pembentukan batubara

Posted: Mei 21, 2010 in paper 07
Tag:, , ,

SKEMA PEMBENTUKAN BATUBARA

by. HASDI ABDULLAH

SARI

Batubara adalah termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.

Tingkatan  biokimia (atau biogenetik) daripada metamorfisme organik adalah aksi orgasnisme hidup, khususnya dominan bakteri. Bakteri yang berperan yaitu bakteri aerob dan bakteri anaerob serta jamur, Bakteri aerob menguraikan unsur karbon (C), nitrogen (N) dan karbon dioksida (CO2) pada material tumbuhan, sedangkan bakteri anaerob menguraikan unsure hidrokarbon (CH), asam (acid) serta alkohol (C2H5OH) pada material tumbuhan, proses ini berlangsung di bawah permukaan.

Fase geokimia didominasi oleh pengaruh peningkatan temperatur dan tekanan, disebabkan oleh peningkatan kedalaman penimbunan unsur organik di bawah tutupan sedimen (sedimentary overburden).

Pada tahapan geokimia, terjadi peningkatan rank pada batubara mulai dari lignite sampai pada tahap anthracite, seiring dengan kenaikan rank, maka terjadi pula kenaikan unsur karbon, nilai reflectan (Rmax) dan CV (Caloric Value) atau nilai kalori, serta terjadi penurunan kandungan air (H2O), Vollatil Matter (VM), Hidrogen (H) dan Oksigen (O).

LATAR BELAKANG

Mutu dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’. Proses awalnya gambut berubah menjadi lignite (batu bara muda) atau ‘brown coal (batu bara coklat)’ – Ini adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah. Dibandingkan dengan batu bara jenis lainnya, batu bara muda agak lembut dan warnanya bervariasi dari hitam pekat sampai kecoklat-coklatan.

Mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, batu bara muda mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batu bara muda menjadi batu bara ‘sub-bitumen’. Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam dan membentuk ‘bitumen’ atau ‘antrasit’. Dalam kondisi yang tepat, penigkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit.

Berdasarkan penjelasan di atas, untuk lebih memahami tentang proses pembentukan batubara, maka diperlukan pembuatan paper tentang skema pembentukan batubara, sebagai tugas besar dari mata kuliah Genesa Batubara.

TEORI

A. Pengertian

Batubara adalah termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batubara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk. Analisa unsur memberikan rumus formula empiris seperti : C137H97O9NS untuk bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit.

Pembentukan batubara dimulai sejak Carboniferous Period (Periode Pembentukan Karbon atau Batu Bara) – dikenal sebagai zaman batu bara pertama – yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Mutu dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’. Proses awalnya gambut berubah menjadi lignite (batu bara muda) atau ‘brown coal (batu bara coklat)’ – Ini adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah. Dibandingkan dengan batu bara jenis lainnya, batu bara muda agak lembut dan warnanya bervariasi dari hitam pekat sampai kecoklat-coklatan.

Mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, batu bara muda mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batu bara muda menjadi batu bara ‘sub-bitumen’. Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih keras dan warnanya lebh hitam dan membentuk ‘bitumen’ atau ‘antrasit’. Dalam kondisi yang tepat, penigkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit.

B.  Materi Pembentuk Batubara

Hampir seluruh pembentuk batubara berasal dari tumbuhan. Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batubara dan umurnya menurut Diessel (1981) adalah sebagai berikut:

  1. Alga, dari Zaman Pre-kambrium hingga Ordovisium dan bersel tunggal. Sangat sedikit endapan batubara dari perioda ini.
  2. Silofita, dari Zaman Silur hingga Devon Tengah, merupakan turunan dari alga. Sedikit endapan batubara dari perioda ini.
  3. Pteridofita, umur Devon Atas hingga KArbon Atas. Materi utama pembentuk batubara berumur Karbon di Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan biji, berkembang biak dengan spora dan tumbuh di iklim hangat.
  4. Gimnospermae, kurun waktu mulai dari Zaman Permian hingga Kapur Tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji terbungkus dalam buah, semisal pinus, mengandung kadar getah (resin) tinggi. Jenis Pteridospermae seperti gangamopteris dan glossopteris adalah penyusun utama batubara Permian seperti di Australia, India dan Afrika.
  5. Angiospermae, dari Zaman Kapur Atas hingga kini. Jenis tumbuhan modern,  buah yang menutupi biji, jantan dan betina dalam satu bunga, kurang bergetah dibanding gimnospermae sehingga, secara umum, kurang dapat terawetkan.

C.  Jenis-jenis Batubara

Tingkat perubahan yang dialami batu bara, dari gambut sampai menjadi antrasit – disebut sebagai pengarangan – memiliki hubungan yang penting dan hubungan tersebut disebut sebagai ‘tingkat mutu’ batu bara. Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batubara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.

  1. Antrasit adalah kelas batubara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% – 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.
  2. Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batubara yang paling banyak ditambang di Australia.
  3. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.
  4. Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.

f. Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.

D.  Pembentukan Batubara

Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batubara disebut dengan istilah pembatubaraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi, yakni:

  1. Tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta membentuk gambut.

b. Tahap Malihan atau Geokimia, meliputi proses perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.

a. Teori berdasarkan Tempat terbentuknya

Teori Insitu :

Bahan – bahan pembentuk lapisan batubara terbentuk ditempat dimana tumbuh – tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumb mati, belum mengalami proses transportasi segera tertutup oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification.

