Geologi ekonomi adalah cabang ilmu geologi yang berhubungan dengan bahan geologi yang bernilai ekonomis.
Dalam istilah yang lebih luas, geologi ekonomi berkaitan dengan distribusi deposit mineral, pertimbangan ekonomi yang terlibat dalam pemulihannya, dan penaksiran cadangan yang tersedia.
Geologi Ekonomi berurusan dengan bahan-bahan seperti logam mulia dan logam dasar, mineral non-logam, bahan bakar fosil, dan bahan lain yang bernilai komersial, seperti garam, gipsum, dan batu bangunan. Itu memanfaatkan prinsip dan metode dari berbagai bidang lain, terutama geofisika, geologi struktur, dan stratigrafi.
Geologi ekonomi tidak hanya dipraktikkan oleh ahli geologi tetapi juga menarik bagi para insinyur, bankir investasi, ilmuwan lingkungan dan konservasionis karena dampak industri ekstraktif yang sangat besar terhadap sosial ekonomi dan lingkungan.
Asal dan Perkembangan Geologi Ekonomi:
Konsep geologi ekonomi relatif baru, meskipun manusia telah mengekstraksi logam dan mineral berharga dari tanah sejak zaman prasejarah. Namun, untuk semua kemampuan mereka untuk menghargai nilai sumber daya semacam itu, orang pra-modern hanya memiliki sedikit teori ilmiah mengenai pembentukannya atau cara mengekstraksinya.
Orang Yunani, misalnya, percaya bahwa urat-urat bahan logam di bumi menunjukkan bahwa bahan-bahan itu adalah makhluk hidup yang berakar seperti pohon. Astrolog abad pertengahan menyatakan bahwa masing-masing dari “tujuh planet” (Matahari, Bulan, dan lima planet, selain
Bumi, yang dikenal pada saat itu) menguasai salah satu dari tujuh logam yang dikenal—emas, tembaga, perak, timah, timah, besi, dan merkuri—yang konon diciptakan di bawah pengaruh “planet” masing-masing.
Pemikir pertama yang berusaha melampaui ide-ide yang tidak ilmiah (jika imajinatif) seperti itu adalah seorang dokter Jerman yang menulis dengan nama Latin Georgius Agricola (1494-1555). Akibat memperlakukan para penambang untuk berbagai kondisi, Agricola yang bernama asli Georg Bauer menjadi terpesona dengan mineral.
Dianggap sebagai bapak mineralogi dan geologi ekonomi, Agricola memperkenalkan beberapa gagasan yang memberikan landasan ilmiah untuk mempelajari Bumi dan produk-produknya. Dalam De Ortu et causis Subterraneorum (1546), dia mengkritik semua gagasan sebelumnya tentang pembentukan bijih, termasuk gagasan Yunani dan astrologi yang disebutkan sebelumnya serta keyakinan alkimia bahwa semua logam terdiri dari merkuri dan belerang.
Sebaliknya, ia mempertahankan bahwa cairan bawah tanah membawa mineral terlarut, yang ketika didinginkan, meninggalkan endapan di celah-celah batu dan dengan demikian menimbulkan urat mineral. Gagasan Agricola kemudian membantu membentuk dasar teori modern mengenai pembentukan endapan bijih.
Dalam De Natura Fossilium (On the Nature of Fossils, 1546), Agricola juga memperkenalkan metode klasifikasi “fosil”, sebagaimana mineral kemudian dikenal. Sistem Agricola, yang mengkategorikan mineral menurut sifat seperti warna, tekstur, berat, dan transparansi, merupakan dasar sistem klasifikasi mineral yang digunakan saat ini.
Namun, dari semua karyanya, yang paling penting adalah De re Metallica, yang akan tetap menjadi buku teks terkemuka bagi para penambang dan ahli mineral selama dua abad berikutnya. Dalam karya monumentalnya ini, ia memperkenalkan banyak gagasan baru, termasuk konsep bahwa batuan mengandung bijih yang lebih tua dari batuan itu sendiri. Dia juga mengeksplorasi secara rinci praktik penambangan yang digunakan pada masanya, yang merupakan prestasi luar biasa karena para penambang abad keenam belas cenderung menjaga rahasia dagang mereka dengan cermat.
Batuan dan Mineral:
Kerak bumi kita terdiri dari bebatuan yang, pada gilirannya, merupakan kumpulan mineral. Untuk ditetapkan sebagai spesies mineral, suatu zat harus ditemukan di alam dan berasal dari anorganik. Itu harus memiliki karakteristik kimia yang pasti dan formasi atom yang khas.
Batuan:
Batuan adalah agregat mineral atau bahan organik, yang dapat muncul dalam bentuk terkonsolidasi atau tidak terkonsolidasi. Batuan terdiri dari tiga jenis: beku, dibentuk oleh kristalisasi mineral cair, seperti di gunung berapi; sedimen, biasanya dibentuk oleh pengendapan, pemadatan, atau sementasi batuan lapuk; dan metamorf, dibentuk oleh alterasi batuan yang sudah ada sebelumnya. Batuan yang terbuat dari bahan organik biasanya bersifat sedimen, contohnya adalah batu bara.
