Proses Pembentukan Batubara

Proses Pembentukan Batubara

I. Prinsip Sedimentasi
Pada dasarnya batubara termasuk ke dalam jenis batuan sedimen. Batuan sedimen terbentuk dari material atau partikel yang terendapkan di dalam suatu cekungan dalam kondisi tertentu, dan mengalami kompaksi serta transformasi balk secara fisik, kimia maupun biokimia. Pada saat pengendapannya material ini selalu membentuk perlapisan yang horizontal.


II. Skala Waktu Geologi
Proses sedimentasi, kompaksi, maupun transportasi yang dialami oleh material dasar pembentuk sedimen sehingga menjadi batuan sedimen berjalan se lama jutaan tahun.
Kedua konsep tersebut merupakan bagian dari proses pembentukan batubara vang mencakup proses :

1. Pembusukan, yakni proses dimana tumbuhan mengalami tahap pembusukan (decay) akibat adanya aktifitas dari bakteri anaerob. Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen dan menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti selulosa, protoplasma, dan pati.
2. Pengendapan, yakni proses dimana material halus hasil pembusukan terakumulasi dan mengendap membentuk lapisan gambut. Proses ini biasanya terjadi pada lingkungan berair, misalnya rawa-rawa.
3. Dekomposisi, yaitu proses dimana lapisan gambut tersebut di atas akan mengalami perubahan berdasarkan proses biokimia yang berakibat keluarnya air (H20) clan sebagian akan menghilang dalam bentuk karbondioksida (C02), karbonmonoksida (CO), clan metana (CH4).
4. Geotektonik, dimana lapisan gambut yang ada akan terkompaksi oleh gaya tektonik dan kemudian pada fase selanjutnya akan mengalami perlipatan dan patahan. _Selain itu gaya tektonik aktif dapat menimbulkan adanya intrusi/terobosan magma, yang akan mengubah batubara low grade menjadi high grade. Dengan adanya tektonik setting tertentu, maka zona batubara yang terbentuk dapat berubah dari lingkungan berair ke lingkungan darat.
5. Erosi, dimana lapisan batubara yang telah mengalami gaya tektonik berupa pengangkatan kemudian di erosi sehingga permukaan batubara yang ada menjadi terkupas pada permukaannnya. Perlapisan batubara inilah yang dieksploitasi pada saat ini.

III. .Faktor-Faktor Dalam Pembentukan Batubara

Beberapa faktor yang berpengaruh dalam pembentukan batubara adalah :

1. Material dasar, yakni flora atau tumbuhan yang tumbuh beberapa juta tahun yang lalu, yang kemudian terakumulasi pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim clan topografi tertentu. Jenis dari flora sendiri amat sangat berpengaruh terhadap tipe dari batubara yang terbentuk. Lingkungan pengendapan, yakni lingkungan pada saat proses sedimentasi dari material dasar menjadi material sedimen.

2. Lingkungan pengendapan ini sendiri dapat ditinjau dari beberapa aspek sebagai berikut :
• Struktur cekungan batubara, yakni posisi di mana material dasar diendapkan. Strukturnya cekungan batubara ini sangat berpengaruh pada kondisi dan posisi geotektonik.
• Topografi dan morfologi, yakni bentuk dan kenampakan dari tempat cekungan pengendapan material dasar. Topografi dan morfologi cekungan pada saat pengendapan sangat penting karena menentukan penyebaran rawa-rawa di mana batubara terbentuk. Topografi dan morfologi dapat dipengaruhi oleh proses geotektonik.
• Iklim, yang merupakan faktor yang sangat penting dalam proses pembentukan batubara karena dapat mengontrol pertumbuhan flora atau tumbuhan sebelum proses pengendapan. Iklim biasanya dipengaruhi oleh kondisi topografi setempat.

3. Proses dekomposisi, yakni proses transformasi biokimia dari material dasar pembentuk batubara menjadi batubara. Dalam proses ini, sisa tumbuhan yang terendapkan akan mengalami perubahan baik secara fisika maupun kimia.

4. Umur geologi, yakni skala waktu (dalam jutaan tahun) yang menyatakan berapa lama material dasar yang diendapkan mengalami transformasi. Untuk material yang diendapkan dalam skala waktu geologi yang panjang, maka proses dekomposisi yang terjadi adalah fase lanjut clan menghasilkan batubara dengan kandungan karbon yang tinggi.

