1. Formasi Laterit Laterit didefinisikan sebagai produk yang dihasilkan dari pelapukan yang kuat pada daerah-daerah tropis, lembab, dan hangat yang kaya akan akan lempung kalolinit sebagai sebagai oksida dan oksihidroksida oksihidroksida dari Fe dan Al. Al. Laterit penting secara ekonomi karena mengandung logam alumunium (bauksit). Berikut merupakan kandungan unsur-unsur yang terdapat pada profil laterit. Mineral utama
Pencucian
Mineral Sekunder
pada zona ferruginous
K, Rb, Cs
Si, Al (kaolinit)
Aluminosilikat (muskovit, kaolinit) oksida besi; emas
mineral jejak : Au
pada saprolit bagian atas
Cs, K, Rb
Si, Al (kaolinit)
Aluminosilikat (muskovit) Ferromagnesia (klorit, talk, amfibol) Lempung smektit
Mg, Li Ca, Mg, Na
Fe, Ni, Co, Cr, Ga, Mn, Ti, V, (Oksida Fe dan Mn) Si, Al (kaolinit)
pada saprolit bagian bawah
Ca, Cs, K, Na, Rb
Si, Al (kaolinit); Ba
Aluminosilikat Ferromagnesia (piroksen, olivin, amfibol, klorit, biotit)
Ca, Mg
Fe, Ni, Co, Cr, Ga, Mn, Ti, V (Oksida Fe dan Mn)
pada zo zona pe pelapukan su sulfide
As, Au, Cd Cd, Co Co, Cu Cu, As, Cu, Ni, Pb, Sb, Zn (oksida besi; Mo, Ni, Zn, S sulfat, arsenat, karbonatan, alunit jasorit)
pada daerah karbonatan
Ca, Mg, Fe, Mn, Sr
2. Formasi bauksit Bijih bauksit, sebagai sumber utama logam alumunium, mengandung mineral gibsit, boehmit, dan diaspor. Akumulasi dari residu kaya alumina, pada bagian atas dari profil laterit, sebagai hasil dari curah hujan yang tinggi, temperatur yang agak rendah (22°C), (22°C), dengan kelembaban kelembaban yang tingg tinggi. i. Pros Proses es yang berlan berlangsung gsung pada bagian atas dari profil laterit berupa pelarutan inkongruen yaitu : Feldspar – (kehilangan Si) → kaolinit – (kehilangan Si) → gibsit (Al(OH)3) Variasi iklim musiman juga dianggap penting dalam pembentukan formasi bauksit. Musim panas dan dingin membuat fluktuasi pada muka air tanah, yang membuat terjadinya pelarutan dan transfer massa. Variasi pada profil bauksit sebagai transformasi dari gibsit yang terdehidrasi menjadi versi yang terhidrasi secara relatif, boehemit atau diaspor (ALO(OH)), dihasilkan dari fluktuasi tersebut. Profil mineralogical untuk zona mineralisasi bauksit dapat bervariabel. 3. Laterit Nikel Laterit nikel berasal dari batuan ultramafik yang mengandung olivin dan ortopiroksen dengan berlimpah, dan karenanya kaya akan nikel. Laterit nikel mengandung konsentrasi nikel silikat atau nikel oksida yang mencapai 10 kali lipat dari konsentrasi aslinya. Penambangan laterit nikel jauh lebih mudah daripada penambangan bijih sulfida magmatik. Bijih nikel berhubungan dengan eluviasi nikel dari residu pada lapisan laterit teratas dan konsenrasi di dasar illuvium saprolit sebagai talk nikeliferous, serpentin, atau smektit, dan bersamaan dengan geotit meskipun jarang. Mineral olivin dan ortopiroksen sebagai sumber nikel utama merupakan penyusun utama dari batuan ultramafik ultramafik mungkin berasal dari bagian kompleks ofiolit obduksi atau berupa intrusi mafik. Alterasi olivin terjadi karena proses hidrasi dari silika, serpentinit serpen tinit,, dan limo limonit nit . Pada tanah laterit, keasaman keasaman air tana tanah h sema semakin kin berku berkurang rang seiring denga dengan n berta bertambah mbahnya nya
kedalaman dan bikabornat bertindak sebagai anion utama dalam proses pelarutan ini. Olivin bereaksi pada kondisi ini, diikuti dengan ortopiroksen, serpentin, klorit, dan talk. Berikut ini merupakan merupakan contoh reaksi pada olivin. + 4(Fe2,Mg3)SiO4 + 8H + 4O2 → (Fe2,Mg3)Si4O10(OH)2 + 6FeO(OH) + 5Mg 2+ olivin
smektit
goetit
Konsentrasi Konsen trasi nikel dipengaruhi dipengaruhi oleh pertukaran pertukaran kati kation, on, kemungkinan kemungkinan oleh Mg2+. Hasi Hasilnya lnya adalah suatu jenis mineral pilosilikat yang kaya nikel seperti kerolit (Ni-talk), nepouit (Ni-serpentin), dan pimelit (Ni-smektit). Salah satu contoh dari reaksi pertukaran kation adalah sebagai berikut : Mg2Si2O5(OH)4 + 3Ni2+(aq) → Ni3Si2O5(OH)4 + 3Mg2+(aq) serpentin
nepouit
