Endapan mineral dan aurora di Lapland: Finlandia dan Swedia

link materi kuliah (15 April 2020)

link materi kuliah (7 Februari 2019)

Seorang geologis dari badan geologi Finlandia (GTK) bercanda dengan salah satu profesor dari Austria.

FIN: "Jadi geologis di Alpen lebih enak daripada di Finlandia, bermodal binocular, duduk di hütte (tempat tinggal di gunung), duduk sambil minum bir atau kopi sudah bisa melihat struktur geologi dari kejauhan. Setelah itu, datang untuk pemetaan detail. Di Finlandia hampir semua di tutupi oleh tundra dan cemara, mencari singkapan harus dimulai dari till (survey fragmen batuan yang tergerus salju) dan geomagnetik."

AUT: "Kami malah ingin bisa seperti geologis di Finlandia. Setelah melakukan survey geofisik, kalian masuk ke hutan untuk sambil membawa senapan untuk berburu reindeer sambil memancing."

Akhirnya keduanya tertawa dan hidup dengan damai.

Tundra difoto dari tambang Kiruna

Sekelumit cerita di atas saya dapat ketika saya pergi ke lapangan di Utara Finlandia dan Swedia, yang biasa disebut Lapland. Saya bisa ikut kesini karena ibu negara menyisihkan sisa uang belanja dan tabungan kami, akhirnya cukup buat berangkat ke sini. Memang ada bantuan dari ÖH (semacam organisasi kemahasiswaan), tapi biaya ekskursi mayoritas tetap dari mahasiswa.

Saya mengunjungi bermacam tipe endapan yang jarang dijumpai di Indonesia, beberapa tidak ada karena berbeda kondisi geologinya, seperti: 
- endapan Layered Intrusion yang ditambang untuk Ni-Cr-Cu (PGE), 
- endapan IOCG (Iron-Oxide-Copper-Gold) dan IOA (Iron-Oxide-Apatite) yang ditambang untuk mendapatkan besi dan tembaga (sedikit emas), 
- porfiri-Cu (tembaga)
- orogenik Au (emas). 
Semua endapan di atas berada di iklim Arktik di atas lintang 65 hingga 68 derajat. FYI, batas dari polar circle adalah 66.33 derajat.

Polar circle (yang saya artikan sebagai lingkaran kutub Utara) adalah garis maya yang mengelilingi bumi. Di daerah ini vegetasi didominasi oleh tundra dan semacam cemara. Di lintang yang lebih tinggi, jumlah pohon tinggi makin berkurang dan hanya lumut tebal, "red berry" dan "black berry" yang bisa dijumpai. Rusa kutub (reindeer, elk) sering saya jumpai di sepanjang jalan (terutama Finlandia) dan sering kali rusa nyebrang jalan sembarangan dan membahayakan mobil. Reindeer hidup secara berkomunitas sedangkan elk hidup menyendiri.

Tambahan dari Adrian Halim (Luleå University of Technology)

- Utk berburu reindeer, hanya orang Sami (penduduk asli d Lappland) yg diizinkan utk melakukannya berdasarkan hukum Swedia. Yg dimaksud geologis itu adalah Moose (Älg dlm bhs Swedia yg sering salah diterjemahkan jd Elk ke bhs Inggris. Elk hanya hidup d Amerika Utara, Moose hidup d Amerika dan Eropa Utara). Menurut hukum Swedia, semua reindeer yg hidup d Swedia itu dimiliki orang Sami, jd hanya mereka yg berhak mencari nafkah dr hewan2 tsb.

- Kiirunavaara itu bukan bhs Sami, tp bhs Finlandia versi Tornedalen, daerah d utara Finlandia dekat perbatasan dgn Swedia. Artinya bukan gunung anjing kutub, tp gunung burung Ptarmigan (ini bhs Inggrisnya. Bhs Swedianya Ripa, bhs Jermannya Schneehuhn, bukan Schneehund 😉). Terjemahan bhs Indonya gak ada krn burung ini hanya hidup d sekitar Arctic Circle dan kutub Utara.

