CARA TERBENTUKNYA BATUBARA

Komposisi kimia batubara hampir sama dengan ko,posisi kimia jaringan

tumbuhan, keduanya mengandung unsure utama yang terdiri dari unsur C, H, O, N, S, P.

Batubara terbentuk dari jaringan tumbuhan yang telah mengalami proses

pembatubaraan (coalification). Apabila jaringan tumbuhan dibakar dalam suasana

reduksi, yaitu dengan cara sesudah jaringan tumbuhan disulut dengan api, kemudian di

atas tumpukkan ditutup tanah agar tidak berhubungan dengan udara luar (atau dengan

kata lain agar jaringan tumbuhan tidak terbakar), maka jaringan tumbuhan (umum disebut

sebagai kayu), akan menjadi arang kayu. Makin keras kayu yang dipergunakan sebagai

bahan baku,arang kayu yang dihasikan mutunya semakin baik. Komposisi kimia utama

arang kayu serupa dengan komposisi kimia utama batubara. Perbedaannya, arang kayu

dapat dibuat sebagai hasil rekayasa dan inovasi manusia, selama jangka waktu yang

pendek, sedang batubara terbentuk oleh proses alam , selama jangka waktu ratusan

hingga ribuan tahun.

Di dalam mempelajari cara terbentuknya batubara dikenal 2 teori yaitu teori

insitu dan teori drift (Krevelen, 1993). Teori insitu menjelaskan, tempat dimana batubara

terbentuk sama dengan tempat terjadinya proses coalification dan sama pula dengan

tempat dimana tumbuhan tersebut berkembang. Oleh sebab itu beberapa penciri yang

dapat dipergunakan untuk mengetahui berlakunya teori insitu pada suatu daerah tambang

batubara antara lain didapatkannya getah tumbuhan yang telah mengeras (membatu),

dalam istilah geologi disebut Harz (istilah setempat dikenal sebagai dammar

selo/gandarukem). Warna Harz, kuning-tua sampai kuning kehitaman, relative lunak

dibandingkan dengan kekerasan kuku manusia, dan mudah digerus menjadi butir-butir

halus , apabila dibakar berbau sepeti kemenyan.

Teori drift menjelaskan, bahwa endapan batubara yang terdapat pada cekungan

sedimen berasal dari tempat lain, dengan kata lain tempat terbentuknya batubara berbea

dengan tempat tumbuhan semua berkembang kemudian mati. Penyebaran batubara

dengan konsep teori drift, mungkin luas ataupun sempit, tergantung pada luas cekungan

sedimentasi.

1

A. FAKTOR YANG BERPENGARUH

Cara terbentuknya batubara melalui proses yang sangat panjang dan lama,

disamping dipengaruhi faktor alamiah yang tidak mengenal batas waktu, terutama

ditinjau dari segi fisika, kimia ataupun biologis.

Secara rinci, hal-hal tersebut diatas diuraikan lebih lanjut sebagai berikut :

1. Posisi Geoteknik

posisi geoteknik adalah letak suatu tempat yang merupakan cekungan

sedimentasi yang keberadaannya dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik lempeng.

Kejadian ini juga akan berpengaruh pada penyebaran batubara yang terbentuk.

2. Keadaan topografi daerah

Daerah tempat tumbuhan berkembang baik, merupakan daerah yang

relative tersedia air. Oleh karenanya tempat tersebut mempunyai topografi yang

relative lebih rendah dibandingkan daerah-daerah yang mengelilinginya. Makin

luas daerah dengan topografi relative rendah,makin banyak tanaman yang tumbuh

sehingga makin banyak bahan pembentuk batubara. Hal ini merupakan salah satu

faktor yang mengakibatkanpenyebaran batubara berbentuk seperti lensa.

