geologi_batubara

GEOLOGI BATUBARA

Disampaikan oleh :

BASUKI RAHMAD

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI Fakultas Teknologi Mineral

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

email: [email protected]

1

OUTLINE: 1. GENESA BATUBARA (Filosofi) 2. MIKROSKOPIS BATUBARA (MASERAL BATUBARA) 3. SEDIMEN PEMBAWA BATUBARA 4. GEOMETRI LAPISAN BATUBARA

1. GENESA BATUBARA

3

(dalam Stach et al., 1982)

4


5

Singkapan hutan Sigillarian Calamitean yang terpendam di bebatuan Westphalian di Kupfrdreh dekat Essen (Setelah Klusemann & Teichmuller, 1954). Panah mengindikasikan dua batang tanaman Sigillarian yang membatu

Rekonstruksi timbunan hutan Sigillarian Calamitean di Kupferdreh (Teichmuller & Teichmuller, 1982).

6


6

CONTOH KEADAAN HUTAN RAWA DI IKLIM TROPIS, LOKASI KALIMANTAN TIMUR

(Foto Rahmad, B., 2007) 7

(dalam Stach et al., 1982) 8

Jenis-jenis tumbuhan yang tumbuh di danau dan sikuen yang dihasilkan dengan perbedaan tipe dari lumpur organik dan gambut (Overbeck, 1950 dalam Taylor, 1998)

9

Forest peat/ Tumbuhan kayu (SWAMP/TROPIS)

Tumbuhan Perdu (MARSH) Tumbuhan Perdu

(FEN)

Rezim Hidrologi Fasies Gambut (Mitsch & Gosselink, 1986)

10


11


12

Rawa Gambut Palangkaraya (Kalimantan Tengah)

Kebakaran Rawa Gambut Palangkaraya (Kalimantan Tengah)

Rawa Gambut Musi Banyuasin (Sumatra Selatan)

Rawa Gambut Barito Timur (Kalimantan Tengah) (Basuki Rahmad. 2010)

Rawa Gambut Tabalong (Kalimantan Selatan) Foto Basuki Rahmad, 2010

Rawa Gambut pada Sistem Deltaik daerah Sungai Sangatta (Basuki Rahmad,, 2014)

19

Tumbuhan tersebut mengalami pembusukan secara sempurna dan tidak meninggalkan

bekas (sumber PT. Geoservice)

19

20

RAWA HUTAN BASAH

(WET FOREST SWAMP)

20

(sumber PT. Geoservice)

21

RAWA HUTAN BASAH

(WET FOREST SWAMP)

21


22

RAWA HUTAN BASAH

(WET FOREST SWAMP)

22


23

ALLOCHTON

DANAU PURBA

HUTAN KERING

HUTAN BASAH

23


PEMBENTUKAN FOSSIL

24

Consolidate peat

PEAT

Seat Earth Sandstone

Shale


Shale Lignite


Shale Coal Seam

Decaying Vegetation

24


25

PEAT

Lignite

Sub bituminous

Bituminous

Anthracite

Tekanan

Temperature

Umur


SKEMA PEMBENTUKAN BATUBARA (dalam Anggayana, K., 1999, Kalkreuth, 1987)

Material Asal Tumbuhan

H2O, VM, H, O

C >>

26

Biogenic Gas

Thermogenic Gas

0.01 M

0.1 M

1 M

10 M

100 M

1000 M

10.000 M

Keda

lam

an

28

Gambar A: Model fasies gambut kondisi limnic tipe gambut low moor (Diesell,1986) Gambar B: Model fasies gambut tipe high moor berbentuk bog (ombrotrophic); (Calder, 1991) Gambar C: Model fasies gambut kondisi limnic (high moor) berbentuk bog (ombrotrophic); (Anggayana, K., Rahmad, B., dkk., 2012)

oxic (dry)Terestrial

anoxic (wet);Limnic

anoxic-oxic(wet-dry)TelmaticOxygenated water

Muka Air

A.

