TUGAS U!IA* GEO!OGI $ATU$ARA Proses-proses Proses-proses Syn Depositional dan Post Depositional Depositional serta Kaitanya dengan Proses dan Geometri Geometri Batubara
Disusun Oleh : Ryanto Nitiyoga P. 111.140.111
PROGRAM STUDI TENI GEO!OGI "AU!T "AU!TAS AS TENO!OGI TENO! OGI MINERA! UNI#ERSITAS PEM$ANGUNAN NASIONA! %#ETERAN& 'OG'AARTA (01)
P+oses,-+oses Syn an Post De-ositional se+ta aitannya engan ualitas an Geo/et+i $atua+a
A. Penge+tian 1. Syn Depositional
Syn-depositional adalah proses geologi yang berlangsung bersamaan dengan pembentukan batubara. Proses-proses ini seperti perbedaan kecepatan sedimentasi serta bentuk morfologi pada dasar cekungan, pola struktur yang sudah terbentuk sebelumnya dan kondisi lingkungan saat batubara terbentuk. Secara umum sedimen pembawa batubara diendapkan mulai dari tepi hingga tengah cekungan, sedangkan struktur geologi sangat berpengaruh terhadap akumulasi sedimen dan jumlah suplai material rombakan yang diperlukan guna mengetahui
runtunan
lapisan
batubara,
sebaran
dan
ciri
lingkungan
pengendapanya. Efek diagenesa selama akumulasi sedimen berlangsung bisa menyebabkan deformasi struktur pensesaran dan perlipatan!, seperti gaya tekan ke arah bawah terhadap semua lapisan sedimen dan batubara "atubara terbentuk dari endapan organik yaitu sisa # sisa tumbuhan # tumbuhan yang terjadi selama beberapa ratus juta tahun yang lalu yang mengalami pengubahan melalui proses pembatubaraan. $da % teori yang menerangkan terjadinya batubara yaitu & •
Teo+i In,situ & "atubara terbentuk dari tumbuhan atau pohon yang
berasal dari hutan dimana batubara tersebut terbentuk. "atubara yang terbentuk sesuai dengan teori in-situ la'imnya terjadi di hutan basah dan berawa, sehingga pohon-pohon di hutan tersebut pada saat mati dan roboh, langsung tenggelam ke dalam rawa tersebut, dan sisa tumbuhan tersebut tidak mengalami pembusukan secara sempurna, dan akhirnya menjadi fosil tumbuhan yang membentuk sedimen organik.
•
Teo+i D+it & "atubara terbentuk dari tumbuhan atau pohon yang
berasal dari hutan yang bukan di tempat dimana batubara tersebut terbentuk. "atubara yang terbentuk sesuai dengan teori drift biasanya terjadi di delta-delta, mempunyai ciri-ciri lapisan batubara tipis, tidak menerus splitting!, banyak lapisannya multiple seam!, banyak pengotor kandungan abu cenderung tinggi!. Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap yaitu tahap biokimia penggambutan! dan tahap geokimia pembatubaraan! (ahap penggambutan peatification! adalah tahap dimana sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi bebas oksigen anaerobik! di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman ),* # 1) meter. +aterial tumbuhan yang busuk ini melepaskan unsur , , , dan / dalam bentuk senyawa /%, %, dan 0 untuk menjadi humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah menjadi gambut. (ahap pembatubaraan coalification! merupakan gabungan proses biologi, kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari gambut. Pada tahap ini prosentase karbon akan meningkat, sedangkan prosentase hidrogen dan oksigen akan berkurang ischer, 12%3, op cit Susilawati 122%!. Proses ini akan menghasilkan batubara dalam berbagai tingkat kematangan material organiknya mulai dari lignit, sub bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit, hingga meta antrasit. S4-56( /$7 DEPS6(6 "erhubungan dgn flu8iatil-locustrin deposite, menandakan jenis ini engan daya kalori tinggi, belerang rendah 91: ! tetapi tumbuhan sebagai material 8ariable yang biasanya lentikular; membatasi luas batas samping penurunan < suplay material. S4-5=E6/ 5E=5ESS6>E /$7 "iasanya terjadi pada back arc basin. Penurunan subsidence ! lebih cepat dibandingkan suplay material yang masuk. al ini ditandai dgn lpisan yang tipis dibawah permukaan.
