studi awal karakteristik batuan beku vulkanik di …digilib.unila.ac.id/54942/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
STUDI AWAL KARAKTERISTIK BATUAN BEKU VULKANIK DI
KABUPATEN PESISIR BARAT PROVINSI LAMPUNG
Skripsi
Oleh
Ipruddin Ependi
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
i
ABSTRAK
STUDI AWAL KARAKTERISTIK BATUAN BEKU VULKANIK
DIKABUPATEN PESISIR BARAT PROVINSI LAMPUNG
Oleh
IPRUDDIN EPENDI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik batuan beku vulkanik dan
mengetahui karakteristik struktur komposisi kimia, fasa dari batuan beku vulkanik
dikabupaten pesisir barat provinsi lampung. Untuk mengetahui hasil penelitian
yang dilakukan untuk perlakuan batuan beku vulkanik dilakukan karakterisasi
secara mikro dengan XRD, XRF, sedangkan karakterisasi uji makro dilakukan uji
petrografi, kuat tekan uniaxial, Bulk density dari batuan beku vulkanik
dikabupaten pesisir barat provinsi lampung, di dapat hasil petrografi menujukan
hasil analisis pada sampel A batuan trakkit , sampel B batuan Andesit, sampel C
batuan trakkit, selanjutnya hasil dari analisis XRF didapat memiliki masing-
masing unsur yang terdapat yaitu pada sampel A terdapat unsur tertinggi SiO2
61,403 %, pada sampel B terdapat unsur tertinggi SiO2 59,573 %, pada sampel C
terdapat unsur tertinggi SiO2 61,287 %, karakterisasi XRD menunjukkan bahwa
hasil dari sampel A,B,C semua sampel terdeteksi beberapa puncak yang
merupakan fasa, sedangkan pada uji makro uji kuat tekan didapat hasil kuat tekan
terbesar terdapat pada sampel kode C, yaitu sebesar 84,68 Mpa, pada uji Bulk
Density terlihat pada sampel A di dapat hasil density 1,98 gr/cm3, pada sampel B
didapat hasil density 2.01 gram, pada sampel C di dapat hasil density 2.80 gram.
Kata kunci: batuan beku vulkanik, XRD, XRF.
ABSTRACT
STUDY OF THE CHARACTERISTICS OF VOLCANIC IGNEOUS ROCKS IN THE
COASTAL DISTRICT WEST OF LAMPUNG PROVINCE
BY
IPRUDDIN EPENDI
This study aims to determine the characteristics of trakkit and andesite volcanic igneous
rocks and determine the structural characteristics of chemical composition, the phase of the
trakkit and andesite volcanic igneous rocks in the coastal district west of Lampung province.
To find out the results of the research conducted for the treatment of volcanic igneous rock
trakkit and andesite micro-characterization with XRD, XRF, Petrography while the macro
test characterization carried out unxial compressive strength test, Bulk density of volcanic
igneous rock trachings and andesites in the coastal district west of Lampung province, in can
the petrographic results address the results of analysis on the A sample of trakkit rocks,
samples of Andesite rocks, samples C trakkit rocks, then the results of XRF analysis obtained
have each element contained, namely in sample A there is the highest element SiO2 61.403%,
in sample B there are the highest element SiO2 59.573%, in sample C there is the highest
element SiO2 61.287%, XRD characterization shows that the results of samples A, B, C all
samples detected several peaks which are phases, while in the macro test compressive
strength test results obtained the largest compressive strength in the C code sample, which is
84.68 Mpa, in the Bulk Densit test y, it can be seen in sample A that the density of 1.98 gr/
cm3 can be obtained, in sample B the results of the density are 2.01 gr/cm
3, in sample C the
density is 2.80 gr/cm3
Keywords: volcanic igneous rocks, trakkit and andesite, SiO2, petrography, XRD, XRF.
STUDI AWAL KARAKTERISTIK BATUAN BEKU VULKANIK DI
KABUPATEN PESISIR BARAT PROVINSI LAMPUNG
Oleh
IPRUDDIN EPENDI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA SAINS
Pada
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
vii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di pesawaran, pada tanggal 25 Januari
1996. Penulis merupakan anak dari tujuh bersaudara oleh
pasangan Bapak Asmawi dan Ibu Nur Halimah. Penulis
menyelesaikan pendidikan di SDN 1 Kedondong pada
tahun 2006, Mts Negri 1 Kedondong pada tahun 2011 dan
pada tahun 2011 melanjutkan di SMAN 1 kedondong
dan menyelesaikan pendidikan pada tahun 2014.
Selanjutnya pada tahun 2014 penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam melalui jalur PMPAP . Selama
menjadi mahasiswa, penulis pernah mengikuti Pusat Informasi Konseling
Universitas Lampung dan menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Fisika sebagai
Anggota Bidang Saintek tahun 2014-2015. Penulis juga pernah menjadi asisten
praktikum Sains Dasar Fisika. Penulis melakukan Praktik Kerja Lapangan
(PKL)di BATAN Badan Teknologi Nuklir di serpong tanggerang dengan judul
“Identifikasa Fasa Yitrium iron garnet Y3Fe5O12”. Kemudian penulis melakukan
penelitian tentang batuan yang berjudul “Studi Awal Karakteristik Batuan Beku
Vulkanik Dipesisir Barat Provinsi Lampung” sebagai tugas akhir di Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
X
Motto
“Dimana ada kemauan disitu ada jalan ”
“Minta lah Restu kepada kedua orang tua,
janganlupaberibadahsolat 5
waktudanberdoamemohonhanyakepada ALLAH SWT”
PERSEMBAHAN
Dengan rasa syukurkepadaTuhan yang mahakuasa ALLAH SWT,
kupersembahkankaryakecilinikepada
IbuTercintaNurHalimah
dan
Ayah tercintaAsmawi
Keluargabesar yang selalumemberidukungandoadansemangat
Rekan-rekanseperjuangan FISIKA FMIPA UNILA 2014
Serta AlmamaterTercinta
“UNIVERSITAS LAMPUNG”
ix
xii
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas kuasa-Nya
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi Karakteristik Batuan
Beku Vulkanik Dikabupaten Pesisir Barat Provinsi Lampung” bersyukur masih
diberikan kesempatan untuk mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah
banyak membantu dalam penyelesaian penelitian dan skripsi ini, terutama kepada:
1. Bapak Drs. Pulung Karo-Karo, M.Si., sebagai Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan arahan yang mendukung dari awal sampai akhir
penulisan.
2. Bapak Slamet Sumardi, S.Si., M.T sebagai Pembimbing II yang senantiasa
sabar dalam mengoreksi skripsi dan memberikan masukan-masukan serta
nasehat untuk menyelesaikan skripsi ini dari awal sampai akhir penulisan.
3. Bapak Prof Drs Simon Sembiring P.hd., sebagai Penguji yang telah
mengoreksi kekurangan, memberi kritik dan saran selama penulisan skripsi.
4. Kedua orangtuaku Bapak Asmawi dan Ibu Nur Halimah, serta Kakak-kakak
ku dan seluruh keluarga besarku yang luar biasa selalu menyemangatiku.
Terimakasih untuk kehadirannya dalam hidupku yang senantiasa memberikan
dukungan, do’a dan semangat yang begitu besar.
5. Ibu Dr. Yanti Yulianti, S.Si., M.Si. sebagai Pembimbing Akademik yang
telah memberikan bimbingan serta nasehat dari awal perkuliahan sampai
menyelesaikan tugas akhir.
6. Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng, selaku Ketua Jurusan di Jurusan
Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Lampung.
7. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. selaku Sekretaris Jurusan dan para
dosen serta karyawan di Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.
8. Prof. Warsito, D.E.A. Selaku Dekan FMIPA Universitas Lampung
9. Teman-teman seperjuangan septa ario, santi komala Dewi, Eka Himmatus
sururiah dan teman-teman Fisika angkatan 2014 yang selama ini memberikan
semangat.
10. Kakak-kakak tingkat yang selalu memberikan motivasi dan saran dalam
menyelesaikan tugas akhir.
Semoga Allah SWT memberikan nikmat sehat kepada kita semua. Aamiin.