3. Iklim daerah

Iklim berperan penting dalam pertumbuhan tanaman. Di daerah beriklim

tropis dengan curah hujan silih berganti sepanjang tahun, disamping tersedianya

sinar matahari sepanjang waktu, merupakan tempat yang cukup baik untuk

pertumbuhan tanaman. Kebanyakan luas tanaman yang keberadaannya sangat

ditentukan oleh iklim akan menentukan penyebaran dan ketebalan batubara yang

nantinya akan terbentuk.

4. Proses penurunan cekungan sedimentasi

Cekungan sedimentasi yang ada di alam bersifat dinamis, artinya dasar

cekungannya akan mengalami proses penurunan atau pengangkatan. Makin

sering dasar cekungan sedimentasi mengalami proses penurunan, batubara yang

terbentuk akan makin tebal.

2

5. Umur geologi

Zaman karbon (± 350 tahun yang lalu) diyakini merupakan awal

munculnya tumbuh-tumbuhan didunia untuk pertama kali. Sejalan dengan proses

tektonik yang terjadi didunia selama sejarah geologi berlangsung, luas daratan

tempat tanaman hidup dan berkembang biak, telah mengalami proses

coalification cukup lama, sehingga mutu batubara yang dihasilkan sangat baik.

Jenis batubara ini umumnya terdapat di daerah benua seperti Australia, Asia,

Afrika, Eropa dan Amerika.

Makin tua lapisan batuan sedimen yang mengandung batubara, makin

tinggi rank batubara yang akan diperoleh.

6. Jenis tumbuh-tumbuhan

Batubara yang terbuat dari tanaman keras dan berumur tua akan lebih baik

dibandingkan dengan batubara yang terbentuk dari tanaman berbentuk semak dan

hanya berumur bermusimPeat, dikenal pulau sebagai gambut yang didapatkan

dikedua pulau tersebut terbentuk dari tanaman semak dan rumput yang dikenal

merupakan jenis batubara rank rendah. Jadi dapat disimpulkan makin tinggi

tingkat tumbuhan (dalam sistematika taksonomi) dan makin tua umur tumbuhan

tersebut apabila mengalami proses coalification akan menghasilkan batubara

dengan kualitas baik.

7. Proses dekomposisi

Proses dekomposisi pada tumbuhan merupakan bagian dari transpormasi

biokimia pada bahan organik. Tahap awal dalam pembentuk batubara adalah

proses pembentukan gambut dimana tumbuhan mengalami perubahan fisik dan

kimia. Anaerombic adalah jenis bakteri yang bekerja dalam suasana tanpa

oksigen , menghancurkan bagian lunak dari tumbuhan seperti cellulosa,

protoplasma dan karbohidrat. Proses tersebut membuat kayu berubah menjadi

lignit, bitumina.Kecepatan pembentukan gambut tergantung pada kecepatan

perkembangan tumbuhan dan proses pembusukan.

3

8. Sejarah setelah pengendapan

Bahwa semakin dekat posisi cekungan sedimentasi terhadap posisi

geoteknik yang selalu dinamis akan mempengaruhi perkembangan batubara dan

cekungan letak batubara berada . apabila roses dinamika geoteknik

memungkinkan terbentuknya pelipatan pada lapisan batuan yang mengandung

batubara dan pensesaran maka akan mempercepat terbentuknya batubara dengan

rang yang lebih tinggi proses ini akan dipercepat apabila dalam cekungan atau

berdekatan dengan cekungan tempat batubara tersebut berada terjadi proses

intrusi magmatis. Panas yang ditimbulkan selama terjadi proses perlipatan,

pensesaran ataupun proses intrusi magmatis akan memeprcepat terjadinya proses

coalification atau pemuliaan batubara

9. Struktur geologi cekungan

Batuan sedimen merupakan bagian kulit bumi akan mengalami deformasi

akibat gaya tektonik cekungan akan mengalami deformasi lebih hebat apabila

cekungan tersebut berada dalam satu sistem geatiklin atau geosiklin. Akibat gaya

tektonik yang terjadi pada waktu – waktu tertentu, batubara bersama dengan

batuan sedimen merupakan pelapisan diantaranya akan akan terlipat dan

tersesarkan . Prosesperlipatan dan pensesaran tersebut akan menghasilkan panas.

