Potensi Logam Tanah Jarang (LTJ) di Provinsi Sumatera Utara

Provinsi Sumatera Utara telah teridentifikasi sebagai salah satu wilayah prospek Logam Tanah Jarang (LTJ) paling signifikan di Indonesia, yang berlokasi di luar sumber daya plaser timah tradisional. Penilaian ini didasarkan pada penyelidikan lapangan berkelanjutan yang dilakukan oleh lembaga pemerintah, khususnya Badan Geologi melalui Pusat Sumber Daya Mineral, Batubara dan Panas Bumi (PSDMBP).

Temuan geokimia kunci terfokus di Kabupaten Tapanuli Utara. Penyelidikan lapangan terbaru yang menggunakan metode pengeboran dan analisis laboratorium canggih (termasuk ICP-MS) telah mengkonfirmasi adanya konsentrasi total LTJ (REE) yang signifikan, mencapai 1.549,56 ppm pada kedalaman hingga 32 meter. Kadar ini secara eksplisit berada dalam rentang nilai keekonomian yang diakui secara global (umumnya 500-2.000 ppm) untuk tipe endapan spesifik ini.

Identifikasi model endapan adalah krusial. Data geologi, termasuk asosiasi dengan batuan induk (Granit Tipe-S) dan host endapan (tipe regolith pelapukan) , serta perbandingan langsung yang dibuat oleh peneliti dengan deposit di Tiongkok Selatan dan Malaysia , secara meyakinkan menunjuk ke model endapan Tanah Liat Adsorpsi Ion (Ion-Adsorption Clay – IAC). Ini adalah model endapan yang sama yang saat ini mendominasi produksi Logam Tanah Jarang Berat (HREE) global.

Implikasi strategis dari temuan ini bersifat ganda dan kontradiktif:

Potensi (Nilai Tinggi): Prospek Tapanuli Utara mewakili potensi sumber daya LTJ primer yang substansial, yang secara fundamental berbeda dari pengolahan tailing timah (seperti di Bangka ). Jika terbukti, ini dapat menjadi aset strategis nasional untuk memasok bahan baku bagi industri teknologi tinggi, seperti magnet permanen dan baterai.
Risiko (Risiko Tinggi): Model endapan IAC hampir secara eksklusif diekstraksi menggunakan metode in-situ leaching (ISL) dengan pelarut kimia (lixiviant). Pelarut yang paling umum dan efektif secara biaya adalah amonium sulfat.

Analisis teknis global yang ekstensif terhadap metode ekstraksi ini menunjukkan bahwa pelindian amonium sulfat secara drastis mengubah sifat mekanik tanah, menyebabkan \”perlemahan tanah\” (soil weakening), dan secara signifikan mengurangi kohesi tanah. Fenomena ini secara langsung dikaitkan dengan \”insiden tanah longsor\” dan \”kegagalan lereng\” di wilayah pertambangan IAC lainnya. Penerapan metode ekstraksi ini di topografi Tapanuli Utara, yang diketahui memiliki kelerengan curam dan curah hujan tinggi, menghadirkan risiko geohazard katastrofik yang harus menjadi pertimbangan utama dalam setiap evaluasi keekonomian dan perizinan.

Laporan ini menganalisis secara mendalam potensi geologi, kuantifikasi keekonomian, dan—yang paling penting—risiko teknis dan lingkungan yang melekat pada potensi LTJ di Sumatera Utara.

ANALISIS GEOLOGI POTENSI LTJ SUMATERA UTARA

1 Lokalisasi Prospek: Koridor Tapanuli Utara

Data eksplorasi publik yang tersedia dari Badan Geologi secara eksklusif berfokus pada potensi LTJ in-situ di Kabupaten Tapanuli Utara. Wilayah ini telah menjadi subjek investigasi pemerintah selama lebih dari satu dekade.

Laporan penyelidikan mengidentifikasi area prospek spesifik di dalam kabupaten tersebut, terutama mencakup Kecamatan Parmonangan dan Kecamatan Sipoholon. Penyelidikan lapangan intensif terbaru, yang menghasilkan data kadar signifikan, difokuskan di daerah Parmonangan.