Ciri :

a. Penyebaran luas dan merata

b. Kualitas lebih baik, contoh Muara Enim

Teori Drift:

Bahan2 pembtk lapisan batubara terjadi ditempat yang berbeda dengan tempat tumbuhan semula hidup dan berkembang. Dengan demikian tumbuhan yang telah mati mengalami transportasi oleh media air dan terakumulasi disuatu tempat, tertutup oleh lapisan sedimen dan mengalami coalification.

Ciri :

a. Penyebaran tidak luas tetapi banyak

b. kualitas kurang baik (mengandung pasir pengotor), contoh pengendapan delta di aliran sungai mahakam

E. Bentuk Lapisan-Lapisan Batubara

Berdasarakan lapisan batubara dibagi menjadi 2 yaitu Plies (lapisan utuh) dan Split (terdapat 2 lapisan atau lebih). Pada awal pembentukan gambut sebagian besar perlapisan mendatar (tergantung dr topografi cekungan pengendapannya). Setelah bekerja gaya geologi akan terdapat bermacam – macam bentuk perlapisan Batubara. Antara lain: Horse Back (tjd post depositional), Pinch (tjd post depositional), Burriea Hill ( tjd krn adanya intrusi magma), Fault (patahan), dan Lipatan. atahan bukan hanya tjd krn gempa namun juga bisa krn lap dibawahnya adl psr yg dlm keadaan jenuh bisa berpindah.

PEMBAHASAN

Gambar 1. skema pembentukan Batubara

Berdarakan gambar di atas dapat kita lihat bahwa, material asal pembentuk rawa gambut ada dua yaitu, Autochton (Material yang tidak mengalami transportasi) dan Allochton (material yang mengalami transportasi).

Material rawa gambut tersebut mengalami proses peatification atau proses penggambutan. Dalam proses tersebut mikroba memiliki peranan yang sangat penting, seiring dengan proses penggambutan, proses pembentukan humin dan penurunan keseimbangan biotektonik pun dapat berlangsung.

Mulai dari proses penggambutan sampai pada tahap Lignite disebut sebagai tahapan diagenesa (Fase Biokimia), sedangkan pada Lignite sampai pada Anthrachite disebut sebagai atahapan Metamorfosa (Fase Geokimia).

Gambar2. Proses Pembentukan Batubara

Fase Biokimia (Diagenesa)

Tingkatan  biokimia (atau biogenetik) daripada metamorfisme organik adalah aksi orgasnisme hidup, khususnya dominan bakteri. Bakteri yang berperan yaitu bakteri aerob dan bakteri anaerob serta jamur, Bakteri aerob menguraikan unsur karbon (C), nitrogen (N) dan karbon dioksida (CO2) pada material tumbuhan, sedangkan bakteri anaerob menguraikan unsure hidrokarbon (CH), asam (acid) serta alkohol (C2H5OH) pada material tumbuhan, proses ini berlangsung di bawah permukaan.

Dalam pembentukan batubara, material tanaman mengalami proses penggambutan dan proses pembentukan humin terhadap humic matter. Komposisi microbiologi tidak dapat terjadi di atas  temperatur tertentu (> ± 800C). Proses ini berlangsung pada kedalaman satu sampai sepuluh meter dibawah permukaan.

Fase Geokimia (Metamorfisma)

Fase geokimia (fase ini tidak ada lagi aktivitas organism seperti bakteri, tetapi didominasi oleh pengaruh peningkatan temperatur dan tekanan, disebabkan oleh peningkatan kedalaman penimbunan unsur organik di bawah tutupan sedimen (sedimentary overburden). Batas dari fase tersebut yaitu pada kedalaman lebih dari sepuluh meter, tetapi bisa dikatakan reaksi berakhir pada tingkat gambut dan aksi geokimia menjadi agen utama pada tingkat brown-coal dan hard-coal.

Pada tahapan geokimia, terjadi peningkatan rank pada batubara mulai dari lignite sampai pada tahap anthracite, seiring dengan kenaikan rank, maka terjadi pula kenaikan unsur karbon, nilai reflectan (Rmax) dan CV (Caloric Value) atau nilai kalori, serta terjadi penurunan kandungan air (H2O), Vollatil Matter (VM), Hidrogen (H) dan Oksigen (O). Nilai Kalori batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. Pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya. Kandungan karbon secara sesuai pada rank batubara yaitu: Gambut (55% C), Lignite (60% C), Sub-bituminous (70%), Bituminous (80% C) dan Anthracite (95% C).

KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan tersebut maka dapat disipulkan sebagai berikut:

  1. Proses pembentukan batubara melewati dua tahapan yaitu tahapan diagenesa (biokimia) yang dimulai dari proses penggambutan (peatification) sampi pada lignite, dan Tahapan Metamorfisma (geokimia) mulai yang dimulai dari lignite sampai pada anthracite.
  2. Semakin tinggi rank suatu batubara, maka semakin tinggi nilai kalorinya, dan semakin tinggi nilai karbon (%C).  Dan  sebaliknya, semakin rendah kandungan air, vollatil matter, hydrogen dan oksigen.

DAFTAR PUSTAKA

http://aapgscundip.wordpress.com/2009/03/13/batu-bara/

http://search.conduit.com/Results.aspx?q=Genesa+batubara&hl=en&SelfSearch=1&SearchSourceOrigin=13&ctid=CT2384137

http://pedulianalismakasar.socialgo.com/magazine/read/mengenal-batubara_31.html

www.teknikpertambangan.wordpress.com

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s