KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS HASANUDDIN

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOLOGI

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

TUGAS MATA KULIAH ENDAPAN LATERIT

LATERIT DAN REAKSI KIMIA DALAM PROSES

PEMBENTUKANNYA

OLEH :

ANDI ATHYRA AYU MERINA D611 08 280BUDIMAN D611 08 257ST. FAUZIAH P. D611 08 251

MAKASSAR2011

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 1

LATERIT DAN REAKSI KIMIA DALAM PROSES

PEMBENTUKANNYA

“Laterite” (Latin; brick rock), pertama kali istilah ini digunakan pada

tahun 1807 oleh Major Francis Hamilton Buchanan untuk tanah yang berwarna

merah (pelapukan dari basalt) yang memotong batuan di India bagian selatan.

Materialnya relative lunak, menggumpal lunak dikarenakan pengaruh musim.

Sekarang istilah ini dipakai untuk menggambarkan range profil pelapukan:

termasuk ore Alumina (bauxite) dan juga sebagai indikasi adanya sumber Ni, Co,

Cr dan logam-logam mulia lainnya.

Proses pelapukan pada ini terjadinya reaksi kimia di dalamnya. Batuan

pun yang dimaksud dapat mengalami pelapukan akibat perubahan reaksi. Di

dalam batuan terdiri atas mineral-mineral yang mengalami proses disintegrasi

fisik dan dekomposisi kimia material batuan yang ada di permukaan atau dekat

permukaan bumi (Parker, 1997 dalam Waheed, 2002). Sehingga pada batuan

terdapat ikatan-ikatan kimia dalam interaksi gayanya yang saling tarik menarik

antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau

poliatomik menjadi stabil.

Ikatan kimia yang dimaksud ini adalah logam dan non logam. Dalam

kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang

siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala

dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Beberapa logam

terkenal adalah aluminium (Al), tembaga (Cu), emas (Au), besi (Fe), timah(Pb),

perak (Ag), titanium (Ti), uranium, dan zink (Zn). Selain itu pada non logam,

kelompok unsur kimia yang bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik

elektron valensi dari atom lain dari pada melepaskannya. Yang termasuk dalam

nonlogam adalah halogen, gas mulia, dan 7 unsur berikut: hidrogen (H), karbon

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 2

(C), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (P), belerang (S), dan selenium (Se).

Unsur-unsur kimia ini juga bersifat ekonomis. Sehingga dalam pembahasan kali

ini mengenai laterit yang termasuk kandungan pada mineral-mineral (dalam hal

ini unsur kimia) bersifat ekonomis. Yang akan dibahas kali ini adalah laterit

nikel.

Inti bumi diperkirakan terdiri atas besi dengan kandungan nikel sekitar

7%. Zone di antara kerak bumi dan inti bumi, yaitu yang disebut mantel (mantle)

diperkirakan tebalnya 2.898 km dan mengandung 0,1% - 0,9% nikel. Deposit Ni

pada umumnya dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu Nickel copper

sulfide, Nickel Silicate, dan Nickel Laterites-Serpentines.

Dipermukaan, secara umum profil-profil zona pelapukan (oksidasi)

terbentuk secara exclusive dari batuan dasar Ultrabasa, di mana selalu :

Dunite dan peridotites, turunan batuan-batuan terserpentinkan 

Batuan Ultrabasa rata-rata mengandung Nikel sebesar 0,2%. Unsur Ni

tersebut terdapat pada kisi-kisi kristal Olivin dan Ortopiroksen.

Mineral olivin dan ortopiroksen  sebagai sumber nikel utama merupakan

penyusun utama dari batuan ultramafik mungkin berasal dari bagian kompleks

ofiolit obduksi atau berupa intrusi mafik. Alterasi olivin terjadi karena proses

hidrasi dari silika, serpentinit, dan limonit . Pada tanah laterit, keasaman air tanah

semakin berkurang seiring dengan bertambahnya 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 contoh  reaksi pada olivin.

4(Fe2,Mg3)SiO4 + 8H+ + 4O2 → (Fe2,Mg3)Si4O10(OH)2 + 6FeO(OH) + 5Mg2+

olivin                                           smektit                      goetit

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 3

Konsentrasi nikel dipengaruhi  oleh pertukaran kation, kemungkinan oleh Mg2+.

Hasilnya 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 dari nikel juga sering berasosiasi dengan goetit, sekalipun

mekanismenya belum diketahui. Kemungkinan 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.

Adapun proses awal yang dialami oleh batuan induk ini adalah “Proses

Serpentenisasi” di mana akibat dari pengaruh larutan Hydrothermal yang terjadi

pada masa akhir pembekuan magma telah mengubah batuan beku Ultrabasa

tersebut (Peridotit) menjadi batuan-batuan yang Serpentinit atau “Peridotit

Serpentinized” – batuan peridotit terserpentinkan sebagian.

Hal ini memperlihatkan beberapa reaksi kimia pada proses serpentinasi sebagai

berikut: :

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 4

1. Larutan yang mengandung CO2 mengubah mineral Olivin menjadi Serpentin

dan Magnesit:

Mg2Si4 + CO2 + 2H2O H4Mg3Si2O9 + MgCO3  

   

2. Proses Hidrasi yang megubah Olivin dan Piroksen menjadi mineral

Serpentin:

  Mg2SiO4 + MgSiO3 + 2H2O H4Mg3Si2O9  

Unsur Ni tidak terdapat pada proses ini karena hanya sebagai “impurities”

yang tidak mengalami reaksi. Unsur Ni tersebut hanya mengalami pemisahan

dan pengumpulan akibat proses Hydrothermal. Proses ini berlangsung dalam

waktu relatif lama.

