GENESA BATUBARA1. TINJAUAN UMUM Batubara yang mempunyai rumus kimia C, adalah bahan tambang yang tidak termasuk dalam kelompok mineral. Batubara (coal) adalah : bahan baker hidrokarbon padat yang terbentuk dari tetumbuhan dalam lingkungan bebas oksigen dan terkena pengaruh P & T yang berlangsung lama sekali (hingga puluhan-ratusan juta tahun). Batubara dapat dikategorikan sebagai salah satu batuan sedimen yang kaya akan material organik. Cook & Sherwood (1991) mengemukakan bahwa suatu deposit bisa disebut sebagai batubara jika kandungan material organiknya lebih dari 80%. Deposit batubara merupakan hasil akhir dari suatu efek kumulatif proses pembusukan dan penguraian tumbuhan, deposisi dan pembebanan sedimen, proses endogenik seperti pergerakan kerak bumi dan proses eksogenik contohnya erosi Proses pembentukan batubara memakan waktu hingga puluhan juta tahun, dimulai dari pembentukan gambut (peat) kemudian menjadi lignite, sub-bituminous, bituminous hingga antrasit. Proses pembentukan batubara/pembatubaraan (koalifikasi) dapat diartikan sebagai proses pengeluaran berangsur-angsur dari zat pembakar (O2) dalam bentuk karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) hingga akhirnya menyebabkan konsentrasi karbon tetap (fixed carbon) dalam bahan asal batubara bertambah. Kandungan Air : Peat (gambut) < 60 % -------------------------------------------------------------------Lignite 30 40 % Sub-bituminous 10 25 % Bituminous 5 10 % Antrasit 1- 3% Gambut meskipun dalam banyak hal mempunyai kesamaan dengan batubara, tidak digolongkan sebagai batubara. Gambut secara umum mempunyai pengertian sebagai suatu sedimen organik yang dapat terbakar, berasal dari tumpukan hancuran atau bagian dari tumbuhan yang terhumifikasi dan dalam keadaan tertutup udara (di bawah air), tidak padat, kandungan air lebih dari 60 %. Ada satu hal penting yang menjadikan alasan, mengapa gambut tidak bisa digolongkan kedalam kelompok batubara, yaitu pada gambut belum/tidak terjadi metamorfosa akibat pengaruh P (pressure) & T (temperature), sehingga karakter fisik dan kimianya tidak jauh beda dengan kayu, meskipun penampakan fisualnya lebih mirip dengan batubara.2. BAGAIMANA BATUBARA TERBENTUK ? Untuk mengetahui bagaimana batubara itu terbentuk, ada dua hal penting yang harus diketahui, yaitu pertama; lingkungan atau kondisi yang bagaimana batubara itu dapat terbentuk (lingkungan pengendapan/pembentukan batubara) dan kedua ; tahapan dan proses apa saja yang berlangsung serta yang menyertainya selama pembentukan1batubara, dari mulai tanaman hingga menjadi batubara..2.1Tumbukan Lempeng (Kerak Bumi) dan Kaitannya dengan Pembentukan Cekungan Pengendapan Batubara di IndonesiaBumi yang kita tinggali, sebenarnya merupakan sebuah benda cair (liquid) panas yang diselimuti oleh suatu lapisan padat yang lebih dingin, yang dikenal sebagai kerak atau lempeng bumi. Suatu massa cair yang panas akan selalu bergejolak, ditambah lagi dengan adanya rotasi bumi menghasilkan energi yang luar biasa, hingga dirasakan pengaruhnya sampai ke kerak bumi bagian atas. Hal ini ditandai dengan munculnya pergerakan, pergeseran, tumbukan dan pemekaran kerak (lempeng) bumi. Di Indonesia dan wilayah sekitarnya, tedapat beberapa lokasi tumbukan lempeng itu, baik yang terbentuk di sebelah barat dan selatan Indonesia, maupun yang terjadi di Indonesia bagian timur (Gambar 1.) Salah satu dari tumbukan lempeng yang terkenal adalah tumbukan antara lempeng benua Asia dari utara dan lempeng samudera Hindia yang bergerak dari selatan mendesak ke utara.2Akibat tumbukan itu menghasilkan suatu morfologi yang khas, yaitu palung (jurang laut yang sempit dan dalam), punggungan mlange akibat sesar naik, cekungancekungan, dan jajaran gunung-gunung api atau jalur batuan beku (Gambar 2). Dari model morfologi yang terbentuk akibat tumbukan ini, yang terpenting dan terkait erat dengan pembentukan batubara adalah munculnya cekungan-cekungan. Cekungancekungan ini dikelompokkan menjadi cekungan busur muka, cekungan antar pegunungan dan cekungan busur belakang. 