GEOLOGI BATUBARA

Batubara adalah batuan yang bersifat karbon berbentuk padat, rapuh,

berwarna coklat tua sampai hitam, dapat terbakar, yang terjadi akibat perubahan

atau pelapukan tumbuhan secara kimia dan fisika (dalam “Kamus Pertambangan,

Teknologi dan Pemanfaatan Batuabara”, Silalahi, 2002).

Pengertian geologi batubara oleh Schoft (1956) dan Bustin, dkk (1983)

(dikutip dari Rahmad, B., 2001) lebih spesifik mendefinisikan batubara sebagai

bahan atau batuan yang mudah terbakar, mengandung lebih dari 50% hingga 70%

volume kandungan karbon yang berasal dari sisa-sisa material tumbuhan yang

terakumulasi dalam cekungan sedimentasi dan mengalami proses perubahan kimia

dan fisika, sebagai reaksi terhadap pengaruh pembusukan bakteri, temperatur,

tekanan dan waktu geologi.

Pembentukan batubara berasal dari sisa-sisa tumbuhan yang sudah

menjadi fosil dan mengendap selama jutaan tahun. Tahapan pembentukan:

Lapisan tumbuhan menyerap air dan tertekan, membentuk materi cokelat

berpori yang disebut gambut.

Lapisan sedimen lain menumpuk di atas gambut, menguburnya makin dalam.

Tekanan dan panas tinggi mengubah gambut menjadi batu bara cokelat

(lignit).

Panas dan tekanan yang lebih besar mengubah lignit menjadi batu bara hitam

yang halus (bitumen).

Bitumen akhirnya menjadi batu bara yang lebih keras dan berkilau (antrasit).

GENESA BATUBARA

Batubara terbentuk dengan cara yang sangat komplek dan memerlukan

waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) di bawah pengaruh

fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Untuk memahami bagaimana

batubara terbentuk, perlu diketahui dimana batubara terbentuk, faktor-

faktor yang mempengaruhinya, dan bentuk lapisan batubara. Ada dua macam

teori mengenai tempat terbentuknya batubara, yaitu:

1. Teori Insitu

Teori ini mengatakan bahwa batubara terbentuk ditempat

dimana tumbuhan pembentuk lapisan batubara itu berada. Dengan

demikian maka setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses

transportasi segera tertutup oleh lapisan sedimen dan mengalami proses

coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai

penyebaran luas dan merata, kualitasnya lebih baik karena kadar abunya

relatif kecil. Batubara yang terbentuk seperti ini contohnya adalah yang

terdapat di Muara Enim (Sumatera Selatan).

2. Teori Drift

Teori ini menyebutkan bahwa batubara terbentuk di

tempat yang berbeda dengan tempat tumbuhnya tumbuhan pembentuk

lapisan batubara itu. Dengan demikian tumbuhan yang telah mati diangkut

oleh media air dan berakumulasi di suatu tempat, tertutup oleh batuan

sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang

terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran tidak luas,

tetapi dijumpai di beberapa tempat, kualitas kurang baik karena

banyak mengandung material pengotor yang terangkut bersama selama

proses pengangkutan dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi.

Batubara yang terbentuk seperti ini di contohnya adalah lapisan batubara

di delta Mahakam purba (Kalimantan Timur).

Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap dimana sisa-sisa

tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi bebas oksigen (anaerobik)

di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air

pada kedalaman 0,5 - -[10 meter. Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan

unsur H, N, O, dan C dalam bentuk senyawa CO2, H2O, dan NH3 untuk menjadi

humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah menjadi gambut

(Stach, 1982, op cit Susilawati 1992).

Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan gabungan proses biologi,

kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang

menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari

gambut (Stach, 1982, op cit Susilawati 1992). Pada tahap ini prosentase karbon

akan meningkat, sedangkan prosentase hidrogen dan oksigen akan berkurang

(Fischer, 1927, op cit Susilawati 1992). Proses ini akan menghasilkan batubara

dalam berbagai tingkat kematangan material organiknya mulai dari lignit, sub

bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit, hingga meta antrasit.