Sedangkan proses selanjutnya adalah proses Laterisasi. Ini condong kepada

pelapukan yang bercirikan adanya akumulasi dari Oksida Besi dan Alumina,

sedangkan Silica dan komponen lain mengalami “Leaching”. Proses kimia dan

fisika dari udara, air dan pergantian panas dingin yang bekerja continyu,

menyebabkan dekomposisi dan desintegrasi pada batuan menjadi tanah Laterite.

Stabilitas mineral pembentuk batuan terhadap pelapukan merupakan kebalikan

dari seri reaksi BOWEN, mineral Olivin dan Piroksen sebagai mineral utama

pembentuk batuan Peridotit sangat tidak stabil terhadap proses pelapukan.

Pada pelapukan kimia khususnya, air merupakan pelarut supergen yang baik,

disebabkan karena struktur molekul “Dipol”. Air tanah kaya akan CO2 berasal dari

udara dan pembusukan tumbuh-tumbuhan yang menguraikan mineral-mineral

yang tidak stabil (Piroksen, Olivin) pada batuan Ultrabasa, menghasilkan Fe, Mg,

Nikel yang larut, Silica cenderung membentuk suspensi kolloid dan lain-lain. Di

dalam larutan Fe teroksidasi dan mengendap sebagai Ferri-Hydroksida, akhirnya

membentuk mineral-mineral seperti Geotuit, Limonit dan Hematit di dekat

permukaan. Nikel tidak semuanya larut tetapi ada juga yang tertinggal sebagai

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 5

Residu.

Larutan yang mengandung Mg, Ni dan Si meresap ke bawah selama

larutannya bersifat asam, sehingga pada suatu kondisi di mana suasananya cukup

netral akibat adanya reaksi air tanah dengan batuan, maka ada kecenderungan

untuk membentuk endapan Hydrasilikat. Nikel yang terkandung dalam rantai

Silikat atau Hydrosilikat dengan komposisi yang mungkin bervariasi tersebut akan

mengendap pada celah-celah atau pada rekahan-rekahan sebagaimana dikenal

dengan urat-urat Garnerit dan Crysopras.

Sedangkan larutan residunya akan membentuk senyawa menjadi Saprolit

yang berwarna coklat kuning kemerahan. Berdasarkan kekerasan relatifnya, maka

saprolite tersebut pada umumnya dibedakan atas “Soft Brown Ore” untuk yang

lunak dan “Hard Brown Ore” untuk yang keras. Term ini biasanya bervariasi

tergantung perusahaan yang menggunakannya. Unsur-unsur lainnya seperti Ca

dan Mg yang terlarut sebagai karbonat-karbonat akan terbawa ke bawah sampai

batas pelapukan dan diendapkan sebagai Dolomit, Magnesit dan Kalsit yang

biasanya mengisi celah-celah atau rekahan-rekahan pada batuan asal. Di lapangan,

unsur ini dikenal dengan batas petunjuk antara zone pelapukan dan zone batuan

segar yang sering disebut dengan akar pelapukan (weathering root). 

Kelompok Olivine

Mineral yang termasuk kelompok olivine :

1. Forsterite (FO) → Mg2SiO4

2. Olivine (FO.Fa) → (Mg,Fe)2SiO4

3. Fayalite (Fa) → Fe2SiO4

4. Monticielite → CaMgSiO4

Kelompok Piroksen

Dibagi menjadi dua orthopiroksen (enstatit (MgSiO3) dan hyperten

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 6

(Mg,Fe)SiO3) ) dan Klinopiroksen (augit, iopsit, pigeonit, aegirin, hedengergit,

jadeit, spodemen, aegirin-augit, wolastanit)

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 perak. Emas dapat berada pada profil laterit karena proses kimiawi.

Berbedadengan proses mobilisasi dan penghilangan perak, dimana Ag berperan

sebagai air meteorik pada zona pelapukan. Proses perpindahan Au dan Ag hanya

terjadi pada kondisi spesifik tertentu. Mungkin perpindahan tersebut berhubungan

dengan asamnya air tanah dekat permukaan pada lingkungan laterit. Kedua reaksi

berikut merupakan contoh dari proses 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 AuCl4-. Hal ini dikontrol oleh oksidasi dari Fe2+ yang berhubungan

dengan ketersedian oksigen. Sebagai perbandingan, perak akan bereaksi dengan

lebih cepat, pada daerah reduksi, sebagai AgCl, AgCl2-, dan AgCl32-. Reaksi

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 7

berikut mengasilkan Au murni pada kondisi reduksi yang terjadi pada bagian yang

kaya akan ion Fe2+ 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 dan masuk

ke dalam cytoplasmanya. Diagenesis subsekuen dari sedimen yang mengandung

mikroorganisme yang kaya akan emas akan menyebabkan terjadinya rekristalisasi

dari emas menjadi bentuk seperti nugget.

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. Ini

menyebabkan fabric dari batuan induknya is totally change. Sebagai

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 8

hasilnya, Fe-Oxide 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 %.

LATERIT DAN UNSUR-UNSUR KIMIA DALAM PROSES PEMBENTUKANNYA 9