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b02000 00000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb02100007000000000 0bc02000000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee83 39f0f71a000c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000 000000009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e0000000000 000000000000000000000000040000002d010100050000000902000000020d00000 0320a5900000001000400000000007a0de90720002d00040000002d010000030000 000000 Gambar 2. Model tektonik Indonesia bagian barat Cekungan antar pegunungan jarang terjadi, kecuali bila ada sesar mendatar yang sangat besar, seperti yang membelah pulau Sumatera hingga bagian barat Myanmar, menghasilkan cekungan antar pegunungan. Batubara di Ombilin adalah contoh endapan batubara yang terbentuk di cekungan antar pegunungan. Di Jawa, endapan batubara terbatas pada daerah tepian cekungan busur muka. Karena tidak dijumpai sesar mendatar yang cukup besar di Jawa, maka cekungan antar gunung yang mengandung batubara tidak berkembang. Sampai saat ini, belum ada penemuan batubara yang berarti di daerah cekungan bususr belakang di Jawa.3Cekungan busur belakang membentang mulai pesisir timur Sumatera dan utara Jawa hingga Kalimantan. Gambut dan batubara dengan deposit yang besar banyak ditemukan di cekungan ini. Batubara di Bukit Asam terjadi di cekungan busur belakang, demikian pula gambut dan batubara di seluruh Kalimantan terbentuk di cekunagn busur belakang.2.2Lingkungan Pengendapan Gambut /BatubaraSecara umum lingkungan pembentuk batubara dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu (1) lingkungan paralik atau marginal marine (daerah pesisir) dan (2) lingkungan limnik atau air tawar. Pada lingkungan paralik atau marginal marine, terdapat beberapa sublingkungan 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. - coastal marsh: lingkungan ini berada pada daerah rendah di belakang gosong pantai sehingga terpisah dari laut. Akan tetapi pada saat terjadi pasang tinggi dan badai, coastal marsh secara periodik dipengaruhi oleh air laut. Tumbuhan yang terdapat pada lingkungan ini adalah tumbuhan yang mampu beradaptasi dengan berbagai kondisi salinitas. Tumbuhan yang umumnya ditemukan pada coastal marsh daerah tropis adalah berupa mangrove. - Lower delta plain marsh/swamp: fasies ini terutama berupa daratan/pulau interdistributer yang ditumbuhi tumbuhan (mangrove) 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. Lingkungan limnik atau air tawar merupakan lingkungan yang didominasi oleh air tawar (atau di atas level pasang tertinggi) dan tidak memiliki hubungan hidrologis secara langsung dengan laut. Sub-lingkungan yang membentuk deposit batubara adalah: - fluvial swamp (termasuk upper delta plain swamp): rawa fluvial banyak terdapat pada dataran banjir fluvial oleh karena terlindung dari suplai sedimen oleh adanya leeve sepanjang teras sungai. Gambut/batubara yang dihasilkan dapat berselang-seling dengan lapisan pasir atau lempung yang terbawa oleh adanya banjir. Kadang pembentukan gambut pada lingkungan ini juga diselingi dengan adanya fasies danau. - danau: pembentukan gambut terutama terjadi pada pinggir danau, sedangkan4-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 fluviatil, akan tetapi tetap terjadi drainasi dan akumulasi material klastik tidak terlalu banyak melampaui akumulasi tumbuhan.2.2.1 Syarat-Syarat Pembentukan Batubara :Batubara dapat terbentuk setidaknya harus terpenuhi empat hal, yaitu : 1. Ketersediaan tumbuhan yang melimpah 2. Morfologi tempat pengendapan yang sesuai : kondisi rawa ideal untuk perkembangan organisme anaeraob, muka air tanah dangkal, iklim yang sesuai. 3. Penurunan dasar cekungan/rawa saat pengendapan (synsedimenter) : Terjadi keseimbangan biotektonik, yaitu keseimbangan kecepatan sedimentasi bahan-bahan pembentuk humin atau gambut dengan penurunan dasar rawa. Terjadi fase biokimia (proses-proses kimiawi dengan bantuan mikro organisme dalam lingkungan bebas oksigen). 