Konsentrasi Konsen trasi dari nikel juga seri sering ng beras berasosia osiasi si denga dengan n goeti goetit, t, seka sekalipun lipun meka mekanismen nismenya ya belum diketahui. diketahui. Kemung Kemungkina kinan n absorbs dari nikel pada koloid goetit terjadi pada alam karena pH yang agak basa. Zona limonit yang ada pada bagian atas dari profil laterit pada umumnya tidak mengandung nikel. Laterit yang sangat tebal dan sangat kaya dengan garnierit terjadi pada batuan dasar yang mengalami sirkulasi air tanah maksimum dan peran dari interaksi air antar batuan. Konsentrasi nikel juga dikontrol oleh keadaan topografi dan cenderung terjadi dibawah perbukitan atau pinggiran plato atau teras. Hal ini dikarenakan deposit sensitif untuk mengalami erosi permukaan dan fluktuasi muka air dikonrol oleh distribusi zona eluviasi dan iluviasi. 4. Emas pada laterit Telah diketahui dengan baik bahwa emas dapat terbentuk pada bagian pedolitik atas pada zona pelapukan laterit. Bentuk emas yang dihasikan bermacam-macam dari yang berukuran besar, partikel membundar seperti nugget, dan dendritus emas pada celah dan retakan, sampai kristal-kristal kecil pada pori-pori tanah. Sebenarnya sumber emas secara primer adalah pada lingkungan yang juga kaya akan akan perak. Emas dapat berada pada profil laterit karena proses kimiawi. kimiawi. Berbeda dengan proses pro ses mob mobili ilisas sasii dan pen penghi ghilan langan gan pera perak, k, dim dimana ana Ag ber berper peran an seb sebaga agaii ai airr met meteor eorik ik pad pada a zon zona a pel pelap apuka ukan. n. Pro Proses ses perpindahan Au dan Ag hanya terjadi pada kondisi spesifik tertentu. Mungkin perpindahan tersebut berhubungan dengan asamny asa mnya a air tan tanah ah dek dekat at per permuk mukaan aan pad pada a lin lingku gkunga ngan n lat lateri erit. t. Ked Kedua ua rea reaksi ksi ber berik ikut ut mer merupa upakan kan con contoh toh dar darii pro proses ses pengasaman yang berlangsung pada profil laterit. 2FeS2 + 2H2O +7O2 → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+ 2Fe2+ + 3H2O + O2 → 2 FeOOH + 4H+ Percobaan yang dilakukan menunjukan bahwa pada keadaan pH rendah, Eh tinggi, dan keberadan ion Cl-, emas yang berada di dekat permukaan dapat menjadi AuCl 4-. Hal ini dikontrol oleh oksidasi dari Fe 2+ yang berhubungan dengan ketersedian oksigen. Sebagai perbandingan, perak akan bereaksi dengan lebih cepat, pada daerah reduksi, sebagai AgCl, AgCl2-, dan AgCl32-. Reaksi berikut mengasilkan mengasilkan Au murni pada kondisi reduksi yang terjadi pada bagian yang kaya akan akan ion Fe 2+ dan Mg2+. AuCl4- + 3Fe+ + 6H2O → Au + 3FeOOH + 4Cl- +9H+ Perlu diketahui bahwa mikroorganisme juga berhubungan dengan konsentrasi emas pada tanah laterit. Emas sekunden yang berbentuk nugget dapat ditemukan pada lingkungan yang berbeda dari tempat deposit emas terjadi. Hal ini disebabkan oleh bakteri pada tanah yang memiliki kemampuan untuk mengakumulasi emas melaluiproses difusi melewati dinding selnya d an masuk ke dalam cytoplasmanya. Diagenesis subsekuen dari sedimen yang mengandung mikroorganisme yang kaya akan emas akan menyebabkan terjadinya terjadinya rekristalisasi dari emas menjadi bentuk seperti nugget. 5. PGE pada laterit Unsur-unsur Unsur -unsur kelompok platinum platinum juga terdapat pada lateri laterit. t. Kris Kristal-k tal-krista ristall Pt-Fe atau Os-I Os-Ir-Ru r-Ru dapa dapatt ditem ditemukan ukan pada pedolith, pedoli th, sebag sebagai ai hasi hasill perpi perpindaha ndahan n PGE pada zona pelap pelapukan. ukan. Dipercaya bahwa fakt faktor-fa or-faktor ktor yang mempengaruhi mempengaruhi konsentrasi PGE juga sama dengan faktor-faktor yang mempengaruhi Au dam Ag. Pada daerah non laterit, PGE tidak akan tertransportasi sebagai senyawa klorit (PdCl 42- dan PtCl42-), tetapi sebagai senyawa hidroksida (PdOH 2 dan Pt OH2). Proses laterisasi menyebabkan berpindahnya komponen-komponen bijih berpindah, dengan mineral dasar terbentuk pada oksida Mn dan Au-Pt-Pd terbentuk bersamaan dengan karbon nonkristal, dan oksida atau oksihidroksida dari De-Mn.
6. Deposit lempung Mineral-mineral lempung merupakan produk pelapukan yang sangat berlimpah, baik yang terdapat in situ maupun yang berpindah dan mengalami deposisi. Mineral-mineral ini penting secara ekonomi pada industry kertas, keramik, filtrasi, dan minyak minya k pelum pelumas. as. Miner Mineral-mi al-mineral neral lempng yang penti penting ng ini dianta diantaranya ranya adalah kaol kaolinit, init, illit, dan kelom kelompok pok smek smektit tit (termasuk monmorilonit). Kaolinit berasal dari kondisi lembab yang mendukung terjadinya hidrolisis asam pada batuan feldspar. Illit terjadi pada kondisi basa dengan pelapukan feldspar dan mika. Sedangkan smektit merupakan hasil pelapukan dari batuan intermediet sampai basa dibawah kondisi basa, dengan lapisan-lapisan intrakristalin air dan kation-kation yang dapat berganti-ganti. Mineral-mineral lempung tidak hanya dihasilkan dari pelapukan batuan saja, tetapi dapat ditemukan sebagai produk dari alterasi hidrotermal bertemperatur rendah.