Batuan telah memiliki kepentingan ekonomi sejak lama sebelum ‘ekonomi’ seperti yang kita tahu itu ada — masa ketika tidak ada yang bisa dibeli dan tidak ada yang bisa dijual. Waktu itu, tentu saja, adalah Zaman Batu, yang secara praktis berasal dari permulaan spesies manusia dan tumpang tindih dengan permulaan peradaban sekitar 5.500 tahun yang lalu. Dalam ratusan ribu tahun ketika batu merupakan bahan pembuatan alat yang paling canggih, manusia mengembangkan serangkaian alat batu untuk membuat api, mengasah pisau, membunuh hewan (dan manusia lainnya), memotong makanan atau kulit binatang, dan seterusnya.
Zaman Batu, baik dalam imajinasi populer maupun (dengan beberapa kualifikasi) dalam fakta arkeologi yang sebenarnya, adalah masa ketika orang tinggal di dalam gua. Sejak saat itu, tentu saja, manusia pada umumnya telah meninggalkan gua, meskipun ada pengecualian, seperti yang ditemukan militer Amerika Serikat pada tahun 2001 ketika mencoba memburu teroris di gua-gua Afghanistan.
Bagaimanapun, keterikatan manusia dengan tempat tinggal batu telah mengambil bentuk lain, dimulai dengan piramida dan berlanjut hingga rumah-rumah batu hari ini. Batuan juga bukan sekadar bahan struktural untuk bangunan, seperti yang dibuktikan oleh penggunaan papan dinding gipsum, meja batu tulis, lapisan marmer, dan jalan setapak berkerikil. Dan, tentu saja, konstruksi hanyalah salah satu dari banyak aplikasi yang mengarahkan batuan dan mineral, seperti yang akan kita lihat.
Logam:
Dari semua unsur kimia yang diketahui, 87, atau sekitar 80 persen, adalah logam. Kelompok yang terakhir diidentifikasi sebagai berkilau atau mengkilap dalam penampilan dan dapat ditempa atau ulet, yang berarti bahwa mereka dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk tanpa merusaknya. Terlepas dari keuletannya, logam sangat tahan lama, memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi, dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Beberapa mendaftar tinggi pada skala kekerasan Mohs.
Mineral:
Sedangkan jenis logam hanya 87 jenis, ada sekitar 3.700 jenis mineral. Ada banyak tumpang tindih antara logam dan mineral, tetapi tumpang tindih itu masih jauh dari lengkap: banyak mineral termasuk unsur bukan logam, seperti oksigen dan silikon. Mineral adalah zat yang muncul di alam dan oleh karena itu tidak dapat dibuat secara artifisial, berasal dari anorganik, memiliki komposisi kimia tertentu, dan memiliki struktur internal kristal.
Istilah organik tidak hanya mengacu pada zat dengan asal biologis; melainkan menggambarkan senyawa apa pun yang mengandung karbon, kecuali karbonat (yang merupakan jenis mineral) dan oksida, seperti karbon dioksida atau karbon monoksida.
Fakta bahwa suatu mineral harus memiliki komposisi yang tidak bervariasi membatasi mineral hampir secara eksklusif pada unsur dan senyawa—yaitu, pada zat yang tidak dapat diuraikan secara kimiawi untuk menghasilkan zat yang lebih sederhana atau pada zat yang dibentuk oleh ikatan kimia unsur. Hanya dalam beberapa keadaan yang sangat spesifik paduan alami, atau campuran logam, dianggap sebagai mineral.
Mineral diklasifikasikan ke dalam delapan kelompok dasar sesuai komposisi kimianya:
Ini adalah:
saya. Elemen asli
- Sulfida
aku aku aku. Oksida dan hidroksida
- Halida
- Karbonat, nitrat, borat, iodat
- Sulfat, kromat, molibdat, tungstat
- Fosfat, arsenat, vanadat
- Silikat
Kelompok pertama, unsur asli, termasuk unsur logam yang muncul dalam bentuk murni di suatu tempat di Bumi; paduan logam tertentu, disinggung sebelumnya; serta nonlogam asli, semilogam, dan mineral terjadi dengan unsur logam dan bukan logam. Unsur asli, bersama dengan enam kelas yang mengikutinya dalam daftar ini, secara kolektif dikenal sebagai nonsilikat, sebuah istilah yang menekankan pentingnya kelompok kedelapan.
Sebagian besar mineral, termasuk yang paling melimpah, termasuk dalam kelas silikat, yang dibangun di sekitar elemen silikon. Sama seperti karbon dapat membentuk untaian atom yang panjang, terutama dalam kombinasi dengan hidrogen (seperti yang kita diskusikan dalam konteks bahan bakar fosil nanti dalam esai ini), silikon juga membentuk untaian panjang, meskipun “pasangan pilihannya” biasanya adalah oksigen daripada hidrogen. . Bersama dengan oksigen, silikon—dikenal sebagai metaloid karena menunjukkan karakteristik logam dan nonlogam—merupakan dasar untuk rangkaian produk yang mencengangkan, baik alami maupun buatan manusia.
Mineral dapat diklasifikasikan menurut penggunaannya dalam industri sebagai berikut:
(a) Mineral logam: Kelompok besi. Mereka termasuk mineral seperti besi, kromit, mangan dan nikel.