4. Penurunan cekungan/dasar rawa sesudah pengendapan (postsedimenter) : Proses-proses geotektonik Terjadi fase geokimia, yaitu proses-proses kimiawi bahan/material oleh proses-proses alam yang terjadi di dalam bumi.2.2.2 Tahapan dan Proses Terjadinya Batubara :Tahapan dan Proses Pembentukan Batubara dapat digolongkan menjadi dua kejadian, yaitu pertama tahap/fase diagenesa (perusakan dan penguraian) oleh organisme, atau sering juga disebut sebagai tahap/fase biokimia. Kedua adalah tahap metamorfosa, yaitu perubahan dari gambut menjadi batubara, yang sering juga disebut sebagai tahap geokimia (Gambar 3.dan 4) 2.2.2.1 Tahap/Fase Diagenesa (Biokimia) Ekosistem rawa berbeda dengan ekosistem sungai dan danau, demikian pula kondisi air dan tanahnya. Pada lingkungan rawa, sirkulasi air sangat minim bahkan sering tidak ada sirkulasi air sama sekali, hal ini mengakibatkan minimnya kandungan oksigen di rawa. Dalam lingkungan seperti ini, tanaman dan sisa-sisa tanaman rawa yang mati tidak bisa membusuk secara wajar (untuk pembusukan dibutuhkan oksigen/bakteri bakteri aerob/suka oksigen). Pada akhirnya yang dominan adalah bakteri-bakteri jenis an aerab. Bakteri anaerob mengurai tanaman yang mati tidak menjadi kompos (busuk), tetapi menjadi bahan lain yang disebut dengan gel atau jelly. Penguraian ini terjadi di lingkungan yang bebas (minim) oksigen. Lingkungan rawa yang selalu basah/berair atau muka air tanah yang sangat dangkal dan tanpa sirkulasi air yang baik,5Tahap Diagenesamenghasilkan lingkungan yang cocok untuk bakteri an aerob berkembang biak dan aktif mengurai tanaman menjadi gel. Tahap selanjutnya, gel atau jelly semakin lama semakin tebal, membentuk sedimen, mampat dan memadat. Pemadatan biasanya diikuti dengan penurunan kandungan air, hingga akhirnya membentuk endapan/sedimen yang kaya bahan-bahan organik (humin) yang dikenal sebagai gambut (peat). 2.2.2.2 Fase Metamorfosa (Geokimia) Pada fase ini, terjadi perubahan yang mendasar dari sifat-sifat fisik dan kimiawi bahan gambut menjadi batubara. Perubahan mendasar ini ditandai dengan semakin menurunnya kandungan air, hydrogen, oksigen, karbon dioksida dan bahan-bahan lain yang mudah terbakar (volatile matter). Bakteri tidak lagi berperan disini, akan tetapi yang berperan adalah perubahan-perubahan dan aktivitas-aktivitas yang terjadi di dalam bumi, seperti adanya perubahan tekanan dan temperatur, struktur, intrusi dan lain sebagainya.0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000 000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc 02000000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee8339f0f7 1a000c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000000000 009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e00000000000000000 00000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a5900 000001000400000000007a0de90720002d00040000002d010000030000000000 Gambar 3. Tahapan pembentukan batubara Cekungan atau dasar rawa tempat terdapatnya lapisan gambut, yang terus menurun, ditandai dengan timbunan sedimen dengan ketebalan hingga ribuan meter, mengakibatkan bertambahnya tekanan (P) dan suhu (T) yang cukup tinggi, hingga sebagian senyawa dan unsur (H2O, O2, CO2, H2, CH4, dll.) akan berkurang dan hilang. Dilain pihak, akibat berkurangnya kandungan za-zat tadi akan menambah prosentase unsur C (carbon) yang terkandung dalam batubara. Semakin tinggi kandungan C dalam batubara, maka tahap pembatubaraan (coalifikasi) semakin baik, ditandai dengan kenaikan kelas (rank) batubara. Dari unsure C inilah kalori batubara dihitung. Semakin tinggi prosentase C dalam batubara, maka nilai kalorinya semakin tinggi.6Gambar 4. Skema proses pembatubaraan (Van Krevelen, 1992 dengan diolah kembali) Peningkatan kelas (rank) batubara dapat juga terjadi akibat adanya intrusi magma atau hidrotermal. Lapisan gambut atau batubara yang terkena intrusi hingga radius tertentu akan mendapat P dan T yang lebih tinggi dibanding gambut dan batubara di tempat lain, sehingga kelas batubaranya akan naik. Reaksi pembentukan batubara dapat digambarkan sebagai berikut (Sukandarrumidi, 1995) : 5(C6H10O5) cellulosa 5(C6H10O5) cellulosa C20H22O4 + 3CH4 + 8H20 + 6CO2 + CO lignit gas