%. Post Depositional
a. Post depositional adalah proses-proses geologi yang berlangsung setelah
lapisan batubara terbentuk seperti& adanya sesar, erosi oleh proses- proses yang terjadi di permukaan, atau terobosan intrusi! batuan beku. Proses ini juga meliputi proses-proses geotektonik dan terjadi fase geokimia, yaitu proses-proses kimiawi bahan;material oleh proses-proses alam yang terjadi di dalam bumi.
SESAR
Sesar normal sebagai produk tegasan utama 8ertikal hasil gaya gra8itasi,sesar normal umum dijumpai di lapisan batubara yaitu di bagian sayapsayap lipatan, pergeserannya dapat mencapai beberapa meter. Sesar dapat menyebabkan seretan drag! sepanjang bidang patahan, sehingga batuan sekelilingnya juga bergeser sepanjang arah pergeseran dari sesar tersebut. $pabila berupa sesar besar major fault! maka sesar tersebut dapat menggeser seluruh lapisan batuan dan batubara hingga beberapa meter, dimana 'ona sesar tersebut berupa bidang hancuran dan bisa terlihat di high wall tambang batubara terbuka. ?ona hancuran dari 'ona sesar tersebut dapat dilihat, salah satunya di "inungan "lok 3, P6( @. high wall. Pembentukan sesar normal dalam skala besar disebabkan oleh gaya tension yang tertarik karena regangan rifting! di continental crust, searah dengan sesar-sesar normal yang terjadi secara di lokal area, sesar normal skala besar tersebut membentuk struktur geologi half grabben.
Sesar
!IPATAN
"atubara dalam susunan runtunan lapisan umumnya terlipat menjadi beberapa jenis lipatan. @endala di lapangan adalah pembuktian bahwa dip tersebut adalah true dip atau apparent dip harus hati-hati, demikian juga adanya dissected terrain dip bisa nampak di sisi lembah. al ini kemungkinan bukan sebagai true dip perlapisan tetapi refleksi tinggian stuktural secara lokal, umumnya berupa tepi cekungan yang tidak stabil, menyebabkan terjadi pergerakan massa sedimen berbentuk slumping dan terlihat seperti perlapisan atau lipatan, dengan demikian kemiringan dip lapisan tampak sangat curam. =aya kompresi terhadap lapisan batubara selama perlipatan menghasilkan lipatan antiklin landai disertai adanya thrust sepanjang tonjolan /oal nose! dari lipatan tersebut, bentuk seperti ini adalah jenis antiklin Aueue. 7apisan bisa mengalami penipisan di bagian tengah pinch out! sepanjang sayap lipatan fold limb dan terlihat seperti aliran sepanjang sumbu antiklin. Peristiwa tersebut kira-kira berasal dari % arah normal antara satu dengan lainnya, batubara tersebut terkonsentrasi sehingga membentuk struktur pepper-pot, gambaran umum seperti ini hanya dijumpai di daerah tektonik kuat, sehingga mengalami deformasi yang intensif.
