Batuan dan Endapan Bahan Galian Part 10; Proses Terbentuknya Endapan Sekunder

GO-SINARBULAN.COM – Kembali hadir untuk membahas Batuan dan Endapan Bahan Galian terkait Proses Terbentuknya Endapan Sekunder. Materi ini dibuat sesederhana mungkin untuk kebutuhan pembelajaran bagi siswa SMK jurusan Teknik Geologi Pertambangan Fase F kelas XI untuk mata pelajaran Teknik Geologi Pertambangan dengan elemen Batuan dan Endapan Bahan Galian. Pada artikel ini juga sudah dilengkapi latihan soal pilihan ganda dan essay. Simak materinya dan kerjakan latihan soalnya.

Pendahuluan

Batuan yang tersingkap di permukaan bumi terus mengalami perubahan akibat pengaruh air, udara, temperatur, organisme, dan kondisi lingkungan. Proses tersebut dapat menghancurkan batuan, menguraikan mineral, melarutkan unsur kimia, serta memindahkan dan memusatkan kembali bahan tertentu. Dalam kondisi geologi yang sesuai, proses ini dapat menghasilkan endapan bahan galian sekunder.

Salah satu contoh penting adalah endapan nikel laterit yang terbentuk melalui pelapukan kimiawi batuan ultramafik. Endapan ini banyak dijumpai di wilayah beriklim tropis, termasuk Indonesia. Contoh lainnya adalah pengayaan supergen pada endapan bijih tertentu, ketika unsur logam mengalami pelindian, perpindahan, dan pengendapan kembali di bagian lain dari suatu tubuh bijih.

Dalam pembelajaran Batuan dan Endapan Bahan Galian, pemahaman tentang endapan sekunder membantu Murid menjelaskan hubungan antara batuan asal, proses pelapukan, pergerakan unsur, kondisi lingkungan, dan pembentukan konsentrasi bahan galian.

A. Pengertian Endapan Sekunder

Endapan sekunder adalah endapan bahan galian yang terbentuk melalui perubahan, pelapukan, pemindahan, atau pengayaan material yang berasal dari batuan atau endapan sebelumnya.

Berbeda dengan endapan primer yang terbentuk langsung melalui proses seperti kristalisasi magma atau pengendapan mineral dari fluida hidrotermal, endapan sekunder berkembang akibat proses lanjutan yang memengaruhi material yang telah ada.

Proses pembentukan endapan sekunder dapat berlangsung melalui beberapa mekanisme, antara lain:

Pelapukan fisik dan kimiawi batuan.
Pelindian atau pelarutan unsur tertentu.
Pengayaan residu akibat unsur yang lebih mudah larut terangkut keluar.
Perpindahan unsur oleh air tanah atau fluida.
Pengendapan kembali unsur yang sebelumnya terlarut.

Tidak semua endapan sekunder mengalami seluruh proses tersebut. Sebagian terbentuk terutama melalui pelapukan dan pengayaan di tempat, sedangkan sebagian lainnya melibatkan perpindahan material sebelum diendapkan kembali.

B. Pengertian Pelapukan dan Perannya dalam Pembentukan Endapan

Pelapukan adalah proses perubahan dan penghancuran batuan di dekat permukaan bumi akibat pengaruh fisik, kimiawi, atau aktivitas organisme.

Pelapukan berperan penting karena dapat mengubah mineral primer yang menyusun batuan menjadi mineral sekunder, melepaskan unsur kimia, dan membentuk material yang dapat mengalami pengayaan.

1. Pelapukan fisik

Pelapukan fisik adalah penghancuran batuan menjadi bagian-bagian lebih kecil tanpa harus mengubah komposisi kimia mineral penyusunnya.
Proses ini dapat terjadi akibat perubahan temperatur, pelepasan tekanan, pertumbuhan kristal garam, atau aktivitas akar tumbuhan.
Pelapukan fisik memperbesar luas permukaan batuan yang terpapar air dan udara. Kondisi ini dapat mempercepat pelapukan kimiawi, meskipun pelapukan fisik sendiri tidak selalu menghasilkan pengayaan bahan galian.