Panas yang dihasilkan akan berpengaruh pada prosesmetamorfosis batubara, dan

batubara akan menjadi lebih keras dan lapisannya terpatah – patah. Makin banyak

perlipatan dan persesaran terjadi di dalam cekungan sedimentasi yang

mengandung batubara secara teoritis akan meningkatkan mutu batubara. Oleh

sebat itu,pencarian batubara bernutu baik, di arahkan pada daerah geosiklin atau

geatiklin, karena dikedua daerah tersebut diyakini kegiatan tektonik berjalan

cukup insentif.

10. Metamorfosa organik

Tingkat kedua dalam proses pembentukan batubara adalah penimbunan

atau penguburan oleh sedimen baru. Apabila telah terjadi proses penimbunan,

proses degradasi biokimia tidak berperan lagi tetapi mulai digantikan dan

didominasi oleh proses dinamokimia. Proses ini menyebabkan terjadinya

perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai mutu. Selama proses ini

4

terjadi pengurangan air lembab, oksigen dan senyawa kimia lainnya CO,CO2 dan

CH serta gas lainnya. Di lain pihak terjadi pertambahan prosentase karbon (C),

belerang (S) dan kandungan abu. Peningkatan mutu batubara sangat ditentukan

oleh faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat diakibatkan oleh lapisan sedimen

penutup yang tebal tau karena tektonik. Waktu ditunjukkan bila bahan utama

pembentuk batubara mulai bergradasi. Makin lama selang waktu semenjak saat

mulai bergradasi hingga berubah menjadi batubara , makin baik mutu batubara

yang diperoleh. Faktor – faktor tersebut mengakibatkan bertambahnya tekanan

dan percepatan proses metamorfosa organik. Proses ini akan mengubah gambut

menjadi betubara sesuai dengan perubahan kimia fisika dan tampak pula pada

saat optiknya.

Dari uraian tersebut di atas nyata bahwa paling tidak terdapat sepuluh

perameter yang berpengaruh dalam pembentukan batubara. Untuk menentukan

faktor mana yang paling berpengaruh hanya mungkin dapat diinterpresentasikan

berdasarkan atas data / gejala / kenampakan yang dijumpai dilapangan tempat

batubara tersebut ditambang. Jadi diantara masing – masing parameter tersebut

saling berinteraksi satu sama lain.

B. BERBAGAI BENTUK LAPISAN BATUBARA

Bahwa hasil data dari kegiatan ekspolasi tidak menjamin kemberadaan batubara

dilapangan baik setelah dilakukan pengeboran inti (couring) diperoleh core batubara yang

menerus hingga ratusan meter. Sesudah dilakukan rekonstruksi struktur geologi dari hasil

pemetaan geologi berdasarkan atas singkapan batubara di lapangan diketahui bahwa

lapisan batubara tempat pemboran dilakukan telah mengalami perubahan kedudukan

lapisan yang semula miring menjadi tegak akibat dari tektonik yang berpengaruh di

daerah tersebut dan mungkin saja batubara yang ada menjadi menipis dan lama – lama

hilang.

Dari hasil pengamatan pada singkapan batubara yang diperoleh dilapangan

dikombinasikan dengan hasil pemboran eksplorasi akan dapat diketahui berbagai macam

bentuk lapisan batubara yang ada diantara lapisan batuan sedimen. Dari fenomena yang

terjadi dianjurkan memadukan semua data geologi yang diperoleh dari hasil pemboran ini

5

interpretasi geologi akan mendekati keadaan sebenarnya walau pun tidak mungkin

menjamin seratus persen.