B. C.

Muka Air Tanah

Model tipe gambut low moor pada kondisi limnic (Diessel, 1986)

Model tipe gambut high moor berbentuk bog (ombrotrophic ) (Calder, 1991) Model fasies gambut batubara Muara Wahau berbentuk bog

(ombrotrophic) pada kondisi limnic (Anggayana dkk., 2012)

Air Tanah

29

Model khas pembentukan gambut Ombrotrophic (bog) pada kondisi Limnic (high moor) pada batubara Muara Wahau (Anggayana, K., Rahmad, B., dkk., 2012).

oxic (dry)Terestrial

anoxic (wet);Limnic

anoxic-oxic(wet-dry)TelmaticOxygenated water

Muka Air

Keseimbangan Tektonik dengan Pembentukan Gambut (dalam Kalkreuth, 1982)

30

SEDIMENTARY COVER SEDIMENTARY COVER

Pengertian Batubara: Batuan organik yang berasal dari rombakan tumbuhan yang mengalami pembusukan (proses biokimia/diagenesa), sehingga terjadi peningkatan kandungan karbon (C), nilai kalori, rank dan penurunan hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, (proses geokimia/metamorfosa); (dalam Stach, et al.,1982; Diessel, 1992; Taylor et al., 1998)

Pengertian Gambut: adalah batuan 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 75 % (berat ar) dan kandungan mineral lebih kecil dari 50 % dalam kondisi kering (proses biokimia/diagenesis) (dalam Stach, et al.,1982; Diessel, 1992; Taylor et al., 1998)

31

2. MIKROSKOPIS BATUBARA (MASERAL)

32

SUBSTANSI BATUBARA

33 (sumber Geoservice)

SUBSTANSI BATUBARA

34

Batubara

Moisture

Mineral Matter

Organic Matter

(sumber Geoservice)

35

Moisture

Mineral Matter

Volatile Matter

Fixed Carbon

Proximate

Moisture

Mineral Matter

Carbon

Hydrogen

Nitrogen

Sulfur

Oxygen

Ultimate

Moisture

Mineral Matter

Vitrinite

Liptinite

Inertinite

Maceral

GRUP SUBSTANSI BATUBARA (sumber PT. Geoservice)

Petrologi batubara • Petrologi batubara adalah ilmu yang mempelajari

komponen organik dan bukan organik pembentuk batubara.

• Untuk mempelajari petrologi batubara harus ditinjau dari dua aspek yaitu jenis dan derajat batubara.

• Jenis batubara berhubungan dengan jenis tanaman pembentuk batubara dan perkembangannya dipengaruhi oleh proses kimia dan biokimia selama proses penggambutan.

• batubara itu bukan suatu benda homogen, melainkan terdiri dari bermcam-macam komponen dasar bahan organik dan dinamakan maseral.

• Maseral terbagi menjadi 3 kelompok utama yaitu vitrinit, eksinit (liptinite) dan inertinit. Ketiga kelompok maseral tersebut dapat dibedakan dari kenampakan di bawah mikroskop, asal kejadian dan sifat-sifat fisik dan kimia yang dipunyai (Stach dkk, 1982 dan Bustin dkk, 1983).

MASERAL : • Secara mikroskopis bahan-bahan organik

pembentuk batubara disebut maseral (maceral), analog dengan mineral dalam batuan. Istilah ini pada mulanya diperkenalkan oleh Stopes (1935) untuk menunjukkan material terkecil penyusun batubara yang hanya dapat diamati di bawah mikroskop.

• Standart penamaan klasifikasi maseral : standart Jerman, International Commitee for Coal Petrology (ICCP) 1994; Standart Australia ASTM 2856 1986.