Bandar Lampung, 13 Desember 2018
Penulis
Ipruddin Ependi
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................ i
ABSTRACT ....................................................................................................... ii
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... iii
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. iv
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. v
PERNYATAAN ................................................................................................. vi
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... vii
PERSEMBAHAN .............................................................................................. x
MOTTO ............................................................................................................. xi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... xii
SANWACANA .................................................................................................. xiii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xvi
DAFTARTABEL……………………………………………….......………. xviii
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .................................................................................. 5
C.Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5
D. Manfaat Penelitian .................................................................................. 5
E.Batasan Masalah ....................................................................................... 8
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Batuan dan Batuan Beku Vulkanik............................……………....... 7
B. Siklus batuan dan pebentukan batuan beku vulkanik ........................... 9
C. Karakteristik batuan beku andesit...................………………….......... 11
D. Karakteristik batuan beku trakkit...................……………………....... 13
E. proses pengkristalan batuan bekuvulkanik...................…………....... 15
F. Lokasi Pengambilan Batuan Vulkanik di Kabupaten Pesisir Barat….. 17
G. Analisis petrografi..........................................……………………........ 20
H. Pengujian kuat tekan......................................……………………....... 21
I. X-Ray Diffraction(XRD)……………………….....…… ……….... ..... 23
1. Pengertian XRD ........................................................................ ….. 23
2. Prinsip Analisis XRD ................................................................ ….. 24
3. Mekanisme Analisis XRD ........................................................ ….. 24
J. X-RayFluoresensi(XRF)………………........….…………………......... 26
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... ...... 29
B. Alatdan Bahan ................................................................................. ….. 29
1. Alat .............................................................................................. ….. 29
2. Bahan ........................................................................................... ….. 29
C. Analisis Bahan Baku ....................................................................... ….. 30
1.Analisis Batuan Vulkanik Menggunakan XRF ............................ ….. 30
2. Uji Bulk Density .......................................................................... ….. 31
3. Analisis Kuat Tekan .................................................................... ….. 31
4. Analisis Batuan Vulkanik Menggunakan XRD .......................... ….. 32
D. Analisis Sampel Batuan Vulkanik ................................................... ….. 32
1. Analisis Petrografi ....................................................................... ….. 33
2. Analisis XRD .............................................................................. ….. 33
3. Analisis Ketekanan ...................................................................... ….. 33
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Analisis Petrografi Pada Batuan Beku Vulkanik ...........................36
B. Hasil Analisis XRF Pada Batuan Beku Vulkanik ...................................43
C. Hasil Analisis XRD .................................................................................47
1. Hasil XRD Pada Sampel A .................................................................47
2. Hasil XRD Pada Sampel B ..................................................................49
3. Hasil XRD Pada Sampel C ..................................................................50
4. Hasil Penggabungan XRD Pada sampel A, B, dan C ........................51
D. Hasil Analisis Uji Kuat Tekan Uniaxial Pada Batuan ............................52
E. Hasil Analisis Uji Bulk Density Pada Batuan Beku Vulkanik ................54
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ..................................................................................... ...... 57
B. Saran ................................................................................................ ...... 58
DAFTARPUSTAKA
LAMPIRAN
49
xv
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. (A).batuansampel a (B).batuansampel b (C).batuansampel
c BatuanVulkanik di Daerah KabupatenPesisir Barat ...................................... 8
Gambar2. Siklus Batuan .................................................................................... 9
Gambar 3. Batuan Andesit................................................................................. 12
Gambar 4. Deret Bawen .................................................................................... 16
Gambar 5.Peta Lokasi Kabupaten Pesisir Barat ................................................17
Gambar 6. LokasiKabupatenPesisir Barat Provinsi Lampung........................ 18
Gambar 7.Lokasi pengambilan batuan beku vulkanik dikecamatan
tembakak karya pengawa kabupaten pesisir barat sampel A ............................. 19
Gambar 8. Lokasi pengambilan batuan beku vulkanik dikecamatan pesisir
barat kabupaten pesisir baratsampel B ............................................. 19
Gambar 9. Lokasi pengambilan batuan beku vulkanik dikecamatan
tembakak karya pengawa kabupaten pesisir barat sampel C ........... 20
Gambar 10. Mesin Pengujian Kuat Tekan ............................................................ 22
Gambar 11. Skema Difraksi Sinar-X .................................................................... 25
Gambar 12. Prinsip XRF ..................................................................................... 27
Gambar 13. Diagram alir proses preparasi bubuk batuan beku vulkanik. ......... 34
Gambar 14. Diagram alir proses pembuatan benda uji kuat tekan .................... 34
Gambar 15. Diagram alir proses pembuatan benda uji petrografi ..................... 35
Gambar 16. Diagram alir proses pembuatan benda uji bulk density ................. 35
xvi
Gambar 17. Hasil petrografi sampel batuan beku vulkanik sampel A .............. 37
Gambar 18. Hasil petrografi sampel batuan beku vulkanik sampel B .............. 39
Gambar 19. Hasil petrografi sampel batuan beku vulkanik sampel C .............. 41
Gambar 20. Pola difaktogram XRD sampel A serbuk batuan vulkanik
(simbol: = Microcline, =Anorthite,). ........................................48
Gambar 21. Pola difaktogram XRD sampel B serbuk batuan vulkanik
(simbol: =Anorthite,= Quartz, = Hedenbergite ) .................. 49
Gambar 22. Pola difaktogram XRD sampel C serbuk batuan vulkanik
(simbol: = Microcline=Anorthite, =Cristobalite).................. 50
Gambar 23. Pola difaktogram Penggabungan XRD sampel A, B, C batuan
trakkit dan andesit........................................................................ 52
xvii
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi unsur senyawa batuan andesit ............................................ 12
Tabel 2. Komposisi unsur senyawa batuan trakkit ............................................. 14
Tabel 3. Syarat mutu batu alam bahan bangunan ............................................... 22
Tabel 4. Hasil Komposisi Mineral Batuan Sampel A ........................................ 38
Tabel 5. Hasil Komposisi Mineral Batuan Sampel B ........................................ 40
Tabel 6. Hasil Komposisi Mineral Batuan Sampel C ........................................ 42
Tabel 7. Hasil XRF Batuan Beku Vulkanik Sampel A..................................... 43
Tabel 8. Hasil XRF Batuan Beku Vulkanik Sampel B..................................... 44
Tabel 9. Hasil XRF Batuan Beku Vulkanik Sampel C..................................... 45
Tabel 10. Hasil Pengujian Kuat Tekan.............................................................. 51
Tabel 11. Hasil Komposisi Mineral Batuan Sampel B....................................... 53
1. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kabupaten Pesisir Barat merupakan salah satu kabupaten yang terletak di
wilayah pesisir Indonesia tepatnya di Provinsi Lampung. Kabupaten ini resmi
menjadi daerah otonom pada tanggal 25 oktober 2012 yang merupakan hasil
pemekaran dari Kabupaten Lampung Barat Pembangunan suatu wilayah dapat
diupayakan dengan memanfaatkan berbagai potensi yang ada pada wilayah yang
direncanakan. Pesisir Barat merupakan wilayah pesisir dengan berbagai sektor
kegiatan utama yang dapat dikembangkan di antaranya yaitu sektor
pertambangan, lingkungan hidup, kehutanan, pariwisata, kepelabuhanan, dan
penegakan hukum (Natabaya, 2001).
Beberapa daerah di Indonesia memiliki gunung berapi aktif dan pernah
meletus sebelumnya, salah satunya adalah gunung Krakatau yang berada diantara
pulau Sumatra dan pulau Jawa tepatnya di Selat Sunda. Salah satu letusan terbesar
sepanjang sejarah letusan Gunung berapi adalah gunung Krakatau yanletusannya
terjadi pada tahun 1883 dan dapat terdengar sampai jarak 4600 km dari pusat
letusan (Keys, 1999).
Berdasarkan peta geologi Provinsi Lampung skala 1 : 250.000 yang
disusun oleh S. Gafoer, TC Amin, Andi Mangga (1989) dalam Bakosurtanal
(2004), Pesisir Barat terdiri dari batuan Vulkan Tua (Old Quarternary Young),
Formasi Simpang Aur, Formasi Ranau, Formasi Bal, dan Batuan Intrusive.
Litologi yang dominan adalah jenis vulkanik, seperti Andesit – Basaltik. Jenis
batuan ini menyebar hampir di semua kecamatan, kecuali di kecamatan Karya
Penggawa yang mempunyai jenis batuan gamping. Batuan sedimen (alluvium)
menyebar di sepanjang pantai Barat, yaitu di kaki lereng Bukit Barisan.
Batuan beku vulkanik atau batuan ekstrusi merupakan batuan yang terbentuk
pada permukaan bumi (Lopresto et al., 2011) (Sudarmi, 2016). Batuan beku
vulkanik, umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat
(misalnya akibat letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih kecil.
Batuan vulkanik dapat dikenal melalui tekstur, struktur dan komposisi mineral.
Tekstur batuan vulkanik memberikan informasi mengenai proses pembekuan
magma dan struktur batuan vulkanik mencirikan batuan tersebut intrusi atau
ekstrusi, sedangkan komposisi mineral pada batuan vulkanik berkaitan dengan
warna batuan dan asal magma batuan (Mulyaningsih, 2013). Beberapa batuan
yang tergolong dalam batuan beku vulkanik antara lain batuan basalt, dasit dan
andesit (Wang, 2010) (Sariisik et al., 2011). Batuan andesit bersifat masif, keras
dan tahan terhadap hujan (Rinawan, 2000).