Mencermati berbagai bentuk lapisan batubara dikenal beberapa tipe antara lain

sebagai berikut :

1. Bentuk Horse Back

Bentuk ini dicirikan oleh lapisan batubara dan lapisan batuan sedimen yang

menutupinya melengkung keatas yang berakibat adnya gaya kompresi, tingkat

pelengkungan sangat ditentukan oleh besaran gaya kompresi. Tingkat pelengkungan

sangat ditentukan oleh besarnya gaya kompresi makin kuat gaya kompresi yang

berpengaruh makin besar tingkat pelengkungannya kearah lateral lapisan batubara

mungkin akan sama tebalnya atau menjadi lebih tipis. Kenampakan ini akan dapat dilihat

langsung pada singkapan lapisan batubara yang tampak dijumpai dilapangan ( dalam

skala kecil) atau dapat diketahui dari hasil rekonstruksi beberapa lubang pemboran

eksplorasi pada saat dilakukan coring secara sistematis. Akibat dari pelengkungan ini

lapisan batubara terlihat pecah – pecah akibat batubara menjadi kurang kompak.

Pengaruh air hujan yang selanjutnya menjadi air tanah akan mengakibatkan sebagian

butiran batuan sedimen yang terletak diatasnya bersama air tanah akan masuk diantara

rekahan lapisan batubara . kejaian ini akan mengakibatkan apabila batubara tersebut

ditambang batubara mengalami pengotoran (kontaminasi) dalam bentuk butiran – butiran

batuan sedimen sebagai kontaminan anorganik sehingga batubara menjadi tidak bersih.

Keberadaan pengotor ini tidak diinginkan apabila batubara tersebut akan dipergunakan

sebagai bahan bakar. Pada gambar dibawah ini tampak lapisan batubara berbentuk Horse

Back.

6

Gambar 2.1. Pelapisan Batubara Bentuk Horse Back

2. Bentuk Pinch

Bentuk ini diceritakan oleh lapisan batubara yang menipis dibagian tengah. Pada

umumnya bagian bawah lapisan batubara bentuk ini merupakan batuan yang plastis

misalnya batu lempung sedang bagian atas dari lapisan batubara secara setempat -

setempat ditutupi oleh batupasir yang secara lateral merupakan pengisian suatu alur.

Sangat dimungkinkan bentuk pinch ini bukan merupakan penampakan tunggal melainkan

merupakan penampakan yang berulang – ulang ukuran bentuk pinch bervariasi dari

beberapa meter sampai puluhan meter (lihat gambar 2.2). dalam proses penambangan

batubara batupasir yang mengisi pada alur – alur tersebut tidak terhindarkan ikut tergali

sehingga keberadaan fragmen – fragmen batupasir tersebut juga dianggap sebagi

pengotor organik. Keberadaan pengotor ini tidak diinginkan apabila batubara tersebut

akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Gambar 2.2 Pelapisan Batubara Bentuk Pinch

3. Bentuk Clay Vein

Bentuk ini teradi apabila diantara 2 bagian (secara lateral) endapan batubara

terdapat urat lempung ataupun pasir. Bentukan ini terjadi apabila pada satu seri endapan

batubara mengalami petahan dan diantara 2 bidang patahan tersebut yang merupakan

rekahan terbuka terisi oleh lempung ataupun pasir. Apabila batubaranya ditambang

bentuk Clay Vein dipastikan ikut tergali dan merupakan pengotor anorganik yang tidak

diinginkan (lihat gambar 2.3.). pengotor ini harus dihilangkan apabila batubaranya

tersebut akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

7

Gambar 2.3. Pelapisan Bantubara Berbentuk Clay Vein

4. Bentuk Burried Hill

Bentuk ini terjadi apabila di daerah batubara terbentuk terdapat suatu kulminasi

seolah – oleh lapisan batubaranya seperti “ terintrusi “. Sangat dimungkinkan lapisan

batubara pada bagian yang “ teritrusi “ menjadi menipis atau hampir hilang sama sekali.