TIPE ENDAPAN

Layered Igneous Complex (LIC)

Saya tidak tahu apa istilah bahasa Indonesianya jadi saya tulis dalam bahasa aslinya. Finlandia adalah pemain besar dalam logam nikel, kromium dan PGE (platinum group mineral) di Eropa (nomor satu adalah Rusia). 

Endapan ini adalah tipe endapan magmatik yang terbentuk akibat diferensiasi magma. Magma yang didominasi oleh sulfida akan mengendap terlebih dahulu karena densitas yang tinggi, diikuti oleh presipitasi magma silikat. Host rock adalah batuan ultrabasa, seperti piroksenit (komposisi batuan 90% tersusun oleh Fe-Mg silikat, seperti piroksen, amfibol, olivin), peridotit dan gabbro. Saya mengunjungi beberapa Complex, di Kontijaarvi, Suhanko dan Kemi. Batuan ini memotong batuan dasar (basement) yang berumur Archean (3.5 Ga) dan mineralisasi berkisar antara 2.44-2.45 Ga. 

Layered mafic intrusion-Kontijaarvi yang di ambil sampelnya dengan metode channel sampling (komparator palu). Channel dibuat memotong intrusi.

Layered mafic intrusion-Kontijaarvi yang di ambil sampelnya dengan metode channel sampling (komparator palu). Channel dibuat memotong intrusi.

Piroksenit yang memotong batuan ultrabasa

Endapan LIC umunya diekstrak untuk mengambil kromium, karena endapan ini mengandung mineral kromit (FeCr₂O₄). Di bagian tepi atau bawah dari intrusi umumnya mengandung nikel sulfida dalam mineral pentlandit (Fe,Ni)₉S₈ dan sering mengandung PGE atau platinum-group-element. Di Indonesia, setahu saya endapan LIC dan nikel sulfida sangat jarang, kalaupun muncul ada di pulau Sebuku, dan di beberapa kompleks ofiolit, terdapat endapan kromit, baik kromit aluvial maupun kromit primer, seperti di Meratus Basin di Kalimantan Selatan, ofiolit di Sulawesi Selatan dan Sulawesi Tenggara. 

Pirit dengan diameter lebih dari 5 cm. Lokasi di tambang kromit di Kemi, Finlandia

Iron-Oxide-Copper-Gold (IOCG) - Porphyry Cu

Aitik adalah salah satu tambang tembaga open pit terbesar di Swedia dan termasuk yang terbesar di Eropa. Endapan ini mempunyai kadar tembaga yang sangat rendah, cut-off-grade hanya 0.22%. Dan yang menarik, tambang ini mempunyai stripping ratio 1:1, artinya untuk bisa mengekstrak 1 ton tembaga, kita perlu mengupas 1 ton overburden. Dengan rasio seperti ini, perusahaan (Boliden mining) bisa mengelola tambang dengan sangat ekonomis. Mineral logam yang dijumpai antara lain kalkopirit, pirit dan magnetit, dan sedikit sekali emas. Terdapat molibdenit (mineral pembawa ikutan) sebagai mineral asosiasi, namun kadar dan biayanya sangat rendah. Recovery dari tambang sekitar 90%, sayangnya recovery untuk emas sangat rendah, hanya 50%.

Tambang tembaga-besi-emas Aitik

Hanukkainen mine - magnetitt-kalkopirit-(emas?)

Hanukkainen mine - magnetitt-kalkopirit

Hannukainen mine - Biotit-potassium feldspar

Iron-Oxide-Apatite
Kirunavaara (dalam bahasa Finlandia-berarti gunung burung Ptarmigan) terletak di kota bernama Kiruna. Kiruna (saya singkat) adalah tambang besi terbesar di Eropa. Material utama yang ditambang adalah magnetit, hematit dan apatit adalah mineral ikutan yang utama. Tambang ini terletak di Utara "polar circle", sehingga hampir 8 bulan dalam setahun diselimuti musim dingin.