metan C20H22O4 + 3CH4 + 8H20 + 6CO2 + CO bitumine gas metan2.2.3. Tipe Pengendapan Batubara Ditinjau dari mekanisme atau tipe pengendapan bahan-bahan pembentuk batubara maupun pengendapan batubara, dapat digolongkan menjadi dua kelompok (Sukandarrumidi, 1995), yaitu : batubara yang terbentuk secara in-situ atau autochthonous dan yang terbentuk secara drift atau allochthonous. Batubara jenis in-situ atau autochthonous yaitu batubara yang terjadi dari sedimentasi gambut dimana rawa gambut tersebut berada. Jadi batubara benar-benar berasal dari rawa gambut tempat tumbuh dan berkembangnya tanaman rawa tersebut, yang kemudian oleh proses-proses biokimia, geokimia dan geotektonik, batubara terbentuk (Gambar 5). Batubara jenis drift atau allochthonous adalah lapisan batubara yang terbentuk dari hasil pelapukan, erosi, transportasi dan akhirnya sedimentasi kembali dari lapisan batubara yang sudah terbentuk sebelumnya. Bahan asal batubara (tumbuhan maupun gambut) dapat terbawa, tererosi dan tertransportasi oleh aliran air. Sedimentasi kembali bahan-bahan organik ini dalam linkungan dan kondisi yang cocok untuk terjadinya proses pembatubaraan (coalification) dapat memungkinkan terbentuknya lapisan batubara. (Gambar 5). 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000 000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc7Gambar 5. Pembentukan batubara tipe in-situ dan tipe drift2.3. Model Lapisan (Seam) Batubara Akibat Proses Geologi dan SedimentasiEndapan batubara sering dijumpai berlapis-lapis atau berselang-seling dengan batuan sedimen lain (clay stone, sand stone, limestone, dll.). Terkadang lapisan batubara ini (biasa disebut seam) sangat tebal, tipis-tipis, bercabang dan terkadang dijumpai pula sisipan-sisipan (lenses) batu lempung atau batu pasir . Pada dasarnya model atau pola (pattern) endapan dan perlapisan pada batubara dapat digolongkan menjadi dua model, yaitu yang terjadi karena stratigrafinya (stratigraphic pattern) dan karena pengaruh struktur geologi (structural pattern). 2.3.1. Model atau Pola Stratigrafi (Stratigraphic Pattern) Endapan batubara model ini terjadi bilamana tidak ada pengaruh struktur geologi (patahan, lipatan, dll.) yang berarti, tetapi oleh proses sedimentasi normal atau adanya erosi dan ketidakselarasan (unconformity). Model-model lapisannya berupa lapisan yang normal mendatar atau sedikit miring (tebal atau tipis, atau berselangseling) dan terkadang dijumpai sisipan-sisipan lempung atau batupasir. 2.3.1.1. Lapisan atau Seam Batubara yang Tebal Lapisan (seam) batubara yang tebal diperkirakan terjadi karena pada saat pembentukan lapisan gambut, dasar rawa mengalami penurunan yang signifikan dan terus-menerus. Apabila kecepatan penurunan dasar rawa tempat pembentukan lapisan gambut tersebut sebanding (seimbang) dengan kecepatan pembentukan materi asal batubara (gel atau gambut), maka gambut yang terbentuk akan tebal, hingga memungkinkan terbentuk seam batubara yang tebal.. Keseimbangan ini dikenal sebagai keseimbangan biotektonik. 2.3.1.2. Lapisan atau Seam Batubara yang Tipis Lapisan (seam) batubara yang tipis diperkirakan terjadi karena beberapa hal, diantaranya adalah ketersediaan bahan-bahan pembentuk gambut (tetumbuhan) kurang mencukupi. Kemungkinan lain adalah karena pada saat pembentukan lapisan gambut, rawa terus mengalami pendangkalan karena tidak adanya penurunan dasar rawa, hingga akhirnya ekosistem rawa berubah menjadi ekosistem darat. Perubahan ekosistem dan iklim yang ekstrim (perubahan iklim basah ke iklim kering) diperkirakan juga menjadi penyebab terputusnya proses pembentukan dan sedimentasi gambut, hingga menghasilkan lapisan gambut dan batubara yang tipis.82.3.1.3. Lapisan atau Seam Batubara dengan Sisipan Sedimen Lain Model lapisan batubara jenis ini diperkirakan terjadi erosi oleh sungai yang memotong lapisan-lapisan gambut pada saat pembentukannya. Perpindahan letak sungai, seperti yang sering dijumpai pada proses meander, pada daerah rawa tempat pembentukan gambut tersebut diperkirakan menjadi penyebab utama munculnya sisipan-sisipan lempung