STUDI PENDAHULUAN KARAKTERISTIK LEMPUNG GUNUNG … F... · 2020. 2. 12. · material endapan dari...

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F018UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta

962 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage

Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten

STUDI PENDAHULUAN KARAKTERISTIK LEMPUNG GUNUNG

GEDANG, KECAMATAN SEYEGAN, KABUPATEN SLEMAN, DIY

Agung Prabawa1, Anastasia Dewi Titisari1*,

1Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2 Bulaksumur,

Yogyakarta 55281

*Corresponding Author: [email protected]

ABSTRAK. Lempung merupakan salah satu bahan galian industri yang sangat penting karena

dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Rekomendasi pemanfaatan lempung seharusnya

mendasarkan pada jenis lempung dan sifat fisik serta sifat kimiawinya. Selama ini lempung

Gunung Gedang yang terletak di Kecamatan Seyegan, Kabupaten Sleman, DIY hanya

dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar sebagai bahan baku pembuatan batu-bata dan genteng,

padahal jika dapat diketahui karakteristik lempung dengan lebih detil maka lempung dapat

direkomendasikan pemanfaatannya dengan lebih bervariasi pada berbagai bidang yang tentunya

akan dapat menambah nilai jualnya. Oleh karena itu, kajian ilmiah karakteristik lempung tersebut

perlu dilakukan. Penelitian ini merupakan studi pendahuluan karakteristik lempung yang berada

di Gunung Gedang untuk mengetahui jenis mineral lempung dan sifat fisiknya. Metode

pengambilan data dilakukan dengan pengamatan kondisi geologi di lapangan dan pengambilan

sampel batuan yang kemudian dianalisis menggunakan metode petrografi dan XRD (X-Ray

Diffraction). Pengamatan megaskopis batuan dan pengamatan petrografi digunakan untuk

mengetahui karakteristik batuan induk dari lempung, sedangkan analisis XRD digunakan untuk

mengetahui jenis mineral lempung penyusun batuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

Gunung Gedang tersusun oleh litologi diorit. Singkapan di lapangan memperlihatkan adanya

urat-urat kuarsa dan horison-horison tanah. Dengan adanya data tersebut, lempung di Gunung

Gedang diinterpretasi sebagai hasil dari proses alterasi hidrotermal dan hasil proses pelapukan.

Lempung Gunung Gedang tersusun oleh mineral-mineral kaolinit, smektit, dan ilit. Lempung

tersebut berwarna kuning kecokelatan, memiliki ukuran butir halus yang dominan, dan

mempunyai plastisitas rendah sampai menengah.

Kata kunci: lempung,Gunung Gedang, kaolinit, smektit, ili

I. PENDAHULUAN

Indonesia memiliki banyak potensi kekayaan alam, termasuk di dalamnya adalah

sumber daya mineral yang salah satunya adalah bahan galian industri. Jumlah dan

variasi bahan galian industri di Indonesia cukup melimpah serta tersebar di berbagai

wilayah (Sukandarrumidi, 2009). Mineral lempung merupakan salah satu mineral

industri yang sangat penting yang telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang, misalnya

konstruksi pembangunan, agrikultur, remediasi lingkungan, dan banyak aplikasi lainnya

(Murray, 2007). Dilihat dari ukuran butirnya, mineral lempung merupakan mineral yang

memiliki ukuran kurang dari 2µm dan dicirikan memiliki struktur tertentu, dimana

struktur ini merupakan manifestasi dari atom yang tersusun memanjang dan terhubung

antar bidangnya. Struktur ini disebut sebagai sheetsilicate atau phyllosilicates, dicirikan

oleh layer SiO yang saling berhubungan (Velde, 1992).