2. Pelapukan kimiawi

Pelapukan kimiawi terjadi ketika mineral bereaksi dengan air, oksigen, karbon dioksida, atau zat terlarut lainnya sehingga komposisi kimianya berubah.
Beberapa proses yang termasuk pelapukan kimiawi adalah:

Hidrolisis: reaksi mineral dengan air yang dapat membentuk mineral baru, seperti mineral lempung.
Oksidasi: reaksi unsur atau mineral dengan oksigen, misalnya perubahan mineral yang mengandung besi.
Pelarutan: mineral larut ke dalam air atau larutan tertentu.
Hidrasi: pengikatan molekul air ke dalam struktur mineral.
Karbonasi: reaksi dengan karbon dioksida terlarut yang dapat meningkatkan pelarutan mineral tertentu.

Pelapukan kimiawi sangat penting dalam pembentukan endapan nikel laterit karena dapat menguraikan mineral penyusun batuan ultramafik dan menyebabkan perpindahan unsur.

C. Tahapan Umum Pembentukan Endapan Sekunder

Pembentukan endapan sekunder dapat dijelaskan melalui beberapa tahapan berikut.

1. Tersedianya batuan asal

Proses dimulai dari batuan yang mengandung unsur atau mineral tertentu. Batuan asal tersebut dapat berupa batuan beku, metamorf, atau batuan lain yang telah terbentuk sebelumnya.
Sebagai contoh, endapan nikel laterit umumnya berkembang dari batuan ultramafik, seperti peridotit dan dunit, yang mengandung mineral pembawa nikel.

2. Pelapukan batuan

Batuan mengalami pelapukan akibat interaksi dengan air, udara, dan kondisi lingkungan. Mineral primer terurai dengan kecepatan berbeda-beda sesuai komposisi serta ketahanannya terhadap pelapukan.
Pada batuan ultramafik, mineral seperti olivin dan piroksen dapat mengalami perubahan selama pelapukan intensif.

3. Pelindian dan perpindahan unsur

Air yang meresap melalui batuan dapat melarutkan dan mengangkut unsur tertentu. Proses pengeluaran unsur yang larut dari suatu material oleh fluida disebut pelindian (leaching).
Unsur yang mudah larut dapat berpindah menjauhi lokasi asalnya. Sementara itu, unsur yang kurang mudah larut dapat tertinggal dan mengalami pengayaan relatif.
Namun, perilaku setiap unsur tidak selalu sama. Nikel, misalnya, dapat mengalami perpindahan dan pengayaan pada bagian tertentu dari profil pelapukan, bergantung pada mineralogi, kondisi kimia, dan aliran air.

4. Pengayaan atau pengendapan kembali

Setelah pelindian dan perpindahan unsur, dapat terbentuk konsentrasi relatif unsur tertentu pada bagian profil pelapukan atau lokasi lain.
Pengayaan dapat berlangsung melalui dua mekanisme utama:

Pengayaan residu: unsur atau mineral yang relatif tidak mudah larut tertinggal ketika komponen lain terangkut keluar.
Pengayaan sekunder: unsur berpindah melalui fluida, kemudian terkonsentrasi kembali atau membentuk mineral baru pada lokasi tertentu.

Pengayaan tidak selalu berarti jumlah absolut unsur bertambah. Dalam pengayaan residu, kadar suatu unsur dapat meningkat secara relatif karena unsur lain berkurang.

5. Pembentukan profil atau tubuh endapan

Apabila proses berlangsung cukup lama dan kondisi geologi mendukung, terbentuklah profil pelapukan atau tubuh endapan dengan distribusi unsur yang tidak merata.
Pada endapan nikel laterit, misalnya, profil dapat menunjukkan zona limonit, saprolit, zona transisi, serta batuan dasar yang belum lapuk. Ketebalan, urutan, dan karakter zona tersebut dapat berbeda-beda pada setiap lokasi.

D. Proses Pelindian dan Pengayaan Bahan Galian

Pelindian dan pengayaan merupakan proses penting yang dapat bekerja bersama, tetapi keduanya memiliki arti berbeda.