Selain itu, program eksplorasi juga mencakup Kabupaten Humbang Hasundutan , yang berbatasan langsung secara geologis dengan Tapanuli Utara. Hal ini menunjukkan bahwa potensi mineralisasi LTJ kemungkinan tidak terbatas pada satu kabupaten, tetapi mungkin berkembang dalam sabuk geologi yang lebih luas yang terkait dengan formasi batuan induk yang sama.

2 Karakterisasi Batuan Induk: Kompleks Granit Sibolga

Sumber dari anomali LTJ ini telah dilacak ke batuan dasar (batuan induk) di wilayah tersebut. Laporan PSDMBP secara spesifik mengidentifikasi batuan dasar di daerah penyelidikan sebagai \”batuan granit tipe – S\” (S-type granite). Secara regional, unit batuan ini dikenal sebagai bagian dari \”kompleks Granit Sibolga\”.

Secara geologis, identifikasi ini sangat penting. Granit Tipe-S (berasal dari peleburan batuan sedimen) secara historis dikenal lebih \’subur\’ (fertile) untuk mineralisasi kritis—termasuk timah (Sn), tungsten (W), dan elemen litofil lainnya seperti LTJ—dibandingkan dengan Granit Tipe-I (berasal dari batuan beku). Kehadiran Granit Tipe-S yang melapuk adalah indikator geologis fundamental yang paling positif untuk pembentukan endapan LTJ tipe pelapukan.

3 Model Endapan: Identifikasi sebagai Tanah Liat Adsorpsi Ion (IAC)

Model endapan di Tapanuli Utara secara fundamental berbeda dari sumber LTJ Indonesia lainnya, seperti endapan plaser (endapan aluvial) yang terkait dengan penambangan timah di Bangka-Belitung. Di Bangka, LTJ hadir dalam bentuk mineral berat diskrit seperti monasit dan xenotim dalam sedimen pasir.

Sebaliknya, di Tapanuli Utara, model endapannya adalah primer in-situ. Laporan teknis Badan Geologi tidak menggunakan akronim \”IAC\” tetapi deskripsi geologisnya secara eksplisit dan tidak ambigu merujuk pada model ini:

Endapan diidentifikasi sebagai \”tipe regolith\”. Regolith adalah lapisan material lepas dan heterogen (tanah, lempung, fragmen batuan) yang menutupi batuan dasar yang padat.
Endapan ini terbentuk dari \”hasil pelapukan batuan\” (yaitu, pelapukan kimiawi dari Granit Tipe-S yang mendasarinya).
Definisi klasik dari endapan IAC adalah LTJ yang dilepaskan selama pelapukan batuan induk (seperti granit) dan kemudian teradsorpsi secara kimiawi ke permukaan mineral lempung (seperti kaolinit dan illit) di dalam profil pelapukan (regolith).

Koneksi ini diperkuat oleh fakta bahwa laporan Badan Geologi secara langsung menggunakan tolok ukur keekonomian dari \”endapan pelapukan granitoid di China Selatan\” dan \”hasil penelitian REE di Tanah Merah, Kelantan Malaysia\”. Lokasi-lokasi ini (khususnya Tiongkok Selatan) adalah contoh buku teks global dan produsen utama dari endapan Ion-Adsorption Clay (IAC).

Oleh karena itu, setiap evaluasi teknis dan keekonomian terhadap prospek Tapanuli Utara harus didasarkan pada asumsi bahwa ini adalah endapan IAC. Implikasinya sangat besar, karena endapan IAC tidak dapat diproses menggunakan pemisahan gravitasi sederhana; mereka memerlukan metode ekstraksi kimia (chemical leaching) untuk memutus ikatan ionik antara LTJ dan mineral lempung.

KUANTIFIKASI SUMBER DAYA DAN SIGNIFIKANSI EKONOMI

1 Analisis Hasil Geokimia (Badan Geologi 2021)

Penyelidikan lapangan terbaru (dilaporkan tahun 2021) memberikan kuantifikasi paling rinci hingga saat ini. Kegiatan ini melibatkan pemetaan geologi dan pengambilan sampel tanah/batuan menggunakan bor mesin dengan kedalaman bervariasi antara 14,75 hingga 32 meter. Kedalaman ini mengkonfirmasi adanya profil pelapukan (regolith) yang tebal dan berkembang dengan baik, yang merupakan prasyarat untuk endapan IAC yang besar.

