Geology Batubara

7/30/2019 Geology Batubara

1/6

kuncoro, geologi batubara, 5 - 1

GEOLOGI BATUBARA

1 LAPISAN BATUBARA (COAL SEAM)Meskipun batubara terbentuk dari material yang berbeda, secara kimia maupunpetrografi dari batuan sedimen lainnya. Lapisan batubara merupakan suatu bagian darisuatu pengendapan batuan sedimen yang bermacam-macam. Beberapa lapisanbatubara dapat ditemukan sebagai lapisan yang melampar luas dengan kualitas danketebalan yang sama dalam urutan yang teratur dengan batuan sedimen lainnya. Akantetapi ada juga lapisan batubara yang tersebar tidak teratur dan tidak menerus, bahkanmenebal, menipis, terpisah, dan melengkung dengan berbagai variasi serta banyak pulayang terdiri dari campuran material bukan batubara. Di samping aspek geometri yangbervariasi, maka aspek kualitas juga demikian, yaitu pada lapisan batubara yang sama,komposisinya banyak yang tidak merata, baik secara vertikal maupun horisontal.

Oleh karena itu, pemahaman yang baik mengenai aspek geometri lapisan batubara dankualitas batubara hanya akan diperoleh jika hubungan dengan lapisan batuan yangberasosiasi (lingkungan pengendapan) diperhitungkan bersamaan dengan prosestektonik yang mempengaruhi daerah tersebut.

2 LAPISAN PEMBAWA BATUBARA

Lapisan batubara terbentuk bersama-sama dengan bahan anorganik yang kebanyakan

berupa klastik halus seperti serpih, batulempung, batulanau, dan batulumpur. J ugadapat berasosiasi dengan batupasir halus sampai kasar, konglomerat, bahkanbatugamping. Asosiasi batuan di atas yang dijumpai bersama lapisan batubara, disebutsebagai lapisan pembawa batubara/formasi pembawa batubara (coal measures/coalbearing formation).

Ketebalan lapisan pembawa batubara, bervariasi dari beberapa meter sampai ribuanmeter. Di J erman, batubara Ruhr dengan lapisan pembawa batubara setebal 3.000 m,lapisan batubaranya tidak menerus karena tererosi. Di Indonesia, seperti di Bukit Asamyang total tebal batubaranya 35 m mempunyai lapisan pembawa batubara yangtebalnya mencapai 450 m sampai 750 m pada Formasi Muara Enim. Demikian juga, di

Tutupan Kalimantan Selatan yang tebal total batubaranya 100 m dengan lapisanpembawa batubaranya setebal 600 m.

3 BATUAN YANG BERASOSIASI DENGAN LAPISAN BATUBARA

Batuan yang sering ditemukan berasosiasi dengan lapisan batubara, umumnya adalahbatuan sedimen klastika berbutir halus.

3.1 Batuan sedimen klastika

Dalam suatu urutan perlapisan batuan yang mengandung batubara, maka batuansedimen klastika yang umum dijumpai adalah serpih, batulempung, batulanau, dan


2/6


batulumpur. Perbandingan serpih, batulempung, dan batulanau dengan batupasirdiperkirakan sebesar 3:1 (Duff dan Walton, 1962, dalam Murchison, 1968).

Perubahan fraksi serpih atau batulanau ke batupasir halus, biasanya sebagai perlapisanyang baik, tetapi bentuknya bermacam-macam dan menghasilkan suatu seri jenis

batuan yang tidak mudah untuk dimasukan ke dalam skala ukuran butir yangsederhana. Seri batuan yang tidak sederhana ini lalu diformulasikan sendiri oleh ahlitambang, di Inggris disebut dengan stonebind, yaitu selang-seling batulempung danbatupasir. Untuk batupasir masif yang berselingan dengan lensa-lensa batubara yangtidak teratur disebut sebagai skary post (Arkell dan Tomkeiff, 1953 dalam Murchison,1968).