Terdapat berbagai jenis mineral lempung yang dikelompokkan berdasarkan

perbedaan susunan kristal dan komposisinya. Perbedaan tersebut merupakan penyebab

utama dari perbedaan sifat fisik dan kimiawi pada berbagai jenis mineral lempung yang

mana akan mempengaruhi dalam hal pemanfaatannya. Beberapa sifat penting yang

berhubungan dengan aplikasi atau pemanfaatan mineral lempung adalah ukuran

partikel, luas permukaan, kapasitas pertukaran ion, viskositas, plastisitas, dan tingkat

adsorbsi (Murray, 2007). Menyadari pentingnya peran mineral lempung dalam bidang

industri dan masih diperlukannya informasi-informasi ilmiah dalam eksplorasi mineral

industri di Indonesia sementara penelitian ilmiah di daerah Gunung Gedang, Kecamatan

Seyegan, Kabupaten Sleman, DIY yang berpotensi mengandung deposit lempung belum

pernah dilakukan maka penelitian di daerah penelitian tersebut menjadi penting untuk

dilakukan. Lokasi daerah penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

II. GEOLOGI

Secara fisiografis, Gunung Gedang merupakan bagian dari Perbukitan Godean.

Perbukitan Godean menurut Van Bemmelen (1949) termasuk ke dalam Pegunungan

Serayu Selatan bagian timur yang sering disebut sebagai Pegunungan Kulonprogo.

Hartono dkk. (2017) menyebutkan bahwa Perbukitan Godean merupakan perbukitan

terisolir yang terdiri dari beberapa gunung (bukit) yaitu Gunung So (173mdpl), Gunung

Siwareng (194mdpl), Gunung Gede (218mdpl), Gunung Wungkal (187mdpl), Gunung

Ngampon (222mdpl), Gunung Gedang (193mdpl), Gunung Patuk (231mdpl), Gunung

Butak (154mdpl), dan Gunung Berjo (175mdpl), yang kesemuanya dikelilingi oleh

dataran.

Pada Peta Geologi Lembar Yogyakarta (Rahardjo dkk., 1995) bagian tengah,

terlihat bahwa Perbukitan Godean berada di tengah-tengah struktur melingkar (Gambar

2). Pola struktur melingkar tersebut sesuai dengan pola bentuk tubuh Sungai Progo yang

terlihat mengikuti struktur tersebut. Kenampakan tersebut diinterpretasi sebagai

resistensi dari batuan vulkanik yang berada di sebelah baratnya sekaligus merefleksikan

bentuk dari gunungapi purba Godean (Hartono dkk.,2017). Pada bagian barat daya dan

selatan dari peta geologi tersebut juga terlihat bahwa struktur melingkar ikut mengontrol

distribusi batuan karbonat Formasi Sentolo, sedangkan pada bagian timur tidak terdapat

struktur melingkar yang dimungkinkan karena di bagian tersebut sudah tertutup oleh

material endapan dari Gunung Merapi. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa

Perbukitan Godean merupakan morfologi sisa proses vulkanisme lampau yang

menyisakan bentang alam kaldera (Hartono dkk., 2017).

Peta geologi regional bagian tengah dari Lembar Yogyakarta (Gambar 2),

memperlihatkan bahwa formasi-formasi batuan penyusun Perbukitan Godean dari tua

ke muda adalah Formasi Nanggulan, Formasi Kebobutak, Intrusi Diorit dan Andesit,

serta Endapan Gunungapi Merapi Muda. Dari beberapa formasi tersebut, Intrusi Diorit

merupakan formasi batuan yang menyusun Gunung Gedang sebagai daerah penelitian.

Pola struktur yang berkembang di Perbukitan Godean dibuktikan dengan

kemunculan batuan terobosan yang memiliki arah relatif utara-selatan serta




ditemukannya banyak kekar di beberapa gunung yang berdekatan dengan Gunung

Gedang seperti di Gunung Ngampon, Gede, Butak, dan Berjo dengan arah N170o – 180o

(Bronto dkk., 2014).

III. METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan 2 metode yaitu dengan melakukan pengambilan data

di lapangan dan analisis laboratorium. Pengambilan data di lapangan berupa

pengamatan kondisi geologi dan pengambilan sampel batuan serta sampel lempung di

beberapa titik lokasi. Analisis laboratorium dilakukan dengan metode petrografi, XRD

(X-ray Diffraction), uji keplastisan, dan uji ukuran fraksi butir. Pengamatan petrografi

dilakukan pada 2 sampel batuan segar untuk mengetahui karakteristik batuan induk dari

material lempung yang menyusun Gunung Gedang. Analisis XRD (X-ray Diffraction)

dilakukan pada 2 sampel lempung untuk mengetahui jenis mineral lempungnya.

Analisis petrografi dilakukan di Laboratorium Geologi Optik dan analisis XRD dilakukan

di Laboratorium Pusat. Untuk menentukan sifat fisik dari lempung dilakukan uji

keplastisan dan uji ukuran fraksi butir yang dikerjakan di Laboratorium Geologi Tata

Lingkungan. Ketiga laboratorium tersebut merupakan laboratorium di Departemen

Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik Litologi

Litologi yang menyusun Gunung Gedang adalah diorit. Kondisi diorit yang

ditemui di lapangan sebagian besar sudah mengalami pelapukan dan sangat sulit

ditemukan dalam kondisi yang benar-benar segar. Secara megaskopis batuan diorit

tersebut memperlihatkan warna abu-abu dalam kondisi relatif segar dan berwarna

kuning kecoklatan dalam kondisi lapuk, struktur masif, tekstur porfiritik, holokristalin,

subhedral, memiliki ukuran kristal fenokris 1-10mm dan massa dasar <1mm, mineral

penyusun batuan berupa plagioklas, kuarsa, dan mineral mafik. Sampel setangan dari

batuan diorit dapat dilihat pada Gambar 3.

Pengamatan petrografi pada sayatan tipis diorit (Gambar 4) memperlihatkan

warna cokelat, warna interferensi abu-abu kehitam-hitaman, dengan ukuran kristal < 0,01

– 2 mm, derajat kristalinitas holokristalin, bentuk dan hubungan antar kristal subhedral,

dengan tekstur umum porfiritik. Komposisi mineral terdiri dari mineral plagioklas (88%),

kuarsa (5%), hornblenda (5%), dan mineral opak (2%) sebagai fenokris, serta mineral

mikrokristalin sebagai massa dasar. Pada tepi-tepi kristal plagioklas (sebagai fenokris)

terlihat telah mengalami ubahan menjadi mineral lempung, dan pada mineral

hornblende terlihat sebagian terubah menjadi klorit. Berdasarkan klasifikasi Streckeisen

(1978) yang mendasarkan pada komposisi penyusun batuan berupa kuarsa, alkali

feldspar, plagioklas dan felspatoit, sampel batuan tersebut dikategorikan sebagai diorit.

Singkapan pada tebing bukit Gunung Gedang memperlihatkan adanya horison-

horison tanah yang dapat dikelompokkan dari batuan yang relatif segar menuju ke atas




permukaan tanah yaitu horison C, horison B, horison A dan horison O (Gambar 5).

Horison C memperlihatkan bahwa batuan induk diorit masih bisa diidentifikasi dengan

baik tetapi telah mengalami pelapukan dan memperlihatkan pelapukan membola

(spheroidal weathering). Horison B dicirikan oleh hilangnya sebagian besar penciri batuan

induk diorit karena sudah terubah menjadi lempung. Horison A didominasi oleh

lempung sebagai penyusun utamanya dan berwarna agak kuning sampai kemerahan

karena adanya sebagian material lempung penyusun horison yang tercuci dan

membentuk mineral baru berupa limonit dan hematit. Horison O yang terletak sebagai

horison paling atas di permukaan tanah dicirikan sebagai lapisan yang didominasi oleh

bahan organik dengan terlihatnya banyak akar-akar tanaman. Dengan teridentifikasinya

horison-horison tanah pada daerah penelitian mengindikasikan bahwa lempung sebagai

penyusun Gunung Gedang merupakan hasil pelapukan dari litologi diorit. Selain

ditemukannya horizon-horison tanah tersebut, di daerah penelitian juga teridentifikasi

adanya rekahan-rekahan yang terisi oleh mineral sekunder (kalsit dan kuarsa) sebagai

urat-urat hidrothermal (Gambar 6). Hal tersebut mengindikasikan bahwa lempung

penyusun Gunung Gedang selain terbentuk karena proses pelapukan, dimungkinkan

juga terbentuk karena pengaruh dari proses alterasi hidrotermal.