Analisis laboratorium canggih, termasuk XRF, XRD, petrografi, ICP-OES, dan ICP-MS, digunakan untuk mengkarakterisasi batuan induk dan menentukan kadar LTJ. Hasilnya menunjukkan:

Dominasi LTJ Ringan (LREE): Kadar LREE (seperti Lanthanum, Cerium, Neodymium) menunjukkan nilai yang signifikan, dengan jumlah total kelompok LREE berkisar antara 10,73 s.d 627,63 ppm.
Kadar Total LTJ (∑REE): Nilai kadar total gabungan dari semua elemen tanah jarang (LREE + HREE) berkisar antara 94,32 s.d 1.549,56 ppm.

2 Penilaian Keekonomian

Untuk memberikan konteks pada angka-angka tersebut, signifikansi keekonomian dari kadar 1.549,56 ppm paling baik dipahami melalui perbandingan langsung dengan tolok ukur industri untuk endapan IAC yang saat ini sedang ditambang.

Tabel Analisis Komparatif Kadar REE Prospek Tapanuli Utara

Parameter	Prospek Tapanuli Utara (Badan Geologi)	Tolok Ukur: Tiongkok Selatan (IAC)	Tolok Ukur: Kelantan, Malaysia (IAC)
Tipe Endapan	Regolith Pelapukan (IAC)	Endapan Pelapukan Granitoid (IAC)	Endapan Pelapukan (IAC)
Kadar REE (Total)	94,32 – 1.549,56 ppm	500 – 2.000 ppm	298 – 1.298 ppm
Kadar LREE	10,73 – 627,63 ppm	Tidak dirinci	Tidak dirinci

Analisis komparatif pada Tabel 3.1 menunjukkan bahwa nilai maksimum yang ditemukan di Tapanuli Utara (1.549,56 ppm) tidak hanya berada dalam kisaran keekonomian, tetapi juga berada di tengah-atas rentang yang dianggap komersial di Tiongkok Selatan dan Malaysia. Ini mengkonfirmasi bahwa prospek Tapanuli Utara adalah anomali geokimia kelas komersial yang potensial.

Satu pertimbangan keekonomian yang kritis adalah distribusi unsur. Laporan menyoroti dominasi LREE. Meskipun LREE seperti Neodymium (Nd) dan Praseodymium (Pr) sangat berharga untuk magnet , nilai strategis jangka panjang dan harga premium dari banyak deposit IAC terletak pada kandungan Logam Tanah Jarang Berat (HREE) yang menyertainya (misalnya, Dysprosium (Dy), Terbium (Tb)). Penyelidikan lebih lanjut mutlak diperlukan untuk mengkuantifikasi fraksi HREE dalam total 1.549 ppm tersebut, karena rasio LREE:HREE akan secara dramatis mempengaruhi nilai keekonomian bersih sumber daya tersebut.

STATUS EKSPLORASI DAN AKTOR KELEMBAGAAN

1 Peran Sentral Badan Geologi (Kementerian ESDM)

Aktor kelembagaan utama yang mendorong eksplorasi dan evaluasi potensi LTJ di Sumatera Utara adalah Pemerintah Indonesia, melalui Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM). Secara spesifik, Pusat Sumber Daya Mineral, Batubara dan Panas Bumi (PSDMBP) adalah lembaga teknis yang melakukan penyelidikan lapangan.

Pekerjaan mereka sangat penting karena laporan dan evaluasi teknis mereka berfungsi sebagai dasar ilmiah untuk penetapan kebijakan. Tujuan dari kegiatan penyelidikan ini adalah untuk melokalisir sebaran, mendapatkan daerah prospek, dan memberikan masukan untuk pertimbangan rekomendasi usulan Wilayah Pertambangan Negara (WPN) atau Wilayah Izin Usaha Pertambangan (WIUP).

2 Kronologi Kegiatan Eksplorasi

Eksplorasi LTJ di Tapanuli Utara bukanlah upaya baru, melainkan program jangka panjang dan berkelanjutan yang menunjukkan tingkat kepercayaan yang terus meningkat dari Badan Geologi.