Istilah-istilah demikian memang tidak menguntungkan dalam terminologi geologi.Sesungguhnya litologi dan tekstur yang kompleks ini sebagai cerminan variasi kondisilingkungan pengendapan.

Batupasir dijumpai dalam berbagai jenis, tidak jarang dengan kandungan batulanau danbatulempung yang cukup banyak, sehingga struktur sedimennya bervariasi. Batuankarbonat juga dijumpai, tetapi tidak umum, di Inggris dijumpai dalam jumlah yangmelimpah seperti argilaceous, batugamping bioklastik, dan kadang dolomit.

Fraksi batulanau dan batupasir halus sering sulit dibedakan secara megaskopis,padahal sedimen ini khas dalam urutan vertikal dan fasies berubah kearah horisontalterutama kearah lapisan yang kasar, seperti yang terdapat pada channel sandstone.

3.2 Batulempung kaolinitan (tonstein)Istilah batulempung kaolinit digunakan oleh Loughnan (1979) untuk menjelaskan sebuahindividu khusus dari batuan sedimen masif yang terbentuk dari mineral lempung kaolin.Kaolin merupakan mineral yang melimpah dalam batuan ini, biasanya terjadi dalambentuk kristal dan berasosiasi dengan sejumlah kecil kuarsa, siderit atau illit. Variasibatuannya berwarna putih sampai coklat keabu-abuan atau hitam tergantung dari bahankarbonan dan material ferrugenous yang ada. Batuan ini kadang disebut sebagai tuff.

Tekstur batulempung kaolinit bervariasi, yaitu:1. Breksiasi: materialnya terbentuk dari clast-clast batulempung angular

penecontemporaneous, diameternya dapat mencapai beberapa cm.

2. Pelletal: terbentuk dari partikel batulempung yang bulat atau agregat lempung,berukuran silt (graupen) sampai partikel spheroidal dengan diameter 10 mm ataulebih.

3. Oolitik: terdiri dari oolitik spheroidal yang terlapisi secara konsentris oleh materialyang kaya kaolin.

4. Masif: merupakan mudstone yang berkembang dengan baik, terisi oleh kumpulankristal kaolin yang lentikuler dalam bagian yang tipis.

Asal usul batulempung kaolinit telah lama menjadi kontroversial dalam literatur ilmiah.Berikut ini batulempung kaolinit dikelompokan ke dalam dua kategori, yaitu:1. Autochthonous origin: pembentukan insitu dari kaolin dalam rawa batubara atau

lingkungan lain yang serupa karena perubahan kimiawi atau biokimiawi dari sedimen


3/6


volkanoklastik, epiklastik, atau bioklastik. Mekanisme seperti ini dibahas olehPatterson dan Hosterman (1962), Moore (1964, 1968), Keller (1968, 1981), sertaPrice dan Duff (1969).

2. Allochthonous origin: pembentukan kaolin, bauksit atau aluminosilikat koloid karenapelapukan di luar rawa dan tertransport ke dalam rawa atau areal yang sesuai untuk

pengendapan akhir detritus kasar. Mekanisme tipe ini dibahas oleh Loughnan (1970,1975, 1978).

Menurut Ward (1978), lapisan tipis batulempung kaolinit yang sebarannya meluas didalam lapisan batubara atau di dalam sekuen lapisan pembawa batubara, dapat berupapita-pita tipis (< 1 cm) sampai tebal (>30 cm). Batulempung kaolinit ini disebut jugadengan flint clays (Keller, 1967) atau tonstein (Scheere, 1959; Williamson, 1961; Moore,1964; Bishof, 1983 dan 1986).

Bishof (1983, 1986) mula-mula mendifinisikan tonstein sebagai suatu batulempungberupa pita argilaceous yang tampak jelas di dalam lapisan batubara berumur Karbon.

Kemudian definisinya sedikit berkembang dengan pengertian bahwa batulempung iniberkaolinitan dan berbitumen serta dapat terjadi pada antar lapisan-lapisan di dalambatuan argilaceous yang terletak di atas atau di bawah lapisan batubara dan terdapattidak hanya pada batubara berumur Karbon.