1. Pelindian (leaching)

Pelindian adalah proses ketika air atau fluida melarutkan dan mengangkut unsur dari batuan atau mineral.
Sebagai contoh, air yang meresap melalui batuan dapat melarutkan sebagian magnesium dan silika selama pelapukan batuan ultramafik. Unsur yang terlarut kemudian dapat terbawa bersama air tanah.

2. Pengayaan residu

Pengayaan residu terjadi ketika komponen yang lebih mudah larut terangkut keluar, sehingga komponen lain yang relatif lebih sulit larut menjadi lebih terkonsentrasi.
Contohnya, pelapukan intensif batuan ultramafik dapat menyebabkan sebagian magnesium dan silika terlepas, sedangkan besi dapat terkonsentrasi secara relatif dalam zona pelapukan.

3. Pengayaan supergen

Istilah supergen mengacu pada proses geologi yang berlangsung dekat permukaan bumi, terutama akibat pengaruh air meteorik, oksigen, dan kondisi pelapukan.
Dalam endapan bijih tertentu, logam dapat terlarut dari bagian atas tubuh bijih, berpindah melalui air, lalu diendapkan kembali pada zona yang lebih dalam atau pada kondisi kimia yang sesuai.
Salah satu contoh yang dikenal adalah pengayaan supergen pada endapan tembaga. Proses ini dapat meningkatkan konsentrasi mineral tembaga sekunder pada bagian tertentu dari tubuh bijih.
Perlu dipahami bahwa endapan nikel laterit dan zona pengayaan supergen pada bijih tembaga sama-sama melibatkan proses dekat permukaan, tetapi mekanisme dan hasil mineraloginya tidak identik.

E. Endapan Nikel Laterit sebagai Contoh Endapan Sekunder

Nikel laterit merupakan contoh penting endapan sekunder yang terbentuk melalui pelapukan kimiawi intensif batuan ultramafik. Batuan asalnya umumnya kaya mineral yang mengandung magnesium dan besi, serta dapat mengandung nikel.

Dalam kondisi iklim dan geomorfologi yang mendukung, pelapukan berlangsung dalam jangka waktu geologi. Air melarutkan dan memindahkan sebagian unsur, sementara nikel dan unsur lainnya mengalami distribusi ulang di dalam profil pelapukan.

USGS menjelaskan bahwa endapan nikel-kobalt laterit terbentuk melalui pelapukan intensif batuan ultramafik dan proses pengayaan supergen. Mineral pembawa nikel dapat berbeda pada zona limonit, saprolit, atau zona transisi.

1. Batuan dasar yang belum lapuk

Bagian paling bawah profil umumnya berupa batuan asal yang masih relatif segar atau hanya sedikit mengalami pelapukan. Batuan ini menjadi sumber mineral dan unsur yang kemudian mengalami perubahan selama pembentukan laterit.

2. Zona saprolit

Saprolit merupakan material batuan yang telah mengalami pelapukan intensif, tetapi sebagian tekstur atau struktur batuan asalnya masih dapat dikenali.
Pada endapan nikel laterit tipe silikat, nikel dapat terkonsentrasi dalam mineral silikat terhidrasi yang kaya magnesium, termasuk mineral kelompok serpentin dan mineral yang sering disebut garnierit.
Saprolit tidak selalu memiliki kadar nikel lebih tinggi daripada limonit. Distribusi kadar sangat bergantung pada karakteristik endapan.

3. Zona limonit

Limonit adalah istilah lapangan yang lazim digunakan untuk zona pelapukan kaya oksida dan oksihidroksida besi, bukan nama satu mineral tunggal.
Pada tipe laterit oksida, nikel dapat berasosiasi dengan mineral besi, terutama goetit yang mengandung nikel. Zona limonit juga dapat menunjukkan perubahan kandungan kobalt, mangan, dan unsur lainnya.