(b) Mineral logam: Kelompok non-besi. Ini fitur tembaga, timah, seng, tungsten, aluminium, vanadium dan lain-lain.
(c) Mineral bukan logam. Mereka adalah mika, steatite, asbes dan lain-lain.
(d) Mineral refraktori. Mereka digunakan sebagai tahan panas di tungku dan cetakan. Mereka termasuk kromit, magnesit, kyanit, fireclays, sillimanite dan grafit.
(e) Mineral pupuk seperti gipsum, batuan fosfat dan pirit.
(f) Bahan bakar mineral seperti batubara, minyak bumi, gas alam dan mineral nuklir.
Perkembangan ekonomi suatu negara dipengaruhi oleh ketersediaan mineral. Mineral membentuk dasar untuk beberapa industri skala besar. Pertanian juga dipengaruhi oleh ketersediaan mineral berupa pupuk.
Hidrokarbon:
Seperti disebutkan sebelumnya, fokus geologi ekonomi adalah pada batuan dan mineral, di satu sisi, dan bahan bakar fosil, di sisi lain. Bahan bakar fosil dapat didefinisikan sebagai bahan bakar (khususnya, batu bara, minyak, dan gas) yang berasal dari endapan bahan organik yang telah mengalami dekomposisi dan perubahan kimia dalam kondisi tekanan tinggi.
Mengingat derivasi dari bahan organik ini, menurut definisi, semua bahan bakar fosil berbasis karbon, dan, khususnya, dibuat di sekitar hidrokarbon—senyawa kimia yang molekulnya hanya terdiri dari atom karbon dan hidrogen.
Secara teoritis, tidak ada batasan jumlah hidrokarbon yang mungkin. Karbon membentuk dirinya menjadi bentuk molekul yang tampaknya tak terbatas, dan hidrogen adalah mitra kimia yang sangat serbaguna. Hidrokarbon dapat membentuk rantai lurus, rantai bercabang, atau cincin, dan hasilnya adalah beragam senyawa yang dibedakan bukan berdasarkan unsur penyusunnya atau bahkan (dalam beberapa kasus) berdasarkan jumlah atom yang berbeda di setiap molekul, melainkan berdasarkan strukturnya. dari molekul tertentu.
Aplikasi Geologi Ekonomi Kehidupan Nyata:
Bahan bakar fosil:
Bahan organik yang telah terurai untuk menciptakan hidrokarbon dalam bahan bakar fosil terutama berasal dari dinosaurus dan tanaman prasejarah, meskipun dapat dengan mudah berasal dari organisme lain yang mati dalam jumlah besar di masa lampau. Untuk membentuk minyak bumi, harus ada sejumlah besar bahan organik yang terendapkan bersama sedimen dan terkubur di bawah lebih banyak sedimen. Akumulasi sedimen dan bahan organik disebut batuan induk.
Apa yang terjadi setelah akumulasi material ini sangat penting dan sangat bergantung pada sifat batuan induk. Penting bahwa bahan organik—misalnya, sejumlah besar dinosaurus yang mati dalam kepunahan massal sekitar 65 juta tahun yang lalu—tidak dibiarkan membusuk begitu saja, seperti yang terjadi di lingkungan aerobik, atau yang mengandung oksigen. . Sebaliknya, bahan organik mengalami transformasi menjadi hidrokarbon sebagai akibat dari aktivitas kimia anaerobik, atau aktivitas yang terjadi tanpa adanya oksigen.
Batuan sumber yang baik untuk transformasi ini adalah serpih atau batu kapur, asalkan batuan tertentu terdiri dari antara 1 persen dan 5 persen karbon organik. Batuan induk harus cukup dalam sehingga tekanan memanaskan bahan organik, namun tidak terlalu dalam sehingga tekanan dan suhu menyebabkan batuan mengalami metamorfisme atau mengubahnya menjadi grafit atau versi karbon non-hidrokarbon lainnya. Suhu hingga 302 °F (150 °C) dianggap optimal untuk pembangkitan minyak bumi.
Setelah dihasilkan, minyak bumi secara bertahap berpindah dari batuan induk ke batuan reservoir atau batuan yang menyimpan minyak bumi di pori-porinya. Batuan reservoir yang baik adalah batuan yang ruang porinya lebih dari 30 persen volume batuan. Namun batu itu harus disegel oleh batu lain yang tidak terlalu keropos; memang, untuk batu penutup atau penutup, seperti yang disebut, batu yang hampir kedap air lebih disukai. Jadi, jenis terbaik dari batuan pembentuk segel adalah yang terbuat dari potongan-potongan sedimen yang sangat kecil dan pas, misalnya serpih. Batuan seperti itu mampu menahan minyak bumi selama jutaan tahun hingga siap untuk ditemukan dan digunakan.
Orang-orang telah mengetahui tentang minyak bumi sejak prasejarah , hanya karena ada tempat di Bumi yang benar-benar merembes dari tanah. Namun, era modern pengeboran minyak dimulai pada tahun 1853, ketika seorang pengacara Amerika bernama George Bissell (1821-1884) menyadari potensinya untuk digunakan sebagai bahan bakar lampu. Dia menyewa ‘Kolonel’ Edwin Drake (1819-1880) untuk mengawasi pengeboran sumur minyak di Titusville, Pennsylvania, dan pada tahun 1859 Drake menemukan minyak. Legenda ‘emas Wack’, tentang kekayaan yang diperoleh dengan mengebor lubang di tanah, lahir.