Secara mineralogis tonstein oleh Scheere (1959) dan Williamson (1961) diidentifikasikan terdiri terutama dari kaolinit dengan kandungan materi berkarbon yangtersebar terpisah-pisah dan memiliki ciri fisik dan kimia tertentu, sehingga dapatmembantu di dalam korelasi. Pada saat ini tonstein diketahui tersebar diberbagai tempatdi dunia dan terdapat dalam berbagai urutan stratigrafi mulai dari umur Karbon sampai

Tersier. Mineraloginya bervariasi mulai dari dominan kaolinit sampai dominan smektitatau dominan mixer-layer illit-smektit dengan berbagai proporsi bahan karbon danmineral detritus. Banyaknya pita tonstein di dalam lapisan batubara atau lapisanpembawa batubara dapat lebih dari sebuah.

Dalam Darmawan (1988) disebutkan bahwa hubungan tonstein dengan mineralbatubara diajukan dalam suatu hipotesa, yaitu bahwa tonstein terbentuk padalingkungan yang serupa dengan lingkungan terbentuknya lapisan batubara. Sehinggaciri-ciri terbentuknya dapat mencerminkan proses-proses yang aktif bekerja selamapembentukan batubara. Ciri-ciri tersebut ditunjukan oleh Brown et al (1965) di daerahLower Hunter Valley, New South Wales, Australia, yaitu pada sedimen antar batubara

berumur Perm menunjukan kandungan mineral lempung kaolinit, mika (illit), smektit, danmixed layer smektit-mika (Hamilton, 1966, 1968). Demikian pula pada sedimen yangmengandung batubara di New Castle dan Ollawara di Cekungan Sidney (Loughnan,1966, 1971). Fasa-fasa tadi ternyata sama dengan yang terdapat secara luas padabatubara bitumen Australia (Ward, 1972), hingga adanya kepercayaan padakecenderungan seperti di atas.

Pandangan Brown di atas kini tidak berlaku di daerah Cina baratdaya pada batubara diFormasi Longtan di Propinsi Giuzhou dan Guangxi. Di daerah ini tidak terdapathubungan antara lingkungan rawa gambut dengan genesa tonstein karena lapisantonstein kadang meluas keluar dari lapisan batubara yang melingkupinya menuju ke

batuan lain. J uga diikuti oleh sebaran tonstein secara lateral makin berkurang ke arahtenggara cekungan batubara. Demikian juga dengan lapisan batubara Pewee di


4/6


Cekungan Wartburg, timurlaut Tennesse (Dorsey, AE Kopp OC, 1985). Ternyata variasikonsentrasi unsur kimia mineralnya tidak menunjukan hubungan antara lapisan sedimenyang menutupi batubara dengan lapisan batubara, baik dalam arah vertikal maupunmendatar.

Di Indonesia, tonstein telah banyak digunakan sebagai lapisan penunjuk untuk korelasi,seperti yang telah dilakukan oleh tim gabungan Inggris-Indonesia di Cekungan Kutei,Kalimantan Timur (Addison et al, 1983), daerah Tanjung Enim dan Ombilin oleh TimProyek Evaluasi Tambang Batubara Ombilin serta Inventarisasi dan EksplorasiBatubara DSDM (1981-1983), dan di Cekungan Bengkulu (Kuncoro, 1998).

3.3 Sea t e a r t h s , u n de r c l a y s , f i r e c l a y s dan g a n n i s t e r s

Batuan alas lapisan batubara terdiri dari material yang bervariasi, antara lain serpih,batulumpur, batupasir, batugamping, atau soil yang umumnya masif, mengandung

bekas akar tumbuhan, berwarna abu-abu cerah sampai coklat, plastis, merupakan tanahpurba tempat tumbuhan hidup, tidak mengandung alkali, kandungan kalsium dan besirendah, sehingga perlu pemahaman yang baik bila kelak dilakukan penambangan.