Lipatan
$. $atua+a i Inonesia
Pembentukan endapan batubara yang terdapat di 6ndonesia umumnya terjadi dalam 'aman (ersier dan diantaranya dapat dibedakan dua kelompok yang menonjol, yaitu batubara yang berasal dari 'aman Eosen B *) juta tahun! umumnya bermutu lebih tinggi dan tergolong sub-bituminous serta bituminous dan yang bersal dari 'aman +iosen B C) juta tahun! yang umumnya terdiri dari lignit atau sub-bituminous dengan nilai kalori lebih rendah dan kadar air cenderung tinggi. Penyebaran endapan batubara di 6ndonesia cukup meluas baik di 6ndonesia bagian barat maupun 6ndonesia bagian timur. @ebanyakan terdapat di cekungancekungan batubara pada beberapa tempat di Pulau Sumatera dan Pulau @alimantan, seperti /ekungan Sumatera Selatan, /ekungan @utai, /ekungan "arito dan sebagainya. @enyataan di lapangan lapisan batubara dijumpai dalam sebaran yang tidak teratur, tidak menerus, menebal dan menipis, terpisah dan melengkung dengan geometri yang ber8ariasi. 2. aitannya engan ualitas an Geo/et+i $atua+a Pengaruh struktur geologi dapat bersifat syn-depositional bersamaan
dengan akumulasi gambut! dan post-depositional sesudah pembentukan lapisan gambut;batubara!. Dari struktur ini berpengaruh terhadap distribusi lapisan batubara Struktur yang bersifat syn-depositional terutama terjadi karena kombinasi dari akumulasi sediment yang tebal dan penurunan cekungan yang cukup cepat. Struktur yang mungkin terjadi umumnya berupa slumping dan loading. Struktur yang sudah ada sebelumnya dan kemudian aktif kembali pada saat deposisi gambut, dapat pula menyebabkan terjadinya perubahan distribusi lapisan oleh karena deposisi lapisan gambut akan mengikuti perubahan dasar pengendapan. Seperti sudah diketahui struktur yang bersifat post-depositional seperti pensesaran dan perlipatan akan menyebabkan distribusi lapisan yang ber8ariasi dan dapat berubah-ubah dari satu tempat lain. @emudian proses post-depositional yang berupa pembentukan channel menghasilkan fenomena washoout. ashout merupakan masalah utama dalam operasi penambangan, yaitu ketebalan lapisan batubara berkurang atau tidak menerusnya lapisan batubara akibat terpotong washout. Selain itu keberadaan
material batupasir ini akan mengakibatkan kesulitan dalam penggalian batubara dengan menggunakan alat berat. Pada proses syn-depositional contohnya seperti& perbedaan kecepatan akumulasi batubara, morfologi cekungan, subsidence, erosi pensesaran, karst juga berpengaruh akan ketebalan dan bentuk geometri batubara. Pada proses post-depositional contohnya seperti& erosional dan tektonik juga menjadi control dalam ketebalan serta bentuk geometri dari lapisan batubara. Perbedaan tersebut dapat terjelaskan pada table dibawah ini.
(abel 1. (abel 8ariasi ketebalan lapisan batubara
ntuk kualitas batubara khususnya masalah kandungan Sulfur umumnya terjadi pada batubara yang berasosiasi dengan kondisi marin. +aterial pirit khususnya yang berbentuk framboidal, banyak melimpah pada lapisan-lapisan
yang ditutupi secara langsung oleh stratum marine illiam F @eith, 12G0 dalam ". @uncoro 122G!. 7apisan yang terakumulasi pada daerah yang berkondisi marin, seperti lingkungan back barrier dan lower delta plain yang lebih banyak ditumpangi oleh sedimen-sedimen marin atau brackish daripada lingkungan upper delta plain atau lingkungan flu8iatil dan sebagian terdiri dari pirit framboidal.+enurut /aruccio et al 1233! dalam ". @uncoro 122G. @andungan sulfur yang hadir sebagai markasit atau pirit terjadi dalam bentuk butiran euhedral, massa berbutir kasar lebih besar dari %* mikron! yang menggantikan material asli tanaman, berupa massa lembaran platy! yang mengisi cleat atau rekahan dan framboidal pirit. Dari hasil penelitian sulfur pirit berbentuk framboidal dihasilkan karena pengurangan sulfur oleh mikroba organisme yang dijumpai di lingkungan marin hingga air payau dan tidak pada air tawar. Pengena-an $atua+a
Pada batubara sendiri memiliki beberapa lingkungan pengendapan yang memungkinkan untuk terbentuknya suatu batubara. Secara umum lingkungan pembentuk batubara dapat dibedakan menjadi % kelompok yaitu a. lingkungan paralik atau marginal marine daerah pesisir! dan b. lingkungan limnik atau air tawar. Pada lingkungan paralik atau marginal marine, terdapat beberapa sub-lingkungan dimana batubara umum terbentuk, yaitu pada& •
estuarin, lagun dan teluk& pada lingkungan ini terjadi deposisi sedimen klastik dan material organik dari marsh;swamp paya;rawa! di sekitarnya serta kontribusi alga in situ.
