13
ANALISIS STRUKTUR GEOLOGI DAN PENAMBANGAN BAWAH TANAH TERHADAP PROPAGASI SUBSIDENCE
DI DAERAH ERTSBERG PT FREEPORT INDONESIA, PAPUA
oleh : Ellisa Tirayoh
dan Arista Muhartanto Alumni Prodi T. Geologi
Dosen Tetap, Prodi T. Geologi Fakultas Teknologi Kebumian Energi, Usakti
Gedung D, Lantai 2, Jl. Kyai Tapa No.1, Grogol, Jakarta 11440
Abstrak
Daerah operasional penambangan PT Freeport Indonesia ialah penambang bawah tanah dan open pit. Daerah penambangan bawah tanah, meliputi area GBT Gunung Bijih Timur 1 dan 2, DOZ deep ore zone, IOZ intermediate ore
zone . Metoda tambang bawah tanah yang diaplikasikan adalah block caving.
Operasional block caving adalah melakukan undercutting pada level undercut yang bertujuan untuk membuat initial cave, apabila terbentuk, maka akan diikuti oleh amblesan dari block bijih di level panel.
Amblesan dari cave disebabkan sistem penambangan PT Freeport Indonesia, sedangkan kondisi geologi di permukaan, gaya tegasan dan pergesaran dari sesar, sehingga membentuk rekahan dan hanya memperlihatkan penyebaran batas cave.
I. Pendahuluan
PT Freeport Indonesia adalah perusahaan tambang emas dan tembaga yang beroperasi
dengan menggunakan
dua macam
sistem penambangan, yaitu sistem tambang terbuka
dengan metode open pit dan sistem tambang bawah tanah dengan metode block caving.
Tambang terbuka PT Freeport Indonesia mulai berproduksi pada tahun 1972 dengan menambang
cadangan bijih di Gunung Bijih Ertsberg yang dilanjutkan dengan penambangan di Grasberg,
sedangkan tambang bawah tanah di PT. Freeport Indonesia produksinya mulai pada tahun 1980,
ketika diketemukannya cadangan bijih tembaga di sebelah timur Gunung Bijih atau dikenal dengan
GBT Gunung Bijih Timur.
Saat ini, daerah PT. Freeport Indonesia sedang melakukan penambangan bawah tanah dengan
menggunakan metode block caving, meliputi IOZ Intermediet Ore Zone, DOZ Deep Ore Zone, DOM
Deep Ore Zone.
Dengan adanya kegiatan penambangan bawah tanah yang menggunakan metode block caving,
sangat memungkinkan terjadinya subsidence. Hal ini disebabkan, karena dampak penambangan bawah
tanah ini dapat mengakibatkan hilangnya daya dukung tanah dan batuan. Selain itu, subsidence atau
amblesan juga dapat terjadi akibat dari adanya struktur geologi.
Daerah PT Freeport Indonesia terdapat area subsidence
atau amblesan berada di daerah Ertsberg yang dioperasikan penambangan bawah tanah dan
menggunakan metode block caving, meliputi daerah GBT area 1 dan 2, IOZ Intermediet Ore zone, DOZ
Deep Ore Zone, DOM Deep ore Mineralization.
Tujuan penelitian ini adalah 1 untuk mengetahui penyebab terjadinya subsidence; 2
untuk mengetahui pengaruh metode penambangan dengan sistem block caving terhadap subsidence; dan
3 untuk mengetahui arah amblesan terhadap penambangan bawah tanah.
Analisis struktur geologi, berupa kekar, sesar di batuan diorite, marble, diorite magnetite-fosterite skarn,
batupasir karbonatan. pada lokasi subsidence dengan pemetaan struktur geologi. Analisis struktur
geologi. kemudian
dikaitkan dengan
data penambangan bawah tanah di tambang GBT 1 dan
2, IOZ, DOZ dan DOM. Secara
umum kondisi
geologi di
area penambangan PT.Freeport Indonesia termasuk ke
dalam zona penyusupan yang berhubungan dengan sistem busur pada teori tektonik lempeng. Area
tersebut berada pada batas tumbukan antara Lempeng Australia dengan Indo-Pasifik yang
bergerak ke arah baratdaya. Penyusupan lempeng yang terjadi mengakibatkan pengangkatan batuan
sedimen karbonatan, kemudian diinstrusi oleh magma pada batas tepi lempeng.