atau pasir pada suatu seam batubara. Pembentukan lapisan gambut pada suatu rawa gambut (mire/moor), dapat tererosi dan terpotong oleh aliran sungai, sehingga akan diendapkan sedimen asing di tempat tersebut. Apabila kemudian sungai ini mati/atau berpindah (sering dijumpai pada peristiwa meander sungai), sedimen yang terdapat di bekas sungai itu akan dapat tertutup lagi oleh sedimentasi gambut. Hasil akhir dari proses ini menghasilkan bentuk-bentuk perlapisan (seam) batubara yang disisipi oleh sedimen lempung atau pasir (Gambar 6). Selama sedimentasi bahan gambut dan setelah batubara terbentuk, terjadi interaksi dengan berbagai macam proses geologi yang dapat menyebabkan adanya variasi distribusi lapisan batubara. Proses tersebut antara lain menyebabkan terjadinya splitting, washouts dan floor rolls. Selain itu struktur geologi dapat menghasilkan perubahan distribusi seam baik secara lateral maupun vertikal.0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b020000000 0050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc02000 000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee8339f0f71a000c02 0000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff000000000000900100000 0000440001254696d6573204e657720526f6d616e0000000000000000000000000000000 000040000002d010100050000000902000000020d000000320a59000000010004000000 00007a0de90720002d00040000002d010000030000000000Gambar 6 . Tahapan pembentukan lensa-lensa batu pasir atau batu lempung pada suatu seam batubara. Splitting adalah fenomena dimana lapisan batubara terbagi menjadi 2 lapisan atau lebih. Material (sedimen) bukan batubara yang memisahkan lapisan tersebut dikenal sebagai parting atau band. Parting atau band merupakan hasil deposisi material klastik yang menggantikan akumulasi material organik. Material tersebut dapat dihasilkan oleh karena pembanjiran mire oleh air sungai atau air laut secara periodik.9Gambar 7. Beberapa bentuk splitting: (a) simple splitting, (b) multiple splitting, (c) Z / S shape splitting (Thomas, 2002). Washout terbentuk pada saat lapisan batubara tererosi oleh gelombang atau arus dan kemudian terisi oleh sedimen. Washout merupakan masalah besar dalam operasi penambang karena dapat mengurangi secara signifikan jumlah batubara yang tertambang.Gambar 8. Beberapa bentuk channeling (washout) pada lapisan batubara. (a) channel yang terisi pasir membentuk atap pada lapisan batubara, (b) channel yang terisi pasir material rombakan lain mengerosi lapisan batubara, (c) channel yang terisi mudstone mengerosi lapisan batubara, (d) multiple channel sequence yang mengerosi lapisan batubara (Thomas, 2002). Floor rolls adalah kenampakan dimana material batuan menyodok/menembus lapisan batubara ke atas dari bawah. Hal ini terjadi karena kompaksi gambut/batubara tidak terjadi pada tingkat yang sama sehingga terdapat bagian lapisan yang lebih atau10kurang tertekan dibandingkan bagian lapisan yang lain. 2.3.1.4. Batubara Berlapis-Lapis atau Terkadang dengan Sedimen Asal Laut Batugamping Batubara yang berlapis-lapis, diperkirakan terjadi karena terputusnya proses penggambutan akibat beberapa hal, seperti penurunan dasar rawa yang terlalu cepat, sehingga dapat mengubah ekosistem rawa secara ekstrim. Penurunan dasar rawa yang lebih cepat dari wilayah sekitarnya, mengakibatkan daerah tersebut lebih rendah, sehingga air dan sedimen-sedimen asing cenderung masuk ke daerah ini, membawa lempung dan pasir. Masuknya aliran air dan sedimen asing akan mempengaruhi ekosistem dan biokimia rawa, menyebabkan mikroorganisme pembentuk humin (gel dan gambut) mati. Penurunan dasar rawa dekat pantai yang terlalu cepat dapat menyebabkan air laut masuk ke rawa (transgression), menyebabkan ekosistem rawa berubah menjadi ekosistem laut. Perubahan ekosistem ini dapat menghasilkan terbentuknya lapisanlapisan batu gamping diantara lapisan-lapisan batubara. Apabila ekosistem ini berubah kembali ke ekosistem rawa karena terjadinya kemunduran laut (regression), proses penggambutan dapat terjadi lagi, sehingga pada akhirnya dapat menghasilkan lapisan batubara lagi, berselang-seling dengan lapisan batugamping dan sedimen lain. 2.3.1.5.Bentuk Burried Hill Bentuk ini terjadi apabila ditempat dimana proses penggambutan terjadi, terdapat suatu kulminasi (puncak/punggungan di dasar rawa), sehingga lapisan batubara yang terbentuk seperti terpotong oleh semacam intrusi (Gambar 9). 