Batubara

1. Pendahuluan

Batubara adalah batuan yang mudah terbakar yang lebih dari 50% -70% berat volumenya merupakan bahan organik yang merupakan material karbonan termasuk inherent moisture. Pengertian umum dari batubara 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. Batu bara 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.

Bahan organik utamanya yaitu tumbuhan yang dapat berupa jejak kulit pohon, daun, akar, struktur kayu, spora, polen, damar, dan lain-lain. Materi pembentuk batubara dapat berupa jenis:

• Alga
• Silofita
• Pteridofita
• Gimnospermae
• Angiospermae

2. Pembentukan Batubara

Batubara bagus terbentuk dari endapan yang terbentuk pada zaman Karbon, kira-kira 340 juta tahun yang lalu (jtl)> Pada masa ini pembentukan batu bara terjadi paling produktif dimana hampir seluruh deposit batu bara (black coal) yang ekonomis di belahan bumi bagian utara terbentuk. Pada Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian selatan, seperti Australia, dan berlangsung terus hingga ke Zaman Tersier (70 - 13 jtl) di berbagai belahan bumi lain.

Selanjutnya bahan organik tersebut mengalami berbagai tingkat pembusukan (dekomposisi) sehingga menyebabkan perubahan sifat-sifat fisik maupun kimia baik sebelum ataupun sesudah tertutup oleh endapan lainnya. Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap yaitu tahap biokimia (penggambutan) dan tahap geokimia (pembatubaraan).

a. 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.

Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap dimana sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi reduksi di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman 0,5 – 10 meter. Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan 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.

Gambar 1. Tahap Pembentukan Batubara

Gambar 2. Skema Pembentukan Batubara

Faktor – faktor yang berpengaruh dalam pembentukan batubara antara lain :

a. Posisi Geotektonik

Posisi geotektonik akan berpengaruh pada pembentukan cekungan batubara yang dikontrol oleh gaya-gaya tektonik lempeng.

b. Topografi

Topografi berpengaruh terbatas pada iklim dan morfologi dari cekungan batubara sehingga menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara terbentuk.

c. Iklim

Iklim berpengaruh pada pertumbuhan flora pembentuk batubara.

d. Penurunan

Penurunan cekungan akan berpengaruh pada ketebalan lapisan batubara yang terebdapkan didalamnya.

e. Umur Geologi

Umur geologi disini berpengaruh pada kualitas terbentuknya batubara.

f. Tumbuhan

Tumbuhan tentu sangat berpengaruh pada pembentukan batubara karena memang batubara terbentuk oleh akumulasi sisa tumbuh – tumbuhan yang tertimbun dalam sedimen. Kualitas tumbuhan akan berpengaruh terhadap kualitas batubara yang terbentuk.

g. Dekomposisi

Dekomposisi flora merupakan bagian dari transformasi biokimia dari organik dan merupakan titik awal untuk seluruh akterasi.

h. Metamorfosa Organik

Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh sedimen baru. Proses ini lebih didominasi oleh proses dinamokimia yang menyebabkan perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai mutu. Proses metemorfosa organik akan dapat mengubah gambut menjadi batubara sesuai dengan perubahan sifat kimia, fisik, dan optiknya.

3. Klasifikasi Batubara

Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.

• Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.

Gambar 3. Antrasit

• Bituminus mengandung 68 - 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling banyak ditambang di Australia.
• Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.

Gambar 4. Sub-bituminus

• Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.

Gambar 5. Lignit

• Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.
  
  
  
  Gambar 6. Gambut
  Faktor-faktor yang berperan pada pembentukan gambut
  • Evolusi tumbuhan : jenis tumbuhan pada skala waktu geologi.
  • Iklim : berpengaruh terhadap kecepatan tumbuh dan variasi jenis tumbuhan serta proses dekomposisi
  • Geografi dan posisi : kenaikan muka air tanah relatif lambat, dan ada perlindungan rawa terhadap pantai atau sungai.
  • Struktur Geologi dan tektonik :Adanya keseimbangan antara penurunan cekungan terhadap kecepatan penumpukan sisa tumbuhan (kesimbangan biotektonik).
  
  
  4. Bentuk Batubara
  Lapisan batubara terbentuk berdasarkan bentuk lingkungan pengendapannya dan struktur. Ada beberapa bentuk lapisan batubara, diantaranya adalah:
  1. Endapan Batubara bentuk Horse Back
  Dicirikan oleh perlapisan batubara dan batuan yang menutupinya melengkung kearah atas akibat gaya kompresi.
  
  
  
  Gambar 7. Endapan Batubara bentuk Horse Back
  2. Bentuk Clay Vein
  Bentuk ini terjadi apabila diantara 2 bagian deposit batubara terdapat urat lempung.
  3. Bentuk Pinch
  Dicirikan oleh perlapisan yang menipis dibagian tengah. Pada umumnya dasar lapisan batubata merupakan batuan yang plastis.
  4. Endapan Batubara bentuk Burreid Hill
  Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana batubara semula terbentuk, terdapat akumulasi sehingga lapisan batubara seperti “terintrusi”.
  
  
  
  Gambar 8. Endapan Batubara bentuk Burreid Hill
  5. Endapan Batubara Akibat Sesar
  Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengelami seri patahan
  
  
  
  Gambar 9. Endapan Batubara Akibat Sesar
  6. Endapan Batubara Akibat Lipatan
  Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengalami perlipatan
  
  
  
  Gambar 10. Endapan Batubara Akibat Lipatan
  
  
  
  
  5. Batubara di Indonesia
  Di Indonesia, endapan batubara yang bernilai ekonomis terdapat di cekungan Tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda (termasuk Pulau Sumatera dan Kalimantan), pada umumnya endapan batu bara ekonomis tersebut dapat dikelompokkan sebagai batu bara berumur Eosen atau sekitar Tersier Bawah, kira-kira 45 juta tahun yang lalu dan Miosen atau sekitar Tersier Atas, kira-kira 20 juta tahun yang lalu menurut Skala waktu geologi.
  Batubara ini terbentuk dari endapan gambut pada iklim purba sekitar khatulistiwa yang mirip dengan kondisi kini. Beberapa diantaranya tegolong kubah gambut yang terbentuk di atas muka air tanah rata-rata pada iklim basah sepanjang tahun. Dengan kata lain, kubah gambut ini terbentuk pada kondisi dimana mineral-mineral anorganik yang terbawa air dapat masuk ke dalam sistem dan membentuk lapisan batu bara yang berkadar abu dan sulfur rendah dan menebal secara lokal. Hal ini sangat umum dijumpai pada batu bara Miosen. Sebaliknya, endapan batu bara Eosen umumnya lebih tipis, berkadar abu dan sulfur tinggi. Kedua umur endapan batu bara ini terbentuk pada lingkungan lakustrin, dataran pantai atau delta, mirip dengan daerah pembentukan gambut yang terjadi saat ini di daerah timur Sumatera dan sebagian besar Kalimantan.
  
  
  
  Gambar 11. Cekungan Batubara di Indonesia
  
  
  
  
  DAFTAR PUSTAKA
  
  
  
  
  Anonim. 2009. Batubara.
  URL : www.wikipedia.org [Online : 15 Oktober 2009]
  Anonim. 2006. Litbang Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Batubara
  URL : www.ilmubatubara.wordpress.com [Online : 15 Oktober 2009]
  Erwan. Kelas dan Jenis Batubara.
  URL : www.tamangeologi.blogspot.com [Online : 15 Oktober 2009]
  Sukandarrumidi. 2008. Batubara dan Gambut. Yogyakarta : UGM Press