perubahan geokimia zona ini, yang terletak di atas batuan asal, tidak banyak H2O dan nikel bertambah, sedangkan magnesium dan silika hanya sedikit yang hilang terlindi.

Zona ini terdiri dari campuran dari sisa-sisa batuan asal, butiran halus limonit, vein garnierit, kuarsa, mangan dan kadang-kadang terdapat silika boxwork.

4. Batuan Dasar 

Merupakan bagian terbawah dari profil laterit, tersusun dari bongkah-bongkah yang lebih besar dari 75 cm dan blok batuan dasar. Umumnya zona ini berwana abu-abu kehijauan dan tidak mengandung mineral ekonomis. Kadar mineral logam mendekati atau sama dengan batuan asal.

Metode penelitian meliputi pemetaan geologi dan pengambilan sampel di daerah penelitian.

Data untuk estimasi sumber daya nikel merupakan data sekunder yang diperoleh dari hasil pemboran prospeksi dengan jarak spasi (500 x 500) m². 

Data tersebut meliputi kode titik bor, koordinat lokasi titik bor, ketebalan laterit nikel dan kadar nikel serta unsur lainnya.

Metode estimasi sumber daya dilakukan dengan menggunakan metode geostatistik ordinary kriging.

Penggunaan metoda kriging dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap pertama menghitung nilai variogram atau semivariogram dan fungsi covarian. Tahap kedua melakukan penaksiran lokasi yang tidak tersampel. 

Semivariogram Eksperimental 

Semivariogram adalah perbedaan rata-rata antara dua titik yang terpisah dengan jarak pada arah tertentu. Semivariogram eksperimental adalah semivariogram yang diperoleh dari data hasil pengukuran.

Semivariogram dapat digunakan untuk mengukur korelasi spasial berupa variansi selisih pengamatan pada lokasi x dan lokasi berjarak x+h. Semivariogram eksperimental dinyatakan dalam rumus:

Dimana : ɣ(h): semi variogram untuk arah tertentu dengan jarak h. 

H :jarak antar contoh atau lag semivariogram.

 :harga data pada titik. 

 :data pada titik yang berjarak h dari  . 

N(h) : jumlah pasangan data. 

Semivariogram Teoritis 

Untuk melakukan analisa data geostatistik perlu dilakukan pencocokan antara bentuk semivariogram eksperimental dengan semivariogram teoritis yang mempunyai bentuk kurva paling mendekati.

Terdapat tiga model semivariogram teoritis yang sering digunakan sebagai pembanding dengan semivariogram eksperimental, yaitu: model spherical, model gaussian dan model eksponensial. Dari analisis variogram akan diperoleh nilai parameter nugget (Co), range (a) dan sill (C). 

Ordinary Kriging

Ordinary kriging adalah metode kriging paling sederhana yang terdapat pada geostatistik. Pada metode ini diasumsikan bahwa rata-rata (mean) tidak diketahui dan bernilai konstan.Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan data dengan metode ordinary kriging antara lain:  

1. Mencari nilai rata-rata di seluruh blok.Bila harga taksiran suatu kadar Z dari suatu volume adalah   maka taksiran kadar dapat dihitung melalui 

pembobotan tertimbang kadar-kadar contoh.

2. Mempertimbangkan kondisi tak bias dengan menentukan jumlah faktor pembobot sama dengan satu.

Cross Validation 

Cross validasi dilakukan untuk melihat keakuratan hasil estimasi yang telah dilakukan dengan cara membandingkan nilai hasil estimasipada suatu  lokasi sampel dengan nilai data yang sebenarnya pada lokasi tersebut.

Selanjutnya hasil dari perbandingan tersebut dapat di plot dalam diagram scatter plot antara kadar sebenarnya dan kadar estimasi. Cross validasi yang  baik memiliki nilai koefisien regresi sama dengan atau mendekati satu hal ini menunjukan bahwa nilai hasil penaksiran sama dengan atau mendekati nilai yang sebenarnya. 

Penaksiran Sumber Daya

Untuk penaksiran sumber daya nikel, digunakan persamaan : Tonase = T x A x d. 

Dimana :T : ketebalan rata-rata bijih A : luas blok dan  d : berat jenis.

Untuk menghitung ketebalan rata-rata bijih digunakan formula (Rauf, 1998). 

Untuk menghitung kadar rata-rata bijih digunakan formula (Rauf, 1998).

 Dimana : 

G : kadar bijih rata-rata 

vi :volume blok  

gi:taksiran kadar.

Kemudian masuk pada Morfologi, yaitu daerah penelitian terletak pada ketinggian lebih dari 350m dari permukaan laut, merupakan cekungan memanjang yang terdiri dari dataran basah dan perbukitan bergelombang rendah dengan arah Barat Daya-Tenggara yang dikelilingi oleh perbukitan bergelombang dengan kemiringan lereng yang lebih terjal. 

Daerah ini dialiri sungai dengan cabang-cabang membentuk pola aliran parallel yang mencerminkan kontrol struktur dengan arah utama Barat Daya-Tenggara. 