2
Bagian luar bumi tertutupi oleh daratan dan lautan dimana bagian dari
lautan lebih besar daripada bagian daratan. Akan tetapi karena daratan adalah
bagian dari kulit bumi yang dapat kita amati langsung dengan dekat maka banyak
hal-hal yang dapat pula kita ketahui dengan cepat dan jelas. Salah satu diantaranya
adalah kenyataan bahwa daratan tersusun oleh beberapa jenis batuan yang berbeda
satu sama lain. Dari jenisnya batuan-batuan tersebut dapat digolongkan menjadi 3
jenis golongan adalah: batuan beku (igneous rocks), batuan sediment
(sedimentary rocks), dan batuan metamorfosa/malihan (metamorphic rocks).
Batuan-batuan tersebut berbeda-beda materi penyusunnya dan berbeda pula
proses terbentuknya.
Batuan beku atau sering disebut igneous rocks adalah batuan yang
terbentuk dari satu atau beberapa mineral dan terbentuk akibat pembekuan dari
magma. Berdasarkan teksturnya batuan beku ini bisa dibedakan lagi menjadi
batuan beku plutonik dan vulkanik. Perbedaan antara keduanya bisa dilihat dari
besar mineral penyusun batuannya. Batuan beku plutonik umumnya terbentuk dari
pembekuan magma yang relatif lebih lambat sehingga mineral-mineral
penyusunnya relatif besar. Contoh batuan beku plutonik ini seperti gabro, diorite,
dan granit (yang sering dijadikan hiasan rumah). Sedangkan batuan beku vulkanik
umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat (misalnya akibat
letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih kecil. Contohnya adalah
basalt, trakkit, andesit (yang sering dijadikan pondasi rumah), dan dacite.
Batuan sedimen atau sering disebut sedimentary rocks adalah batuan yang
terbentuk akibat proses pembatuan atau lithifikasi dari hasil proses pelapukan dan
erosi yang kemudian tertransportasi dan seterusnya terendapkan. Batuan sedimen
3
ini digolongkan menjadi beberapa bagian diantaranya batuan sedimen klastik,
batuan sedimen kimia, dan batuan sedimen organik. Batuan sedimen klastik
terbentuk melalui proses pengendapan dari material-material yang mengalami
proses transportasi.
Batuan vulkanik atau Batuan Beku adalah batuan yang terbentuk sebagai
hasil dari kegiatan gunung api. Kegiatan gunung api diartikan sebagai proses
keluarnya magma dari dalam bumi ke permukaan. Batuan beku vulkanik dapat
dikenal melalui tekstur, struktur dan komposisi mineral. Tekstur batuan beku
vulkanik memberikan informasi mengenai proses pembekuan magma dan struktur
batuan beku vulkanik mencirikan batuan tersebut intrusi atau ekstrusi, sedangkan
komposisi mineral pada batuan beku vulkanik berkaitan dengan warna batuan dan
asal magma batuan (Mulyaningsih, 2013).
Batuan Andesit memiliki kandungan silikat (SiO2) yang cukup tinggi
(Purnomo, 2000) (Basyuni, 2009). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh
Suparno (2009) menunjukan bahwa batu andesit memiliki karakteristik dengan
kandungan senyawa silika (SiO2) 52 hingga 66%. Sedangkan menurut Sariisik et
al (2011) batu andesit mengandung komposisi kimia Silika (SiO2) sebesar
62,30%. Andesit dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan, yaitu pondasi
jalan, batu belah dan bangunan dengan syarat mutu dari batuan tersebut
(Raymond, 2000). Namun, sejauh ini untuk batuan beku andesit yang ada di
Kabupaten Pesisir Barat Provinsi Lampung belum diketahui karakteristiknya.
Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan studi awal karakteristik
pada batuan brku vulkanik untuk mengetahui jenis batuan beku vulkanik dan
pemanfataan batuan beku vulkanik sebagai bahan material lanjut menggunakan
4
Petrografi, X-Ray Fluoroscence (XRF) dan X-Ray Difraction (XRD). Analisis
Petrografi, XRF berfungsi untuk mengetahui unsur-unsur kimia yang terdapat
pada sampel dan analisa XRD berfungsi untuk mengetahui fasa yang dominan
pada batuan beku vulkanik. XRF berfungsi untuk mengetahui unsur kimia yang
terdapat pada batuan beku vulkanik. Selain itu juga dilakukan analisis Uji Kuat
Tekan Batuan , Uji Bulk Density Batuan, pada penelitian ini.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana karakteristik fisis batuan beku vulkanik di Pesisir Barat?
2. Bagaimana karakteristik struktur komposisi kimia, fasa, dari batuan beku
vulkanik di Pesisir Barat.
C. Tujuan
Adapun tujuan dilakukan nya penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui karakteristik fisis batuan beku vulkanik di Pesisir Barat.
2. Mengetahui karakterisitik struktur komposisi kimia, fasa dari batuan beku
vulkanik di Pesisir Barat.
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Memberikan informasi karakteristik fisis batuan vulkanik trakit dan andesit di
Pesisir Barat.
2. Mengetahui karakterisitik struktur komposisi kimia, fasa, dari batuan beku
vulkanik di Pesisir Barat.
5
E. Batasan Masalah
Batasan masalah yang terdapat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pada sampel batuan beku vulkanik yang diteliti secara mikro menggunakan
karakterisasi yaitu XRD, XRF.
2. Pada sampel batuan beku vulkanik yang diteliti secara makro menggunakan
karakterisasi yaitu Petrografi, Uji Bulk Density, Uji Kuat Tekan Uniaxial.
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Batuan dan Batu Beku Vulkanik
Batuan adalah kumpulan dari mineral sejenis atau tak sejenis yang terikat
secara gembur ataupun padat. Bedanya dengan mineral, batuan tidak memiliki
susunan kimiawi yang tetap, biasanya tidak homogen. Lebih dari 700 tipe batuan
beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk di bawah permukaan
kerak bumi (Wang, 2010). Batuan mempunyai komposisi mineral, sifat-sifat fisik,
dan umur yang beraneka ragam. Jarang sekali batuan yang terdiri dari satu
mineral, namun umumnya merupakan gabungan dari dua mineral atau
lebih.Batuan tidak perlu padat dan keras dan biasanya merupakan agregat-agregat
yang berukuran cukup besar, tetapi dapat pula dalam ukuran yang cukup kecil
atau tersusun oleh benda gelas saja (Noor, 2009).
Batuan dari segi asal dan keterdapatan di lapangan dapat digolongkan
menjadi 3 golongan besar, yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan
metamorf. Perkembangan batuan mengikuti suatu siklus/daur batuan. Siklus
batuan adalah satu set proses dimana material bumi berubah dari satu bentuk ke
bentuk lainnya dan terjadi akibat interaksi antara lempengan tektonik dan siklus
hidrologi (Das, 2010).
Batuan beku vulkanik adalah batuan yang terbentuk sebagai hasil dari
kegiatan gunung api. Kegiatan gunung api diartikan sebagai proses keluarnya
magma dari dalam bumi kepermukaan. Batuan beku vulkanik dapat dikenal
melalui dari tekstur, struktur dan komposisi mineral. Tekstur batuan vulkanik
memberikan informasi mengenai proses pembekuan magma dan struktur batuan
vulkanik mencirikan batuan tersebut intrusi atau ekstrusi, sedangkan komposisi
mineral pada batuan beku vulkanik berkaitan dengan warna batuan dan asal
magma batuan. (Mulyaningsih, 2013).
Bentuk batuan beku vulkanik dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. (A).batuan sampel a (B).batuan sampel b (C).batuan sampel c Batuan
Vulkanik di Daerah Kabupaten Pesisir Barat. (Sumber: Laboratorium
Non-Logam Balai Penelitian Teknologi Mineral - LIPI).
Pada sampel a merupakan batuan beku vulkanik yang diambil didaerah
tembakak karya penggawa Kabupaten Pesisir Barat Provinsi Lampung, pada
sampel b batuan beku vulkanik yang diambil di Pekon Baturaja Kabupaten Pesisir
Barat Provinsi Lampung , pada sampel c batuan beku vulkanik yang diambil
didaerah tembakak karya penggawa Kabupaten Pesisir Barat Provinsi Lampung
foto diambil dari penelitian.
8
A B
A
C
A
B. Siklus Batuan dan Pembentukan Batuan Beku Vulkanik
Siklus batuan dan pebentukan batuan dapat dilihat dalam Gambar 2.
Gambar 2. Siklus batuan (Noor, 2009).
Gambar 2 merupakan gambar siklus dari batuan, dalam siklus tersebut,
batuan beku terbentuk sebagai akibat dari pendinginan dan pembekuan magma.
Pendinginan magma yang berupa pelelehan silikat, akan diikuti oleh proses
penghabluran (perubahan wujud zat, dari gas menjadi padat) yang dapat
berlangsung dibawah atau diatas permukaan bumi melalui erupsi gunung berapi.