Eksplorasi mineral merupakan salah satu kegiatan penting untuk mendapatkan informasi dimana lokasi mineral berada, namun selama ini proses tersebut membutuhkan waktu yang lama dan biaya yang besar terutama jika dilakukan pada daerah yang luas. Di dalam penelitian ini penulis akan menyajikan aplikasi penginderaan jauh diterapkan dalam pemetaan mineral deposit nikel laterit. Dengan menggunakan metode defoliant technique dan citra sensor ASTER, akan ditunjukkan bagaimana pemetaan potensi deposit mineral dilakukan padawilayah tropis. Sorowako merupakan contoh menarik untuk dikaji, wilayahnya yang merupakan bagian dari singkapan ultramafik terbesar di dunia disertai lingkungan mendukung menjadikan sorowako kaya akan deposit nikel laterit. Kata kunci : Eksplorasi mineral, Defoliant technique, ASTER
I. Pendahuluan Nikel merupakan salah satu barang tambang penting di dunia. Manfaatnya yang begitu besar bagi kehidupan sehari-hari, seperti pembuatan logam anti karat, campuran dalam pembuatan stainless steel, baterai Nickel-metal hybride, dan berbagai jenis barang lainnya. Keserbagunaan ini pula yang menjadikan nikel sangat berharga dan memiliki nilai jual tinggi di pasaran dunia. Setidaknya sejak 1950 permintaan akan nikel rata-rata mengalami kenaikan 4% tiap tahun, dan diperkirakan sepuluh tahun mendatang terus mengalami peningkatan (Dalvi et al., 2004). Bijih nikel diperoleh dari endapan nikel laterit yang terbentuk akibat pelapukan batuan ultramafik yang mengandung nikel 0.2 - 0.4 % (Golightly, 1981). Jenis-jenis batuan tersebut antara lain olivine, piroksin, dan amphibole (Rajesh, 2004). Nikel laterit umumnya ditemukan pada daerah tropis, dikarenakan iklim yang mendukung terjadinya pelapukan, selain topografi, drainase, tenaga tektonik, batuan induk, dan struktur geologi (Elias, 2001). Selama ini eksplorasi terhadap nikel laterit dilakukan dengan mencari singkapan ultramafik, pemetaan lapangan, pengeboran, dan analisa laboratorium untuk mengetahui kandungan mineral dan kimiawi nikel. Namun salah satu hambatan besar dari kegiatan tersebut adalah pada tahap pemetaan lapangan, dimana membutuhkan waktu yang lama dan berbiaya besar, terutama untuk daerah baru, sehingga seringkali sulit untuk dilakukan pada wilayah luas. Namun seiring berkembangnya teknologi dalam bidang pemetaan, keterbatasan tersebut kini dapat diatasi dengan menggunakan aplikasi dari teknologi penginderaan jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG) (Rajesh, 2004). Aplikasi penginderaan jauh dan SIG dalam eksplorasi mineral memiliki banyak keuntungan, antara lain cakupan wilayahnya luas, hemat biaya, data yang mudah diperbaharui (up date) dan memungkinkan integrasi dengan berbagai jenis data satelit, geofisika, geokimia, Digital Elevation Model (DEM), dan sebagainya. Sehingga proses analisa semakin efisien, cepat, dan akurasi yang meningkat. Penggunaan penginderaan jauh dalam eksplorasi pertambangan telah lama digunakan dan sudah berkembang luas, beberapa pendekatan yang ban yak diaplikasikan antara lain, pemetaan lithologi, struktur, dan alterasi (Rajesh, 2004; Siegal dan Gillespie, 1991). Pemetaan lithologi merupakan pemetaan sumberdaya mineral, dengan menarik kesimpulan dari beberapa parameter utama yang diperoleh melalui observasi penginderaan jauh, seperti mengidentifikasi nilai spektral batuan, penampakan struktural, pelapukan dan bentuk daratan (landform), serta pola aliran sungai. Pemetaan struktur didasarkan pada hubungan antara deposit mineral dengan beberapa tipe deformasi, seperti patahan, lipatan atau struktur geologi lainnya. Sedangkan pendekatan alterasi merupakan
teknik pemetaan mineral yang mengasosiasik mengasosiasikan an deposit mineral dengan alterasi hidrothermal dan batuan sekitar, jenis dan luasnya zona alterasi menggambarkan tipe dari deposit mineral (Rajesh, 2004). Distribusi spasial dari batuan hasil alterasi hidrothermal merupakan kunci utama untuk mengetahui zona aliran dari hidrothermal dan sebagai petunjuk penting untuk mengenali deposit mineral (Pirajno, 1992 dalam Rajesh, 2004). Identifikasi sebaran nikel laterit melalui teknologi penginderaan jauh dalam penelitian ini dilakukan dengan pendekatan alterasi, yaitu dengan memetakan mineral permukaan hasil lapukan batuan ultramafik pada lapisan limonite, antara lain mineral goethite, hematite dan chlorite. Metode yang digunakan untuk mendeteksi mineral tersebut yaitu Defoliant Technique Technique atau Directed Principal Component (DPC). Pemilihan metode tersebut didasarkan pada karakteristik wilayah tropis yang bervegetasi rapat, sehingga menjadi hambatan tersendiri dalam mendeteksi deposit mineral. Untuk itu metode yang mampu meminimalisir pengaruh vegetasi, seperti Defoliant Technique sangat cocok untuk digunakan (Carranza, 2003; Rojas, 2003). Defoliant Technique Technique pada dasarnya adalah teknik penajaman yang dilakukan dengan menggabungkan dua rasio saluran (Carranza, 2002; Fraser dan Green, 1987 dalam Rojas, 2003), adapun hasil dari proses ini adalah sebaran mineral permukaan yang digambarkan dalam citra skala keabuan (grayscale). Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Defoliant Technique Technique mampu mengidentifikasi keberadaan alterasi hidrothermal di daerah bervegetasi, seperti yang dilakukan oleh Carranza dan Hale pada tahun 2001 di wilayah Baugio, Filipina. Kemudian untuk menguji tingkat akurasi, hasil pencitraan akan diverifikasi dengan data titik bor. Sensor yang digunakan untuk mengidentifikasi deposit mineral adalah Advanced Spaceborne Thermal Emission Radiometer (ASTER). Salah satu kelebihan citra ASTER dalam memetakan sebaran mineral permukaan adalah ketersediaan saluran (band) yang lebih banyak (VNIR saluran 1 – 3, SWIR saluran 4 – 9, dan TIR saluran 10 – 14) dan resolusi spasial yang lebih baik dibandingkan citra Landsat, oleh karena itu ASTER cocok dalam memetakan berbagai jenis batuan dan mineral. Kemudian harga citra ASTER yang jauh lebih murah dibandingkan menggunakan satelit hyperspectral ataupun pemetaan udara menjadikan ASTER menarik untuk digunakan lebih jauh. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan kemampuan ASTER yang baik dalam pemetaan geologi, seperti yang dilakukan oleh Simpson, Mars, dan Rowan pada tahun 2004 dalam pemetaan lithologic komplek ultramafik di Australia serta Debgani dan Gingerich tahun 2005 untuk ekstrasi mineral di Iran. Sorowako merupakan salah satu wilayah Sulawesi yang kaya akan kandungan nikel laterit dalam jumlah besar. Hal ini didukung oleh bentukan geologi yang terdiri atas volcano plutonic arc, methamorphic belt, ophiolite belt, banggai-sula dan tukang besi disisi Barat dan Utara, Tengah, Tengah, Timur, serta beberapa pecahan fragmen di Timur dan Tenggara. Tenggara. Selain itu kondisi ini juga tidak terlepas oleh iklim, reaksi kimia, struktur, dan topografi Sulawesi yang cocok terhadap pementukan nikel laterit. Endapan nikel laterit di Sorowako terbentuk karena proses pelapukan dari batuan ultramafik yang terbentang dalam suatu singkapan tunggal terbesar di dunia seluas lebih dari 120 km x 60 km, k m, dimana sejumlah endapan lainnya tersebar di provinsi Sulawesi Tengah Tengah dan Tenggara (Waheed, 2005). Salah satu perusahaan yang melakukan eksplorasi dan penambangan nikel laterit di beberapa wilayah Sulawesi bagian Tengah, Tenggara dan Selatan adalah PT. International Nickel Indonesia, Tbk (PT INCO). Perusahaan multinasional yang diakuisisi sahamnya sejak tahun 2007 oleh Companhia Vale Vale do Rio Doce (CVRD) yang kini bernama Vale, Vale, dan berubah menjadi Vale Inco, ltd; telah beroperasi sejak tahun 1968, terutama di wilayah Sorowako. Nikel laterit PT INCO diperoleh dengan mengambil mineral dari endapan nikel laterit yang mengandung unsur nikel dalam jumlah besar, antara lain limonite dan saprolite, kemudian diolah secara pyrometallurgical pyrometallurg ical atau hydrometallur hydrometallurgical gical dan dihasilkan nikel dalam bentuk matte. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola sebaran potensi, tingkat akurasi pencitraan dan ASTER di areal eksplorasi tambang PT INCO blok Sorowako. Hasil penelitian dapat menyediakan informasi sebaran potensi nikel laterit secara spasial dengan metode yang lebih cepat dan efisien, me mpermudah dalam pemetaan awal (reconnaissance mapping) geologi dan mineral pada daerah yang luas, serta sebagai decision maker support system bagi kepentingan PT INCO dalam melakukan eksplorasi tambang nikel laterit.
II. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pola sebaran potensi deposit nikel laterit di areal eksplorasi tambang PT INCO berdasarkan interpretasi citra satelit dan kaitannya dengan variabel fisik batuan induk, struktur geologi, dan lereng. Sehingga hasil penelitian diharapkan dapat menyediakan informasi sebaran
potensi nikel laterit secara spasial dengan metode yang lebih cepat dan efisien, mempermudah dalam pe metaan awal geologi (reconnaissance mapping) dan mineral pada daerah yang luas, serta sebagai decision maker support system bagi kepentingan PT INCO dalam melakukan eksplorasi tambang nikel laterit. III. Kondisi Geologi Beberapa penelitian yang menjelaskan mengenai proses tektonik dan geologi di daerah sulawesi, antara lain adalah Sukamto (1975) yang membagi pulau Sulawesi dan sekitarnya terdiri dari 3 Mandala Geologi yaitu : 1) Mandala Geologi Sulawesi Barat, dicirikan oleh adanya jalur gunung api paleogen, intrusi neogen dan sedimen mesozoikum. 2) Mandala Geologi Sulawesi Timur, dicirikan oleh batuan ofiolit yang berupa batuan ultramafik peridotite, harzburgit, dunit, piroksenit dan serpentinit yang diperkirakan berumur kapur. 3) Mandala Geologi Banggai Sula, dicirikan oleh batuan dasar berupa batuan metamorf per mo-karbon, batuan plutonik yang bersifat granitis berumur trias dan batuan sedimen mesozoikum. Menurut Hamilton (1979) dan Simanjuntak Si manjuntak (1991), Mandala Geologi banggai Sula merupakan mikro kontinen yang merupakan pecahan dari lempeng New Guinea yang bergerak kearah barat sepanjang sesar sorong. ( Gambar 1 )
Gambar 3.1 Garis Besar Kondisi Lithologi dan Struktur Geologi Pulau Sulawesi (Ahmad, 2006) Geologi daerah Sorowako dan sekitarnya sudah dideskripsik dideskripsikan an sebelumnya secara umum oleh Brouwer, 1934; Van Bemmelen, 1949; Soeria Atmadja et al., 1974; dan Ahmad, 1977 dalam Mustaring, 2006. Namun yang secara spesifik membahas tentang geologi deposit nikel laterit adalah Golightly pada tahun 1979, dimana ia membagi geologi daerah Sorowako menjadi tiga bagian, yaitu : 1) Satuan batuan sedimen yang berumur kapur, terdiri dari batu gamping laut dalam dan rijang. Terdapat Terdapat dibagian barat Sorowako dan dibatasi oleh sesar naik dengan kemiringan kearah barat. 2) Satuan batuan ultrabasa yang berumur awal tersier tersier,, umumnya terdiri dari jenis peridotit, sebagian mengalami serpentinisasi dengan derajat yang bervariasi dan umumnya terdapat dibagian timur. timur. Pada satuan ini juga terdapat intrusi-intrusi pegmatit yang bersifat gabroik dan terdapat dibagian utara. 3) Satuan alluvial dan sedimen danau (lacustrine) yang berumur kuarter, umumnya terdapat dibagian utara dekat desa Sorowako. Batuan induk dari endapan nikel laterit adalah batuan ultrabasa dengan kandungan mineral ferromagnesian (olivine, piroksin, dan amphibole) dalam jumlah besar yang berasosiasi dengan struktur geologi yang terbentuk pada masa Precambrian hingga Tersier Tersier (Ahmad, 2006). Batuan ultrabasa wilayah Sorowako tersusun dari batuan peridotite yang dapat dibagi menjadi empat satuan batuan, yang merupakan batuan induk pembawa nikel dengan kadar sekitar 2 %. Batuan-batuan sejenis peridotite antara lain : 1) Dunite, yang mengandung olivine lebih dari 90% dan piroksen sekitar 5%. 2) High Serpentinized, yang mengandung olivine 85% dan piroksen 15%. 