Bentukan “intrusi” mempunyai ukuran dari bebrapa meter sampai puluhan meter ( lihat

gambar 2.4. ). Data hasil pemboran inti pada saat eksplorasi akan banyak membantu

dalam menentukan dimensi bentukan tersebut. Apabila bentukan “ intrusi” tersebut

merupakan batuan beku pada saat proses penambangan dapat dihindarkan tetapi apabila

bentukan tersebut merupakan tubuh batupasir dalam proses penambangan sangat

dimungkinkan akan ikut tergali. Oleh sebab itu ketelitian dalam perencanaan

penambangan sangat diperlukan agar fragmen – fragmen batuan “ intrusi” tersebut dalam

batubara yang dihasilkan dari kegiatan penambangan dapat dikurangi sehingga

keberadaan pengotor anorganik tersebut jumlahnya dapat diperkecil.

8

Gambar 2.4. Pelapisan Batubara Berbentuk Burried Hill

5. Bentuk Fault (Patahan)

Bentuk ini terjadi apabila didaerah endapan batubara mengalami beberapa seri

patahan. Apabila hal ini terjadi akan mempersulit dalam melakukan perhitungan

cadangan batubara. Hal ini disebabkan telah terjadi pergeseran perlapisan batubara

kearah vertikal. Dalam melaksanakan eksplorasi batubara di daerah yang

memperlihatkan banyak gejala patahan, diperlukan tingkat ketelitian yang tinggi, tidak

dibenarkan hanya berpedoman pada hasil pemetaan geologi permukaan saja. Oleh sebab

itu disamping kegiatan pemboran inti akan lebih baik apabila ditunjang oleh data hasil

penelitian geofisika. Dengan demikian rekonstruksi perjalanan lapisan batubara dapat

diikuti dengan batubara hasil interpretasi dari data geofisika. Apabila patahan – patahan

secara seri didapatkan keadaan batubara pada daerah patahan akan ikut hancur. Akibatnya

keberadaan kontaminan anorganik pada batubara tidak terhindarkan. Makin banyak

patahan yang terjadi pada satu seri sedimentasi endapan batubara makin banyak

kontaminan anorganik terikut pada batubara pada saat ditambang .

Gambar 2.5. Pelapisan Batubara Berbentuk Fault

6. Bentuk Fold (Perlipatan)

Bentuk ini terjadi apabila di daerah endapan batubara didapatkan mengalami

prooses tektonik hingga terbentuk perlipatan . perlipatan tersebut dimungkinkan masih

dalam bentuk sederhana, misalnya bentuk antiklin atau bentuk siklin, atau sudah

merupakan kombinasi dari kedua bentuk tersebut pada lapangan batubara yang sangat

luas , bentu – bentuk tersebut dapat berupa sinklinorium ataupun antiklinnorium (lihat

9

gambar 2.6). lapisan batubara berbentuk Fold memeberi petunjuk awal pada kita bahwa

batubara yang terdapat didaerah tersebut telah mengalami proses Coalification relatif

lebih sempurna akibatnya batubara yang diperoleh kualitasnya relatif lebih baik. Sering

kali terjadi lapisan batubara bentuk Fold berasosiasi denga lapisan batubara bentuk Fould.

Dalam melakukan eksporasi batubara didaerah yang banyak perlipatan dan patahan

kegiatan pemboran inti perlu mendapat priioritas utama agar ahli geologi mampu

membuat rekonstruksi struktur dalam usaha menghitung jumlah cadangan batubara.