Setelah pengembangan dan aplikasi luas dari mesin pembakaran internal selama bagian akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, minat terhadap minyak menjadi jauh lebih kuat, dan sumur bermunculan di seluruh dunia. Sumatera, Indonesia menghasilkan minyak dari sumur-sumur pertamanya pada tahun 1885, dan pada tahun 1901, pengeboran yang berhasil dimulai di Texas—sumber kekayaan sebesar Texas. Bentuk awal perusahaan yang sekarang dikenal sebagai British Petroleum (BP) menemukan minyak Timur Tengah pertama di Persia (sekarang Iran) pada tahun 1908. Selama 50 tahun berikutnya, kepentingan ekonomi dan prospek kawasan itu berubah drastis.
Dengan meluasnya kepemilikan mobil yang dimulai setelah Perang Dunia I (1914-1918) dan mencapai tingkat yang lebih tinggi setelah Perang Dunia II (1939-1945), nilai dan pentingnya minyak bumi melonjak. Industri minyak berkembang pesat, dan, sebagai akibatnya, banyak ahli geologi mendapatkan pekerjaan di sektor yang menawarkan jauh lebih banyak keuntungan finansial daripada posisi universitas atau pemerintah. Ahli geologi hari ini membantu majikan mereka dalam menemukan cadangan minyak, bukan tugas yang mudah karena begitu banyak variabel harus berbaris untuk menghasilkan sumber minyak yang layak. Mengingat biaya pengeboran sumur minyak baru, yang mungkin mencapai $30 juta atau lebih, jelas penting untuk melakukan penilaian yang baik dalam menilai kemungkinan menemukan minyak.
Industri minyak sarat dengan masalah lingkungan akibat dampak pengeboran (banyak di antaranya terjadi di lepas pantai, di rig yang ditempatkan di laut); kemungkinan bio-hazard yang terkait dengan tumpahan, seperti yang melibatkan Exxon Valdez pada tahun 1989; dan efek pada atmosfer dari karbon monoksida dan gas rumah kaca lainnya yang dihasilkan oleh mesin pembakaran dalam berbahan bakar minyak bumi. Bahkan ada kekhawatiran yang lebih luas atas ketergantungan Amerika Serikat pada sumber minyak di negara asing (beberapa di antaranya secara terbuka memusuhi Amerika Serikat) serta kemungkinan berkurangnya sumber daya.
Pada tingkat konsumsi saat ini, cadangan minyak diperkirakan akan habis sekitar tahun 2040, namun ini hanya memperhitungkan cadangan yang dianggap layak saat ini. Saat eksplorasi berlanjut, lebih banyak sumber daya dapat disadap. Namun, dalam jangka panjang, akan diperlukan pengembangan cara baru untuk memberi bahan bakar pada dunia industri, karena minyak bumi adalah sumber daya yang tidak terbarukan: hanya ada begitu banyak di bawah tanah, dan jika hilang, tidak akan tergantikan. selama jutaan tahun (jika sama sekali).
Petrokimia:
Minyak bumi itu sendiri adalah bahan mentah dari mana banyak produk, yang secara kolektif dikenal sebagai petrokimia atau turunan minyak bumi, diperoleh. Melalui proses yang disebut distilasi fraksional, petrokimia dengan massa molekul terendah mendidih terlebih dahulu, dan petrokimia dengan massa molekul lebih tinggi akan terpisah pada suhu yang lebih tinggi?
Silikon, Silikat, dan Senyawa Lain:
Sama seperti karbon di pusat dunia hidrokarbon yang luas, silikon juga sama pentingnya untuk zat anorganik mulai dari pasir atau silika (Si0 2 ) hingga silikon (seperangkat produk berbasis silikon yang sangat serbaguna), hingga batuan yang dikenal sebagai silikat.
Silikat adalah dasar dari beberapa jenis mineral terkenal, termasuk garnet, topas, zirkon, kaolinit, bedak, mika, dan dua mineral paling melimpah di Bumi, feldspar dan kuarsa. (Perhatikan bahwa sebagian besar istilah yang digunakan di sini mengacu pada sekelompok mineral, bukan mineral tunggal.) Terbuat dari senyawa yang terbentuk di sekitar silikon dan oksigen dan terdiri dari berbagai logam, seperti aluminium, besi, natrium, dan kalium, silikat menjelaskan untuk 30 persen dari semua mineral. Dengan demikian, mereka muncul dalam segala hal mulai dari batu permata hingga bahan bangunan; namun mereka jauh dari satu-satunya produk terkenal yang berpusat pada silikon.
Silikon dan Senyawa Lainnya:
Silikon bukanlah mineral; sebaliknya, itu adalah produk sintetis yang sering digunakan sebagai pengganti minyak organik, gemuk, dan karet. Alih-alih menempel pada atom oksigen, seperti dalam silikat, atom silikon dalam silikon menempel pada gugus organik, yaitu molekul yang mengandung karbon. Minyak silikon sering digunakan sebagai pengganti minyak bumi organik sebagai pelumas karena dapat menahan variasi suhu yang lebih besar.