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000 000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc 02000000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee8339f0f7 1a000c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000000000 009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e00000000000000000 00000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a5900 000001000400000000007a0de90720002d00040000002d010000030000000000 Gambar 9. Bentuk buried hill2.3.2. Model atau Pola Akibat Struktur Geologi (Structural Pattern)Model atau pola ini terjadi akibat struktur geologi yang berkembang selama proses penggambutan maupun pembatubaraan. Struktur geologi yang berpengaruh terhadap distribusi lapisan batubara dapat bersifat syndepositional (bersamaan dengan akumulasi gambut) dan postdepositional (sesudah pembentukan lapisan gambut/batubara). Struktur yang bersifat syndepositional 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 postdepositional seperti pensesaran dan perlipatan11akan menyebabkan distribusi lapisan yang bervariasi dan dapat berubah-ubah dari satu tempat lain. 2.3.2.1.Bentuk Lapisan (Seam) Melengkung atau Bercabang Percabangan pada batubara dapat terjadi manakala pada saat proses penggambutan (dimana pada tahap ini lapisan yang terbentuk masih dianggap plastis), terjadi penurunan dasar rawa setempat-setempat (tidak merata secara luas). Akibatnya ada sebagian lapisan gambut yang tertarik melengkung ke bawah (Gambar 10). Perbedaan penurunan dasar rawa (lebih cepat daripada di tempat lain) ini mengakibatkan daerah yang lebih rendah akan terisi oleh aliran air baru yang membawa sedimen asing (pasir atau lempung), sehingga proses penggambutan di cekungan ini terhenti. Apabila kedudukan dasar rawa yang terisi sedimen asing ini sudah seimbang dengan dasar rawa di sekitarnya, ekosistem rawa dapat terbentuk lagi, sehingga memungkinkan proses-proses penggambutan dapat terjadi lagi. 2.3.2.2.Bentuk Clay Vein (Urat Lempung) Bentuk ini terjadi apabila diantara dua bagian deposit batubara terdapat urat lempung. Bentuk ini terjadi apabila dalam proses penggambutan atau pembatubaraan mengalami patahan (jenis patahan geser/mendatar, atau patahan normal), kemudian pada bidang patahan yang merupakan rekahan terbuka terisi oleh material lempung atau pasir (Gambar 11). 2.3.2.3.Bentuk Fault (Patah) Bentuk ini terjadi dari lapisan batubara yang mengalami beberapa tahap patahan. Patahan umumnya terjadi setelah lapisan batubara terbentuk, dengan bidang patahan relatif tidak terbuka, sehingga tidak memunculkan urat lempung. 2.3.2.4.Bentuk Fold (Melipat) Bentuk melipat terjadi bilamana lapisan batuan mengalami perlipatan akibat gayagaya yang bekerja (Gambar 12) 2.3.2.5.Bentuk Horse Back (Punggung Kuda) Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan batubara dan batuan yang menutupinya melengkung ke arah akibat gaya kompresi. Ketebalan kea rah lateral lapisan batubara kemungkinana sama atau lebih kecil atau menipis. 2.3.2.6.Bentuk Pinch Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan yang menipis di bagian tengah. Pada umumnya dasar dari lapisan batubara merupakan batuan yang plastis, misal batu lempung, sedang di atas lapisan batubara secara setempat ditutupi oleh batu pasir yang secara lateral merupakan pengisian suatu alur.0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b020000 0000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000b12Gambar 10. Tahapan terjadinya percabangan pada lapisan batubara0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000 000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc 02000000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee8339f0f7 1a000c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000000000 