Kelompok batuan beku tersebut, apabila kemudian tersingkap dipermukaan, maka
ia akan bersentuhan dengan atmosfir dan hidrosfir, yang menyebabkan
berlangsungnya proses pelapukan (Noor, 2009).
Melalui proses ini batuan akan mengalami penghancuran. Selanjutnya,
batuan yang telah dihancurkan ini akan berpindah dari tempatnya terkumpul
karena adanya gaya berat yang dibantu dengan adanya air yang mengalir diatas
9
dan dibawah permukaan, angin yang bertiup, gelombang dipantai dan gletser
dipegunungan-pegunungan yang tinggi. Media pengangkut tersebut juga dikenal
sebagai alat pengikis, yang dalam prosesnya berupaya untuk meratakan
permukaan bumi. Bahan-bahan yang diangkutnya baik itu berupa fragmen-
fragmen atau bahan yang larut, kemudian akan diendapkan ditempat-tempat
tertentu sebagai sedimen (Noor, 2009).
Proses berikutnya adalah terjadinya ubahan dari sedimen yang bersifat
lepas, menjadi batuan yang keras, melalui pembebanan dan perekatan oleh
senyawa mineral dalam larutan, dan kemudian disebut batuan sedimen. Apabila
terhadap batuan sedimen ini terjadi peningkatan tekanan dan suhu sebagai akibat
dari penimbunan dan atau terlibat dalam proses pembentukan pegunungan, maka
batuan sedimen tersebut akan mengalami ubahan untuk menyesuaikan dengan
lingkungan yang baru, dan terbentuk batuan malihan atau batuan metamorfis.
Apabila batuan metamorfis ini masih mengalami peningkatan tekanan dan suhu,
maka ia akan kembali leleh dan berubah menjadi magma.
Panah-panah dalam Gambar 2, menunjukan bahwa jalannya siklus dapat
terganggu dengan adanya jalan-jalan pintas yang dapat ditempuh, seperti dari
batuan beku menjadi batuan metamorfis, atau batuan metamorfis menjadi sedimen
tanpa melalui pembentukan magma dan batuan beku. Batuan sedimen dilain pihak
dapat kembali menjadi sedimen akibat tersingkap ke permukaan dan mengalami
proses pelapukan (Noor, 2009).
10
C. Karakteristik Batuan Beku Andesit
Andesit merupakan salah satu batuan beku vulkanik yang memiliki unsur
mineral yang kaya akan kandungan mineralnya setelah basalt (Fisher dan
Schmincke, 1984). Batuan andesit merupakan batuan intermediate yang terjadi
hasil pendinginan magma pada permukaan bumi ataupun aktivitas gunung api.
Akibat perbedaan suhu pada saat pendinginan batuan andesit secara umum terdiri
dari batuan padat, pori dan antara (Khosama, 2012). Batuan andesit atau batuan
ekstrusi merupakan batuan yang terbentuk pada permukaan (Lopresto et al., 2011)
(Sudarmi, 2016). Batuan andesit ini bersifat masif, keras dan tahan terhadap hujan
(Rinawan, 2000).
Andesit merupakan batuan yang menunjukkan tekstur kasar yang memiliki
kandungan mineral terdiri dari olivin, piroksen, hornblend dan plagioklas.
Kandungan utama andesit ialah kandungan silikat yang tinggi atau SiO2, alkali
feldspar hadir dalam jumlah yang kecil, sedangkan kuarsa hadir sebagai
pembentuk mineral gelas. Batuan andesit yang merupakan jenis aliran lava
berbutir kasar dan merupakan batuan yang tertua di kawasan pegunungan. Batuan
andesit memiliki kandungan mineral silika yang tinggi (SiO2), sehingga mampu
dijadikan sebagai tambahan dalam infrastuktur material bangunan (Richardson,
1939). Batuan andesit yang digunakan pada penelitian ini ditunjukan pada
Gambar 3.
11
Gambar 3. Batu Andesit
Batu andesit pada Gambar 3 merupakan batuan andesit yang berasal dari
Lampung Barat. Batu andesit mengandung 52 hingga 66% senyawa silika (SiO2).
Mineral-mineral penyusun batu andesit terdiri dari plagioclase feldspar dan juga
terdapat mineral pyroxene (clinopyroxene dan orthopyroxene) dan hornblende
dalam jumlah yang kecil (Suparno, 2009). Secara umum kandungan senyawa
batuan andesit dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi unsur senyawa batuan andesit (Suparno, 2009).
Senyawa Komposisi (%)
SiO2 47,55
Al2O3 18,37
Fe2O3 8,19
CaO 7,11
MgO 2,25
Na2O 1,70
K2O 2,16
TiO2 0,59
MnO 0,22
P2O5 0,30
H2O 0,52
12
Penelitian yang dilakukan oleh Sucipto dan Sadisun pada tahun 2000
melalui analisis XRF menghasilkan SiO2 berkisar 48,03%-50,24%, Fe2O3 berkisar
diantara 11,48%-12,69%; Al2O3 diantara 13,66-17%, CaO diantara 5,96-11,64%,
MgO berkisar 5,3-7,53%, K2O diantara 1-1,46%, dan TiO2 diantara 0,85- 1,25%.
Sedangkan MnO, P2O5 masing-masing mempunyai persentase yang sangat rendah
yaitu kurang dari 1% (Sucipto dan Sadisun, 2000). Dan berdasarkan penelitian
yang dilakukan oleh Sariisik et al pada tahun 2011, batu andesit mengandung
komposisi kimia SiO2 sebesar 62,30%, Al2O3 sebesar 14,70%, Fe2O3 sebesar
4,04%, MgO sebesar 2,78%, CaO sebesar 4,26%, Na2O sebesar 2,95%, K2O
sebesar 6,06%, TiO2 sebesar 0,98, P2O5 sebesar 0,81%, MnO sebesar 0,07% dan
Cr2O3 sebesar 0,014%.
D. Karakteristik Batuan Beku Trakkit
Batuan trakkit terjadi sebagai aliran lava yang meliputi daerah yang luas, juga
terdapat sebagai korok vulkanik yang bertekstur porpiritik, tekstur batuan trakkit
seperti tekstur porpiritik dengan fenokris berjumlah lebih banyak dari pada massa
dasar. Sebagai massa dasar dari mikrokristalin yang sulit untuk diidentifikasi.
Tekstur lain yang biasa terdapat adalah tekstur aliran. Komposisi mineral dari
mineral utama trakkit terdiri dari potasium felspar dari jenis sanidin ,ortoklas,
mikroklin, anorthite, plagioklas, biotit, hornblende dan augit (Nockolds, 1954).
Variasi senyawa kimia dari batuan trakkit dapat dilihat pada tabel 2, yaitu terdiri
dari alkali trakkit dan calc-alkali trakkit.
13
Tabel 2. Komposisi unsur senyawa batuan trakkit (Nockolds, 1954).
Senyawa
Kandungan
Alkali Calk-Alkali
SiO2 61,95 58,31
Al2O3 18,03 18,05
Fe2O3 2,33 2,54
CaO 1,89 4,25
MgO 0,63 2,07
Na2O 6,55 3,85
K2O 5,53 7,38
TiO2 0,73 0,66
MnO 0,13 0,14
FeO 1,51 2,02
H2O 0,54 0,53
P2O5 0,18 0,2
Penelitian menganalisis unsur yang terkandung dalam batuan beku trakkit
berdasarkan penelitian yang dilakukan nockolds 1954 dengan hasil alkali trakkit
dan calc-alkali trakkit nockolds, 1954 terlihat pada tabel 3, alkali trakkit
merupakan jenis mineral batuan yang tersusun dari logam-logam golongan 1A
yaitu Li, Na, K, Rb, Cs, Fr untuk calc-alkali merupakan sub bagian dari mineral
alkali sejenis batuan yang tersusun dari alkali tanah dan beberapa logam yang
punya sifat magnet seperti Fe, Al, dan Ti (Nockolds, 1954).
14
E. Proses Pengkristalan Batuan Beku Vulkanik
Pada tahun 1922, Novan Levi Bowen mengemukakan sebuah teori mengenai
proses urutan pengkristalan magma atau yang biasa disebut “deret bowen”. Beliau
mengemukakan bahwa deret bowen menjelaskan bagaimana proses pembentukan
mineral, khususnya mineral pada batuan beku, yaitu mineral yang mengandung
silikat yang kemudian mengkrsital langsung dari magma berdasarkan penurunan
temperatur. Riset ini dilakukan dengan cara mengambil sampel magma cair dan
memasukkannya ke dalam suatu alat yang fungsinya memberi tekanan dan suhu
yang dianggap sama dengan keadaan di bumi. Dengan berjalannya waktu serta
dengan diturunkannya suhu dan tekanannya dengan perumpamaan seperti
penurunan magma itu seperti magma yang sudah keluar ke permukaan bumi,
maka didapat suatu hasil dari eksperimen ini yaitu ternyata magma itu mulai
membeku dan terus berubah membentuk suatu urutan mineral. Sehingga dari riset
ini dibuatlah deret bowen yang sampai sekarang digunakan tabel untuk
menjelaskan tentang urutan pembekuan magma. Mineral silikat merupakan
mineral utama pembentuk batuan atau juga disebut RFM (Rock Forming
Mineral). Unsur-unsur utamanya adalah O (oksigen), Si (silikat), Al (aluminium),
Fe (besi), Ca (Kalsium), Na (natrium), K (kalium) dan Mg (magnesium).