5. Posisi geotektonik, yang dapat mempengaruhi proses pembentukan suatu lapisan batubara dari :
• Tekanan yang dihasilkan oleh proses geotektonik dan menekan lapisan batubara yang terbentuk.
• Struktur dari lapisan batubara tersebut, yakni bentuk cekungan stabil, lipatan, atau patahan.
• Intrusi magma, yang akan mempengaruhi dan/atau merubah grade dari lapisan batubara yang dihasilkan.
Keseluruhan faktor tersebut di atas sangat berpengaruh terhadap bentuk, kenehalan, maupun kualitas dari lapisan batubara.

Material Dasar
Geotektonik Lingkungan Pengendapan:
- Tekanan - Cekungan
- Struktur Coal - Topografi
- Intrusi - Iklim


Proses Dekomposisi
Dan Umur Geologi


IV. Komposisi Kimia Batubara
Batubara merupakan senyawa hidrokarbon padat yang terdapat di alam dengan komposisi yang cukup kompleks. Pada dasarnya terdapat dua jenis material yang membentuk batubara, yaitu :

1. Combustible Material, yaitu bahan atau material yang dapat dibakar/dioksidasi oleh oksigen. Material tersebut umumnya terdiri dari :
• karbon padat (fixed carbon)
• senyawa hidrokarbon
• senyawa sulfur
• senyawa nitrogen, dan beberapa senyawa lainnya dalam jumlah kecil.

2. Non Combustible Material, yaitu bahan atau material yang tidak dapat dibakar/dioksidasi
oleh oksigen. Material tersebut umumnya terediri dari aenvawa anorganik (Si02, A1203, Fe203, Ti02, Mn304, CaO, MgO, Na20, K20, dan senyawa logam lainnya dalam jumlah yang kecil) yang akan membentuk abu/ash dalam batubara. Kandungan non combustible material ini umumnya diingini karena akan mengurangi nilai bakarnya.
Pada proses pembentukan batubara/coalification, dengan bantuan faktor ti:ika dan kimia alam, selulosa yang berasal dari tanaman akan mengalami pcruhahan menjadi lignit, subbituminus, bituminus, atau antrasit. Proses transformasi ini dapat digambarkan dengan persamaan reaksi sebagai berikut

5(C6Hlo05) C20H2204 + 3CH4 + 8H,0 + 6C02 + CO
Selulosa lignit gas metan

6(C6H1005) C22H2003 + 5CH4 + 1OH20 + 8C02 + CO
Cellulose bituminous gas metan

Untuk proses coalification fase lanjut dengan waktu yang cukup lama atau dengan bantuan pemanasan, maka unsur senyawa karbon padat yang terbentuk akan bertambah sehingga grade batubara akan menjadi lebih tinggi. Pada fase ini hidrogen yang terikat pada air yang terbentuk akan menjadi semakin sedikit.


V. Lingkungan Pengendapan Batubara

V.1. Interpretasi Lingkungan Pengendapan dari Litotipe dan Viikrolitotipe
Tosch (1960) dalam Bustin dkk. (1983), Teichmuller and Teichmuller (1968) dalam Murchissen (1968) berpendapat bahwa litotipe dan mikrolitotipe batubara berhubungan erat dengan lingkungan pengendapannya. Lingkungan pengendapan dari masing-masing litotipe adalah sebagi berikut :

1. Vitrain dan Clarain, diendapkan di daerah pasang surut dimana terjadi perubahan muka air laut.

2. Fusain, diendapkan pada lingkungan dengan kecepatan pengendapan rendah, yaitu lingkungan air dangkal yang dekat dengan daratan.

3. Durain, diendapkan dalam lingkungan yang lebih dalam lagi, diperkirakan lingkungan laut dangkal.


Sedangkan interpretasi lingkungan pengendapan berdasarkan mikrolitotipe adalah sebagai berikut :

1. Vitrit, berasal dari kayu-kayuan seperti batang, dahan, akar, yang menunjukkan lingkungan rawa berhutan.

2. Clarit, berasal dari tumbuhan yang mengandung serat kayu dan diperkirakan terbentuk pada lingkungan rawa.

3. Durit, kaya akan jejak jejak akar dan spora, hal ini diperkirakan terbentuk pada lingkungan laut dangkal.

4. Trimaserit, yang kaya akan vitrinit terbentuk di lingkungan rawa, sedangkan yang kaya akan liptinit terbentuk di lingkungan laut dangkal clan yang kaya akan inertinit terbentuk dekat daratan.