FAKTOR PEMBENTUKAN BATUBARA

1. Akumulasi Sisa Tumbuhan-Tumbuhan (Bahan Organik)

Akumulasi sisa tumbuh-tumbuhan dapat secara  insitu maupun hasil hanyutan

(allochotonous), namun akumulasi ini harus terdapat dalam jumlah yang cukup

besar dan terletak pada daerah yang digenangi oleh air, yang mana nantinya dapat

dijadikan daerah pengendapan bagi batuan sedimen klastik. Keadaan ini dapat

dicapai dari produksi tumbuhan yang tinggi, penimbunan secara perlahan dan

menerus yang diikuti dengan penurunan dasar cekungan secara perlahan. Produksi

tumbuhan yang tinggi terdapat pada iklim tropis dan sub tropis, sedangkan

penimbunan secara perlahan dan menerus hanya terjadi dalam lingkungan paralik

dan limnik, yang memiliki kondisi tektonik relatif stabil.

2. Bakteri dan Organisme Tingkat Rendah Lain

Merupakan faktor yang menyebabkan perubahan sisa tumbuhan-tumbuhan

menjadi bahan pembentuk gambut (peat). Kegiatan bakteri dan organisme tingkat

rendah lain akan merusak akumulasi sisa tumbuh-tunbuhan yang telah ada dan

merubahnya menjadi bahan pembentuk gambut berupa massa berbentuk agar-agar

(gel), yang kemudian terakumulasi menjadi gambut.

3. Temperatur

Temperatur panas terbentuk oleh timbunan sedimen diatas lapisan batubara

dan gradien panas bumi. Efek panas dari faktor ini menimbulkan proses kimia

dinamis (geokimia) yang mampu manghasilkan perubahan fisik dan kimia, dalam

hal ini merubah gambut menjadi berbagai jenis dan peringkat batubara. Proses ini

merupakan tahap kedua pada proses pembatubaraan (coalification). Selain panas

yang dihasilkan karena timbunan sedimen diatas lapisan batubara dan gradien

panas bumi, juga dapat dihasilkan oleh adanya intrusi batuan beku, sirkulasi

larutan hidrotermal dan struktrur geologi.

4. Tekanan

Tekanan sangat penting sebagai penghasil panas, namun juga dapat membantu

melepaskan unsur-unsur zat terbang dari lapisan batubara, yang dikenal sebagai

proses devolatilisasi.     Proses ini akan lebih efektif apabila lapisan batuan

diatasnya bersifat permeabel dan porous, sehingga batubara yang berada pada

lapisan batupasir akan mengalami proses devolatilisasi yang lebih efektif

dibandingkan lapisan batulempung.

5. Waktu Geologi – keseimbangan lama waktu geologi panas, dan tekanan,

semakin tinggi peringkatnya

CEKUNGAN BATUBARA

Cekungan batubara adalah akibat tekanan yang dialami oleh formasi batuan

yang lebih tua yang telah mengandung endapan batubara. Cekungan batubara

yang besar dapat mencakup ribuan Km2 lapangan batubara.

Lapisan batubara tebal merupakan deposit batubara yang mempunyai nilai

ekonomis tinggi. Salam satu syarat yang dapat membentuk lapisan batubara tebal

adalah apabila terdapat suatu cekungan yang oleh karena adanya beban

pengendapan bahan-bahan pembentuk batubara di atasnya mengakibatkan dasar

cekungan tersebut turun secara perlahan-lahan.

Cekungan ini umumnya terdapat didaerah rawa-rawa (hutan bahaku) di tepai

pantai. Dasar cekungan yang turun secara perlahan-lahan dengan pembentukan

batubara memungkinkan permukaan air laut akan tetap dan kondisi rawa stabil.

Apabila karena proses geologi dasar cekungan turun secara cepat, maka air laut

akan masuk ke dalam cekungan sehingga mengubah kondisi rawa menjadi kondisi

laut. Akibatnya di atas lapisan pembentuk batubara akan terendapkan lapisan

sedimen laut antara lain batugamping. Pada tahap selanjutnya akan terjadi kembali

pengendapan batulempung yang memungkinkan untuk kembali terbentuk kondisi

rawa. Proses selanjutnya akan terkumpul dan terendapkan bahan-bahan

pembentuk batubara (sisa tumbuhan) di atas lapisan batulempung. Demikian

seterusnya sehingga terbentuk lapisan batubara dengan diselingi oleh lapisan

antara yang berupa batugamping dan batulempung. Tidak jarang dijumpau lapisan

batubara sering terbentuk lapisan antara yang berupa batulempung yang disebut

sebagai clay band atau clay parting.