Sehingga batuan beku adalah batuan yang terbentuk langsung dari magma melalui
proses pengkristalan magma.
Dalam deret bowen terdapat dua deret pembentukan mineral-mineral ini dari
yang terbentuk pada suhu tinggi yang bersifat ultrabasa hingga ke bawah menjadi
mineral asam, yaitu deret kontinyu dan deret diskontinyu. Derek kontinyu
digambarkan pada reaksi pada bagian kanan deret reaksi bowen dan deret
15
diskontinyu pada bagian kiri deret reaksi bowen. Deret kontinyu menggambarkan
pembentukan feldspar plagioklas yang dimulai dari anorthite yang kaya akan Ca
(kalsium) menjadi Oligoklas yang kaya akan Na (natrium). Disebut deret kontinyu
karena pembentukan mineral yang satu dengan mineral yang lain dalam satu deret
memiliki hubungan yang dekat. Pada deret diskontinyu menggambarkan
pembentukan mineral-mineral seperti olivine, piroksen, amfibol dan biotit.
Disebut deret diskontinyu dikarenakan tidak terdapat hubungan dalam
pembentukan mineral-mineral ini. Akan tapi kedua deret ini bertemu pada satu
titik dimana dalam deret ini membentuk huruf seperti (Y). Kedua deret ini
bertemu pada pembentukan K-Feldspar, kemudian berlanjut ke pembentukan
muscovite, dan kuarsa. Susunan deret bowen ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Deret bowen (Novan, 1992).
16
F. Lokasi Pengambilan Batuan Vulkanik di Kabupaten Pesisir Barat
Kabupaten Pesisir Barat dibentuk berdasarkan undang-undang nomor 22
tahun 2012 tentang pembentukan Kabupaten Pesisir Barat, yang disahkan pada
tanggal 22 April 2013. Secara geografis, Pesisir Barat terletak pada koordinat
5°21’52”-5°28’62 Lintang Selatan dan : 105°48’20”- 105°48’24” Bujur Timur
yang memiliki luas wilayah kurang lebih 2.9087,23 km². Morfologi Kabupaten
Pesisir Barat secara umum terbagi menjadi tiga, yaitu morfologi dataran rendah,
perbukitan dan daerah pegunungan. Pesisir Barat terdiri dari Formasi Simpang
Aur, Formasi hulusimpang, Formasi lakitan dan formasi gunung api tua. Litologi
yang dominan adalah batuan beku jenis vulkanik (Gafoer dkk, 1994). Litologi
yang dominan adalah batu pasir tupan, tuf-pasiran, batu lempung tufan, sedikit
batu gamping, lava, breksi vulkanik berandesit basah terkloritkan dan
terpropilitkan.
Gambar 5. Peta Lokasi Kabupaten Pesisir Barat
17
Gambar 5 merupakan peta lokasi Kabupaten Pesisir Barat yang dalam hal
ini merupakan tempat lokasi penelitian tentang batuan beku vulkanik, terlihat
pada gambar peta berwarna merah muda yang menunjukan letak Kabupaten
Pesisir Barat Provinsi Lampung yang memiliki 11 Kecamatan Yaitu Kecamatan
Pesisir Tengah, Kecamatan Pesisir Selatan, Kecamatan Lemong, Kecamatan
Pesisir Utara, Kecamatan Karya Penggawa, Kecamatan Pulau Pisang, Kecamatan
Way Krui, Kecamatan Krui Selatan, Kecamatan Bengkunat, Kecamatan
Bengkunat Belimbing, dan berikut pada gambar 5 merupakan letak peta pada
okasi batuan beku yang diambil di kabupaten pesisir barat .
Gambar 6. Lokasi Kabupaten Pesisir Barat Provinsi Lampung (Suber: Peta
RT/RW yang dikeluarkan BAPPEDA Provinsi Lampung).
Gambar 6 peta kabupaten sekitaran Kabupaten Pesisir Barat, pada
Kabupaten Pesisir Barat terdapat sekitaran kabupaten taman nasional bukit
18
Barisan, Kota Agung, Tanggamus, Peringsewu, Lampung Utara, Way Kanan.
Pada gambar peta ini diambil dari sumber peta rt/rw yang dikeluarkan bapeda
provinsi lampung. Pada penelitian ini terdapat beberapa daerah yang di ambil batu
beku vulkanik nya yaitu, di Jl. Lintas Bar. No.16, Tembakak Way Sindi,
Kecamatan Karya Penggawa, Pesisir Barat, Lampung (SAMPEL A DAN C),
sedangkan untuk sampel B di desa pekon baturaja kecamatan pesisir utara, berikut
tempat titik koordinat lintang dan bujur tempat penelitian pada Gambar 7 sampai
dengan Gambar 9.
Gambar 7. Lokasi Pengambilan Batuan Beku Vulkanik Di Kecamatan
Tembakak Karya Penggawa Kabupaten Pesisir Barat Sampel A.
Gambar 8. Lokasi Pengambilan Batuan Beku Vulkanik Di Kecamatan Pesisir
Utara Kabupaten Pesisir Barat Sampel B.
19
Gambar 9. Lokasi Pengambilan Batuan Beku Vulkanik Di Kecamatan
Tembakak Karya Penggawa Kabupaten Pesisir Barat Sampel C.
G. Analisis Petrografi
Berdasarkan hasil analisis petrografi pada percobaan Erzagian, 2006,
komposisi mineral yang menyusun batuan beku di daerah penelitian percobaan
Erzagian, 2006 terdiri dari berbagai jenis mineral, seperti kuarsa, plagioklas,
ortoklas, hornblenda, biotit, muskovit, piroksen. Setiap sampel memiliki
komposisi mineral yang berbeda-beda dengan kelimpahan yang berbeda-beda
pula. Pada periode magmatik Perm –Trias, batuan plutonik yang diwakili oleh
Kompleks Embuoi memiliki komposisi mineral kuarsa, plagioklas, ortoklas dan
biotit. Jenis batuan merupakan granitoid yang kaya akan biotit. Sedangkan batuan
volkanik yang diwakili oleh Vulkanik Sekadau memiliki komposisi mineral
plagioklas, piroksen dan mineral mafik berukuran sangat halus.
Pada periode magmatik Kapur, batuan plutonik yang diwakili oleh
Granodiorit Mensibau secara umum memiliki komposisi kuarsa, plagioklas,
ortoklas, hornblenda, piroksen, biotit dan mineral opak. Kehadiran hornblenda
pada Granodiorit Mensibau cenderung lebih melimpah apabila dibandingkan
dengan biotit,Kehadiran mineral hornblenda yang melimpah ini dapat
diinterpretasikan bahwa batuan granitoid termasuk ke dalam tipe-I. Batuan beku
20
dari Granit Laur memiliki komposisi yang hampir sama dengan Granodiorit
Mensibau. Batuan beku dari Granit Pueh yang memiliki komposisi mineral yaitu
kuarsa, plagioklas, ortoklas, biotit dan muskovit. Batuan beku dari Granit Pueh
diinterpretasikan tergolong ke dalam granitoid tipe-S karena berdasarkan
karakteristik mineraloginya memiliki kandungan biotit yang lebih melimpah.
Batuan volkanik pada periode magmatik Kapur yang diwakili oleh Volkanik Raya
memiliki komposisi mineral plagioklas, kuarsa, hornblenda, piroksen dan mineral
mafik berukuran sangat halus.
Pada periode magmatik Eosen –Miosen, batuan plutonik yang diwakili
oleh Intrusi Sintang memiliki komposisi kuarsa, plagioklas, ortoklas, hornblenda
dan biotit. Berdasarkan karakteristik mineraloginya, jenis batuan granitoid dari
Intrusi Sintang merupakan granitoid yang kaya akan hornblenda, sehingga dapat
diinterpretasikan tergolong ke dalam granitoid tipe-I. Pada periode magmatik
Pliosen, batuan vulkanik yang diwakili oleh Vulkanik Niut memiliki komposisi
plagioklas, piroksen dan mineral mafik berukuran sangat halus (Erzagian, 2006).
H. Pengujian Kuat Tekan
Kekuatan tekan adalah sifat kemampuan suatu benda untuk menahan atau
memikul suatu beban tekan (Irawati dkk, 2015). Kuat tekan merupakan besarnya
beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani gaya
tekan tertentu (Zulhijah dkk, 2015). Umumnya, metode kuat tekan menggunakan
sebuah cetakan berbentuk kubus yang memiliki ukuran sisi 5 cm (SNI 03-6825-
2002). Alat atau mesin uji kuat tekan batuan ditunjukkan seperti Gambar 3.