Estuari
•
/re8asse Splay
7impasan material sedimen di gabian delta dari distributary. "entukan gambutanya seperti meliuk-liuk.
/re8asse Splay
•
coastal marsh& lingkungan ini berada pada daerah rendah di belakang gosong pantai sehingga terpisah dari laut. $kan tetapi pada saat terjadi pasang tinggi dan badai, coastal marsh secara periodik dipengaruhi oleh air laut. (umbuhan yang terdapat pada lingkungan ini adalah tumbuhan yang mampu beradaptasi dengan berbagai kondisi salinitas. (umbuhan yang umumnya ditemukan padacoastal marsh daerah tropis adalah berupa
•
mangro8e. 7ower delta plain marsh;swamp& fasies ini terutama berupa daratan;pulau interdistributer yang ditumbuhi tumbuhan mangro8e! pada delta bagian depan yang berhadapan dengan laut. Pada saat terjadi pasang tinggi dan badai, air laut yang masuk dapat menyebabkan penambahan sulfur sehingga menyebabkan terbentuknya deposit gambut yang kaya akan pirit. Selain itu pada saat banjir, sedimen berbutir halus dapat diendapkan bersama material tanaman sehingga terbentuk gambut yang kandungan abunya tinggi.
7ower Delta Plain 7ingkungan limnik atau air tawar merupakan lingkungan yang didominasi oleh air tawar atau di atas le8el pasang tertinggi! dan tidak memiliki hubungan hidrologis secara langsung dengan laut. Sub-lingkungan yang membentuk deposit batubara adalah& •
flu8ial swamp termasuk upper delta plain swamp!& rawa flu8ial banyak terdapat pada dataran banjir flu8ial oleh karena terlindung dari suplai sedimen oleh adanya lee8e sepanjang teras sungai. =ambut;batubara yang dihasilkan dapat berselang-seling dengan lapisan pasir atau lempung yang terbawa
oleh adanya
banjir. @adang pembentukan gambut
pada
lingkungan ini juga diselingi dengan adanya fasies danau.
pper Delta Plain •
danau& pembentukan gambut terutama terjadi pada pinggir danau, sedangkan pada posisi yang lebih dalam terbentuk lumpur organik oleh
•
karena minimnya sirkulasi air. upland bog& gambut juga dapat terbentuk pada lingkungan yang tidak secara langsung berhubungan dengan kondisi flu8iatil, akan tetapi tetap
terjadi drainasi dan akumulasi material klastik tidak terlalu banyak melampaui akumulasi tumbuhan.
ualiatas an Geo/et+i $atua+a
Definisi =eometri a. =eometri adalah cabang +atematika yang pertama kali diperkenalkan oleh (hales G%C-*C3 S+! yang berkenaan dengan relasi ruang. Dari pengalaman, atau intuisi, kita mencirikan ruang dengan kualitas fundamental tertentu, yang disebut aksioma dalam geometri. $ksioma demikian tidak berlaku terhadap pembuktian, tetapi dapat digunakan bersama dengan definisi matematika untuk titik, garis lurus, kur8a, permukaan dan ruang untuk menggambarkan kesimpulan logis. b. =eometri dalam aplikasinya diartikan sebagai suatu gambaran ataupun model yang mengandung unsur # unsur seperti titik, garis, arah, kemiringan, , 8olume, bentuk dalam tampialan % dimensi %D ! maupun 0 dimensi 0D !.