Sesar-sesar dip slip ditemukan dengan trend hampir parallel dengan sumbu lipatan dengan besar
pergeseran offset kurang dari beberapa ratus meter McDowell et al., 1996. Lipatan dan sesar dip slip
ini dipotong oleh sesar dengan pergerakan strike slip dengan arah N 30
E – N 70
E dan N 170 E-N
180 E. Sesar dengan trend arah NE memperlihatkan
pergerakan mendatar mengiri left lateral fault dan sesar dengan trend arah N memperlihatkan
pergerakan mendatar menganan right lateral fault Quarles van Ufford, 1996. Pergeseran yang
dihasilkan oleh sesar-sesar ini berskala mulai dari beberapa meter sampai beberapa ratus meter Sapiie
dan Cloos, 1994, 1995; Quarles van Ufford, 1996.
Akibat dari proses geologi ini akhirnya terbentuk suatu pusat daerah kompleks mineralisasi
dalam bentuk zona-zona di sepanjang batas zona instrusi. Zona-zona yang terbentuk, meliputi :
1. Zona Grasberg. Zona ini berupa tubuh instrusi
dengan bijih berupa Cu-Au porphyry dengan beberapa Au-Skarn.
Ellisa Tirayoh dan Arista Muhartanto
14 2.
Zona Skarn Ertsberg. Zona ini, meliputi : a.
Zona Gunung Bijih Timur East Ertsberg b.
Zona Mineralisasi Bijih Dalam atau Deep Ore Mineralized
DOM c.
Zona Bijih Menengah atau Intermediate Ore Zone
IOZ d.
Zona Bijih Dalam atau Deep Ore Zone DOZ e.
Zona Gossan Besar atau Big Gossan
Geologi Daerah Penelitian Struktur Geologi
Dua sistem deformasi utama diketahui didaerah GBT Gunung bijih timur. Lipatan berskala
kilometer kilometers scale folds dengan arah N 110 E dikenal Yellow Sincline merupakan struktur
geologi utama yang melalui districk GBT ini. Lokasi penelitian pada surface subsidence terletak
pada daerah Irian Jaya mobile belt yang merupakan bagian perbatasan antara Lempeng Indo-Australia
dan Lempeng Pasifik bagian baratlaut. Lempeng Indo-Australia mengandung batuan
klastik yang nerupakan bagian grup Kambelangan dan mengandung batuan karbonat.
Struktur yang berkembang di daerah subsidence adalah sesar, kekar dan rekahan., Left strike-slip fault
berarah N 255 E-N 70
E merupakan batas antara daerah skarn yang mengandung bijih dibagian
selatan dengan daerah diorit alterd di bagian utara yang mengandung mineral. Patahan bersudut besar
dan memotong sistem skarn gunung bijih timur EESS sepanjang baratlaut sampai tenggara dari
batas mineralisasi.
Penyebaran batuan dasar pada daerah subsidence
mempunyai strike dan dip N 280
o
E45
o
dengan penyebaran batuan: -
sebelah utara : limestone -
sebelah timur : zona mineralisasi skarn -
sebelah selatan : Etsberg diorit
Sesar Ertsberg 1 dan 2
Sesar Ertsberg SE 1 berarah baratdaya- timurlaut melewati atau pada bagian tambang
bawah tanah IOZ Intermediet Ore Zone dan DOZ Deep Ore Zone. Sesar geser menganan N 120 E
slickenside -nya N 80
E - N 90 E. Sesar ini adalah
sesar penyerta antitetic faul SE 2 ditemukan bagian timur daerah penelitian.
Sesar ini dengan pergerakan sesar geser mengiri sinistral strike slip fault mempunyai arah N 205
E, cermin sesarnya N 70
E, struktur ini termasuk dalam sesar penyerta synthetic fault. Batuan diorit
ditemukan di lapangan pada bagian timur terlihat banyak rekahan akibat dilewati sesar. Kekar pada
diorit di lokasi ini, umumnya berarah NE.
Stratigrafi Regional
Dua formasi yang ditemukan telah mengalami ubahan akibat adanya intrusi batuan beku
berkomposisi intermediet yang dikenal sebagai intrusi diorit Ertsberg. Secara kompleks, litologinya
dibagi dua kelompok besar, terdiri dari kelompok formasi dan batuan intrusi.
Kelompok formasi, Formasi Waripi Tw, berumur Paleocene dengan ketebalan mencapai 300
m yang merupakan lapisan Mg dolomite dengan sisipan silt dan sand. Formasi Faumai Tf, berumur
Eocene dengan ketebalan antara 120-150 m terdiri
dari lapisan massive limestone. Formasi Sirga Ts, berumur Oligocene dengan ketebalan 30-50 m yang
tersusun oleh quartzone sandston dengan semen berupa calcite,silstone dan sandy limestone.
Kelompok batuan intrusi Ertsberg. Satuan intrusi meliputi 35 dari daerah penelitian.