3) Low Serpentinized, yang mengandung olivine 65% dan piroksen 35%. Bijih nikel yang terdapat di bagian Tengah Tengah dan Timur Sulawesi tepatnya di daerah Sorowako termasuk ke dalam jenis nikel laterite dan bijih nikel silikat (garnierit). Bijih nikel tersebut terbentuk akibat pelapukan dan pelindihan (leaching) batuan ultrabasa seperti peridotit dan serpentinit dari rombakan batuan ultrabasa. Namun berdasarkan ciri fisik dan kimiawinya, endapan nikel laterit di Sorowako dapat dibagi menjadi dua, yaitu Blok Barat (West Block) dan Blok Timur (East Block) yang berbeda satu sama lainnya (gambar 2). Perbedaan topografi sangat menyolok, pada umumnya di East Block memiliki topografi yang landai sedikit berbukit sedangkan di West Block pada umumnya topografi terjal membentuk me mbentuk pegunungan. West West Block meliputi 36 bukit dengan luas sekitar 46,5 km persegi, secara umum merupakan batuan peridortite yang tidak terserpentinisasii dengan bentuk morfologi yang relatif lebih terjal dibandingkan East Block (karena pengaruh terserpentinisas struktur yang kuat), banyak dijumpai bongkah – bongkah segar peridotit (Boulder) sisa proses pelapukan sehingga recovery menjadi kecil. Umumnya boulder dilapisi oleh zona pelapukan tipis dibagian luarnya. Daerah West banyak mengandung urat-urat kuarsa yang sulit dikontrol pola penyebarannya. Sedangkan East Block
meliputi 44 bukit menempati area seluas 36,3 km persegi. Topografi pada daerah ini relatif lebih landai dari pada daerah West West Block. Batuan dasar dari tipe ini umumnya adalah serpentine peridotite, lherzolite, dengan derajat serpentin yang bervariasi. Estimasi dan pemodelan cadangan merupakan suatu hal yang sangat penting dalam tahap evaluasi penambangan, karena keputusan teknis yang berhubungan dengan kegiatan penambangan sangat bergantung pada jumlah cadangan. Metode estimasi cadangan yang berkembang saat ini cukup banyak, namun salah satu metode estimasi yang terbaik yang berhubungan dengan pe modelan dan perhitungan cadangan adalah metode geostatistik berupa kriging. Metode kriging tersebut diterapkan dalam penelitian ini untuk melakukan estimasi dan pemodelan cadangan nikel laterit daerah Pulau Gee, Halmahera timur, Propinsi Maluku Utara. Metode kriging yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode ordinary kriging blok 3 (tiga) dimensi karena mempertimbangkan penggunaan data dalam aspek ruang tiga dimensi. Pemodelan dan perhitungan cadangan dilakukan berdasarkan konsep model blok, dimana cadangan dibagi menjadi unit-unit blok untuk memperoleh variabel taksiran cadangan secara detail. Adapun Adapun variabel taksiran yang digunakan dalam melakukan estimasi cadangan nikel laterit ini yaitu data kadar nikel (Ni) dan besi (Fe). Dimensi unit-unit blok cadangan yang digunakan adalah 25 25 1 meter yang disesuaikan dengan daerah pengaruh lubang bor dan spasi assay per meter kedalaman yang dilakukan terhadap conto bor. Berdasarkan analisis variogram, dapat diketahui karakterisik spasial spasial antar data. Dimana, data pada arah horizontal memiliki daerah pengaruh (range) sebesar 35-43 meter dan pada arah vertikal me miliki daerah pengaruh sebesar 10-15 meter. Pada beberapa lokasi yaitu Blok Utara dan Blok Selatan A, variogram memiliki nugget effect yang cukup tinggi yang menunjukkan adanya data yang bersifat erratic.
Batuan induk bijih nikel adalah batuan peridotit batuan peridotit.. Menurut Vinogradov batuan ultra basa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin dan piroksin,, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan di antara unsur-unsur tersebut. Proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hydrothermal hydrothermal,, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk. Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada ba tuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil. Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. Sedangkan larutan residunya akan membentuk suatu senyawa sen yawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering). Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan bijih nikel laterit ini adalah:
a. Batuan asal. Adanya batuan asal merupakan syarat utama untuk terbentukn ya endapan nikel laterit, macam batuan asalnya adalah batuan ultra basa. Dalam hal ini pada batuan ultra basa tersebut: terdapat elemen Ni yang paling banyak ban yak diantara batuan lainnya - mempunyai mineral-mineral yang paling mudah lapuk atau tidak stabil, seperti olivin dan piroksin - mempunyai komponen-komponen yang mudah larut dan memberikan lingkungan pengendapan yang baik untuk nikel. b. Iklim. Adanya pergantian musim kemarau dan musim penghujan dimana terjadi kenaikan da n penurunan permukaan air tanah juga dapat menyebabkan terjadinya proses pemisahan dan akumulasi unsur-unsur. Perbedaan temperatur yang cukup besar akan membantu terjadinya pelapukan mekanis, dimana akan terjadi rekahan-rekahan dalam batuan yang akan mempermudah proses atau reaksi kimia pada batuan. c. Reagen-reagen kimia dan vegetasi. Yang dimaksud dengan reagen-reagen kimia adalah unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang membantu mempercepat proses pelapukan. Air tanah yang mengandung CO2 memegang peranan penting didalam proses pelapukan kimia. Asam-asam humus menyebabkan dekomposisi batuan dan dapat merubah pH larutan. Asam-asam humus ini erat kaitannya dengan vegetasi daerah. Dalam hal ini, vegetasi akan mengakibatkan: • penetrasi air dapat lebih dalam dan lebih mudah dengan mengikuti jalur akar pohon-pohonan • akumulasi air hujan akan lebih banyak • humus akan lebih tebal Keadaan ini merupakan suatu petunjuk, dimana hutannya lebat pada lingkungan yang baik akan terdapat endapan nikel yang lebih tebal dengan kadar yang lebih tinggi. Selain itu, vegetasi dapat berfungsi untuk menjaga hasil pelapukan terhadap erosi mekanis. d. Struktur. Struktur. Struktur yang sangat dominan yang terdapat d idaerah Polamaa ini adalah struktur kekar (joint) dibandingkan terhadap struktur patahannya. Seperti diketahui, batuan beku mempunyai porositas dan permeabilitas yang kecil sekali sehingga penetrasi air sangat sulit, maka dengan adanya rekahanrekahan tersebut akan lebih memudahkan masuknya air dan berarti proses pelapukan akan lebih intensif. e. Topografi. Keadaan topografi setempat akan sangat mempengaruhi sirkulasi