4.2. Karakteristik Lempung

Untuk mengetahui jenis mineral lempung penyusun Gunung Gedang, dilakukan

analisis XRD pada 2 sampel lempung yaitu AP-28 dan AP-31 (Gambar 7). Hasil analisis

XRD pada sampel AP28 memperlihatkan jenis mineral lempung berupa smektit dan

kaolinit (Gambar 8), sedangkan sampel AP-31 tersusun oleh mineral lempung berupa

smektit, kaolinit, dan ilit (Gambar 9). Munculnya mineral ilit yang secara teori dikatakan

oleh Morrison (1997) merupakan penciri kondisi suhu relatif tinggi (>200°C) maka dapat

diinterpretasi bahwa pembentukan lempung di Gunung Gedang dipengaruhi oleh proses

alterasi hidrotermal.

Berdasarkan analisis ukuran butir (Tabel 1) yang dilakukan pada 2 sampel

lempung, secara umum kedua sampel memiliki ukuran butir yang halus. Sampel AP-28

memiliki komposisi ukuran butir lanau sebesar 66,20% dan ukuran butir lempung

sebesar 33,80%. Sedangkan untuk sampel AP-31 memiliki komposisi ukuran butir lanau

sebesar 66,36% dan ukuran butir lempung sebesar 33,64%. Mengacu pada klasifikasi

ASTM (2000), kedua sampel lempung tersebut dapat dikategorikan sebagai lempung

lanauan(silty clay).

Berdasarkan uji plastisitas menggunakan metode Atterberg Limits (Tabel 2),

sampel AP-28 memiliki indeks plastisitas sebesar 5,1%, sedangkan sampel AP-31

memiliki indeks plastisitas sebesar 14,1%. Menurut klasifikasi indeks plastisitas

(Bekkouche et al., 2000 dalam Kamtchueng, et al., 2015) bahwa plastisitas bernilai < 10

termasuk plastisitas kelas rendah dan plastisitas bernilai 10 – 20 termasuk plastisitas

kelas menengah, maka sampel hasil penelitian AP-28 dapat dikategorikan mempunyai

plastisitas rendah sedangkan sampel AP-31 mempunyai plastisitas sedang.




V . KESIMPULAN

Dari hasil studi pendahuluan karakteristik lempung Gunung Gedang, Kecamatan

Seyegan, Kabupaten Sleman DIY dapat disimpulkan bahwa:

1. Gunung Gedang tersusun oleh batuan diorit. Batuan tersebut telah mengalami proses

alterasi hidrotermal dan proses pelapukan yang menghasilkan material lempung.

2. Jenis mineral lempung penyusun Gunung Gedang berupa mineral smektit, kaolinit,

dan ilit.

3. Lempung Gunung Gedang memiliki komposisi ukuran butir lempung sebesar 33,64 –

33,80% sehingga dapat diklasifikasikan sebagai lempung lanauan (silty clay). Lempung

tersebut memiliki indeks plastisitas sebesar 5,1% - 14,1% yang mengindikasikan sifat

keplastisannya rendah sampai menengah.

ACKNOWLEDGEMENTS

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Departemen Teknik Geologi, Fakultas

Teknik, Universitas Gadjah Mada yang telah memberikan dana hibah untuk penelitian

ini dan telah menyediakan fasilitas laboratoium untuk analisis sampel.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2017. ASTM D4318 – 17e1: Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and

Plasticity Index of Soils. West Conshohocken, Pennsylvania: ASTM International.