4. Zona transisi

Pada beberapa profil laterit terdapat zona transisi antara limonit dan saprolit. Zona ini dapat mengandung mineral lempung atau campuran mineral yang mencerminkan perubahan kondisi pelapukan.
Zona transisi tidak selalu berkembang dengan ketebalan yang sama. Karakteristiknya dipengaruhi oleh drainase, komposisi batuan asal, kondisi kimia, dan sejarah perkembangan profil.

5. Zona penutup atau ferricrete

Pada beberapa endapan, bagian atas profil dapat membentuk lapisan keras kaya oksida besi yang dikenal sebagai ferricrete. Lapisan ini tidak selalu dijumpai pada semua endapan laterit.
Catatan penting: Urutan zona, ketebalan, dan kadar nikel tidak seragam pada seluruh endapan laterit. Karena itu, tidak tepat menyimpulkan bahwa semua profil memiliki zona yang sama atau bahwa kadar nikel selalu meningkat ke arah bawah.

F. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pembentukan Nikel Laterit

Pembentukan nikel laterit dipengaruhi oleh interaksi beberapa faktor.

1. Komposisi batuan asal

Batuan ultramafik seperti peridotit dan dunit merupakan batuan asal penting karena mengandung mineral yang dapat menjadi sumber nikel.
Komposisi mineral batuan asal memengaruhi jumlah nikel yang tersedia dan mineral yang terbentuk selama pelapukan.

2. Iklim

Curah hujan, temperatur, dan perubahan musim memengaruhi intensitas pelapukan kimiawi serta sirkulasi air dalam profil.
Iklim hangat dan lembap dapat mendukung pelapukan intensif, tetapi iklim saja tidak cukup untuk menjamin pembentukan endapan ekonomis.

3. Topografi dan geomorfologi

Bentuk lahan memengaruhi aliran permukaan, infiltrasi, erosi, dan kestabilan profil pelapukan.
Daerah dengan kondisi topografi dan drainase tertentu dapat mempertahankan profil laterit dalam waktu lama. Sebaliknya, erosi yang kuat dapat mengikis sebagian profil yang telah terbentuk.

4. Drainase

Drainase memengaruhi arah dan intensitas pergerakan air serta kondisi kimia di dalam profil. Hal ini berpengaruh terhadap pelindian, mobilitas unsur, dan jenis mineral yang terbentuk.

5. Waktu

Pelapukan dan pengayaan memerlukan waktu geologi. Namun, lamanya waktu tidak bekerja sendiri; pengaruhnya bergantung pada kondisi iklim, batuan asal, drainase, dan sejarah perubahan bentang alam.

6. Struktur geologi

Rekahan dan sesar dapat meningkatkan jalur masuk air dan memengaruhi intensitas pelapukan. Struktur geologi juga dapat memengaruhi bentuk batuan dasar dan ketebalan profil laterit.

G. Endapan Sekunder dan Kaitannya dengan Wilayah Luwu Timur

Wilayah Luwu Timur dikenal sebagai salah satu daerah penting bagi keterdapatan dan kegiatan pertambangan nikel di Indonesia. Nikel laterit menjadi contoh kontekstual yang relevan untuk menjelaskan proses pelapukan batuan ultramafik di lingkungan tropis.
Dalam pembelajaran, Murid dapat memahami bahwa keberadaan endapan nikel laterit tidak hanya ditentukan oleh adanya batuan yang mengandung nikel. Pembentukannya juga berkaitan dengan sejarah pelapukan, kondisi topografi, drainase, erosi, serta distribusi unsur dalam profil.
Sebagai latihan kontekstual, Murid dapat diminta membuat penampang sederhana profil laterit yang menunjukkan batuan dasar, saprolit, limonit, dan zona transisi jika ada. Murid kemudian menjelaskan bagaimana air dan proses kimia mzdsemengaruhi distribusi nikel.
Penampang tersebut merupakan model pembelajaran umum, bukan gambaran pasti dari setiap lokasi tambang di Luwu Timur. Kondisi nyata harus ditentukan berdasarkan data geologi dan pengamatan lapangan.