Tambang besi IOA Kiruna difoto dari tambang Luossavaara

Kiruna menurut "economic geologist" mempunyai endapan yang unik, karena endapan magmatik ini sangat didominasi oleh magnetit dan apatit, sehingga endapan ini disebuf IOA. Endapan ini dipisahkan dari sub-klasifikasi IOCG karena tidak mempunyai COPPER dan GOLD. Bentuk endapan bervariasi, mulai dari vein masif yang mengandung magnetit, besi ekstrusif dalam bentuk endapan lava, serta di beberapa tempat magnetit menjadi matriks breksia bersama-sama batuan samping (riolit atau riodasit).

Matriks yang mengisi dari breksia adalah magnetit. Matriks adalah riolit dan riodasit. Lokasi di hanging wall Kiruna 

Magnetit yang ditambang dengan metode sub-level caving. Semua peralatan produksi dilakukan secara full-otomatis dan semua peralatan tambang (jumbo-drill, loader) dikontrol dari permukaan. Tambang ini berada di 800 meter di bawah permukaan, dan pekerja tanbang yang bertugas di level 1365 m hanya mengontrol aktivitas loading dan reparasi alat. 

Karena tambang ini berada di Arctic, suhu di dalam tambang dibuat stabil di rentang 18-20 derajat, sehingga pekerja tidak kedinginan. Ruangan kantor di cat warna putih dan diberi daun-daunan supaya pekerja tidak merasa seperti di dalam tambang. Sayangnya tambang ini melarang untuk memfoto semua propertinya, sehingga saya hanya mempunyai beberapa foto singkapan di permukaan. 

Kota Kiruna dari tambang besi Kirunavaara

Orogenic Au

Central Lapland Greenstone Belt adalah sebutan untuk daerah di Utara Finlandia. Daerah ini didominasi oleh batuan yang berwarna hijau (greenstone) yang ditutupi oleh batuan vulkanik dan batuan sedimen yang termetamorf kan, yang menutupi batuan dasar yang berumur Archean. Endapan emas orogenik di daerah ini dikontrol oleh sesar dan rata-rata dicirikan oleh kandungan emas yang tinggi dan perak yang rendah (gold-rich silver poor), atau mempunyai gold fineness yang tinggi (gold fineness = rasio atom antara emas dan perak= 1000 x Au[Au+Ag]). 

Di beberapa lokasi di Lapland, emas orogenik ditemukan di batuan komatiite, batuan ultrabasa yang terbentuk dari mantel dan mempunyai kadar silika, alumunium dan potasium yang rendah, serta mempunyai magnesium yang sangat tinggi. Di beberapa tempat, emas orogenik berada di komplek ofiolit dan di komplek ofiolit ini kita masih bisa menjumpai lava bantal.

Lava basa ditunjukkan oleh palu. Di sela-sela lava bantal, ada rim berwarna kehitaman yang menunjukkan reaksi di tepi lava dengan late fluid (carbonate)

Leisure
Abisko National Park

Jadi, dari dulu saya pengen banget punya tas dan jaket fjällräven. Setelah bertahun-tahun kepengen, akhirnya saya masih ga mampu beli, padahal teman ada yang jual barang ini di bawah harga pasar. Dari semua seri, ada nama yang selalu terngiang-ngiang, ABISKO. Dan, ga nyangka, pembimbing saya yang demen banget dengan gunung mengajak kami ke Abisko untuk melihat singkapan disana. 

Pegunungan Kaledonia (sumber: quora.com)

Beeeuh, padahal ga ada jadwal untuk ke daerah ini di jadwal kami, karena taman nasional ini cukup jauh di Utara. Di Abisko, banyak dijumpai air terjun dan danau. Pegunungan di daerah ini terbentuk antara dua kraton (kerak benua), yang disebut pegunungan Caledonides, dan Abisko hanya sebagian kecil dari pegunungan Caledonides. Abisko adalah kontak antara Norbotten Craton dan Caledonides. Caledonian orogeny adalah even orogenik yang membentang di Utara Swedia, Utara Norwegia, Islandia, Greenland dan Utara Inggis. 

Abisko dari Björkliden

Pegunungan Kaledonia

Perjalanan menuju Abisko

Aurora Borealis

Saya sempat melihat radiasi dari matahari ini di salah satu kota tempat kami tinggal. Sayangnya, langit sedang mendung jadi intensitas radiasinya lemah. Saya sendiri karena tidak punya kamera yang mumpuni hanya bisa menikmati langit Utara ini hanya satu jam an. Kami menunggu di lapangan sepak bola, karena jika di sekitar kita cahaya dari sekitar membuat kita susah melihat aurora. Untungnya teman (Tim Steiner) sempat mengabadikan dengan kameranya.  