Bemmelen, R.W.V. 1949. The Geology of Indonesia: General Geology of Indonesia and Adjacent

Archipelagoes, Volume IA. The Hague: Government Printing Office.

Bronto, S., Ratdomopurbo, A., Asmoro, P., dan Adityarani, M. 2014. Longsoran Raksasa Gunung

Api Merapi, dimuat dalam Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, Volume 15. Bandung:

Pusat Survei Geologi.

Kamtchueng, B.T., Onana, V.L., Fantong, W.Y., Ueda, A., Ntouala, R.F.D., Michel HD Wongolo,

M.H.D., Ghislain B Ndongo, G.B., Ngo’o Ze, A., Kamgang, V.K.B., and Ondoa, J.M. 2015.

Geotechnical, chemical and mineralogical evaluation of lateritic soils in humid tropical

area (Mfou, Central-Cameroon): Implications for road construction. International Journal

of GeoEngineering, 21p. Open Access. DOI 10.1186/s40703-014-0001-0

Morrison, K., 1997, Important Hydrothermal Minerals and their Significance. Geothermal and

Minerals Service. Division Limited.

Murray, Haydin H. 2007. Applied Clay Mineralogy: Occurences, Processing, and Application of

Kaolinites, Bentonites, Palygorskytes-Sepiolite, and Common Clays. Amsterdam: Elsevier.

Rahardjo, W., Sukandarrumidi., Rosidi, H.M.D. 1995. Peta Geologi Lembar Yogyakarta, Jawa.

Bandung: Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.

Sukandarrumidi. 2009. Bahan Galian Industri. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Velde,

B. 1992. Introduction to Clay Minerals: Chemistry, Origins, Uses, and Enviromental

Significance. Berlin: Springer.




Table 1. Hasil analisis Ukuran Butir Sampel Lempung.

Uji Fisik AP-28 AP-31

Coarse-grained particles (%) 0.00 0.00

Gravel (%) 0.00 0.00

Sand (%) 0.00 0.00

Fine-grained particles (%) 100.00 100.00

Silt (%) 66.20 66.36

Clay (%) 33.80 33.64

Tabel 2. Hasil analisis Plastisitas Sampel Lempung.

Uji Fisik

AP-28 (%) AP-31 (%)

Batas Cair (Liquid Limit)

LL Ketukan 25 13.570 22.115

Batas Plastis (Plastic Limit)

PL

w /3

PL 8.442 7.991

Indeks Plastisitas (Plasticity

Index)

PI LL-PL 5.128 14.123




Gambar 1. Peta lokasi daerah penelitian dan lokasi titik pengambilan sampel (digambar ulang dari

softmoreavid.com, infojogja.blogspot.com, dan Google Maps)




Gambar 2. Peta geologi regional bagian tengah dari Lembar Yogyakarta (Rahardjo dkk, 1995) dan

interpretasi struktur melingkar oleh Hartono dkk. (2017), serta lokasi daerah penelitian.




Gambar 3. Sampel setangan batuan diorit




Gambar 4. Fotomikrograf diorit pada kenampakan PPL (atas) dan XPL (bawah).




Gambar 5. Horison tanah yang terbentuk pada singkapan diorit yang telah lapuk.




Gambar 6. Kenampakan urat hidrotermal pada singkapan diorit.




Gambar 7. Sampel lempung AP-28 (kiri) dan AP-31 (kanan).

Gambar 8. Hasil analisis XRD sampel AP-28.




Gambar 9. Hasil analisis XRD sampel AP-31.

STUDI PENDAHULUAN KARAKTERISTIK LEMPUNG GUNUNG … F... · 2020. 2. 12. · material endapan dari...

Documents

Transcript of STUDI PENDAHULUAN KARAKTERISTIK LEMPUNG GUNUNG … F... · 2020. 2. 12. · material endapan dari...