LINGKUNGAN PENGENDAPAN BATUBARA

Diessel (1992) mengemukakan terdapat 6 lingkungan pengendapan

utama pembentuk batubara yaitu gravelly braid plain, sandy braid plain,

alluvial valley and upper delta plain, lower delta plain, backbarrier strand

plain, dan estuary. Tiap lingkungan pengendapan mempunyai asosiasi dan

menghasilkan karakter batubara yang berbeda.

Environment Subenvironment Coal Characteristics

Gravelly braid

plain

Bars, channel, overbank

plains, swamps, raised bogs

mainly dull coals, medium

to low TPI, low GI, low

sulphur

Sandy braid plain Bars, channel, overbank

plains, swamp, raised bogs,

mainly dull coals, medium

to high TPI, low to medium

GI, low sulphur

Alluvial valley

and upper delta

plain

channels, point bars,

floodplains and basins,

swamp, fens, raised bogs

mainly bright coals, high

TPI, medium to high GI,

low sulphur

Lower delta plain Delta front, mouth bar, splays,

channel, swamps, fans and

marshes

mainly bright coals, low to

medium TPI, high to very

high GI, high sulphur

Backbarrier

strand plain

Off-, near-, and backshore,

tidal inlets, lagoons, fens,

swamp, and marshes

transgressive : mainly bright

coals, medium TPI, high GI,

high sulphur

regressive : mainly dull

coals, low TPI and GI, low

sulphur

Estuary channels, tidal flats, fens and

marshes

mainly bright coal with high

GI and medium TPI

Proses pengendapan batubara pada umunya berasosiasi dengan

lingkungan fluvial flood plain dan delta plain. Akumulasi dari endapan sungai

(fluvial) di daerah pantai akan membentuk delta dengan mekanisme pengendapan

progradasi (Allen & Chambers, 1998).

Lingkungan delta plain merupakan bagian dari kompleks pengendapan

delta yang terletak di atas permukaan laut (subaerial). Fasies-fasies yang

berkembang di lingkungan delta plain ialah endapanchannel, levee, crevase, splay,

flood plain, dan swamp. Masing-masing endapan tersebut dapat diketahui dari

litologi dan struktur sedimen.

Endapan channel dicirikan oleh batupasir dengan struktur sedimen cross

bedding, graded bedding, paralel lamination, dan cross lamination yang berupa

laminasi karbonan. Kontak di bagian bawah berupa kontak erosional dan terdapat

bagian deposit yang berupa fragmen-fragmen batubara dan plagioklas. Secara

lateral endapan channel akan berubah secara berangsur menjadi endapan flood

plain. Di antara channel dengan flood plain terdapat tanggul alam (natural levee)

yang terbentuk ketika muatan sedimen melimpah dari channel.

Endapan levee yang dicirikan oleh laminasi batupasir halus dan batulanau dengan

struktur sedimen ripple lamination dan paralel lamination.

Pada saat terjadi banjir, channel utama akan memotong natural levee dan

membentuk crevase play. Endapan crevase play dicirikan oleh batupasir halus –

sedang dengan struktur sedimen cross bedding, ripple lamination, dan bioturbasi.

Laminasi batupasir, batulanau, dan batulempung juga umum ditemukan. Ukuran

butir berkurang semakin jauh dari channelutamanya dan umumnya

memperlihatkan pola mengasar ke atas.

Endapan crevase play berubah secara berangsur ke arah lateral menjadi

endapan flood plain. Endapan flood plain merupakan sedimen klastik halus yang

diendapkan secara suspensi dari air limpahan banjir. Endapan flood plain dicirikan

oleh batulanau, batulempung, dan batubara berlapis.

Endapan swamp merupakan jenis endapan yang paling banyak membawa

batubara karena lingkungan pengendapannya yang terendam oleh air dimana

lingkungan seperti ini sangat cocok untuk akumulasi gambut.

Tumbuhan pada sub-lingkungan upper delta plain akan didominasi oleh

pohon-pohon keras dan akan menghasilkan batubara yang blocky. Sedangkan

tumbuhan pada lower delta plai didominasi oleh tumbuhan nipah-nipah pohon

yang menghasilkan batubara berlapis (Allen, 1985).

http://ayobelajargeologi.blogspot.co.id/2012/01/batubara.html

https://geologidokterbumi.wordpress.com/kuliah/geologi-batubara/