Litologi 

Daerah penelitian dan sekitarnya ditempati kelompok batuan ofiolit yang terdiri dari peridotit (harzburgit, lherzolit, wehrlite), dunit dan serpentin.

Batuan serpentin terbentuk dari hasil alterasi mineral ferromagnesia seperti olivine, piroksin dan amfibol. Hasil analisa petrografi dari beberapa contoh batuan di daerah penelitian menunjukan jenis batuan peridotit dan dunit dengan komposisi mineral terdiri dari olivin, piroksin, serpentin dan magnetit. 

Struktur Geologi 

Indikasi struktur yang teramati dilapangan adalah kelurusan tebing dan bukit serta pola aliran sungai yang menunjukkan kecenderungan arah Barat laut-Tenggara. 

Secara umum di daerah penelitian tidak ditemukan struktur geologi yang dapat teramati dengan jelas karena proses lateritisasi yang intensif. Struktur kekar umumnya teramati pada inti bor pada zona kontak antara saprolit dan batuan dasar yang pada beberapa lokasi terisi mineral garnierite dan kuarsa. 

Pengolahan Data dan Penentuan Zona Komposit 

Daerah penelitian seluas 4000 m x 3000 m telah dilakukan pengeboran secara regular dengan spasi 500m. Terdapat 60 titik bor yang telah tersampel dan tiga titik bor tidak tersampel. Variabel yang akan diperhitungkan adalah kadar nikel dan ketebalan pada zona limonit yang dianggap cukup ekonomis dengan nilai cutoff grade (COG) = 1.2 % Ni dan berat jenis = 1,6 kg/m³. 

Penentuan zona komposit dilakukan pada zona limonit yang didasarkan pada data deskripsi inti bor di lapangan dan data geokimia dengan parameter kadar Fe > 40%.

Setelah proses itu dilalui maka masuk pada Analisa Data dan Perhitungan dimana proses kriging menggunakan aplikasi software GS+ versi.7.0  dengan metoda kriging blok dua dimensi. Beberapa tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut: 

Analisis Statistik 

Dalam penelitian ini pengolahan data awal menggunakan metode univarian untuk menggambarkan distribusi dari peubah-peubah tunggal dan dapat dimanfaatkan untuk menganalisis hubungan antar data dari suatu populasi tanpa memperhatikan lokasi dari data tersebut.

Pengolahan data statistik univarian dalam penelitian ini dilakukan terhadap kadar nikel dan hasilnya ditampilkan dalam bentuk histogram. Hasil analisis statistik diperoleh nilai mean= 1,188; standart diviasi= 0,273; variansi= 0,074; nilai maksimum= 1,86; nilai minimum= 0,72 dan jumlah sampel n= 60.

Nilai variansi selanjutnya akan digunakan sebagai acuan untuk menentukan nilai sill dalam analisa struktural model variogram.

Pada program GS+ v.7.0 perhitungan semivariogram eksperimental diperlukan data dari Ms Excel yang meliputi kode sampel atau kode titik bor, titik koordinat sampel dan kadar nikel. 

Dalam perhitungan ini untuk mengetahui adanya korelasi spasial dari variable terregional, semivariogram eksperimental dihitung dari empat arah yaitu: 0⁰, 45⁰, 90⁰ dan 135⁰.

Selanjutnya dilakukan analisa struktural atau pencocokan antara pola data dalam semi variogram eksperimental dengan model semi variogram teoritis diperoleh model yang paling sesuai adalah model variogram spherical. 

Pemilihan model variogram ini selanjutnya akan sangat menentukan hasil proses kriging dalam mengoreksi dan menafsirkan nilai suatu variable. 

Dalam analisa struktural juga diperoleh bentuk yang menunjukan anisotropi geometri elip untuk kadar nikel dengan range (a) terpanjang 1863,68 m dan range (a) terpendek 819,89 m dengan arah N 0⁰E. 

Bentuk anisotropi ini menggambarkan rangedaerah pengaruh dimana nilai semivariogram masih memiliki korelasi spasial.

Kriging 

Tahap selanjutnya setelah memperoleh bentuk semi variogram teoritis yang sesuai dengan data maka dilakukan penaksiran kadar nikel dengan  proses kriging dengan menggunakan aplikasi software Gs+. 

Dalam proses ini semua nilai data sampel dikoreksi dan diberikan nilai perkiraan melalui pembobotan nilai-nilai variabel disekitarnya. Nilai penaksiran dikatakan tidak bias bila jumlah faktor pembobot sama dengan satu.

Dalam daerah penelitian seluas 4000 m x 3000 m , terdapat 60 blok yang tersampel dan 3 blok tidak tersampel, tetapi setelah melalui proses penaksiran kriging semua blok memiliki nilai sehingga total blok yang memiliki nilai kadar nikel menjadi 63blok. 

Bila ditentukan nilai cut off grade (COG) = 1.2%Ni, maka total blok atau sampel yang bernilai diatas COG sebanyak 26 blok, namun setelah melalui proses penaksiran kriging total sampel yang bernilai diatas COG menjadi 27 sampel. 