• Maseral dalam batubara dapat dikelompokkan dalam 3 (tiga) grup utama yaitu grup vitrinit, eksinit (liptinite), dan inertinit. Pengelompokkan ini didasarkan pada bentuk, morfologi, ukuran, relief, struktur dalam, komposisi kimia, warna pantulan, intensitas refleksi, dan tingkat pembatubaraannya.

Tabel Klasifikasi Maseral Batubara (AS 2856, 1986) semua peringkat batubara

GRUP MASERAL SUBGRUP MASERAL MASERAL

Vitrinit

Telovitrinit Textinit

Texto-ulminit Eu-ulminit Telocolinit

Detrovitrinit Atrinit

Densinit Desmocolonit

Gelovitrinit Corpogelinit Porigelinit Eugelinit

Liptinit

Sporinit Cutinit Resinit

Liptodetrinit Alginit

Suberinit Fluorinit

Exsudatinit Bituminit

Inertinit

Telo-Inertini Fusinit

Semifusinit Sclerotinit

Detro-Inertinit Inertodetrinit Micrinit

Gelo-Inertinit Macrinit

PEMBATUBARAAN VITRINITE; EXINIT; INERTINITE (Smith & Cook, 1980)

Karakteristik mikroskopis Seam Middle

42

Karakteristik mikroskopis Seam Middle Upper

43

Karakteristik mikroskopis Seam Middle Lower

44

3. CEKUNGAN DAN SEDIMENTASI BATUBARA DI KUTAI BASIN

45

Diagram of Kutai Basin stratigraphic correlation (Moss and Chambers, 1999)

The crustal composition underlies Kutei Basin showing relationship between Kutei Basin, Makassar Straits and West Sulawesi base-ments (Calvert, 1999).

• Pliocene (Meratus Uplift), Samarinda anticlinorium

• Late Miocene, eastward deltaic progradation (Syn-orogenic-Passive Margin)

• Early to late Miocene, sedimentation of the Bebuluhlimestone Fm and deltaic Pulau Balang Fm) (Syn-Orogenic-Passive Margin)

• Early Miocene (Interaction convergent), uplift of Central Kalimantan Mountain, started infill sediment on Lower Kutei Basin (Pamaluan) (Post Rift “Sag”)

• Boh Bed and Keham Haloq Fm are late Oligocene sediment syn rift

• Kutei Basin rifting (half graben) may have started in Middle Eocene to Early Oligocene

Inner to Middle Shelf

Paleoenvironment

Littoral Deltaic

Delta

Inner

to

Middle Shelf

Tectonostratigraphy

PALEOGENEPOST-

RIFTING

PALEOGENESYN-

RIFTINGBathyal

NEOGENESYN-

OROGENIC

PRE-RIFTING

Perkembangan Stratigrafi-Tektonik Cekungan Kutai mulai Paleogen hingga Neogen (Courtney, et al., 1991; Chambers, L.C.,1995)

Kerangka Cekungan Pengendapan Sedimen di Cekungan Kutai, melalui sistem Rifting di Selat Makasar

Pengendapan Batubara di Cekungan Kutai, melalui sistem Deltaik

Cekungan Pengendapan Batubara Neogen di Cekungan Kutai (Koesoemadinata,R.P., 2002).

Balikpapan Coal Bearing Formation (Middle – Late Miocene)

Pulau Balang Coal Bearing Formation (Early Miocene)

Keham Haloq and Batu Ayau Coal Bearing Formation (Eocene – Oligocene)

52

Sistem progradasi pengendapan deltaik Lower Kutai Basin (Allen et al., 1998)

Penampang progradasi sistem deltaik dan pengendapan batubara di lingkungan Delta Plain di Lower Kutai Basin (Allen et al., 1998)

A

B

B

A

53

(Foto Basuki Rahmad, 2014)

Fasies-Facies Delta Plain (Reading, 1982)

54

Siklus Progradasi Sistem Deltaik MENYEBABKAN: - Siklus progradasi sistim delta Cekungan Lower