009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e00000000000000000 00000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a5900 000001000400000000007a0de90720002d00040000002d010000030000000000 Gambar 11. Model clay vein pada lapisan batubara0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b0200000 000050000000c02ed077e0d040000002e0118001c000000fb021000070000000000bc 02000000000102022253797374656d00077e0d00002ab20000985c110004ee8339f0f7 1a000c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb029cff0000000000 009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616e00000000000000000 00000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a5900 000001000400000000007a0de90720002d00040000002d010000030000000000 Gambar 12. Bentuk endapan batubara yang terjadi karena perlipatan3. KETERDAPATAN DAN TIPE MINERAL PADA BATUBARABatubara dapat tersusun atas bahan-bahan organik dan non organik, dengan kandungan bahan organik pada batubara dapat mencapai lebih dari 75 %. Bahan organik ini disebut maseral (maceral) yang berasal dari sisa tumbuhan dan telah mengalami berbagai tingkat dekomposisi serta perubahan sifat fisik dan kimia baik sebelum ataupun sesudah tertutup oleh lapisan di atasnya, sedangkan bahan anorganik disebut mineral atau mineral matter. Kehadiran mineral dalam jumlah tertentu akan mempengaruhi kualitas batubara terutama parameter abu, sulfur dan nilai panas sehingga dapat membatasi penggunaan batubara. Keterdapatan mineral dalam batubara bermanfaat dalam mempelajari genesa (Finkelman, 1993). Mineral atau mineral matter pada batubara dapat diartikan sebagai mineral-mineral dan material organik lainnya yang berasosiasi dengan batubara (Ward, 1986). Secara13keseluruhan mancakup tiga golongan material yaitu : a. Mineral dalam bentuk partikel diskrit dan kristalin pada batubara. b. Unsur atau senyawa dan biasanya tidak termasuk unsur nitrogen dan sulfur. c. Senyawa anorganik yang larut dalam air pori batubara dan air permukaan Mineral matter pada batubara dapat berasal dari unsur anorganik pada tumbuhtumbuhan pembentuk batubara atau disebut inherent mineral serta mineral yang berasal dari luar rawa atau endapan kemudian ditransport ke dalam cekungan pengendapan batubara melalui air atau angin dan disebut extraneous atau adventitious mineral matter (Falcon dan Snyman, 1986; Speight, 1994). Berdasarkan episode pembentukannya (Mackowsky,1982) membagi mineral matter menjadi dua kategori yaitu : syngenetic dan epigenetic. Syngenetic (primary) mineral matter adalah mineral yang terbentuk sebagai detrital maupun authigenic. Umumnya mineral-mineral ini mempunyai ukuran butir lebih kecil dari mineral epigenetic dan tersebar secara merata pada batubara. Berdasarkan atas kelimpahannya, maka mineral-mineral pada batubara dapat dibedakan atas : mineral utama (major minerals), mineral tambahan (minor minerals) dan mineral jejak (trace minerals). Ranton (1982) menggolongkan mineral utama jika kadarnya > 10 % berat, mineral tambahan 1-10 % dan mineral jejak , 1 % berat. Umumnya yang termasuk mineral utama adalah mineral lempung dan kuarsa sedangkan mineral minor yang umum adalah karbonat, sulfida dan sulfat. Klasifikasi mineral yang terdapat pada batubara ditinjau dari segi genetis selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1. 3.1. Mineral Lempung (Clay) Mineral ini merupakan kelompok yang palaing dominan dijumpai pada batubara, sekitar 60-80 % dari total mineral matter. Umumnya terdapat sebagai mineral primer yang terbentuk akibat adanya aksi air atau angin yang membawa material detrital ke dalam cekungan pengendapan batubara. Distribusi mineral lempung dalam batubara dikendalikan oleh kondisi kimia rawa (Bustin, 1989). Spesies mineral lempung yang umum terdapat dalam batubara adalah kaolinite, illite dan montmorilonit. Kaolinit umumnya terdapat dalam batubara secara syngenetic yang terkonsentrasi pada bidang perlapisan, tersebar pada vitrinit sebagai pengisi rekahan dan lainnya berbentuk speris. Sedangkan illite biasanya lebih banyak terdapat pada batubara dengan lapisan penutup (roof) batuan sedimen marin. Mineral lempung yang terbentuk pada fase ke dua (secondary), umumnya dihasilkan oleh adanya transformasi dari lempung fase pertama. Bila kedalaman penimbunan bertambah, maka proporsi kaolinit berkurang sedangkan illite bertambah. Asosiasi mineral lempung pada lapisan batubara berupa inklusi halus yang tersebar dan sebagai pita-pita lempung (tonstein). 