Hasil taksiran kriging pada daerah penelitian menunjukkan bahwa sebaran kadar nikel dengan nilai > 1.2% Ni menempati bagian selatan dan utara daerah penelitian. Peta sebaran bisa menjadi batas area prospek yang dapat digunakan sebagai acuan untuk melakukan tahapan eksplorasi yang lebih detail selanjutnya.

Validasi silang antara data aktual dan data taksiran menunjukan bahwa hasil taksiran kadar sampel kurang akurat, yang ditunjukkan antara lain oleh nilai koefisien regresi yang terlalu rendah yakni 0,4 dan standar eror yang tinggi 0,2.

Hal ini terjadi bisa disebabkan oleh jarak spasi data yang terlalu jauh, yakni 500m dan jumlah data yang kurang banyak. 

Perhitungan Sumber Daya Tonase Nikel

Data yang digunakan dalam perhitungan sumber daya adalah nilai rata-rata taksiran kadar nikel pada zona limonit.

Dari hasil proses kriging diperoleh data taksiran kadar nikel sebanyak 63 blok (Lampiran 1). Data tersebut kemudian dilakukan klasifikasi bedasarkan nilai cut off grade (COG) atau kadar nikel di atas 1,2%. 

Hasil klasifikasi berdasarkan nilai COG tersebut diperoleh data sebanyak 27 blok. Data taksiran kadar nikel dari 27 blok tersebut selanjutnya dipakai sebagai variabel untuk perhitungan sumber daya tonase nikel dengan menggunakan microsoft excel. 

Perhitungan sumber daya tonase nikel dilakukan dengan cara perhitungan endapan tiap lubang bor, dimana setiap lubang bor mempunyai pengaruh sejauh setengah jarak dari lubang bor terdekatnya.

Perhitungan seperti ini dilakukan dengan asumsi bahwa mineralisai bersifat homogen. Pada daerah penelitian ini jarak pengaruh adalah250m, karena spasi jarak tiap titik bor berjarak 500m, sehingga luas setiap blok 250000 m². 

Hasil perhitungan sumber daya tonase nikel sebelum dilakukan kriging diperoleh sebesar 1095029,53 ton atau 75248000 ton bijih dengan kadar rata rata 1,46% Ni dan setelah dilakukan penaksiran kriging diperoleh tonase sebesar 1021904 ton atau 73440000 ton bijih dengan kadar rata rata 1,39% Ni. 

Perbedaan hasil perhitungan dengan selisih 73125,53 ton nikel ini terjadi  karena data bor sebelum dikoreksi dengan proses kriging terdapat perbedaan yang mencolok pada kadar dan ketebalan endapan.

Perbedaan data tersebut diantaranya terdapat beberapa data dengan kadar nikel yang tinggi dengan profil endapan sangat tebal sehingga hasil perhitungan pada blok tersebut menjadi sangat tinggi.

Sementara data yang lain mempunyai kadar yang rendah dengan profil endapan yang tipis, sehingga dalam perhitungan pada blok ini menjadi sangat rendah.

Pada data dengan penaksiran kriging cenderung terjadi penyeragaman nilai kadar atau kurang bervariasi bila dibandingkan dengan kadar yang sebenarnya, sehingga tidak terjadi perbedaan yang mencolok diantara data tersebut.

Selain itu dalam perhitungan volume bijih menggunakan variabel ketebalan rata-rata.

Terakhir, geologi daerah penelitian ditempati oleh kelompok batuan ultrabasa yang terdiri dari peridotit dan dunit dengan pola kecenderungan struktur geologi berarah barat laut – tenggara. 

Setelah melalui penaksiran kriging diperoleh jumlah blok yang memiliki nilai kadar nikel sebanyak 63 dari total sampel berjumlah 60 sebelum kriging. 

Dengan nilai COG = 1.2% Ni, terdapat 26 blok dengan kadar > 1.2% pada sebelum kriging dan menjadi 27 blok setelah penaksiran kriging. 

Hasil validasi silang menunjukkan bahwa taksiran kadar sampel kurang akurat, hal ini ditunjukkan oleh nilai koefisien regresi yang rendah dan standart error yang tinggi.

Hal ini bisa disebabkan oleh jarak spasi data yang terlalu jauh dan jumlah sampel yang kurang banyak. 

Dari taksiran kriging diperoleh sebaran mineralisasi nikel dengan kadar > 1,2% menempati bagian utara dan selatan daerah penelitian. 

Hasil perhitungan sumber daya tonase nikel sebelum dilakukan kriging sebanyak 1095029.53 ton atau 75248000 ton bijih dengan kadar rata rata 1,46% Ni dan setelah dilakukan penaksiran kriging menjadi 1021904 ton atau 73440000 ton bijih dengan kadar rata rata 1,39% Ni.

Perbedaan ini disebabkan oleh adanya beberapa data dengan kadar tinggi dan profil endapan yang tebal, dan data lain mempunyai kadar rendah dengan profil yang tipis sehingga terjadi over estimate. 

Mengingat hasil validasi silang menunjukkan hasil taksiran kadar yang kurang akurat, maka perlu dilakukan perhitungan dengan metode lain misalnya NNP dan atau IDW sebagai pembanding. (Shiddiq)