Kutai (Sangatta Area) menghasilkan multiple seam batubara

- Gerak-gerak struktural berupa sesar naik dan sesar turun

55

4. SEDIMEN PEMBAWA BATUBARA

56

A B

Distributary Channel pada Model Pengendapan Coal Swamp di Delta Plain, Lower Kutai Basin (a) (Allen et al., 1998) and Sangatta Deltaik (b) Tipe endapan pembawa batubara: 1. Overbank deposits (coal swamp) 2. Splay deposits 3. Levee deposits 4. Channel deposits

B A

A B

a. b.

cross section


Jenis-jenis sedimen pembawa batubara

A B

58

Levee deposits Channel deposits

Channel deposits

Channel deposits

Channel deposits Channel deposits

Channel deposits Splay deposits Overbank deposits (swamp)

Sangata Seam

59 (Foto Basuki Rahmad, 1999)

Pembentukan splitting Middle Seam akibat migrasi channel secara lateral PIT Hatari (Rahmad, B., 2001, dalam Diessel, 1992) 60


(Foto Basuki Rahmad, 2014

5. GEOMETRI LAPISAN BATUBARA

61

GEOMETRI LAPISAN BATUBARA Gangguan sedimentasi - Washout - Splitting - Parting

62

Perkembangan Washout akibat pemotongan saluran sungai (channel)

63 (dalam Larry Thomas, 2002)

Washout

Pemotongan channel terhadap seam batubara A. Chanel Batupasir memotong roof seam batubara B. Channel batupasir dan rombakan batubara mengerosi seam batubara, C. Channel mudstone mengerosi seam batubara, D. Chanel batupasir, rombakan batubara, mudstone mengerosii seam batubara

( A ) ( B )

(D) (C)

64 (dalam Larry Thomas, 2002)

Pembentukan Splitting

Pembentukan splitting lapisan batubara akibat perubahan pergerakan sesar selama peng endapan gambut berlangsung.

65

(dalam Larry Thomas, 2002)

Splitting Seam Middle (Foto: Basuki Rahmad, 1999)

Endapan Channel

Endapan Overbank (SWAMP)

66

Bentuk-bentuk Splitting

• A. Simple Splitting, • B. Multiple splitting • C. Bentuk Splitting “Z” atau “S”

(A)

(B)

(C)

67

(dalam Larry Thomas, 2002)

STRUKTUR GEOLOGI PADA GEOMETRI LAPISAN BATUBARA

1. SYN-DEPOSITIONAL: Gabungan akumulasi ketebalan sedimen dan kecepatan penurunan cekungan menyebabkan ketidak stabilan terutama di bagian tepi cekungan. Akibat adanya struktur pembebanan ketika sedimen masih dalam bentuk fluida, menyebabkan sedimen pembawa batubara terlihat berbentuk struktur slumping, ciri lain seperti: injeksi sedimen ke dalam lapisan bagian atas dan bawah (klastik dike) maka akan membentuk: I. Struktur Mikro

a. Injeksi fluida sedimen dan batubara b. Lipatan Mikro dan pelengkungan batubara c. Sesar-sesar minor di bottom batubara d. Zona milonite di litologi shale II. Struktur Makro: a. Struktur Slump b. Growth Fold c. Growth Fault : Thrust Fault, Reverse Fault

2. POST DEPOSITIONAL : kekar, sesar-sesar normal, lipatan

68

Zona Milonit (Shale)

Pelengkungan Batubara

Injeksi Batubara

Pelengkungan batubara, injeksi batubara dan zona milonit (shale) akibat struktrur pembebanan.


Minor Fold

Zona Milonit (shale) Kontak Bidang Diskontinuitas

Lipatan minor dan zona milonite (shale) akibat struktur pembebanan


Seam O

Bottom

Floor Batupasir Sesar-sesar minor

Kenampakan Floor Batubara akibat struktur pembebanan, tampak sesar-sesar minor di bagian bottom.


TERIMAKASIH

72

geologi_batubara

Documents