Berdasarkan pengamatan di lapangan dan deskripsi secara megaskopik diketahui diorit di daerah
penelitian terdiri atas 2 tipe. Tipe pertama adalah diorit dicirikan oleh warna abu-abu terang, tekstur
equigranular,
holokristalin, butir
subhedral- anhedral, ukuran butir halus sampai sedang 1-2
mm terdiri
atas plagioklas,
klinopiroksen,
hornblende, biotit, kuarsa. Tipe kedua adalah Diorite Altered dengan ciri-ciri warna abu-abu
terang-kemerahan, tekstur
porfiritik, inequi-
granular, butir subhedral-anhedral, fenokris terdiri atas hornblende, biotit, plagioklas dan kuarsa
berukuran 0,5 – 1,5 mm dengan matriks terdiri atas
k-feldspar dan plagioklas. Diorit jenis kedua ini memeotong tubuh diorit tipe pertama, sehingga
disimpulkan bahwa diorit tipe kedua berumur lebih muda. Lokasi E 737496, N 9548738
Marmer, putih-abu-abu, semen karbonatan pemilahan baik, bentuk butir halus sampai sedang,
kemasnya tertutup, porositas baik, kekompakan sangat kompak, besar butir 1 mm. Lokasi: E
376378 N 9549146.
Metode Penambangan
Pada tambang bawah tanah di PT Freeport Indonesia digunakan metode block caving. Lokasi
penambangan DOZ berada di bawah tambang IOZ Gambar 1. Pada tambang DOZ digunakan
metode block caving berdasarkan hal-hal sebagai berikut:
1. Letak tubuh bijih DOZ berada jauh di dalam
perut bumi sehingga tidak ekonomis apabila ditambang dengan sistem tambang terbuka.
2. Biaya produksi relatif lebih murah bila
dibandingkan dengan sistem tambang bawah tanah yang lain.
3. Kondisi batuan di DOZ mempunyai rock
strength lemah dan mempunyai banyak retakan
sehingga mudah hancur oleh bebannya sendiri. 4.
Geometri dari tubuh bijih Cu skarn yang besar, tidak berpencar-pencar dengan kemiringan
yang hampir tegak, sehingga memenuhi syarat- syarat metode block caving.
15
Gambar 1. Letak Tambang DOZ
Block caving adalah metode penambangan yang
bertujuan untuk memotong bagian bawah dari blok bijih sehingga blok bijih tersebut mengalami
keruntuhan dengan sendirinya disebabkan oleh beban beratnya dan dengan adanya gaya gravitasi
bumi. Konsep kerja penambangan dengan metode ambrukan blok adalah meruntuhkan tubuh bijih di
atas level undercut secara massal, dengan cara membuat gua-gua ambrukan, sehingga nantinya
akan terjadi perambatan ambrukan pada bijih akibat beban dari pada bijih itu sendiri. Batu-batuan
antara level undercut dan level produksi yang tidak diruntuhkan disebut sebagai pilar. Metode ini
diterapkan terutama pada blok badan bijih yang besar, karena tingkat produksinya yang sangat
tinggi.
Secara umum ada beberapa syarat untuk menerapkan metode block caving dalam aktivitas
penambangan bawah tanah yaitu: 1.
Memiliki endapan bijih yang tebal lebih dari 30 m, memiliki kekuatan batuan yang seragam
dari lemah sampai medium 25 – 100 kpa,
dengan batas bijih dan batuan jelas. 2.
Memiliki kekuatan bijih yang lemah sampai kuat 25-250 kpa, diutamakan massa bijih yang
mempunyai rekahan
atau kekar
bukan berbentuk block sehingga dapat runtuh dengan
sendirinya. 3.
Bentuk depositcadangan masif dan tebal. 4.
Penunjaman cadangan deposit dip agak curam lebih besar dari 60
o
atau vertikal, dapat juga agak rata jika cadangan tebal.
5. Ukuran cadangan meliputi daerah yang sangat
luas, mempunyai ketebalan lebih dari 30 m. 6.
Memiliki keseragaman bijih yang homogen dan seragam. Kedalaman sedang antara 600 m
sampai 1200 m, sehingga cukup kuat untuk menimbulkan tekanan dari overburden yang
melebihi kekuatan batuan.
Subsidence adalah pergerakan materialnya tanpa
memandang ada tidaknya bagunan-bangunan teknik yang ada di permukaan tanah dan dapat
terjadi pada daerah yang relatif luas, yaitu dari beberapa puluh meter sampai beberapa puluh
kilometer persegi, sedangkan settlement adalah pergerakan material ke bawah akibat adanya beban
bagunan teknik, dan beban yang lain yang ada di permukaan tanah. Dengan demikian, hanya terjadi
pada daerah yang relatif sempit, yaitu di daerah yang telah ada bangunan-bangunan, dan kisaran
ukurannya adalah dari beberapa meter persegi sampai beberapa ratus meter persegi.
II. Metodologi