3.2. Kuarsa Kuarsa (SiO2) adalah salah satu mineral oksida yang paling penting terdapat dalam14batubara (Tylor et al, 1998). Ada dua tipe kuarsa yang dapat dibedakan berdasarkan teksturnya yaitu : butiran kuarsa klastik berbentuk bulat jika terendapkan melalui media air dan berbentukmenyudut jika melalui media angin. Sedangkan tipe lainnya adalah kuarsa kristal halus yang terbentuk dari larutan setelah pengendapan batubara. Kebanyakan merupakan silika yang terlarut dari hasil pelapukan felspar dan mika. Kuarsa merupakan mineral syngenetic dan jarang ditemukan sebagai epigenetic (Ranton, 1982). Tabel 1. Klasifikasi mineral yang terdapat pada batubara ditinjau dari segi genetis (Bustin et al, 1989)Primary (syngenetic) Formation Detrital -Kaolinite Al2Si2O5 (OH)4 -Illite KAl2(AlSiO3) O10 (OH)2 Mixed-layer clays Carbonates -Siderite FeCO3 -Dolomite (CaMg)CO3 -Ankerite, -Calcite CaCO3 Pyrite FeS2, Marcasite FeS2 Melnikovite Quartz-SiO2 Rutile TiO2 Quarzt SiO2 Chalcedony Hematite Fe2O3 Limonite FeO(OH)2H2O -Phosphorite -Apatite -Ankerite (Mg,Fe,Mn) CO3 Authigenic Sericite, smectite Secondary (Epigenetic) Formation Deposited in cleat Tranformation of fractures & cavities primary minerals Illite, chlorite (from other clays)ClaysSulphidesPyrite, marcasite, Sphalerite ZnS, Galena PbS, Chalcopyrite CuFeS2Pyrite (from siderite)SilicasOxides & HydroxidesPhosphatesApatite Ca5F(PO4)3 Zircon ZrSiO4 Felspar Tourmaline, MicasSilicatesSulphates-Hydrated iron -Sulphate -Gypsum CaSO42H2O (oxidation products)3.3. Karbonat15Terdapat 4 (empat) spesies mineral karbonat yang biasa ditemukan dalam batubara yaitu : kalsit (CaCO3), siderit (FeCO3), dolomit (Ca, Mg) CO3 dan ankerit (CaMgFe)CO 3. Mineral-mineral ini dapat terbentuk baik pada fase syngenetic akhir maupun epigenetic (Diessel, 1992). Karbonat syngenetic umumnya terdapat dalam bentuk konkresi speroidal dan sebagai pengisi ronga-rongga fusinite dan semifusinite. Siderit yang terbentuk dalam kondisi reduksi dapat dianggap sebagai karbonat primer, sedangkan kalsit dapat terbentuk baik dalam lingkungan air tawar maupun laut (Ranton, 1982). Hadirnya dolomit merupakan indikasi lingkungan pengendapan laut (Stach, 1982). 3.4. Sulfida Pirit dan markasit merupakan mineral sulfida yang paling umum terdapat pada batubara. Ke dua spesies mineral ini memiliki komposisi kimia yang sama (FeS 2) hanyan berbeda dalam bentuk kristalnya. Pirit berbentuk kubik dan markasit berbentuk ortorombik. Mineral ini dapat terbentuk baik secara syngenetik maupun epigenetik dalam berbagai bentuk (Diesel, 1992). Beberapa bentuk mineral pirit yang telah ditemukan dalam batubara adalah sebagai berikut : a. Kristal pirit berukuran kecil yang terdapat sebagai inklusi dalam vitrinit dan semufusinit dan seringkali berasosiasi dengan pirit framboidal. b. Nodul pirit atau markasit dengan ukuran hingga beberapa centimeter yang umumnya terdiri dari kristal-kristal membulat atau memanjang. c. Bentuk Fe-Sulfida syngenetic yang paling umum adalah kristal pirit dengan ukuran lebih kecil dari 2 mikron, terdapat dalam bentuk speroidal atau framboidal dan berasosiasi dengan vitrinit. d. Tipe konkresi dari kristal kecil bergabung membentuk lensa-lensa pipih atau pita-pita yang menunjukkan presipitasi pirit generasi ke dua yang terjadi selama diagenesa akhir. Hal ini dianggap sebagai peralihan ke pirit epigenetic. e. Pirit epigenetic yang terbentuk sebagai material pengisi rekahan, kekar dan celah. 3.5. Sulfat Mineral sulfat yang paling dominan terdapat pada batubara adalah bassanit dan gypsum. Umumnya mineral ini terbentuk dari hasil oksidasi mineral sulfida (pirit) pada batubara terutama bila berhubungan dengan udara luar dalam waktu lama.16