PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN KUALITAS BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG

Transkripsi

1 PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN KUALITAS BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : HERI PRABOWO NIM : Program Studi Rekayasa Pertambangan PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2 PROPOSAL TESIS PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN TEKSTUR BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG Oleh : Heri Prabowo Wali Akademik Dr. Ir. Komang Anggayana, MS 2007

3 PROPOSAL TESIS PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN TEKSTUR BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG Oleh : Heri Prabowo Menyetujui : Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng. Ir. Teti Indriati, MT NIP NIP Mengetahui : Ketua/Sekretaris Program Dr. Ir. Budi Sulistijo, M.App.Sc NIP

4 ABSTRAK PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN KUALITAS BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG Oleh : Heri Prabowo NIM: Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh intrusi basalt di dalam Formasi batugamping sebagai bahan baku semen PT Semen Padang. Lokasi Bukit Karang Putih berada di daerah Indarung, Kecamatan Lubuk Kilangan, Padang, Propinsi Sumatera Barat. Secara geografis terletak pada 100 o 28 4 sampai 100 o Bujur Timur dan -0 o sampai -0 o Lintang Selatan. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak 21 sampel secara sistimatis di permukaan setiap 5 meter, mulai dari kontak intrusi ke arah batugamping sejauh 30 meter. Sampel tersebut dianalisa komposisi kimia dan petrografinya. Intrusi basalt berwarna abu-abu gelap dan bertekstur porpiritik, terdiri dari fenokris plagioklas, olivin, dan piroksen. Terdapat veinlets klorit di dalam basalt, tertanam dalam masa dasar mikrolit plagioklas dan gelas. Batugamping sebagai batuan samping mengalami perubahan komposisi kimia ke arah intrusi basalt. Komposisi SiO 2, MgO and Fe 2 O 3 mengalami kenaikan lebih dari 1% ke arah intrusi basalt (0-15 m), sebaliknya mengalami penurunan kandungan CaO. Batugamping juga mengalami perubahan tekstur dan ukuran butir. Batugamping yang dekat dengan intrusi basalt lebih kompak dan lebih kasar ukuran butirnya. Hasil dari pengukuran menunjukkan ukuran butir kasar meningkat 90% (5 meter dari intrusi), 81% (10 meter dari intrusi), 38% (15 meter dari intrusi), 27% (20 meter dari intrusi), dan 4% (25 meter dari intrusi). Intrusi basalt menyebabkan batugamping mengalami penurunan kualitas dengan kehadiran kandungan silika yang melebihi batas toleransi, sehingga batugamping tersebut tidak dapat digunakan untuk bahan baku semen portland. Peningkatan kandungan silika terjadi pada batugamping dengan jarak 15 meter dari intrusi basalt dengan persentase kenaikan kandungan SiO 2 sebesar 8% - 9% dan kandungan MgO sebesar 1,38% - 2,05%. iv

5 ABSTRACT THE INFLUENCE OF BASALT INTRUSION CONCERNING TO THE LIMESTONE CHEMICAL COMPOSITION AND QUALITY AT BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG By : Heri Prabowo NIM : This research was conducted to find out the influence of basalt intrusion to the limestone formation at Bukit karang Putih as the raw materials of PT Semen Padang. Bukit Karang Putih is located at village of Indarung, Lubuk Kilangan district, Padang, West Sumatra province. Its Geography position is to East Longitude and to South Latitude. Systematic sampling has been done to collect 21 rock samples, every 5 metre. Start is from the contact of the basalt intrution to 30 metre outwards. The samples have been analyzed chemically and petrographically. The basalt intrusion shows dark gray color and porphyritic texture, consist of plagioclase, olivine, and pyroxene. There are chlorite veinlets found in the basalt sample, set in groundmass of plagioclase microliths and glass. The limestone as the country rock shows variation in the chemical composition toward to the contact of the basalt intrusion. The content of the SiO 2, MgO and Fe 2 O 3 increase more than 1% in the near of the basalt intrusion (0 15 m), on the countrary the CaO content decrased. The limestone also shows the changings in textures and grain sizes. The more closer to the basalt intrusion the more compact the limestone and the more coarser the grain size. The measurement results show that the coarse grains of calcite crystals increase 90% (5 m from intrusion), 81% (10 m from intrusion), 38% (15 m from intrusion), 27% (20 m from intrusion), 4% (25 m from intrusion). The influence of this basalt intrusion was happened degradation of quality the limestone with attendance of silica content exceeding tolerance range, so that the limestone cannot be used for raw material cement portland. The increasing of silica content happened the limestone with distance 15 metre of basalt intrusion, with percentage increase of SiO 2 content equal to 8% - 9% and percentage increase of MgO content equal to 1,38% - 2,05%. iv

6 PENGARUH INTRUSI BASALT TERHADAP KOMPOSISI KIMIA DAN KUALITAS BATUGAMPING BUKIT KARANG PUTIH PT SEMEN PADANG Oleh : HERI PRABOWO NIM : Bidang Khusus Ekplorasi Sumber Daya Bumi Program Studi Rekayasa Pertambangan Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Bandung, 25 Juni 2007 Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng. Ir. Teti Indriati, MT NIP NIP ii