10
21
Gambar 10. Mesin Pengujian Kuat Tekan (Sumber : Laboratorium
Beton) Teknik Sipil UNILA.
Gambar 10 menunjukan suatu alat uji kuat tekan suatu bahan. Berdasarkan
referensi SNI. 3-0394-1989 untuk melihat kualitas maupun kegunaan dari betuan
sebagai bahan pondasi bangunan berdasarkan hasil pengujian kuat tekan batuan
alam dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Syarat mutu batu alam bahan bangunan (SNI. 3-0394-1989)
No Jenis Bangunan Kuat tekan minimum
(kg/cm2)
1 Pondasi berat 1.500
2 Pondasi Sedang 1.000
3 Pondasi ringan 800
4 Penutup lantai atau trotoar 600
5 Tonggak dan batu tepi jalan 500
6 Batu hias atau tempel 200
Nilai kuat tekan suatu benda dapat diketahui dengan menggunakan persamaan:
......................................................... (1)
dengan: = kuat tekan (kg/cm2)
P = beban maksimum (kg)
A = luas penampang (cm2)
22
I. X-Ray Diffraction (XRD)
1. Pengertian XRD
Sinar-X terjadi jika suatu bahan ditembakkan dengan elektron dengan
kecepatan dan tegangan yang tinggi dalam suatu tabung vakum. Elektron-elektron
dipercepat yang berasal dari filamen (anoda) mengenai target (katoda) yang
berada dalam tabung sinar-X sehingga elektron- elektron tersebut mengalami
perlambatan. Sebagian energi kinetik electron pada filamen diserahkan pada
elekron target yang mengakibatkan ketidakstabilan elektron. Keadaan tidak stabil
ini akan kembali pada kondisi normal dalam waktu 10-8
detik sambil melepaskan
energi kinetik elektron dalam bentuk gelombang elektromagnetik dalam bentuk
sinar yang disebut sinar-X primer (Cullity, 1978).
Sinar-X merupakan bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang
0,05-0,25 nm yang mendeteksi jarak antar atom kristal (Smith, 1990). Dengan
demikian, kristal dapat mendifraksikan sinar-X karena kristal tersusun atas atom-
atom dalam ruang yang teratur dapat berperan sebagai pusat-pusat penghamburan
untuk sinar-X dan panjang gelombang sinar-X sama dengan jarak antar atom
dalam kristal (Tippler, 1996).
2. Prinsip Analisis XRD
X-Ray Diffraction(XRD) digunakan untuk mengetahui fasa kristallin meliputi
transformasi struktur fasa, ukuran partikel bahan seperti kramik, komposit,
polimer, dan lain-lain. Secara umum, pola difraksi mengandung informasi tentang
simetri susunan atom, penentuan struktur bahan kristal amorf, orientasi kristal
serta pengukuran berbagai sifat bahan. Sifat-sifat bahan tersebut diantaranya
tegangan, vibrasi thermal, dan cacat kristal (Cullity, 1978).
23
Prinsip analisis XRD didasarkan pada atom-atom dalam suatu struktur bahan
yang terdifraksi pada panjang gelombang tertentu pada sudut 2θ tertentu.
Identifikasi struktur fasa yang ada pada sampel secara umum dilakukan dengan
menggunakan standar melalui data base Join Commite on Powder Diffraction
Standar, JCPDS (1996) International Centre for Difraction Data, ICPDF (1978).
Analisis kualitatif didasarkan pada intensitas dari sampel dibandingkan atau
dicocokkan menggunakan standar internal maupun standar eksternal.
Sinar-X yang jatuh pada Kristal akan didifraksikan, artinya sinar yang sefase
akan saling menguatkan dan yang tidak sefase akan saling meniadakan atau
melemahkan . Berkas yang terdifraksi tersebut dapat didefinisikan sebagai suatu
berkas yang tersusun dari sejumlah besar sinar-sinar terhambur yang secara
mutual saling memperkuat satu sama lain (Cullity, 1978).
3. Mekanisme Analisis XRD
Sistem kerja difraktometer sinar-X didasarkan pada hukum Bragg yang
menjelaskan tentang pola, intensitas, dan sudut difraksi (2θ) yang berbeda–beda
pada tiap bahan. Interferensi berupa puncak–puncak sebagai hasil difraksi dimana
terjadi interaksi antara sinar-X dengan atom–atom pada bidang kristal (Cullity,
1978).
Pada umumnya, material disorot dengan sinar-X dengan sudut tertentu dan
sinar-X tersebut masing-masing sebagian akan terdifraksidan tereliminasi karena
fasanya berbeda. Material itu juga harus memiliki keseragaman butiran-butiran
nya agar hamburan-hamburan sinar-X tersebut menjadi terharapkan dan
mengalami penguatan setelah terdifraksi. Gambar 10 menjelaskan hamburan-
hamburan sinar-X yang terdifraksi pada atom-atom suatu material yang padat.
24
Gambar 11. Skema difraksi sinar-X oleh atom-atom kristal
(Cullity, 1978).
Gambar 11 dapat dilihat bahwa, lapisan L, sinar-X (S1) datang mengenai
titik k (warna merah) pada lapisan pertama L dan terpantul (S1’) dengan tidak
memiliki beda lapisan (d) (keadaan yang saling menguat) sebab fasa gelombang
pr (warna merah) sama dengan fasa gelombang qk (warna merah). Untuk
membuktikan keadaan tersebut dapat ditunjukkan pada persamaan 1.
.......................................... (2)
Dengan demikian, qk = pk cos θ dan pr = pk cos θ, sehingga beda
lintasannya menghasilkan nol. Pada lapisan kedua (M), sinar-X (S2) yang kedua
datang menembus lapisan L dan menumbuk titik y (warna merah) yang terletak
ditengah-tengah garis normal sehingga terpantulkan dan membentuk lintasan
segitiga xky (warna merah) dan segitiga zky (warna merah) yang mempunyai
sudut yang sama. Dengan mengetahui bahwa sudut mereka sama dan memiliki
beda lapisan (d), maka panjang gelombang (λ) yang melintasi xy dan yz adalah 2d
sinθ. Pada lapisan ketiga (N), peristiwanya sama saja seperti pada lapisan kedua
tetapi yang berbeda adalah posisinya, yaitu sinar-X (S5) menumbuk titik L
(warnabiru) dan memantulkan (S5’) serta membentuk lintasan segitiga MkL
22
25
warna birudan merah untuk k) dan segitiga NkL (warna biru dan merah untuk k)
dengan memiliki beda lapisan (2d). Dengan cara yang sama, panjang gelombang
yang melintasi ML dan LN adalah 4d sin θ. Dengan demikian seterusnya pada
lapisan lapisan yang berikutnya sehingga didapatkan persamaan yang dikenal
sebagai hukum Bragg seperti ditunjukan pada persamaan 3.
............................................ (3)
Dengan, λ = panjang gelombang sinar-X (nm/Å), d adalah jarak antara bidang,dan
θ adalah sudut difraksi (Connolly, 2007). Dari persamaan 3 diperoleh bahwa bila
λ diketahui maka sudut difraksi bahan dapat ditentukan dan sebaliknya bila sudut
difraksi diketahui, maka panjang gelombang sinar-X yang digunakan dapat dicari.
J. Analisis (X-Ray Fluoresence) XRF
XRF merupakan salah satu metode analisis yang tidak merusak dan
digunakan untuk analisis unsur dalam bahan secara kualitatif dan kuantitatif
(Kriswarini dkk, 2010). Analisis menggunakan XRF dilakukan berdasarkan
identifikasi dan pencacahan karakteristik sinar-X yang terjadi dari peristiwa efek
fotolistrik. Bila energi sinar tersebut lebih tinggi dari pada energi ikat elektron
dalam orbit K, L, atau M atom target, maka elektron atom target akan keluar dari
orbitnya. Dengan demikian atom target akan mengalami kekosongan elektron.
Kekosongan elektron ini akan diisi oleh elektron dari orbital yang lebih luar
diikuti pelepasan energi berupa sinar-X (Munasir dkk, 2012). Prinsip kerja alat
XRF ditunjukan pada Gambar 12.
26
26
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Gambar 12. Prinsip kerja alat X-Ray Fluorescence (XRF) (Grieken and
Markowicz, 2002).
Gambar 12 menunjukkan prinsip kerja XRF yang apabila terjadi eksitasi
sinar-X primer yang berasal dari tabung X-ray atau sumber radioaktif mengenai
sampel, sinar-X dapat dihamburkan oleh material. Radiasi emisi dari sampel yang
terkena sinar-X akan langsung ditangkap oleh detektor. Detektor menangkap
foton-foton tersebut dan dikonversikan menjadi impuls elektrik. Impuls kemudian
akan diproses dengan sinyal PC (Gosseau, 2009). Kemudian akan diteruskan ke
spektrometri sinar-X. Spektrometri XRF memanfaatkan sinar-X yang dipancarkan
oleh bahan yang selanjutnya ditangkap detektor untuk dianalisis kandungan unsur
dalam bahan (Munasir dkk, 2012).