H. Perbedaan Endapan Primer, Endapan Sekunder Residu, dan Pengayaan Supergen

Aspek	Endapan primer	Endapan sekunder residu	Pengayaan supergen
Proses utama	Pembentukan awal melalui proses geologi seperti magmatik atau hidrotermal	Pelapukan dan tertinggalnya komponen relatif tidak mudah larut	Pelarutan, perpindahan, dan pengendapan kembali unsur dekat permukaan
Peran fluida	Bergantung pada proses pembentukannya	Air pelapukan berperan dalam perubahan dan pelindian	Air atau fluida dekat permukaan memindahkan unsur
Contoh	Endapan nikel-tembaga sulfida magmatic	Konsentrasi residu tertentu pada profil pelapukan	Zona pengayaan tembaga sekunder pada sebagian endapan bijih
Lokasi umum	Bergantung pada tipe endapan	Pada atau dekat lokasi batuan asal yang mengalami pelapukan	Umumnya pada bagian tubuh bijih yang dipengaruhi proses dekat permukaan

Perbedaan ini penting karena istilah “sekunder” mencakup berbagai proses. Tidak semua endapan sekunder terbentuk dengan mekanisme yang sama, dan tidak semua pengayaan terjadi melalui perpindahan unsur dalam jarak jauh.

Kesimpulan

Endapan sekunder terbentuk melalui perubahan dan pengolahan kembali material yang telah ada sebelumnya. Prosesnya dapat melibatkan pelapukan, pelindian, pengayaan residu, perpindahan unsur, serta pengendapan kembali.
Endapan nikel laterit merupakan contoh penting yang terbentuk dari pelapukan intensif batuan ultramafik. Distribusi nikel dalam profil dipengaruhi oleh komposisi batuan asal, iklim, topografi, drainase, struktur geologi, dan waktu.
Pengayaan supergen pada endapan bijih lainnya memperlihatkan bahwa unsur logam dapat berpindah dan terkonsentrasi kembali di dekat permukaan bumi. Pemahaman tentang proses-proses ini membantu Murid menjelaskan hubungan antara batuan asal, pelapukan, kondisi lingkungan, dan pembentukan bahan galian.

Latihan Soal

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat.

1. Endapan sekunder terbentuk terutama melalui ....

A. Pembekuan magma dan kristalisasi mineral
B. Pelapukan batuan dan pemindahan material
C. Pendinginan lava dan pembentukan kristal
D. Pembekuan mineral pada kedalaman tertentu
E. Pemisahan mineral selama proses magmatik

2. Pelapukan kimiawi berbeda dari pelapukan fisik karena pelapukan kimiawi ....

A. Memecah batuan tanpa mengubah mineral
B. Menghasilkan pecahan batuan berukuran kecil
C. Mengubah komposisi kimia mineral batuan
D. Memindahkan material melalui aliran air
E. Menghasilkan bongkah melalui perubahan suhu

3. Proses pelindian (leaching) adalah ....

A. Pengendapan mineral dari larutan panas
B. Pembentukan kristal melalui pendinginan magma
C. Pemadatan sisa tumbuhan menjadi batubara
D. Pelarutan unsur dan pengangkutannya oleh fluida
E. Penghancuran batuan tanpa perpindahan unsur

4. Pengayaan residu dapat terjadi ketika ....

A. Semua unsur terangkut keluar secara bersamaan
B. Mineral baru terbentuk akibat pendinginan magma
C. Unsur terlarut mengendap di dalam rekahan batuan
D. Seluruh mineral berubah menjadi mineral logam
E. Unsur mudah larut terangkut sehingga komponen lain terkonsentrasi

5. Batuan asal yang umum dalam pembentukan nikel laterit adalah ....

A. Batu gamping dan batuan evaporit
B. Batuan ultramafik seperti peridotit dan dunit
C. Batubara dan batuan sedimen organik
D. Batu pasir dan batuan konglomerat
E. Marmer dan batuan metamorf berlembar