air beserta reagenreagen lain. Untuk daerah yang landai, maka air akan bergerak perlahan-lahan sehingga akan mempunyai kesempatan untuk mengadakan penetrasi lebih dalam melalui rekahan-rekahan atau pori pori batuan. Akumulasi andapan umumnya terdapat pada daerah-daerah yang landai sampai kemiringan sedang, hal ini menerangkan bahwa ketebalan pelapukan mengikuti bentuk topografi. Pada daerah yang curam, secara teoritis, jumlah air yang meluncur (run off) lebih banyak daripada air yang meresap ini dapat menyebabkan pelapukan kurang intensif. f. Waktu. Waktu. Waktu Waktu yang cukup lama akan mengakibatkan menga kibatkan pelapukan yang cukup intensif karena akumulasi unsur nikel cukup tinggi. Profil nikel laterit keseluruhan terdiri dari 4 zona gradasi sebagai berikut : 1. Iron Capping : Merupakan bagian yang paling atas dari suatu penampang p enampang laterit. Komposisinya adalah akar tumbuhan, humus, hu mus, oksida besi dan sisa-sisa organik lainnya. Warna Warna khas adalah coklat tua kehitaman dan bersifat gembur. Kadar nikelnya sangat rendah sehingga tidak diambil dalam penambangan. Ketebalan lapisan tanah penutup rata-rata 0,3 s/d 6 m. berwarna merah tua, merupakan kumpulan massa goethite dan limonite. Iron capping mempunyai kadar besi yang tinggi tapi kadar nikel yang rendah. Terkadang terdapat mineral-mineral hematite, chro miferous. 2. Limonite Layer : Merupakan hasil pelapukan lanjut dari batuan beku ultrabasa. Komposisinya Ko mposisinya meliputi oksida besi yang dominan, goethit, dan magnetit. Ketebalan lapisan ini rata-rata 8-15 m. Dalam limonit dapat dijumpai adanya akar tumbuhan, meskipun dalam persentase yang sangat kecil. Kemunculan bongkah-bongkah batuan beku ultrabasa pada zona ini tidak dominan atau hampir tidak ada, umumnya mineral-mineral di batuan beku basa-ultrabasa telah terubah menjadi serpentin akibat
hasil dari pelapukan yang belum tuntas. fine grained, merah coklat atau kuning, lapisan kaya besi dari limonit soil menyelimuti seluruh area. Lapisan ini tipis pada daerah yang terjal, dan sempat hilang karena erosi. Sebagian dari nikel pada zona ini hadir di dalam mineral manganese oxide, lithiophorite. Terkadang terdapat mineral talc, tremolite, chromiferous, quartz, gibsite, maghe mite. 3. Silika Boxwork : putih - orange chert, c hert, quartz, mengisi sepanjang fractured dan sebagian menggantikan zona terluar dari unserpentine fragmen peridotite, sebagian mengawetkan struktur dan tekstur dari batuan asal. Terkadang terdapat mineral opal, magnesite. Akumulasi dari garnierite pimelite di dalam boxwork mungkin berasal dari nikel ore yang kaya silika. Zona boxwork jarang terdapat pada bedrock yang serpentinized. 4. Saprolite : Zona ini merupakan zona zo na pengayaan unsur Ni. Komposisinya berupa oksida be si, serpentin sekitar <0,4% kuarsa magnetit dan tekstur batuan asal yang masih terlihat. Ketebalan lapisan ini berkisar 5-18 m. Kemunculan bongkah-bongkah sangat sering dan pada rekahan-rekahan batuan asal dijumpai magnesit, serpentin, krisopras dan garnierit. Bongkah batuan asal yang muncul pada umumnya memiliki kadar SiO2 dan MgO yang tinggi serta Ni dan Fe yang rendah. campuran dari sisasisa batuan, butiran halus limonite, saprolitic rims, vein dari endapan g arnierite, nickeliferous quartz, mangan dan pada beberapa kasus terdapat silika boxwork, bentukan dari suatu zona transisi dari limonite ke bedrock. Terkadang terdapat mineral quartz yang mengisi rekahan, mineral-mineral primer yang terlapukkan, chlorite. Garnierite di lapangan biasan ya diidentifikasi sebagai kolloidal talc dengan lebih atau kurang nickeliferous serpentin. Struktur dan tekstur batuan asal masih terlihat. 5. Bedrock : bagian terbawah dari profil laterit. Tersusun Tersusun atas bongkah yang lebih besar dari 7 5 cm dan blok peridotit (batuan dasar) dan secara umum sudah tidak mengandung mineral ekonomis (kadar logam sudah mendekati atau sama dengan batuan dasar). Batuan dasar merupakan batuan asal dari nikel laterit yang umumnya merupakan batuan beku ultrabasa yaitu harzburgit dan dunit yang pada rekahannya telah terisi oleh oksida besi 5-10%, garnierit minor dan silika > 35%. Permeabilitas batuan dasar meningkat sebanding dengan intensitas serpentinisasi.Zona ini terfrakturisasi terfrakturisasi kuat, kadang membuka, terisi oleh mineral garnierite dan silika. Frakturisasi ini diperkirakan menjadi penyebab adanya root zone yaitu zona high grade Ni, akan tetapi posisinya p osisinya tersembunyi. Nikel laterite merupakan sumber bahan tambang yang sangat penting, menyumbang terhadap 40% dari produksi nikel dunia. Endapan nikel laterite terbentuk dari hasil pelapukan yang dalam dari batuan induk dari jenis ultrabasa. Umumnya terbentuk pada iklim tropis sampai sub-tropis. Saat ini kebanyakan nikel laterite memang terbentuk di daerah ekuator. Negara penghasil nikel laterite di dunia diantaranya New Caledonia, Kuba, Philippines, Indonesia, Columbia dan Australia. yang kaya akan Nikel; Garnierite ( max. Ni 40%). Ni terlarut (leached) dari fase limonite (Fe Oxyhydroxide) Oxyhydroxide) dan terendapkan bersama mineral silicate hydrous atau mensubtitusi unsure Mg pada serpentinite yang teralterasi (Pelletier,1996). (Pelletier,1996). Jadi, meskipun nikel laterite adalah produk pelapukan, tapi dapat dikatakan juga bahwa proses enrichment supergene sangat penting dalam pembentukan formasi dan nilai ekonomis dari endapan hydrous silicate ini. Type Type ini dapat ditemui dibeberapa tempat seperti di New Caledonia, Indonesia, Philippines.Dominika Philippines.Dominika dan Columbia. Istilah “laterite” bisa diartikan sebagai endapan yang kaya akan iron-oxide, miskin unsure silica dan secara intensif ditemukan pada endapan lapukan di iklim tropis (eggleton, 2001). Ada juga yang mengartikan nikel laterite sebagai endapan lapukan yang mengandung nikel dan secara ekonomis dapat di tambang. Batuan induk dari endapan Nikel Laterite adalah batuan ultrabasa; umumnya harzburgite (peridotite yang kaya akan unsur ortopiroksen), dunite dan jenis peridotite yang lain.