Parameter =eometri "atubara Parameter geometri lapisan batubara meliputi & a. @etebalan @etebalan lapisan batubara berhubungan langsung dengan perhitungan cadangan, perencanaan produksi, sistem panambangan dan umur tambang. @arenanya, maka faktor pengendali terjadinya arah perubahan ketebalan, penipisan, pembajian, splitting dan kapan terjadinya perlu diketahui. $pakah etrjadi selama proses pengendapan, antara lain akibat perbedaan kecepatan akumulasi batubara, perbedaan morfologi dasar cekungan, hadirnya channel, sesar dan proses karst atau terjadi setelah pengendapan, antara lain karena sesar atau erosi permukaan. Pengertian tebal perlu dijelaskan, apakah tebal tersebut termasuk parting gross coal thickness!, tebal lapisan batubara tidak termasuk parting net coal thickness! atau tebal lapisan batubara yang dapat ditambang mineable thickness!.
b. @emiringan Dianjurkan pengukuran kedudukan lapisan batubara menggunakan kompas dengan metode dip direction, sekaligus harus mempertimbangkan kedudukan lapisan batuan yang mengapitnya. Pengertian kemiringan, selain besarnya kemiringan lapisan juga masih perlu dijelaskan & a. $pakah pola kemiringan lapisan batubara tersebut bersifat menerus dan sama besarnya sepanjang cross strike maupun on strike atau hanya bersifat setempat. b. $pakah pola kemiringan lapisan batubara tersebut membentuk pola linier, pola lengkung atau pola luasan areal!. c. +engenai faktor-faktor pengendalinya.
c. Pola sebaran lapisan batubara aktor pengendalinya harus diketahui, yaitu apakah dikendalikan oleh struktur lipatan antiklin, sinklin, menunjam!, homoklin, struktur sesar dengan pola tertentu atau dengan pensesaran kuat. @arena Pola sebaran lapisan batubara akan berpengaruh pada penentuan batas perhitungan cadangan dan pembagian blok penambangan. d. @emenerusan lapisan batubara aktor pengendalinya adalah jarak dan apakah kemenerusannya dibatasi oleh proses pengendapan dan split, sesar,, intrusi atau erosi. /ontoh pada split, kemenerusan lapisan batubara dapat terbelah oleh bentuk membaji dari sedimen, bukan batubara. "erdasarkan penyebabnya dapat karena proses sedimentasi autosedimentational split! atau tektonik yang ditunjukkan oleh perbedaan penurunan dasar cekungan yang mencolok akibat sesar arbroke, 12H1 dalam Diessel, 122%!. e. @eteraturan lapisan batubara aktor pengendalinya adalah pola kedudukan lapisan batubara jurus dan kemiringan!, artinya & 1. $pakah pola lapisan batubara di permukaan menunjukkan pola teratur garis menerus yang lurus, melengkung pada ele8asi yang hampir sama!
atau membentuk pola tidak teratur garis yang tidak menerus, melengkung pada ele8asi yang tidak sama!. %. $pakah bidang lapisan batubara membentuk bidang permukaan yang hampir rata, bergelombang lemah atau bergelombang. 0. Iuga harus dipahami factor pengendali keteraturan lapisan batubara.
f. "entuk lapisan batubara "entuk lapisan batubara adalah perbandingan antara tebal lapisan batubara dan kemenerusannya, apakah termasuk kategori bentuk melembar, membaji, melensa, atau bongkah.