6. Mineral pembawa nikel yang dapat dijumpai pada zona limonit tipe oksida adalah ....

A. Kalsit yang kaya akan kalsium
B. Kuarsa yang tersusun atas silika
C. Goetit yang mengandung unsur nikel
D. Halit yang terbentuk melalui evaporasi
E. Gipsum yang mengandung kalsium sulfat

7. Zona saprolit perlu dipahami secara terpisah dari zona limonit karena ....

A. Keduanya terbentuk pada kondisi pelapukan identik
B. Saprolit selalu berupa batuan beku yang segar
C. Limonit tidak mengandung unsur nikel sama sekali
D. Mineralogi dan distribusi nikel dapat berbeda
E. Saprolit hanya terbentuk melalui sedimentasi laut

8. Pengayaan supergen dapat terjadi melalui ....

A. Pelarutan dan pengendapan kembali unsur dekat permukaan
B. Pembekuan magma dan pemisahan mineral primer
C. Pemadatan material organik di lingkungan rawa
D. Kristalisasi mineral pada kedalaman yang besar
E. Pembentukan batuan akibat tekanan dan temperatur

9. Suatu profil laterit menunjukkan batuan ultramafik yang telah lapuk, zona kaya oksida besi, dan zona saprolit. Kesimpulan yang paling tepat adalah ....

A. Profil tersebut menunjukkan pembentukan endapan batubara
B. Profil tersebut membuktikan kadar nikel yang seragam
C. Profil tersebut memastikan keberadaan endapan emas
D. Profil tersebut menunjukkan proses sedimentasi laut
E. Profil tersebut sesuai dengan pelapukan ultramafik, tetapi kadar nikel perlu diuji

10. Sebuah daerah memiliki batuan ultramafik, tetapi profil lateritnya tipis dan tererosi. Faktor yang paling tepat dipertimbangkan adalah ....

A. Jenis batuan, warna mineral, dan ukuran kristal
B. Kandungan silika, kekerasan batuan, dan struktur kristal
C. Sejarah erosi, topografi, drainase, dan perkembangan pelapukan
D. Kedalaman magma, ukuran kristal, dan suhu pembekuan
E. Jenis fosil, ukuran butir, dan lingkungan pengendapan

II. Soal Esai

Jelaskan pengertian endapan sekunder serta uraikan tahapan umum pembentukannya.
Jelaskan perbedaan pelapukan fisik, pelapukan kimiawi, pelindian, dan pengayaan residu.
Uraikan proses terbentuknya endapan nikel laterit dari batuan ultramafik hingga terbentuknya zona pelapukan.
Jelaskan perbedaan pengayaan residu dan pengayaan supergen serta berikan contoh masing-masing.
Mengapa topografi, drainase, iklim, batuan asal, dan sejarah erosi penting dalam pembentukan serta pelestarian profil nikel laterit?

Demikian materi terkail Batuan dan Endapan Bahan Galian dengan pokok bahasan Proses Terbentuknya Endapan Sekunder, Untukm SMK Kelas XI Jurusan Teknik Geologi Pertambangan Fase F

Semoga Bermanfaat🙏

Sumber Referensi

Marsh, E. E., Anderson, E. D., dan Gray, F. (2013). Nickel-Cobalt Laterites—A Deposit Model. U.S. Geological Survey, Scientific Investigations Report 2010–5070-H. Link klik DI SINI
Marsh, E. E. dan Anderson, E. D. (2011). Ni-Co Laterite Deposits. U.S. Geological Survey, Open-File Report 2011–1259. Linknya dapat dilihat DI SINI
U.S. Geological Survey. Nickel Statistics and Information. Link dapat dilihat DI SINI
U.S. Geological Survey. Descriptive Model of Lateritic Ni. Link klik DI SINI

Catatan:

Artikel ini merupakan bahan pembelajaran. Karakteristik profil laterit dan distribusi kadar nikel dapat berbeda antar lokasi. Penilaian sumber daya serta kelayakan penambangan memerlukan pemetaan geologi, data pemboran, analisis laboratorium, dan kajian teknis yang memadai
Bila ada yang ingin mengerjakan soal latihan, silahkan tinggalkan jawaban di kolom komentar🙏