Dan karena tubuh mentolerir pengenalan implan silikon lebih baik daripada yang organik, silikon juga digunakan dalam implan bedah. Karet silikon muncul dalam segala hal mulai dari bola yang memantul hingga kendaraan luar angkasa, dan silikon juga terdapat dalam isolator listrik, pencegah karat, pelembut kain, semprotan rambut, krim tangan, furnitur dan pemoles mobil, cat, perekat, dan bahkan permen karet.
Bahkan daftar ini tidak menghabiskan banyak aplikasi silikon, yang (bersama dengan oksigen) menyumbang sebagian besar massa di kerak bumi. Karena kualitas semi-logamnya, silikon digunakan sebagai semikonduktor listrik.
Chip komputer adalah irisan kecil silikon ultra-murni, terukir dengan setengah juta sirkuit elektronik mikroskopis dan terhubung dengan rumit. Chip ini memanipulasi tegangan menggunakan kode biner, di mana 1 berarti “tegangan hidup” dan 0 berarti “tegangan mati”. Melalui pulsa ini, chip silikon melakukan banyak perhitungan dalam hitungan detik—perhitungan yang akan memakan waktu berjam-jam atau berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun bagi manusia.
Suatu bentuk silika berpori yang dikenal sebagai silika gel menyerap uap air dari udara dan sering dikemas bersama produk yang sensitif terhadap kelembapan, seperti komponen elektronik, agar tetap kering. Silicon carbine, bahan kristal yang sangat keras yang diproduksi dengan menggabungkan pasir dengan kokas (karbon hampir murni) pada suhu tinggi, memiliki aplikasi sebagai bahan abrasif.
Bijih:
Bijih adalah batuan atau mineral yang memiliki nilai ekonomis. Tetapi definisi yang lebih bertarget akan mencakup kata sifat metalliferous, karena mineral berharga ekonomis yang tidak mengandung logam biasanya diperlakukan sebagai kategori terpisah—mineral industri. Memang dapat dikatakan bahwa kepentingan geologi ekonomi dibagi menjadi tiga bidang: bijih, mineral industri, dan bahan bakar, yang telah kita bahas.
Kata ‘bijih’ tampaknya mengingatkan salah satu logam tertua yang diketahui di dunia dan mungkin bahan pertama yang dikerjakan oleh ahli metalurgi prasejarah: emas. Bahkan kata Spanyol untuk emas, oro, menunjukkan adanya hubungan. Ketika conquistador dari Spanyol tiba di Dunia Baru setelah sekitar tahun 1500, oro adalah obsesi mereka, dan dikatakan bahwa penjajah Spanyol di Meksiko menemukan setiap bijih emas atau perak yang terletak di permukaan bumi. Namun, para penambang abad keenam belas kekurangan banyak pengetahuan yang membantu ahli geologi saat ini menemukan endapan bijih yang tidak ada di permukaan.
Menemukan dan Mengekstraksi Bijih:
Pendekatan modern menggunakan pengetahuan yang diperoleh dari pengalaman. Seperti pada zaman Agricola, sebagian besar kekayaan yang dimiliki oleh perusahaan pertambangan berupa informasi mengenai cara terbaik untuk mencari dan mengambil material dari bumi padat. Indikator geokimia dan geofisika permukaan tertentu membantu mengarahkan langkah ahli geologi dan penambang mencari bijih. Jadi, pada saat sebuah perusahaan yang mencari bijih mulai mengebor, banyak pekerjaan eksplorasi telah dilakukan. Hanya pada saat itu dimungkinkan untuk menentukan nilai simpanan, yang mungkin hanya berupa mineral dengan kepentingan ekonomi kecil.
Diperkirakan bahwa satu mil kubik (1,6 km 3 ) batuan rata-rata mengandung logam senilai sekitar $1 triliun, yang pada awalnya terdengar menjanjikan—sampai seseorang menghitungnya. Satu triliun dolar adalah uang yang banyak, tetapi 1 cu. mi. (sama dengan 5.280 x 5.280 x 5.280 kaki, atau 1.609 km 3 ) juga merupakan ruang yang sangat luas. Hasilnya adalah 1 cu. kaki (0,028 m 3 ) hanya bernilai sekitar $6,79. Tapi itu adalah kaki kubik rata-rata dalam mil kubik batu rata-rata, dan tidak ada perusahaan pertambangan yang akan mempertimbangkan untuk mencoba mengekstraksi logam dari sebidang tanah rata-rata. Sebaliknya, bijih yang layak hanya muncul di daerah yang telah mengalami proses geologis yang mengkonsentrasikan logam sedemikian rupa sehingga kelimpahannya biasanya ratusan kali lebih besar daripada di Bumi secara keseluruhan.
Bijih mengandung mineral lain, yang dikenal sebagai gangue, yang tidak memiliki nilai ekonomi tetapi berfungsi sebagai tanda bahwa bijih dapat ditemukan di wilayah tersebut. Kehadiran kuarsa, misalnya, mungkin menyarankan endapan emas. Bijih dapat muncul dalam endapan beku, metamorf, atau sedimen, serta dalam cairan hidrotermal. Yang terakhir adalah emanasi dari batuan beku, dalam bentuk gas atau air, yang melarutkan logam dari batuan yang dilaluinya dan kemudian menyimpan bijih di lokasi lain.