Terjadi karena proses perlindian (leaching) oleh air yang jenuh asam humik daripembusukan tanaman.

Beberapa istilah untuk batuan alas, yaitu:1. Seatearth: merupakan istilah umum untuk batuan berbutir kasar maupun halus yang

mengandung akar tumbuhan dalam posisi tumbuh (tegak terhadap bidangperlapisan) dan berada di bawah lapisan batubara, Istilah lain adalah seatrocks(Huddle dan Patterson (1961).

2. Underclays: istilah untuk batuan berbutir halus yang mengandung akar tumbuhandalam posisi tumbuh (tegak terhadap bidang perlapisan) dan berada di bawahlapisan batubara. Pengertian underclays lebih pada posisi batulempung yang beradadi bawah lapisan batubara.

3. Fireclays: batuan seatearth berbutir halus (lempung) yang dapat dipergunakansebagai bahan baku tahan api untuk bermacam produk yang berasal daribatulempung.

4. Gannisters: adalah seatearth yang batuannya terdiri dari batupasir kuarsa,batulumpur plastis, dan batulanau yang tersusun oleh kuarsa, illit, montmorilonit,kaolinit, dan mineral lempung lainnya, juga dimungkinkan hadir kalsit, siderit, danpirit (Odom dan Parham, 1968). Di Inggris, istilah gannister digunakan untuk

batulempung kaolin atau disebut juga dengan flintclays.

Ketebalan seatearth sangat bervariasi, dari beberapa cm sampai beberapa meter.Kontaknya dengan lapisan batubara di atasnya dapat tegas sampai bergradasi, secaralateral bergradasi menjadi batuan lain seperti batupasir, serpih, batulempung, ataubatugamping.

Tidak semua lapisan seatearth ditumpangi oleh lapisan batubara, hal ini dimungkinkanapabila tanah peat tidak terakumulasi atau telah tererosi. Sebaliknya tidak semualapisan batubara pada bagian bawahnya terdiri dari seatearth, hal ini dimungkinkanterjadi pada batubara allochthonous.

Asal mula seatearth dianggap sebagai tanah atau substratum tempat tumbuhan hidupdan berkembang. Meskipun nampaknya seperti itu, namun pada saat tanah peat


5/6


terakumulasi sampai ketebalan tertentu, akar tumbuhan dapat masuk dan berkembangdi dalam debris organiknya sendiri. Atas dasar ini, maka ketebalan dan karakteristikseatearth kurang menunjukan adanya hubungan langsung dengan ketebalan lapisanbatubara yang diendapkan di atasnya.

Berkembangnya permukaan yang licin (slicken side) pada seatearth, disebabkan karenakekompakan di sekitar struktur akar yang tercampur dengan akumulasi lempung diperairan rawa yang mengalami proses kompaksi.

4 SPL I TS

Kemenerusan lapisan batubara sering terbelah oleh bentuk membaji dari sedimenbukan batubara. Berdasarkan penyebabnya, dapat akibat proses sedimentasi(autosedimentational split) atau tektonik yang ditunjukan oleh perbedaan penurunan

dasar cekungan yang mencolok akibat sesar (Warbroke, 1981 dalam Diessel, 1984).

Berdasarkan bentuknya dapat dikelompokan menjadi 3 (Britten et al, 1975 dalam Ward,1983), yaitu:1. Simple splitting: adalah split sederhana yang disebabkan oleh kehadiran tubuh

lentikuler yang besar dari sedimen bukan batubara.2. Progressive splitting: bila terdiri dari beberapa lensa, sehingga splitting dapat

berkembang secara terus menerus.3. Zig-zag splitting: terjadi pada satu lapisan batubara yang terbelah dan kemudian

menyatu dengan lapisan batubara yang lain.

Pemahaman yang baik tentang split akan sangat membantu di dalam:1. Kegiatan eksplorasi, yaitu untuk menentukan sebaran lapisan batubara danperhitungan cadangan.