27
27
III. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini dilakukan “Studi Awal Karakteristik Batuan Beku
Vulkanik Di Kabupaten Pesisir Barat, Provinsi Lampung”. ada 3 titik lokasi
sampel batuan vulkanik di Kabupaten Pesisir Barat, Provinsi Lampung akan
dianalisis. Setelah sampel didapat kemudian diremuk dengan menggunakan jaw
crusher, kemudian digiling hingga ukuran yang diinginkan. Setelah menjadi
bubuk lalu timbang bahan sampel yang ingin digunakan sebanyak 20 gram setelah
itu agar sampel semakin halus dilakukan shaker mill selama 5 menit selanjutnya
sampel yang akan digunakan diayak menggunakan mesh-200 kemudian dianalisis
menggunakan XRF dan XRD. XRF berfungsi untuk mengatahui unsur-unsur
kimia yang terdapat pada sampel dan analisa XRD berfungsi untuk mengetahui
fasa yang dominan pada batuan vulkanik. untuk mengetahui unsur kimia yang
terdapat batuan vulkanik. selain itu juga dilakukan analisis petrografi, uji kuat
tekan batuan, uji density batuan pada batuan beku vulkanik dengan sampel batuan
berupa batuan bongkahan yang sudah di bentuk sesuai dengan yang dibutuhkan
saat diteliti.
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada Juni 2018 hingga September 2018 di
Laboratorium Uji Kimia Balai Penelitian Teknologi Mineral – Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI) yang bertempat di Jl. Ir. Sutami km 15 Tanjung
Bintang, Lampung Selatan dan juga di Laboratorium Teknik Sipil Universitas
Lampung.
B. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari:
a. Alat proses: Shaker Mill ,Cutting Tool merk Precise, Timbangan manual
merk armada, furnace, Mortar, Oven, Cawan 30 ml, Cawan 50 ml, ayakan
mesh no. 80, 100, 120, 150 dan 200.
b. Alat analisa: model Spectromax tipe Benchtop, petrografi, Uji Ketekanan,
Uji Keausan, Uji Density, Uji Daya Serap Air, XRD, XRF.
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah batuan beku vulkanik
di daerah Kabupaten Pesisir Barat.
29
C. Analisis Bahan Baku
1. Analisis batuan vulkanik menggunakan XRF
a. Menyiapkan sampel batuan beku vulkanik..
b. Mengayak batuan beku vulkanik dengan mesh 200.
c. Memasukkan sampel kedalam plastik berukuran kecil.
d. Sampel kemudian dianalisis menggunakan XRF, untuk mengetahui unsur
kimia yang terdapat pada batuan beku vulkanik.
2. Uji Bulk Density
a. Memotong batuan beku vulkanik dalam bentuk bongkahan
b. Menimbang bongkahan batuan beku vulkanik sebelum dimasukan kedalam
air
c. Meredamkan batuan beku vulkanik selama 12 jam kedalam air yang
bervolume 50 ml
d. Melihat kenaikan volume air dan mencatatnya
e. Menghitung nilai densitas dari masing-masing komposisi dengan
persamaan 4.
Perhitungan
= ( gr/cm3
)........................................................................ (4)
Dengan:
= Nilai Bulk Density
m = Massa Sampel (gram).
V = Volume Air (cm3)
30
3. Analisis Kuat Tekan
Berikut SNI 2825:2008 Benda Uji ditentukan , sebagai berikut :
a. Mengatur suhu benda uji harus berbentuk silinder tegak lurus dengan
diameter tidak kurang dari 47 mm dan mempunyai perbandingan panjang
benda uji terhadap diameternya berkisar antara 2,0 s.d. 2,5 mm.
b. Menimbang 1 gr (Permukaan bidang atas dan bidang bawah benda uji harus
halus dan rata, dengan ketelitian ± 0,025 mm.
c. Membuat permukaan silinder benda uji harus halus dengan ketelitian ± 0,50
mm untuk seluruh tinggi benda uji.
d. Membuat kedua permukaan bidang atas dan bidang bawah benda uji harus
sejajar satu sama lain dan keduanya tegak lurus terhadap sumbu
memanjang.
e. Menjumlah benda uji minimal 3 buah dan harus dipilih yang relatif seragam.
f. Menyiapkan benda uji agar disimpan selama 5 hari s.d. 6 hari sebelum
pengujian dilingkungan.
g. Membuat diameter benda uji harus lebih kecil atau sama dengan setengah
tinggi dari benda uji,atau sama dengan 10 kali ukuran butir maksimum yang
terdapat pada benda uji tersebut.
h. Mencatat hasil.
4. Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)
Langkah-langkah untuk karakterisasi sampel batuan beku vulkanik dengan XRD
adalah sebagai berikut.
a. Menyiapkan dan mengayak sampel serbuk batuan beku vulkanik lolos mesh
nomor 200 sebanyak 20 gram.
31
b. Meletakkan sampel pada Tempat sampel (sample holder) kemudian diratakan
menggunakan kaca.
c. Masukkan sampel ke dalam difragtogram untuk kemudian dilakukan
penembakan demgan sinar-X.
d. Memulai pengujian difraksi (menekan tombol “start” pada menu di
komputer) dimana sinar-X akan meradiasi sampel yang terpancar dari target
Cu dengan panjang gelombang 1,5606 Å.
e. Setelah pengukuran selesai maka akan diperoleh data hasil difraksi dalam
bentuk soft data yang dapat disimpan dalam bentuk xrdml.
f. Selanjutnya data yang diperoleh akan diolah menggunakan software high
score plus v.3.0.5 untuk mengetahui fasa yang terbentuk dari sampel.
D. Analisis Sampel Batuan Vulkanik
1. Analisis Petrografi
Sampel batuan beku vulkanik dianalisis dengan menggunakan petrografi untuk
analisis petrografi adalah pengamatan dan identifikasi batuan secara mikroskopis
dengan objek analisis berupa sayatan tipis batuan, yaitu batuan yang dipotong dan
diasah sampai ketebalan 0,03 mm, dan kemudian dianalisis dengan menggunakan
mikroskop polarisasi. Analisis petrografi dimaksudkan untuk mengidentifikasi
kenampakan mikroskopis batuan, meliputi tekstur, struktur dan jenis mineral yang
menyusun batuan beserta kelimpahannya. Determinasi/pembedaan jenis mineral
secara mikroskopis didasarkan pada perbedaan sifat optik mineral (sifat mineral
yang berhubungan dengan kemampuan mineral menyerap dan meneruskan cahaya
terpolarisasi). Analisis petrografi diperlukan untuk mengkonfirmasi jenis batuan
dan jenis mineral penyusun batuan secara lebih akurat, karena keterbatasan
32
pengamatan dengan mata tanpa menggunakan alat bantu. Analisis dilakukan pada
sampel terpilih yang dianggap mewakili tiap variasi batuan yang terlihat secara
visual, dan mewakili satuan batuan dari tiap lokasi di Kabupaten Pesisir Barat .
2. Analisis XRD
Sampel Batuan beku Vulkanik dianalisa menggunakan XRD untuk mengetahui
fasa yang terbentuk pada sampel.
3. Analisis Ketekanan
Analisis ketekanan bertujuan untuk mengetahui kekuatan dan keausan dari
batuan beku vulkanik tersebut.
E. Diagram Alir
Diagram alir untuk penelitian ini terdiri dari proses preparasi bubuk batuan
beku vulkanik yang dihasilkan dari batuan beku vulkanik di Kabupaten Pesisir
Barat, pembuatan benda uji kuat tekan serta pengujian-pengujian bubuk batuan
beku vulkanik, baik secara fisis maupun secara mikroskopis.
1. Preparasi bubuk batuan beku vulkanik
Diagram alir ini merupakan skema dari proses preparasi batuan beku vulkanik
untuk mendapatkan bubuk batuan beku vulkanik dan beberapa pengujiannya yang
ditunjukkan pada Gambar 13.
33
Digiling dengan Ball mill selama 12 jam
Disaring dengan ayakan nomor 200
mesh
Dikarakterisasi menggunakan XRD dan
XRF
Gambar 13. Diagram alir proses preparasi bubuk batuan beku vulkanik.
2. Pembuatan benda uji untuk kuat tekan
Diagram alir ini dibuat untuk melihat skema proses pembuatan benda uji
untuk pengujian kuat tekan batuan yang dapat dilihat pada Gambar 14.