Menghadapi Bahaya Pertambangan:
Penambangan, cara mengekstraksi tidak hanya bijih tetapi banyak mineral dan bahan bakar industri, seperti batu bara, adalah pekerjaan sulit yang penuh dengan banyak bahaya. Ada bahaya jangka pendek bagi para penambang, seperti gua-in, banjir, atau pelepasan gas di tambang, serta bahaya jangka panjang yang mencakup penyakit terkait pertambangan seperti paru-paru hitam (biasanya bahaya batu bara). penambang). Lalu ada tekanan mental dan emosional yang datang dari menghabiskan delapan jam atau lebih sehari jauh dari sinar matahari, di lingkungan yang sesak.
Dan, tentu saja, ada tekanan lingkungan yang ditimbulkan oleh pertambangan—tidak hanya oleh, dampak langsung dari luka di permukaan bumi, yang dapat mengganggu ekosistem di permukaan, tetapi juga berbagai masalah tambahan, seperti merembesnya polutan ke dalam meja air. Tambang yang terbengkalai menghadirkan bahaya lebih lanjut, termasuk ancaman penurunan permukaan tanah, yang membuat lokasi tersebut tidak aman dalam jangka panjang.
Standar keselamatan lingkungan dan pekerjaan yang lebih tinggi, yang ditetapkan di Amerika Serikat selama sepertiga terakhir abad ke-20, telah menyebabkan perubahan dalam cara penambangan dilakukan serta cara meninggalkan tambang saat pekerjaan selesai. Misalnya, perusahaan pertambangan telah bereksperimen dengan penggunaan bahan kimia atau bahkan bakteri, yang dapat melarutkan logam di bawah tanah dan memungkinkannya untuk dipompa ke permukaan tanpa perlu membuat ‘poros dan terowongan bawah tanah yang sebenarnya atau mengirim penambang manusia untuk mengerjakannya. .
Mineral Industri dan Produk Lainnya:
Mineral industri, seperti disebutkan sebelumnya, adalah bukan logam—mengandung sumber daya mineral yang menarik bagi geologi ekonomi. Contohnya termasuk asbes, istilah umum untuk sekelompok besar mineral yang sangat tahan terhadap panas dan api; senyawa boron, yang digunakan untuk membuat kaca tahan panas, enamel, dan keramik; garam fosfat dan kalium, digunakan dalam pembuatan pupuk; dan belerang, digunakan dalam berbagai produk, dari bahan pendingin hingga bahan peledak hingga pemurni yang digunakan dalam produksi gula.
Hanya satu mineral industri, korundum (dari mineral kelas oksida), dapat memiliki banyak kegunaan. Sangat keras, korundum dalam bentuk batuan yang tidak terkonsolidasi yang biasa disebut ampelas telah digunakan sebagai bahan abrasif sejak zaman kuno. Karena titik lelehnya yang sangat tinggi—bahkan lebih tinggi dari besi—korundum juga digunakan dalam pembuatan alumina; produk tahan api yang digunakan dalam tungku dan perapian. Meskipun korundum murni tidak berwarna, sejumlah kecil elemen tertentu dapat menghasilkan warna cemerlang: karenanya, korundum dengan jejak kromium menjadi rubi merah, sedangkan jejak besi, titanium, dan elemen lainnya menghasilkan varietas safir dalam warna kuning, hijau, dan ungu sebagai serta biru akrab.
Dampak Lingkungan Geologi Ekonomi:
Beberapa dekade yang lalu kebanyakan ahli geologi terlibat dalam eksplorasi dan pengembangan sumber daya mineral. Namun, geologi ekonomi dan penerapan geologi untuk masalah lingkungan perkotaan secara perlahan menuntut jasa ahli geologi yang semakin banyak. Saat ini cukup banyak ahli geologi ekonomi yang tertarik pada masalah lingkungan (banyak yang tidak terkait dengan pertambangan, dan memiliki minat pada geokimia dan petrologi). Mereka menganut pemikiran bahwa “sumber daya mineral akan selalu dibutuhkan”, tetapi “masalah lingkungan merupakan faktor utama dalam kelayakan penambangan”.
Sekarang ada minat yang lebih besar terhadap lingkungan daripada sebelumnya dan kami menghadapi kekhawatiran tentang dampak lingkungan dari hampir setiap aspek kehidupan kita sehari-hari. Air, tanah, udara, dan lingkungan biologis semuanya dapat diubah secara dramatis oleh aktivitas masyarakat industri seperti kita, paling tidak melalui mekanisme yang pada dasarnya dikendalikan oleh proses geologis.
Pembuangan limbah, kontaminasi tanah oleh industri, dampak penambangan, polusi air, dan bahkan kualitas udara (melalui penyebaran partikel mineral di udara) dipengaruhi oleh proses dan fenomena geologis yang dikendalikan oleh komposisi, distribusi, struktur, dan perilaku batuan di bawahnya . Masalah lingkungan sehari-hari dengan demikian dipengaruhi oleh geologi pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil. Kursus ini bertujuan untuk memberikan gambaran luas tentang banyak dan berbagai aspek geologi lingkungan ini, memberikan kerangka kerja ilmiah untuk memahami masalah lingkungan utama.