2. Kegiatan penambangan, yaitu pada split dengan kemiringan sekitar 45o yangumumnya disertai dengan perubahan kekompakan batuan, maka akan menimbulkanmasalah dalam kegiatan tambang terbuka, kestabilan lereng, dan kestabilan atappada operasi penambangan bawah tanah.

5 FLOORDAN ROOF

Floor umumnya berupa seatearth, baik underclay maupun gannister (lihat seatearth),

sedangkan roof litologinya lebih bervariasi daripada floor. Batas batubara dengan roofdan tegas atau berangsur yang merupakan fungsi dari proses pengendapannya. Padabatas yang tegas, apabila penutupan atau pengendapan berlangsung secara tiba-tiba.Pada kontak yang berangsur, bila pengendapan berlangsung secara lambat. Hal inidapat terjadi bila material lumpur masuk kedalam peat bog dan terjadi pengenceran olehlanau/lempung, sehingga batasnya kandungan karbonan berangsur dari batubara kebatuan sedimen karbonan, seperti batulempung/batulanau/serpih batubaraan danhadirnya coal strings.

Serpih atau batulanau umumnya ditemukan di atas batubara daripada batupasir yangbersifat lokal. Roof banyak mengandung fosil, sehingga baik untuk korelasi. Hadirnya


6/6


cangkang, remis, atau kepak yang terorientasi/sejajar menandakan horison laut atauendapan pantai.

6 CLEATS

Adalah kekar di dalam batubara, khususnya pada batubara bituminous yang ditunjukan

oleh serangkaian kekar yang sejajar, umumnya orientasinya berbeda dengankedudukan lapisan batubara.

Adanya cleat di dalam batubara disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu akibatmekanisme pengendapan, petrografi batubara, derajat batubara, tektonik (strukturgeologi), dan aktivitas penambangan.

Berdasarkan terjadinya, cleat dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:1. Endogenous cleat umumnya tegak lurus bidang lapisan batubara, dimana masing-

masing bidang kekar cenderung membagi lapisan batubara kedalam sejumlah besar

fragmen-fragmen tipis yang tabular. Endogen cleat dibentuk oleh gaya internal yangmuncul karena pengeringan atau penyusutan material organik.2. Exogenic cleat dibentuk oleh gaya eksternal yang berhubungan dengan kejadian

tektonik. Mekanismenya tergantung pada karakteristik struktur dari lapisan pembawabatubara. Cleat ini terorientasi pada arah tegasan utama dan terdiri dari dua pasangkekar yang saling membentuk sudut.

3. Induced cleat bersifat sangat terbatas/lokal karena terjadi akibat prosespenambangan dengan adanya perpindahan beban kedalam struktur tambang.Frekuensi induced cleat tergantung pada tata letak tambang dan macam teknologipenambangan yang digunakan.

Berdasarkan bentuknya dapat dikelompokan menjadi lima, yaitu:1. Bentuk kubus, umumnya pada endogenous cleat yang berderajat rendah.2. Bentuk laminasi, pada exogenic cleat berupa perselingan antara batubara keras dan

lunak atau antara durain dan vitrain.3. Bentuk yang tidak menerus, berhubungan dengan endogenous cleat dan exogenic

cleat.4. Bentuk yang menerus, biasanya berhubungan dengan struktur geologi atau akibat

penambangan.5. Bentuk bongkah yang disebabkan oleh kejadian tektonik

Besarnya pengaruh cleat pada beberapa bagian dari suatu rangkaian industri

pertambangan, membuat cleat menjadi penting untuk dipelajari dan diketahui karenakehadiran dan orientasi cleat akan mempengaruhi baik O/C atau U/G:1. Pemilihan tata letak tambang.2. Arah penambangan.3. Penerapan teknologi penambangan.4. Proses pengolahan batubara.5. Penumpukan batubara.6. Pemasaran batubara.

Documents

Geology Batubara