Dipotong menggunakan alat hingga berbentuk kubus dengan ukuran sisi 5 cm
Dilakukan uji kuat tekan
Gambar 14. Diagram alir proses pembuatan benda uji kuat tekan
3. Pembuatan benda uji untuk kuat tekan
Diagram alir ini dibuat untuk melihat skema proses pembuatan benda uji
untuk pengujian petrografi batuan yang dapat dilihat pada Gambar 15.
Sarbuk kasar batu beku vulkanik
Sarbuk halus batuan beku vulkanik
Analisis Data
Batuan beku vulkanik berbentuk
kubus
Analisis Data
Batuan beku vulkanik
34
Batu beku vulkanik
Dipotong menggunakan alat hingga sampai ketebalan 0,03
Batuan yang dipotong sesuai ketentuan lalu diasah
Dilakukan uji Petrografi
Gambar 15. Diagram alir proses pembuatan benda uji petrografi
4. Pembuatan benda uji bulk density
Diagram alir ini dibuat untuk melihat skema proses pembuatan benda uji untuk
pengujian bulk density batuan yang dapat dilihat pada Gambar 16.
Memotong batuan beku vulkanik dalam bentuk bongkahan
Menimbang bongkahan batuan beku vulkanik sebelum dimasukan kedalam air
Dilakukan uji bulk density
Gambar 16. Diagram alir proses pembuatan benda uji bulk density
Batuan beku vulkanik berbentuk
kubus
Analisis Data
Batuan beku vulkanik
35
Batuan vulkanik siap diuji
Analisis Data
Batuan beku vulkanik
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya, maka
kesimpulan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Hasil petrografimenunjukan komposisi unsur pada sampel A dan C
merupakan trakkit , sedangkan sapel B adalah batuan andesit.
2. Karakterisasi XRF Menunjukan bahwa hasil dari sampel A,B,C memiliki
masing-masing unsur yang terdapat yaitu pada sampel A terdapat unsur
tertinggi SiO2 61,403 %, pada sampel B terdapat unsur tertinggi SiO2 59,573
%, pada sampel C terdapat unsur tertinggi SiO2 61,287 %.
3. Karakterisasi XRD menunjukkan bahwa sampel A memiliki fasa Microcline
dan Anorthite,puncak tertinggiMicroclinepada 2θ=27,7712 .Sampel
Bmemiliki fasa Anorthite, Quartz, Hedenbergite fasa dan puncak
tertinggiAnorthite2θ=27,7631 .Sampel Cmemiliki fasa Anorthite, Microcline,
Cristobalite puncaktertinggiMicrocline 2θ=27,7769 .
4. Pada uji kuat tekan di dapat kuat tekan terbesar terdapat pada sampelyaitu
sebesar 84,68 Mpa.
5. Pada uji bulk density terlihat sampel A di dapat hasil bulk density 1,98gr/cm3,
pada sampel B di dapat hasil density 2,01 gr/cm3, pada sampel C di dapat
hasil bulk density 2,80gr/cm3.
58
B. SARAN
Pada penelitian selanjutnya disarankan untuk melakukan karakteristik lain nya
pada batuan agar lebih banyak lagi data yang didapat guna keperluan
materiallanjut.
DAFTAR PUSTAKA
Adi Haryono, 2013. Karakteristik Batuan Beku Andesit Dan Breaksi Vulkanik,
Dan Kemungkinan Penggunaan Sebagai Bahan Bangunan Daerah Ukir Sari
Kecamatan, Kecamatan Bojonegara, Kabupaten Serang, Provinsi Banten.
Universitas Padjadjaran. Volume11, Nomor 12.
Ahmadin. 2010. Pemanfaatan Batuan Andesit Sebagai Agregat Pembuatan Beton
Mutu Tinggi. Skripsi Universitas Sumatera Utara: Medan.
Cullity, B.D. 1978.Element of X-Ray Diffraction. Department of Metalurgical
Eng-eenering and materials science. Eddision_wesley Publishing Company:
Inc. USA.
Das, B, M. Principles of Geotechnical Engineering 7 Edition. United states of
America. Cengage Learning. Hal 478-480.
Egy Erzagian, Lucas Donny Setijadji, I Wayan Warmada. 2006. Studi
Karakteristik dan Petrogenesis Batuan Beku Di Daerah Singkawang Dan
Sekitarnya, Provinsi Kalimantan Barat. Grha Sabha Pramana.
Fansuri, H. 2010. Modul Pelatihan Operasional XRF. Laboratorium Energi dan
Rekayasa. LPPM ITS.
Hambali, M., Lesmania, I., Midkasna, A. 2013. Pengaruh Komposisi Kimia
Bahan Penyusun Paving Block terhadap Kuat Tekan dan Daya Serap
Airnya. Jurnal Teknik Kimia. 19(4): 14-21.
Irawati, N., Putri, N. T., dan Alexie, H. 2015. Strategi Perencanaan Jumlah
Material Tambahan Dalam Memproduksi Semen Dengan Pendekatan
Taguchi Untuk Meminimalkan Biaya Produksi (Study Kasus PT Semen
Padang). Jurnal Optimasi Sistem Industri. 14(1):159-172. ISSN 2088-4842.
Kazi, A. and Al-Mansour, Z., R., 1980. Empirical Relationship Between Los
Angeles Abration and Schmidt Hammer Strength Test with Application to
Aggregates Aruond Jeddah. Journal of Engineering Geology. Vol.13. Pp.
45-52.
Keys,. 1999. A Quest for the Origins of the Modern World. New York: Ballentine
Books. Hal 218.223.
Khosama, L. K. 2012. Kuat tekan beton beragregat kasar batuan tuff merah,
batuan tuff putih, dan batuan andesit. Jurnal Ilmiah Media Engineering.
Vol. 2. No. 10. hal. 273-278.
Kriswarini, R., Anggraini, D dan Agus, D. 2010. Validasi Metoda XRF (X-Ray
Fluorescence) secara Tunggal dan Simultan untuk Analisis Unsur Mg,Mn62
dan Fe dalam Paduan Aluminum. Seminar Nasional VI SDM Teknologi
Nuklir Yogyakarta. ISSN 1978-0176.
Lopresto, V., Leone, C., and De Iorio, I. 2011. Mechanical characterisation of
basalt fibre reinforced plastic. Composites Part B: Engineering. Vol. 42.
No. 4. hal. 717-723.
Richardson, J .A. 1939. The Geology and Mineral Resources of the Neighborhood
of Raub, Pahang, Federation Malay States. Merrwir Geological Survey
Department. Journal of Mineralogy Materials Vol. 13. Pp. 166-172.
Rinawan, S. 2000. Studi Kasus Pemanfaatan Batuan Vulkanik Andesit Sebagai Bahan Agregat Perancangan Beton Mutu Tinggi. Skripsi. Universitas Negeri Malang: Malang. Hal. 20-23.
Munasir, Triwikantoro, Zainuri, M dan Darminto. 2012. Uji XRD dan XRF pada
Bahan Mineral (Batuan dan Pasir) sebagai Sumber Material Cerdas
(CaCO3 dan SiO2). Jurnal Penelitian Fisika dan Aplikasinya (JPFA).
2(1):20-29. ISSN 2087-9946.
Mulyaningsih. S., 2013, Vulkanologi , Jurusan Teknik Geologi IST AKPRIND
Natabaya.2001. Analisis dan Evaluasi Hukum Tentang Otonomi Daerah dalam
Kaitannya dengan Wilayah Pesisir dan Laut.Jakarta: Badan Pembinaan
Hukum Nasional Dep.Huku dan Perundang-undangan RI.
Nockolds. 1954. Averange Cheical Compositions of some Igneous Rock, Geol.
Soc. America Bul. V. 65, p. 10007 – 1032.
Noor, D.2009. Pengantar Geologi. Bogor: CV Graha Ilmu.
Smith, W. F. 1990. Material Science and Engeenering. University of Central
Florida. Florida. Hal 102,616,634.
Suparno, S. 2009. Energi Panas Bumi Edisi I. Depok: Universitas Indonesia.
Sucipto, Edi. dan Sadisun, Imam. 2000. Studi Petrografi Batuan Volkanik sebagai
Agregat Bahan Baku Beton. Buletin Geologi. Vol. 32. No. 3. Hal. 145-157.
Tippler, P. A. 1996. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta :
Erlangga. Hal 257-265.
Widari, L. A., Fasdarsyah., dan Iva, D. 2015. Pengaruh Penggunaan Abu Serbuk
Kayu Terhadap Kuat Tekan dan Daya Serap Air Pada Paving Block.
Teras Jurnal. 5(1):51-59. ISSN 2008-0561.
Widojoko, L. 2010. Pengaruh Sifat Kimia Terhadap Unjuk Kerja Mortar. Jurnal
Teknik Sipil UBL. 1(1): 52-59.
Zulhijah, D., Handani. S, dan Mulyadi, S. 2015. Pengaruh variasi ukuran agregat
terhadap karakteristik beton dengan campuran abu sekam padi. Jurnal
Ilmu Fisika. Vol 7. No. 2. hal. 50-55.