g. loor dan roof @ontak
batubara
dengan
roof
merupakan
fungsi
dari
proses
pengendapannya. Pada kontak yang tegas menunjukkan proses pengendapan berlangsung secara tiba-tiba, sebaliknya jika proses pengendapan lambat kontaknya akan terlihat berangsur kandungan karbonannya. 5oof banyak mengandung fosil sehingga baik untuk korelasi. 7itologi pada floor lebih ber8ariasi seperti serpih, batulempung, batulanau, batupasir, batugamping atau soil yang umumnya lebih massif. "ila berupa seatearth merupakan istilah umum untuk batuan berbutir kasar maupun halus yang mengandung akar tumbuhan dalam posisi tumbuh dan berada di bawah lapisan batubara! umumnya mengandung bekas akar tumbuhan, berwarna abu-abu cerah sampai coklat, plastis, merupakan tanah purbatempat tumbuhan hidup, tidak mengandung alkali, kandungan kalsium dan besi rendah. (erjadi karena proses perlindian oleh air yang jenuh asam humik dari pembusukan tanaman. h. /leat /leat adalah kekar didalam lapisan batubara, khusunya pada batubara bituminous yang ditunjukkan oleh serangkaian kekar yang sejajar. $danya cleat dapat disebabkan beberapa faktor & •
•
•
mekanisme pengendapan petrografi batubara derajat batubara
•
tektonik struktur geologi!
•
aktifitas penambangan
+enurut
Ieremic,
12HG
dalam
@uncoro,
%))3
berdasarkan
ganesanya
membedakan cleat menjadi tiga jenis, yaitu & 1. Endogenous cleat dibentuk oleh gaya internal akibat pengeringan atau penyusutan material organic. mumnya tegak lurus bidang perlapisan sehingga bidang kekar cenderung membagi lapisan batubara menjadi fragmen-fragmen tipis yang tabular. %. EJogenic cleat dibentuk oleh gaya eksternal yang berhubungan dengan kejadian tektonik. +ekanismenya tergantung pada karakteristik struktur dari lapisan pembawa batubara. /leat ini terorientasi pada arah tegasan utama dan terdiri dari dua pasang kekar yang saling membentuk sudut. 0. 6ncluded cleat bersifat lokal akibat proses penambangan dengan adanya perpindahan beban kedalam struktur tambang. rekuensi included cleat tergantung pada tata letak tambang dan macam teknologi penambangan yang digunakan. (erjadinya cleat ada hubungannya dengan pola kekar pada lapisan pembawa batubara, sehingga dapat digunakan untuk menghubungkan pola cleat dengan struktur geologi dari suatu daerah.
rientasi Parameter =eometri +enurut Ieremic 12H*! dalam @uncoro %)))!, parameter geometri lapisan batubara berdasarkan hubungan dengan dapatnya suatu lapisan batubara ditambang dan kestabilannya meliputi & 1.
@etebalan lapisan batubara & - Sangat tipis, jika tebalnya 9 ),* m - (ipis, jika tebalnya ),*-1,* m Sedang, jika tebalnya 1.*-0,* m - (ebal, jika tebalnya 0.C-%* m - Sangat tebal, jika tebalnya sgt %* m.
%.
@emiringan lapisan batuan & - 7apisan hori'ontal - 7apisan landai, jika kemiringannya 9 %*) - 7apisan miring, jika kemiringannya antara %*)-C*) - lapisan miring curam, jika kemiringannya antara C*)-3*) - 8ertical
0. Pola kedudukan lapisan batubara;sebarannya & - (eratur - (idak teratur C. @emenerusan batubara & - 5atusan meter - 5ibuan meter *-1) km - +enerus sampai lebih dari %)) km Pemahaman geometri lapisan batubara hanya akan diperoleh jika hubungannya dengan lapisan batuan yang berasosiasi lingkungan pengendapan ! diperhitungkan bersamaan dengan proses tektonik yang mempengaruhi daera h tersebut. @uncoro %)))!.