Masalah lingkungan merupakan faktor utama dalam menentukan apakah deposit mineral akan dikembangkan dan ditambang. Sebagian besar ahli geologi ekonomi dan perusahaan tambang mendukung upaya penurunan degradasi lingkungan akibat pertambangan.
Efek Lingkungan:
Pertambangan, tidak kurang dari pertanian, selalu penting bagi kemajuan umat manusia. Memang, kita sekarang memanfaatkan sebagian besar unsur dalam tabel periodik. Namun, sebagai. kelebihan populasi dan pencarian standar hidup yang lebih tinggi meningkatkan permintaan akan mineral dan logam, kekhawatiran atas efek penambangan dan pengeboran di lingkungan alam telah tumbuh dan semakin jelas bahwa sumber daya bumi tidak akan pernah habis.
Dalam laporannya pada tahun 1987, ‘Masa Depan Kita Bersama’, Komisi Dunia PBB untuk Lingkungan dan Pembangunan menunjukkan bahwa dunia memproduksi barang tujuh kali lebih banyak daripada pada tahun 1950. Komisi tersebut mengusulkan ‘pembangunan berkelanjutan’, perkawinan antara ekonomi dan ekologi sebagai satu-satunya solusi praktis, yaitu pertumbuhan tanpa merusak lingkungan.
Sebagian besar tambang memiliki pabrik pengolahan mineral di tempat dan banyak tambang logam memiliki pabrik peleburan di dekatnya. Untuk penilaian umum dampak lingkungan dari pengembangan operasi penambangan baru, kita harus mempertimbangkan efek dari ketiganya. Istilah penambangan di sini diambil untuk mencakup semua operasi ekstraktif, misalnya penggalian. Area perhatian utama ditangani di bawah ini.
Kerusakan tanah:
Diperkirakan penggunaan lahan dunia kumulatif untuk pertambangan antara tahun 1976 dan 2000 akan menjadi sekitar 37.000 km persegi, yaitu sekitar 0,2 persen dari permukaan tanah. Negara-negara yang lebih maju memiliki proporsi tanah yang terganggu lebih besar daripada negara-negara yang kurang berkembang. Tingkat reklamasi tanah ini sekarang meningkat pesat dan lubang-lubang tua digunakan dengan baik untuk pembuangan tambang tua, limbah rumah tangga dan limbah lainnya.
Daerah lain yang ditambang telah diubah menjadi cagar alam dan taman rekreasi. Tambang di masa depan kemungkinan kecil akan menghasilkan lokasi untuk pembuangan limbah karena sebagian besar sekarang telah ditimbun kembali. Ini adalah operasi yang sangat diperlukan karena setiap tahun diperkirakan 27.000 Mt mineral non-bahan bakar dan lapisan penutup diambil dari kerak bumi.
Pelepasan zat beracun:
Logam tidak hanya penting untuk penggunaan yang kita buat darinya, tetapi juga merupakan bagian integral dari susunan kita dan organisme hidup lainnya. Namun, sementara beberapa unsur logam merupakan komponen penting dari organisme hidup, kekurangan atau kelebihannya dapat sangat merusak kehidupan. Ekses di lingkungan alam dapat timbul bila ditembus oleh air tambang yang mungkin keluar dari tambang itu sendiri, atau dari timbunan limbah.
Beberapa logam, misalnya kadmium, merkuri, dan metaloid, seperti antimon, arsenik, yang sangat umum dalam jumlah kecil di banyak bijih sulfida polimetalik dan memang sering diperoleh sebagai produk sampingan, sangat beracun, bahkan dalam jumlah kecil, terutama dalam bentuk yang dapat larut. yang dapat diserap oleh organisme hidup.
Hal yang sama berlaku untuk timbal, tapi untungnya cukup tidak reaktif kecuali tertelan dan untungnya sebagian besar mineral timbal yang terbentuk di alam sangat tidak larut dalam air tanah. Sianida telah lama digunakan untuk ekstraksi emas di pabrik pengolahan mineral dan di ladang emas terbesar di dunia, Cekungan Witwaterstrand, AS, terdapat kontaminasi besar air permukaan dengan kobalt, mangan, timbal, dan seng sebagai akibat dari proses sianidasi dan oksidasi oleh air asam tambang. Sianida sendiri tidak menjadi masalah karena terurai di bawah pengaruh sinar ultraviolet di dekat lapisan permukaan. Namun demikian, di negara maju, undang-undang sekarang mensyaratkan pendirian pabrik penetral sianida di semua usaha industri yang menggunakan bahan kimia ini.
Drainase asam tambang:
Air asam yang dihasilkan oleh penambangan saat ini atau di masa lalu menghasilkan buih oksidasi, dengan adanya udara, air dan bakteri, dari mineral sulfida, khususnya pirit. Oleh karena itu mereka dapat berkembang di ladang batubara serta ladang bijih. Asam sufat dan oksida besi dihasilkan. Asam tersebut menyerang mineral lain, menghasilkan larutan yang dapat membawa unsur beracun, misalnya kadmium, arsenik ke lingkungan setempat. Pembentukan air asam dapat terjadi selama tahap eksplorasi, operasi, dan penutupan tambang. Perairan ini mungkin keluar dari tiga sumber utama: sistem pengeringan tambang; fasilitas pembuangan tailing; dan timbunan air.