Proses Kimia Pembentukan Nikel Nikel terbentuk bersama mineral silikat kaya akan unsur Mg (ex;olivin). Olivin adalah jenis mineral yang tidak stabil selama pelapukan berlangsung. Saprolite adalah produk pelapukan pertama, meninggalkan sedikitnya 20% fabric dari batuan aslinya (parent rock). Batas antara batuan dasar, saprolite dan wathering front tidak jelas dan bahkan perubahannya gradasional. Endapan nikel laterite dicirikan dengan adanya speroidal weathering sepanjang joints dan fractures ( boulder saprolite). Selama pelapukan berlangsung, Mg larut dan Silika larut bersama groundwater. groundwater. Ini menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai hasilnya, FeOxide mendominasi dengan membentuk lapisan horizontal diatas saprolite yang sekarang kita kenal sebagai Limonite. Benar bahwa Nikel berasosiasi dengan Fe-Oxide terutama dari jenis Goethite. Rata-rata nikel berjumlah 1.2 %. Kondisi Mineralogy Endapan nikel laterite terbentuk baik pada mineral jenis silicate atau oxide. Kemiripan radius ion Ni2+ dan Mg2+ memungkinkan substitusi substitusi ion diantara keduanya. Umumnya, Umumnya, mineral bijih dari jenis hidrous silicate seperti talc, smectite, sepiolite, dan chlorite terbentuk selama proses metamorphisme temperature rendah dan selama proses pelapukan dari batuan induk. Umumnya, mineral – mineral tersebut mempunyai variasi ratio Mg dan Ni. Mineral garnierite dari jenis silicate mempunyai ciri poor kristalin, texture afanitik, dan berstuktur seperti serpentinite (Brindley,1978). (Brindley,1978). Genesis of Nikel Laterite Umunya Nikel deposit terbentuk pada batuan ultrabasa dengan kandungan Fe di olivine yang tinggi dan Nikel berkadar antara 0.2% – 0.4% wt. Secara mineralogi nikel laterite dapat dibagi kedalam tiga kategori (Brand et all.,1998) 1. Hydrous Hydrous Silicate Silicate Deposits Deposits Profil dari type ini dari vertical dari bawah ke atas : Ore horizon pada lapisan saprolite (Mg-Ni silicate), grade Nikel antara 1.8% – 2.5%. Pada zona ini berkembang box-works (apa tuh..), veining, relic structure, fracture dan grain boundaries dan dapat terbentuk mineral 1. Clay Silica Silicate te Depos Deposits its Pada jenis endapan ini, Si hanya sebagian terlarut oleh melalui groundwater. groundwater. Si yang tersisa akan bergabung dengan Fe,Ni,dan Al untuk membentuk mineral lempung (clay minerals) seperti Ni-rich Notronite pada bagian tengah profil saprolite (see profile). Ni-rich serpentine juga dapat di replace oleh smectite atau kuarsa jika profile deposit ini tetap kontak dalam waktu lama dengan groundwater. Ni grade pada endapan ini lebih rendah dari Hydrosilicate deposit (1.2%;Brand et all,1998). 1. Oxid Oxidee Depo Deposi sits ts Type Type terakhir adalah Oxide. Profile bawah menunjukkan Protolith dari jenis harzburgitic peridotites (mostly mineral olivine,serpentine, piroksen), sangat rentan terhadap pelapukan terutama di daerah tropis. Diatasnya terbentuk saprolite dan mendekati permukaan terbentuk limonite dan ferricrete (dipermukaan) ( see profile). Pada tipe deposit oxide ini, Nikel berasosiasi dengan Goethite (FeOOH) dan Mn Oxide. Sebagai tambahan, Nikel laterite sangat jarang atau tidak sama sekali terbentuk pada batuan carbonate mengandung mineral talc. Tektonik Setting Nikel laterite berkembang di kompleks Ophiolite pada rentang waktu Phanerozoic, terutama Cretaseous-Miosen. Ophiolite ini telah mengalami fault dan joint sebagai efek dari tectonic uplift yang dapat memicu intensitas pelapukan dan perubahan pada water table level. Deposit Nikel lainnya ditemukan pada Archean Craton yang tergolong stabil berasosiasi dengan layer mafic complexes and komatiite (Butt,1975). Semakin banyak zona shear dan steep fault ( normal??), semakin tinggi pula tingkat enrichment proses untuk menghasilkan grade Nikel yang tinggi. Sebaliknya, zona thrust fault berasosiasi dengan emplacement kompleks ophiolite dan bersama dengan greenstone membentuk zona serpentine milonite atau talc-carbonates-altered ultramafic rocks. Komposisi seperti itu tidak memungkinkan terbentuknya Nikel pada endapan residu (regolith/lapukan). (regolith/lapukan).