Aurora courtesy: Tim Steiner

Levi

Levi adalah kota di Utara Finlandia yang terkenal dengan resort ski-nya. Saya sempat menginap beberapa hari disini, dan sempat hiking sehingga bisa melihat kota Levi dari atas. Saat sudah sampai di atas, ternyata banyak bulu dari rusa kutub yang menempel di rumput-rumputan. Levi juga terkenal karena arena ski slalomnya. Rusa kutub sering membahayakan pengendara mobil, karena mereka sering menyeberang jalan di tengah-tengah hutan.

Bulu rusa

Rusa kutub di sepanjang jalan

Kota Levi

Model iklan sampo

Rovaniemi airport

Arctic circle in Rovaniemi

At Henry Mine, Kirunavaara (credit to Tim Steiner)

Read More

Clausthal dan endapan tembaga "Kupferschiefer"

update 6-12-2017
Field trip guidelines (in English) on Sankt Andreasberg district by Wilfried Ließman

Kalau TU Freiberg adalah akademi tambang tertua di dunia (1765), maka TU Clausthal nguntit sedikit di belakangnya (1775). Oh ya, TU itu singkatan dari Technische Universität, kira-kira terjemahannya universitas teknik atau mungkin institut teknologi. Keduanya berada di Jerman, yang satu di Jerman bagian Timur (Freiberg), sedangkan Clausthal di tengah. Uniknya, sekolah tambang berkembang karena komoditi tambang yang berada tidak jauh dari kota tersebut. Kalau di Leoben ada tambang besi eisenerz Erzberg, di Freiberg ada tambang perak yang ada sejak abad ke 13 (salah satunya Reiche Zeiche), sedangkan TU Clausthal berkembang karena adanya tambang tembaga dan logam dasar (Pb,Zn,Ag). Kali ini, saya ingin bercerita tentang tembaga, karena endapan tembaga di sini sangat unik dan berbeda dengan endapan yang ada di Indonesia.

endapan kupferschiefer

Rammelsberg, adalah tambang terbesar di dekat Clausthal, yang sejak 1990-an diresmikan sebagai cagar budaya oleh UNESCO. Tambang ini berhenti karena cadangan nya yang sudah habis, dan saat ini, dioperasikan sebagai museum tambang. Di tambang ini, endapan tembaga berbentuk endapan stratiform, coba bayangkan kue lapis, bentuknya memanjang. Nah, ada istilah yang berkembang di ilmu geologi ekonomi. Karena bentuknya yang memanjang atau stratiform dan komoditinya adalah tembaga, maka ada yang menyebut endapan ini adalah sediment-hosted stratiform copper. Ilmuwan lain menyebutnya sedex atau sedimentary exhalative, dan menganalogikannya sebagai endapan yang terbentuk karena aktivitas black smoker atau white smoker di saat pemekaran lantai benua. Ada lagi yang menyebut sebagai kupferschiefer (kupfer= copper = tembaga, schiefer = schist = sekis), karena tembaga seperti berlapis-lapis di sekis.

museum tambang di St Andreasberg 

galena atau bleiglanz

Kupferschiefer type, bukan hanya ditemukan di Rammelsberg-Harz Mountain (Jerman) , namun endapan ini cukup luas, mencakup Utara Jerman, Polandia hingga ke bagian timur Inggris. Karena karakteristik endapan ini yang stratiform atau berlembar/ berlapis, cadangan tembaganya tidak besar, dibanding endapan tembaga lain seperti porfiri atau tembaga di Central African Copper Belt (Zambian copper belt, Congo Copper Belt). Di Indonesia, endapan sedex (sedimentary exhalative) ada di Dairie, Sidikalang (Sumatera Utara). Disana, komoditi utamanya adalah seng, timbal, yang diekstrak dari sfalerit dan galena.

sebaran endapan tembaga stratiform. sumber: Hitzman et al., 2010 - Economic Geology