2009: Kegiatan \”eksplorasi umum\” awal untuk logam langka dilakukan oleh Pusat Sumber Daya Geologi (nama sebelumnya) di Kecamatan Parmonangan dan Kecamatan Sipoholon, Kabupaten Tapanuli Utara.
2011: Penyelidikan lanjutan dilakukan oleh PSDMBP pada \”kompleks Granit Sibolga\” di Kabupaten Tapanuli Utara, secara spesifik melihat profil pelapukan granit.
2021: Penyelidikan lapangan mendalam dilakukan oleh PSDMBP, yang melibatkan pengeboran bor mesin (kedalaman 14,75-32 m) dan analisis geokimia canggih (ICP-MS, dll.). Kegiatan inilah yang mengkonfirmasi kadar ∑REE hingga 1.549,56 ppm.
2022: Badan Geologi mengumumkan rencana untuk melanjutkan penyelidikan LTJ di Tapanuli Utara (Parmonangan) pada tahun itu, sebagai bagian dari program survei eksplorasi mineral logam nasional.

Urutan waktu ini menunjukkan eskalasi yang logis dari pengintaian regional (2009) menjadi karakterisasi target (2011) dan akhirnya kuantifikasi prospek (2021-2022).

3 Keterlibatan Institusi Lain (Potensial)

Meskipun Badan Geologi memimpin eksplorasi, pengembangan sumber daya IAC yang kompleks akan membutuhkan keahlian dari lembaga lain:

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN): BRIN secara aktif terlibat dalam penelitian teknologi pengolahan LTJ. Terdapat laporan bahwa BRIN sedang mengembangkan teknologi pengolahan LTJ yang secara spesifik \”berbasis IAC\”. Meskipun laporan ini tidak secara langsung menghubungkan BRIN dengan Tapanuli, keahlian mereka dalam metalurgi ekstraktif IAC akan sangat penting untuk memajukan proyek ini dari sumber daya menjadi cadangan.
Universitas Sumatera Utara (USU): Sebagai lembaga penelitian utama di provinsi tersebut, Lembaga Penelitian (LP) USU merupakan mitra akademis logis untuk studi dasar, karakterisasi mineralogi lempung, dan, yang terpenting, studi dampak lingkungan regional.

4 Prospek Sumatera Utara Lainnya (Data Negatif)

Penting untuk dicatat di mana potensi LTJ tidak dilaporkan.

Tambang Emas Martabe: Tambang Emas Martabe (juga di Sumatera Utara) adalah operasi besar. Namun, tidak ada data publik yang tersedia dalam materi yang ditinjau yang menunjukkan potensi LTJ sebagai produk ikutan (by-product) dari pengolahan bijih emas di sana.
Tailing Bauksit/Nikel: Potensi LTJ telah dicatat di sumber daya lain seperti limonit nikel di Sulawesi dan tailing bauksit. Namun, ini adalah model mineralisasi yang berbeda. Prospek Tapanuli adalah endapan primer in-situ di regolith granit, bukan pengayaan sekunder dalam tailing industri lain.

IMPLIKASI METODE EKSTRAKSI UNTUK ENDAPAN TIPE IAC

1 Tinjauan Teknis: In-Situ Leaching (ISL) sebagai Metode Standar

Identifikasi prospek Tapanuli Utara sebagai deposit IAC (Bagian 2.3) secara langsung menentukan metodologi ekstraksi yang paling mungkin secara komersial. Berbeda dengan penambangan terbuka, deposit IAC paling sering diekstraksi menggunakan in-situ leaching (ISL), juga dikenal sebagai in-situ recovery (ISR).

Proses ini melibatkan pemboran sumur injeksi ke dalam lapisan regolith yang mengandung lempung pembawa LTJ. Larutan kimia (disebut lixiviant) kemudian dipompa ke dalam tanah. Lixiviant merembes melalui formasi lempung, memicu reaksi pertukaran ion yang melepaskan LTJ dari mineral lempung. Larutan yang kini \”hamil\” (kaya akan LTJ) kemudian dipompa keluar ke permukaan melalui sumur ekstraksi untuk diproses lebih lanjut.

2 Analisis Proses Kimia: Peran Amonium Sulfat

Lixiviant yang paling umum digunakan secara global, yang dipelopori dan disempurnakan dalam penambangan IAC di Tiongkok Selatan, adalah larutan amonium sulfat ((NH4)2SO4).