Kondisi Topografi dan Morfologi Dua faktor tersebut sangat penting dalam endapan nikel laterit karena kaitannya dengan posisi water table, stuktur dan drainage. Zona enrichment nikel laterite berada di topografi bagian atas (upper hill slope,crest, plateau, atau terrace). Kondisi water table pada zona ini dangkal,apalagi ditambah dengan adanya adanya zona patahan n shear or joint. In consequence, akan mempercepat proses palarutan kimia (leaching processes) yang pada akhirnya akan terbentuk endapan saprolite mengandung nikel yang cukup tebal. Kondisi seperti ini dapat dijumpai di beberapa tempat sepeti Indonesia,New Caledonia, Ural (Russia) dan Columbia. Sebaliknya, pada topografi yang rendah, water table yang dalam akan menghambat proses pelarutan unsur – unsur dari batuan induk (baca:enrichment proses). Iklim Tempat – tempat yang beriklim tropis seperti Indonesia, Columbia memungkinkan untuk terjadinya endapan Nikel laterite. Kondisi curah hujan yang tinggi,temperatur yang hangat ditambah dengan aktivitas biogenic akan mempercepat proses pelapukan kimia, dimana Nikel laterite bisa mudah terbentuk. 4. NIKEL Sifat-sifat nikel : • Putih mengkilat • Sangat keras • Tidak berkarat • Tahan terhadap asam encer Bijih nikel yang utam adalah nikel sulfida . Nikel-nikel yang diekspor dalam bentuk 3 maca m yaitu bijih, nikel kasar, dan ferronikel. Daerah penambangan nikel ada di Koala, Soroako, Maluku Utara. Cara penambangan nikel melalui berbagai cara , antara lain ; • Penebangan pohon dan semak • Pengupasan tanah permukaan • Penggalian dengan sistem tangga (benching system) yaitu dimulai dari bawah ke atas mengikuti garis kontur dengan alat gali power shovel atau dozer shovel Pengolahan nikel melalui beberapa tahap , yaitu : • Pemanggangan • Peleburan • Elektrolisis Penggunaan Nikel • Untuk melapisi barang yang terbuat dari besi, te mbaga, baja karena nikel mempunyai sifat keras, tahan korosi dan mudah mengkilap jika digosok. • Untuk membuat baja tahan karat (stailess stell) • Untuk membuat aliase dengan tembaga dan beberapa logam lain seperti : a. Monel (Ni, Cu, Fe) Digunakan untuk membuat instrumen tranmisi listrik b. Nikrom(Ni,Fe,Cr) Digunakan sebagai kawat pemanas c. Alniko (Al, Ni, fe, Co) Untuk membuat magnet. d. Palinit dan Invar yaitu paduan nikel yang me mpunyai koefisien muai yang sama dengan gelas yang digunakan sebagai kawat listrik yang ditanam dalam kaca, misalnya pada bolam lampu pijar. e. Serbuk nikel digunakan sebagai katalisator, katalisator, misalnya pada hidrogenansi (pemadatan) minyak kelapa, juga pada cracking minyak bumi. Genesa Endapan Nikel Akibat Replacement Unsure logam Ni dan Co sebagai penyusun utama magma basa hadir dalam Kristal olivine dan enstatite karena adanya kesamaan jari-jari ion (Ni= 0,78 A dan Co = 0,82 A) dengan jari-jari mg dan Fe sehingga Ni dan Co dapat bertukar (proses replacement) dengan Mgf dan Fe pada jaringan mineral asli. Ni dan Co menjadi bagian yang tak terpisahkan dalam batuan peridotit, dimana dalam keadaan segar mengandung Ni sebesar 0,1% sampai 0,3 % ( Prijono, 1977)
Genesa Endapan Nikel Laterit Tubuh endapan nikel la terit terbentuk setelah tubuh batuan beku tersingkap di permukaan dan mengalami pelapukan secara terus – menerus yang mengakibatkan batuan menjadi Batuan induk bijih nikel adalah batuan peridotit. Menurut Vinogradov batuan ultra basa rata-rata mempunyai kandungan nikel sebesar 0,2 %. Unsur nikel tersebut terdapat dalam kisi-kisi kristal mineral olivin dan piroksin, sebagai hasil substitusi terhadap atom Fe dan Mg. Proses terjadinya substitusi antara Ni, Fe dan Mg dapat diterangkan karena radius ion dan muatan ion yang hampir bersamaan di antara unsur-unsur tersebut. Proses serpentinisasi yang terjadi pada batuan peridotit akibat pengaruh larutan hydrothermal, akan merubah batuan peridotit menjadi batuan serpentinit atau batuan serpentinit peroditit. Sedangkan proses kimia dan fisika dari udara, air serta pergantian panas dingin yang bekerja kontinu, menyebabkan disintegrasi dan dekomposisi pada batuan induk. Pada pelapukan kimia khususnya, air tanah yang kaya akan CO2 berasal dari udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan menguraikan mineral-mineral mineral-mineral yang tidak stabil (olivin dan piroksin) pada batuan ultra basa, menghasilkan Mg, Fe, Ni yang larut; Si cenderung membentuk koloid dari partikel-partikel silika yang sangat halus. Didalam larutan, Fe teroksidasi dan mengendap sebagai ferri-hydroksida, akhirnya membentuk mineral-mineral mineral-mineral seperti geothit, limonit, dan haematit dekat permukaan. Bersama mineral-mineral ini selalu ikut serta unsur cobalt dalam jumlah kecil. Larutan yang mengandung Mg, Ni, dan Si terus menerus kebawah selama larutannya larutannya bersifat asam, hingga pada suatu kondisi dimana suasana cukup netral akibat adanya kontak dengan tanah dan batuan, maka ada kecenderungan kecenderungan untuk membentuk endapan hydrosilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai silikat atau hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi bervariasi tersebut akan mengendap pada celah-celah atau rekahan-rekahan yang dikenal dengan urat-urat garnierit dan krisopras. krisopras. Sedangkan larutan residunya residunya akan membentuk suatu senyawa yang disebut saprolit yang berwarna coklat kuning kemerahan. kemerahan. Unsur-unsur lainnya seperti Ca dan Mg yang terlarut sebagai bikarbonat akan terbawa kebawah sampai batas pelapukan dan akan diendapkan sebagai dolomit, magnesit yang biasa mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan induk. Dilapangan urat-urat ini dikenal sebagai batas petunjuk antara zona pelapukan dengan zona batuan segar yang disebut dengan akar pelapukan (root of weathering).