V.2 Lingkungan Pengendapan Batubara
Pembentukan batubara terjadi pada kondisi reduksi di daerah rawa-rawa lebih dari 90% batubara di dunia terbentuk pada lingkungan paralik. Daerah seperti ini dapat dijumpai di dataran pantai, laguna, delta, dan fluviatil.
Di dataran pantai, pengendapan batubara terjadi pada rawa-rawa di lelakang pematang pasir pantai yang berasosiasi dengan sistem laguna ke arah darat. Di daerah ini tidak berhubungan dengan laut terbuka sehingga efek oksidasi au laut tidak ada sehingga menunjang pada pembentukan batubara di daerah rawa-rawa pantai.
Pada lingkungan delta, batubara terbentuk di backswamp clan delta plain. Se-dangkan di delta front dan prodelta tidak terbentuk batubara disebabkan oleh adanya pengaruh air laut yang besar clan berada di bawah permulcaan air laut.
Pada lingkungan fluviatil terjadi pada rawa-rawa dataran banjir atau ,th.-alplain dan belakang tanggul alam atau natural levee dari sistem sungai yang are-ander. Umumnya batubara di lingkungan ini berbentuk lensa-lensa karena membaii ke segala arah mengikuti bentuk cekungan limpahnya.

1. Endapan Batubara Paralik
Lingkungan paralik terbagi ke dalam 3 sub lingkungan, yakni endapan lmuhara belakang pematang (back barrier), endapan batubara delta, endapan Dwubara antar delta dan dataran pantai (Bustin, Cameron, Grieve, dan Kalkreuth,
Ketiganya mempunyai bentuk lapisan tersendiri, akan tetapi pada , wnumnya tipis-tipis, tidak menerus secara lateral, mengandung kadar sulfur, abu dar. nitrogen yang tinggi.

2. Endapan Batubara Belakang Pematang (back barrier)
Batubara belakang pematang terakumulasi ke arah darat dari pulau-pulau pcmatang (barrier island) yang telah ada sebelumnya dan terbentuk sebagai ai.:hat dari pengisian laguna. Kemudian terjadi proses pendangkalan cekungan antar pulau-pulau bar sehingga material yang diendapkan pada umumnya tergolong ke dalam klastika halus seperti batulempung sisipan batupasir dan batugamping. Selanjutnya terbentuk rawa-rawa air asin dan pada keadaan ini cn.iapan sedimen dipengaruhi oleh pasang surut air laut sehingga moluska dapat berkembang dengan baik sebab terjadi pelemparan oleh ombak dari laut terbuka le laguna yang membawa materi organik sebagai makanan yang baik bagi penghuni laguna. Sedangkan endapan sedimen yang berkembang pada umumnya tcrdiri dari perselingan batupasir dan batulempung dengan sisipan batubara dan batugamping. Struktur sedimen yang berkembang ialah lapisan bersusun, silang siur dan laminasi halus. Endapan batubara terbentuk akibat dari meluasnya Nrmukaan rawa dari pulau-pulau gambut (marsh) yang ditumbuhi oleh tumbuhan air tawar.

3. Endapan Batubara Delta
Berdasarkan bentuk dataran deltanya, batubara daerah ini terbentuk pada beberapa sub lingkungan yakni delta yang dipengaruhi sungai, gelombang pasang surut. dataran delta bawah dan atas, dan dataran aluvium. Kecepatan pengendapan sangat berpengaruh pada penyebaran dan ketebalan endapan batubara. Batubara daerah ini tidak menerus secara lateral akibat dari perubahan fasies yang relatif pendek dan cepat yang disebabkan oleh kemiringan yang tajam sehingga ketebalan dan kualitasnya bervariasi. Pada umumnya batubara tersebut berasal dari alang-alang dan tumbuhan paku.


4. Endapan Batubara Antar Delta dan Dataran Pantai
Batubara daerah ini terbentuk pada daerah rawa yang berkembang di :jerah pantai yang tenang dengan water table tinggi dan pengaruh endapan liaaik sangat kecil. Daerah rawa pantai biasanya banyak ditumbuhi oleh :umbuhan air tawar dan air payau. Batubara ini pada umumnya tipis-tipis dan secara lateral tidak lebih dari 1 km.
Batubara lingkungan ini kaya akan abu, sulfur, nitrogen, dan mengandung fosil laut. Di daerah tropis biasanya terbentuk dari bakau dan kaya sulfur. Kandungan sulfur tinggi akibat oleh naiknya ion sulfat dari air laut dan oleh salinitas bakteri anaerobik.