Pelepasan hanya dapat menghasilkan efek kecil seperti perubahan warna lokal tanah dan aliran dengan oksida besi yang diendapkan, atau menyebabkan polusi udara yang luas di seluruh sistem sungai dan lahan pertanian. Di beberapa bidang pertambangan, masalah ini paling parah terjadi setelah penutupan tambang. Hal ini disebabkan oleh kenaikan permukaan air yang terjadi setelah peralatan pemompaan dilepas dan ini telah menjadi masalah yang mendesak di ladang batubara Inggris, yang dulu dan sebagian besar merupakan tambang bawah tanah yang bekerja dengan batubara belerang tinggi, karena penutupan tambang dipercepat selama dekade terakhir.
Mineral industri Operasi mineral industri memiliki dampak lingkungan umum yang sama terhadap tanah dan gangguan air tanah seperti penambangan logam atau batu bara, meskipun dampaknya umumnya kurang nyata karena tambang biasanya lebih kecil dan dangkal, dan biasanya lebih sedikit limbah yang dihasilkan karena dalam kebanyakan kasus nilai bijih lebih tinggi daripada di pertambangan logam.
Bahaya polusi karena logam berat atau air asam rendah atau tidak ada dan polusi atmosfer, yang disebabkan oleh pembakaran batu bara atau peleburan bijih logam, jauh lebih serius atau tidak ada. Penggalian yang dibuat oleh operasi mineral industri seringkali dekat dengan daerah perkotaan, di mana lubang-lubang di tanah ini mungkin sangat berharga sebagai tempat pembuangan sampah kota.
Tindakan Hukum:
Sarana hukum untuk menegakkan langkah-langkah anti-polusi sangat diperlukan, meskipun harus ditunjukkan bahwa banyak perusahaan pertambangan internasional sekarang mengikuti peraturan mandiri yang paling ketat bahkan di negara-negara di mana undang-undang tersebut kecil atau tidak ada.
Pernyataan dampak lingkungan:
Di banyak negara, perusahaan yang mengajukan permohonan izin perencanaan untuk memulai operasi mineral sekarang wajib menyiapkan pernyataan seperti itu. Ini mencakup setiap aspek mulai dari efek pada vegetasi, iklim, kualitas udara, kebisingan, air tanah dan permukaan hingga metode reklamasi tanah yang diusulkan pada saat penghentian operasi. Di beberapa negara, obligasi harus disimpan untuk memastikan bahwa reklamasi benar-benar terjadi.
Pernyataan tersebut harus mencakup rekaman kondisi lingkungan di wilayah potensi pertambangan pada saat izin perencanaan diajukan. Perusahaan sekarang mengumpulkan data tersebut selama tahap eksplorasi, termasuk deskripsi dan foto permukaan, analisis geokimia yang menunjukkan tingkat latar belakang logam dan keasaman serta detail flora dan fauna.
Dari sudut pandang otoritas perencanaan dan peraturan, laporan ini menyajikan cara yang paling efektif untuk meminimalkan efek yang merugikan sejak awal, tetapi laporan ini juga dapat memberikan manfaat besar bagi pengembang karena (i) laporan tersebut akan membantu untuk mendapatkan izin perencanaan dalam waktu sesingkat-singkatnya. waktu yang memungkinkan, dan (ii) mereka sering mengungkapkan aspek operasi yang membutuhkan perhatian sejak awal dan dengan demikian menghindari modifikasi yang mahal di masa mendatang.
Bug dan Penambangan in situ:
Banyak endapan sulfida, yaitu tembaga porfiri, yang dilapis oleh bijih teroksidasi. Bijih tersebut dapat ditambang, jika perlu, dengan memecahnya dengan peledakan dan kemudian memompa larutan asam melalui batuan untuk melarutkan logam seperti tembaga dan uranium. Larutan bantalan logam dipompa ke permukaan dan logam pulih. Endapan berkadar sangat rendah, kecil dan secara ekonomi tidak layak dapat dieksploitasi dan prosesnya dapat digunakan pada kedalaman yang cukup.
Pandangan:
Langkah-langkah seperti daur ulang dan substitusi dan teknologi material baru akan berperan dalam mengurangi dampak eksploitasi mineral terhadap lingkungan, tetapi dalam waktu dekat kita harus melihat peningkatan rasa tanggung jawab oleh semua pihak yang terlibat dalam industri ini dengan cara apa pun. , apakah mereka pengembang atau regulator.
Ada banyak tanda harapan bahwa hal ini terjadi: misalnya, pada tahun 1992, 19 perusahaan pertambangan besar dari lima benua bergabung bersama untuk membentuk dewan internasional tentang logam dan lingkungan yang tugasnya adalah mempromosikan pengembangan, implementasi, dan harmonisasi suara. kebijakan dan praktik lingkungan dan kesehatan yang akan memastikan produksi, penggunaan, daur ulang, dan pembuangan logam yang aman.