Mekanisme kimianya adalah proses pertukaran kation sederhana. Ion LTJ (seperti RE3+) terikat pada lokasi bermuatan negatif pada permukaan mineral lempung (Kaolinit, Illit). Amonium sulfat, ketika dilarutkan dalam air, menyediakan konsentrasi ion amonium (NH4+) yang sangat tinggi. Ion amonium ini \”menukar\” atau \”menendang\” kation LTJ dari lokasi ikatan lempung.

Reaksi pertukaran ion yang disederhanakan dapat direpresentasikan sebagai :

2(Lempung)3−−RE3++3(NH4)2SO4→2(Lempung)3−−(NH4)3++RE2(SO4)3

Dalam reaksi ini, ion LTJ (RE3+) yang awalnya terikat pada lempung dilepaskan ke dalam larutan sebagai RE2(SO4)3 (rare earth sulfate) yang larut, yang kemudian dapat dipulihkan.

ANALISIS RISIKO KRITIS: DAMPAK GEOTEKNIK DAN LINGKUNGAN DARI ISL

Identifikasi metode ekstraksi ISL-amonium sulfat bukanlah sekadar catatan kaki teknis; ini adalah faktor risiko dominan yang dapat menentukan kelayakan seluruh prospek Tapanuli Utara. Ada hubungan langsung yang telah terbukti secara ilmiah antara proses kimia ini dan destabilisasi geoteknik skala besar.

1 Risiko Geoteknik dan Mekanika Tanah

Penerapan pelindian amonium sulfat secara fundamental dan permanen mengubah sifat fisik dan mekanik dari regolith lempung. Studi teknis mendalam tentang lempung IAC (mirip dengan yang diharapkan di Tapanuli) setelah pelindian amonium sulfat menunjukkan perubahan drastis berikut:

Perubahan Mineralogi: Analisis XRD menunjukkan bahwa pelindian menyebabkan \”pengurangan signifikan\” pada puncak mineral lempung (Kaolinit dan Illit), terutama pada kedalaman yang lebih besar.
Hilangnya Plastisitas: Tanah kehilangan kemampuannya untuk menahan air dan berperilaku plastis. Studi menunjukkan penurunan signifikan pada Batas Cair (Liquid Limit) (misalnya, dari 50% menjadi 41.93%) dan Batas Plastis (Plastic Limit).
Hilangnya Kekuatan (Kohesi): Ini adalah risiko paling kritis. Kohesi adalah \”lem\” internal yang menahan partikel tanah tetap bersatu. Studi menunjukkan \”perlemahan substansial dalam kekuatan geser\” dan \”kohesi\” setelah pelindian. Satu studi kasus di Malaysia menunjukkan penurunan kohesi yang katastrofik pada kedalaman 10 meter, dari 19,94 kPa menjadi hanya 2,95 kPa.
Peningkatan Permeabilitas: Tanah menjadi lebih keropos dan lebih mudah ditembus air.

Secara kolektif, perubahan ini berarti bahwa tanah secara harfiah \”melemah\”. Di daerah dengan topografi berlereng curam dan curah hujan tinggi—sebuah deskripsi yang akurat untuk sebagian besar wilayah Tapanuli Utara—hilangnya kohesi dan kekuatan geser ditambah dengan peningkatan permeabilitas (memungkinkan infiltrasi air hujan yang lebih cepat) adalah resep langsung untuk kegagalan lereng dan tanah longsor. Kekhawatiran akan \”kegagalan lereng\” dan \”insiden tanah longsor\” secara eksplisit dikutip dalam literatur teknis sebagai konsekuensi langsung dari aktivitas ISL.

2 Risiko Kontaminasi Lingkungan

Selain risiko geoteknik, risiko kimia lingkungan dari proses ISL sangat besar. Data dari operasi IAC di Tiongkok memberikan perkiraan yang mengkhawatirkan :

Produksi Limbah: Untuk produksi 1 ton Oksida Tanah Jarang (REO), proses ISL tradisional diperkirakan menghasilkan sekitar 2.000 ton tailing (tanah yang telah dilindi) dan 1.000 ton air limbah.
Toksisitas Air Limbah: Air limbah ini sangat toksik, mengandung \”konsentrasi tinggi amonium sulfat dan logam berat\”. Amonium sulfat, khususnya, sangat beracun bagi kehidupan akuatik, dan pelepasan yang tidak terkendali ke dalam sistem sungai lokal akan menghancurkan Daerah Aliran Sungai (DAS) di hilir lokasi penambangan.
Kerusakan Lahan: Proses ini juga melibatkan \”penghilangan vegetasi dan tanah lapisan atas\” , yang diperlukan untuk memasang infrastruktur sumur injeksi/ekstraksi. Penghilangan tutupan vegetasi ini memperburuk risiko erosi dan limpasan permukaan, yang selanjutnya mendestabilisasi lereng.