Selain ditambang karena tembaganya, endapan logam dasar (base metal - Pb, Zn) secara otomatis akan berasosiasi pada endapan kupferschiefer ini. Di awal bulan Maret 2017 ini, saya mengunjungi 3 tambang bawah tanah di Harz Mountain dan 1 "tempat cangkruk" para penambang di daerah ini. "Tempat cangkruk" alias tempat nongkrong para penambang ini sangat eksklusif buat saya. Mereka rata-rata adalah kolektor mineral yang secara swdaya mengumpulkan semua mineral di dunia secara alfabetis dan mengelompokkannya sesuai grup (oksida, sulfida, sulfosalt, hidroksida, natif, dsb). Koleksi mineralnya (dan juga batuannya) memang tidak se-elit museum mineral di Freiberg (Terra Mineralia), namun untuk hitungan swadaya penambang, ini sudah wah sekali. Mereka mempunyai beberapa mikroskop, laci dan lemari penyimpanan mineral, menurut saya, mereka sangat profesional. Saya diberikan buku panduan tambang (bisa didownload disini), yang menandakan mereka paham tidak hanya tentang histori, namun juga tentang geologi mineralogi . 

kupferschiefer dan dolomit/kuarsa (?) 

mikroskop polarisasi dan binokuler 

yang belajar geologi pasti tahu diagram ini 

sekelumit koleksi mineral sesuai grup dan klasifikasinya 

tempat cangkruk para penambang

Saya berkesempatan menambah koleksi mineral saya. Saya membeli kupferschiefer dari Rammelsberg, tebak berapa harganya?  Sukarela. Saya lihat beberapa kawan membeli bongkah besar dan memberi uang 10 euro, saya harus legowo memilih ukuran yang kecil saja. Maklum, semua koleksi mineral saya suatu saat akan diboyong dari Leoben ke Indonesia, kalau terlalu besar, bisa berat di ongkos.

pintu masuk tambang

Kembali ke tambang tembaga dan logam dasar. Semua tambang di pegunungan Harz (Rammelsberg, Sankt Andreasberg, dll) ditambang dengan tambang bawah tanah, mengikuti arah vein atau urat. Endapannya kadang berbentuk banderz (band=banded=berlapis, erz=ore=logam), kadang berbentuk masif. Di dalam tambang, terdapat roda yang sangat besar (diamater lebih dari10 meter), yang digunakan untuk memompa air dari dalam tambang ke luar, serta untuk keperluan kelistrikan. Karena batuannya sangat keras, di beberapa segmen terowongan tidak memerlukan penyanggaan. 

video kegiatan penambangan bawah tanah dan suasana di museum tambang

Tambang yang saya datangi bernama Grube Samson di kota Sankt Andreasberg, sudah beroperasi dari tahun 1500-an. Tambang berhenti di tahun 1900-an, sekarang beberapa sudah menjadi museum. Jikalau ada penambangan, hanya dilakukan oleh personal saja. Overall, museum tambang ini sangat tertata, memang jauh lebih kecil dibanding museum tambang batubara yang pernah saya datangi di Fukuoka, karena di Jepang, tambang bawah laut ini dulunya dioperasikan oleh perusahaan tambang besar, yaitu Mitsui Miike. Museum ini sama menariknya dengan tambang perak Reiche Zeiche di Freiberg. 

Sepertinya Indonesia sudah menuju ke arah yang sama. Bekas tambang batubara bawah tanah di Sawahlunto Sumatera Barat) sudah dijadikan kota tambang yang indah dengan beberapa museum yang dilengkapi informasi yang komplit. Dengan banyaknya sarana informasi tersebut, masyarakat umum bisa ter-edukasi, bahwa menambang itu bukan hanya tentang mengambil endapan dari dalam bumi dan mengolahnya, namun juga harus memikirkan kondisi di akhir penambangan. Bisa dengan membangun museum jika itu tambang bawah tanah, bisa dijadikan kolam budidaya atau wisata jika itu tambang tanah liat di pabrik semen, atau juga bisa di reklamasi untuk hutan produksi. Semoga kita sama-sama belajar untuk maju.

Glück auf!!!!!

Read More