Gambar 2.6. Pelapisan Batubara Berbentuk Fold

C. TERBENTUKNYA LAPISAN BATUBARA TEBAL

Lapisan batubara tebal merupakan endapan batubara yang mempunyai nilai

ekonomi tinggi. Salah satu syarat agar terbentuk lapisan batubara tebal adalah apabila

cekungan sedimentasi pada awalnya batubara terbentuk dasar cengungan mengalami

proses tektonik dan mengalami penurunan dasar cekungan sedimentasi . peristiwa ini

selalu terjadi pada cekungan sedimentasi yang dinamis artinya dasar cekungan

sedimentasi selalu mengalami proses penurunan lebih dominan dibandingkan dengan

proses pengangkatan. Terjadinya proses penurunan dasar cekungan sedimentasi selalu

diikuti oleh semakin bertambah luasnya pinggiran cekungan sedimentasi selalu diikuti

oleh semakin bertambah luasnya pinggiran cekungan sedimentasi selalu diikuti oleh

semakin bertambah luasnya pinggiran cekunga sedimentasi. Keadaan ini akan berakibat

semakin luasnya lahan yang merupakan sumber bahan baku pembentuk batubara yaitu

tumbuh – tumbuhan. Oleh sebab itu penambahan kedalaman cekungan sedimentasi

selalu diikuti dengan penambahan luas lahan tumbuh – tumbuhan.

Salah satu ciri lapangan yang dapat dipergunakan untuk mengetahui

kemungkinan suatu daerah terdapat batubara tebal antara lain adalah apabila diantara

lapisan batubara yang relatif tebal kurang lebih 5 meter terdapat lapisan antara dalam

10

bentuk batu lempung tipis dikenal sebagai Clay band atau clay pating. Keberadaan

lapisan batubara yang selalu berselang – seling dengan clay band, merupakan faktor

pengenal dilapangan untuk mengatakan didaerah tersebut kemungkinan besar didapatkan

lapisan batubara tebal. Kadang – kadang diantara lapisan batubara terdapat lapisan batu

gamping . keberadaan lapisan batu gamping ini menunjukkan bahwa cekungan batubara

tersebut pernah berhubungan dengan laut. Sifat cekungan batubara yang demikian

banyak didapatkan dilapangan batubara Kalimantan antara lain Tenggarong , Samarinda

dan Balikpapan. Batubara yang terdapat di Taman Nasional Bukit Suharto, merupakan

contoh lapangan batubara dengan alpisan tebal.

D. REAKSI PEMEBENTUKAN BATUBARA

Batubara terbentuk dari sisa – sisa tumbuhan yang sudah mati, dengan komposisi

utama terdiri dari cellulosa. Proses pemebntukan batubara dikenal sebagai proses

pembatubaraan atau coalification. Faktor fisika dan kimia yang ada di alama akan

mengubah cellulosa menjadi lignit, subbitumina, bitumina atau antrasit. Reaksi

pembentukan batubara dapat diperlihatkan sebagai berikut :

5 ( C6 H10 O5 ) C20 H22 + 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO

Cellulosa lignit gas metan

Keterangan :

Cellulosa (senyawa organik), merupakan senyawa pembentuk batubara

Unsur C lignit jumlahnya relatif lebih sedikit dibandingkan jumlah unsur C pada

bitumina, semakin banyak unsur C pada lignit semakin baik kualitasnya

Unsur H pada lignit jumlahnya relatif banyak dibandingkan jumlah unsur H pada

bitumina . semakin banyak unsur H pada lignit semakin rendah kualitasnya

Senyawa gas metas (CH4) pada lignit jumlahnya relatif lebih sedikit

dibandingkan dengan pada bitumina. Semakin banyak CH4 lignit semakin baik

kualitasnya.

Gas metana yang terbentuk selam proses coalification akan masuk ke dalam celah

– celah vein batu lempung , dan ini sangat berbahaya. Apabila lapisan lignitnya

tersingkat dipermukaan tanah , gas akan keluar dan apabila temperatur udara luar

meningkat akan terjadi kebakaran. Apabila lignit masih berada didalam tanah diantara

11

lapisan batubara , dan padanya terjadi peningkatan temperatur, gas akan keluar secara

mendadak dan terjadilah ledakan. Oleh karena itu mengatahui bentuk endapan batubara

dapat membantu menentukan cara penanganan yang tepat . selain itu juga dapat

mencegah terjadinya ledakan yang berarti mampu meningkatkan keselamatan kerja.

12