TINJAUAN STRATEGIS DAN REKOMENDASI

1 KProspek Berisiko Tinggi, Bernilai Tinggi

Analisis ini menyimpulkan bahwa prospek LTJ Tapanuli Utara adalah nyata, terverifikasi secara geokimia, dan berpotensi ekonomis berdasarkan tolok ukur industri saat ini. Namun, prospek ini secara intrinsik terkait dengan model deposit IAC, yang metode ekstraksi standarnya (ISL amonium sulfat) membawa risiko lingkungan dan geoteknik yang ekstrem, terdokumentasi, dan berpotensi katastrofik.

Ini menghadirkan dilema \”berisiko tinggi, bernilai tinggi\” bagi para pembuat kebijakan. Sangat penting untuk membedakan tantangan teknis ini dari tantangan LTJ di Bangka. Prospek Bangka adalah tentang mengolah tailing plaser yang mungkin mengandung mineral radioaktif (menghadirkan risiko radiologi dan pemrosesan). Prospek Tapanuli adalah tentang ekstraksi kimia in-situ yang dapat memicu bencana geoteknik (risiko stabilitas lereng dan toksisitas kimia). Keduanya adalah LTJ, tetapi memerlukan solusi regulasi dan teknologi yang sepenuhnya berbeda.

2 Rekomendasi untuk Eksplorasi Lanjutan

Kuantifikasi HREE vs LREE: Prioritas teknis utama untuk eksplorasi di masa depan adalah melakukan analisis unsur rinci untuk menentukan distribusi dan rasio LTJ Berat (HREE) terhadap LTJ Ringan (LREE) di dalam zona mineralisasi. Kadar 1.549 ppm ∑REE akan memiliki nilai strategis dan ekonomi yang jauh lebih tinggi jika mengandung fraksi HREE (seperti Dy, Tb) yang signifikan.
Pemetaan Geohazard dan Hidrogeologi: Sebelum rekomendasi WPN/WIUP dikeluarkan, pemodelan geoteknik rinci dan studi hidrogeologi mutlak diperlukan. Peta anomali geokimia LTJ harus ditumpangkan pada peta sensitivitas tanah longsor dan model aliran air tanah. Zona berkadar tinggi di area lereng yang sangat tidak stabil atau di hulu DAS kritis mungkin perlu dikecualikan dari eksploitasi.

3 Rekomendasi Kebijakan dan Teknologi

Evaluasi Kritis Lixiviant: Pemerintah harus mempertimbangkan untuk memberlakukan moratorium sementara pada penggunaan amonium sulfat sebagai lixiviant ISL sampai studi dampak geoteknik spesifik lokasi (menggunakan sampel tanah Tapanuli) dapat memitigasi risiko kegagalan lereng secara memuaskan.
Mendorong R&D Lixiviant Alternatif: Pendanaan dan arahan kebijakan harus diberikan kepada lembaga-lembaga seperti BRIN dan universitas (termasuk USU ) untuk mempercepat penelitian, pengembangan, dan uji coba \”pelarut hijau\” (green lixiviants). Ini mungkin termasuk agen pengkelat organik (seperti asam sitrat) atau larutan berbasis elektrolit lain yang tidak merusak struktur mekanik lempung dan memiliki toksisitas lingkungan yang lebih rendah.
Studi Kelayakan Biaya Penuh: Setiap studi kelayakan ekonomi di masa depan harus diwajibkan untuk menginternalisasi biaya penuh (full-cost accounting). Ini harus mencakup tidak hanya biaya operasi tetapi juga biaya jangka panjang yang masif untuk remediasi geoteknik pasca-tambang dan pengolahan air limbah bervolume tinggi untuk menetralkan amonium dan menghilangkan logam berat.