7 ... Allah mengangkat (derajat) orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu beberapa derajat... (Q.S Al-Mujadilah :11)...Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, Maka apabila kamu telah selesai (dari satu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain)... (Q.S Al-Insyiroh :6-7) Berkat RidhoMu Ya Allah Karena doa-doamu yang tiada pernah putus Ayah Bundaku Dan Karena harapan yang begitu besar dari orang-orang yang Menyayangiku akhirnya kuraih satu dari cita-citaku.. Dari detik-detik yang sudah terlalui Dari langkah-langkah yang sudah terlangkahkan Hari ini setapak lagi kebahagian Engkau berikan kepadaku Tiada sembah yang pantas kupersembahkan Selain sembahku kepadamu Ya Allah Tiada yang dapat kuucapkan Selain ribuan ucapan terima kasih Yang kupersembahkan buat kedua orang tuaku Istriku tercinta Tuti, putriku Aisyah yang sabar menunggu abinya Keluarga besar H. Emzalmi serta adik-adikku Hetti, Vera, & Vina iii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alah SWT atas selesainya penulisan tesis yang berjudul Pengaruh Intrusi Basalt Terhadap Komposisi Kimia dan Kualitas Batugamping Bukit Karang Putih PT Semen Padang. Tesis ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan studi Magister, Bidang Khusus Eksplorasi Sumber Daya Bumi, Program Studi Rekayasa Pertambangan, Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada PT Semen Padang propinsi Sumatera Barat yang telah memberikan fasilitas sehingga terwujudnya penelitian ini. Demikian pula penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng., selaku pembimbing I, dan Ir. Teti Indriati, MT, selaku pembimbing 2 atas ilmu dan saran-saran yang diberikan kepada penulis dari awal hingga selesai. 2. Kepala Departemen Tambang PT Semen Padang, Ir. Erizal Anwar, Ir. Doni Avianto, Ir. Ari joko, Ir. Harmen serta Ir. Moch Muslih yang telah memberi izin penelitian dan fasilitas di PT Semen Padang. 3. Rektor UNP yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk menempuh studi di ITB. 4. Sekretaris Program Studi Rekayasa Pertambangan Program Pasca Sarjana ITB Dr. Ir. Budi Soelistijo, App. Sc., Dr. Ir. Komang Anggayana, Dr. Ir. Lilik Eko Widodo, Dr. Ir. Safrizal, M.Eng atas kesabaran dan ilmu yang diberikan kepada kami, serta Staff Tata Usaha Program Pasca Sarjana atas pelayanannya. 5. Dr. Ir Iskandar, Ir. Sri Indarto dan mas Iwan, ST yang membantu dan membimbing analisa petrografi di laboratorium Mineral Fisik LIPI Bandung. v

9 6. Ibunda Sriyati dan ayahnda Sugiyanto serta mertua Ir. H. Emzalmi dan Hj. Rosmawati yang banyak memberikan doa dan wejangan. Istri tercinta belahan jiwaku Tuti Kurnia dan anakku aisy atas doa dan sabar menunggu abi selesai kuliah. Adik-adikku Heti, Vera, Vina, Nani, Dodi juga Ami berkat doa kalian mas selesai studi. 7. Rekan-rekan ESDB Aditya, Mulyono, Anas dan Widodo. Rekan-rekan IMPAS (palem 13), Alan, Udin, Adib, Munawar, Teguh, Bagus dan Zul serta berbagai pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu penulisan laporan ini. Teristimewa penulis ucapkan terima kasih dan mohon maaf kepada istriku Tuti Kurnia dan anakku Aisyah yang sabar ditinggal dan ikhlas memberikan semangat dan doa selama penulis menyelesaikan studi. Akhir kata penulis harapkan, semoga penelitian ini bermanfaat. Bandung, 25 Juni 2007 Penulis vi

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vii viii xi xiii Halaman BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Lokasi Penelitian Perumusan Masalah Batasan Masalah Manfaat Hasil Penelitian Manfaat Akademik Manfaat Bagi Perusahaan PT Semen Padang Tahap Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Geologi Regional Geologi Daerah Bukit Karang Putih Morfologi Litologi BAB III DASAR TEORI Sekilas Proses Pembuatan Semen Portland Kualitas Batugamping Sebagai Bahan Baku Semen Komposisi Kimia dan Mineralogi Batugamping vii

11 3.3.1 Klasifikasi Batugamping Menurut Folk (1959) Klasifikasi Batugamping Menurut Dunham (1962) Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pengendapan Batugamping Pengaruh Sedimen Klastik Asal Darat Pengaruh Iklim dan Suhu Pengaruh Kedalaman Faktor Mekanik Lingkungan Pengendapan Batugamping (Wilson, 1975) Intrusi BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Data Sekunder Data Primer Hasil Penelitian Analisis Petrografi Analisis Kimia BAB V PEMBAHASAN Komposisi kimia terhadap jarak intrusi pada arah horizontal, lokasi X : , Y : - 2, Komposisi kimia terhadap jarak intrusi pada arah horizontal, lokasi X : , Y : - 2, Komposisi kimia terhadap jarak intrusi pada arah horizontal, lokasi X : 80.00, Y : -2, Komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt pada arah vertikal, BH - 5 ( Blok I-6, X: , Y : -2, ) Komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt pada arah vertikal, BH - 10 ( Blok H-5, X : -0,0374, Y : -2,153.77) Komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt pada arah vertikal, BH - 13 ( Blok F-5, X : , Y : -1,978.5) Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok M, X : , Y : - 2, Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok M, X : , Y : - 2, vi

12 5.9 Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok J, X : 80.00, Y : -2, BAB VI KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA vii

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Lokasi Daerah Penelitian... 2 Gambar 1.2 Kerangka Konsep Penelitian... 6 Gambar 2.1 Peta Geologi Lembar Padang (Kastowo, dkk. 1973)... 9 Gambar 2.2 Peta Geologi Bukit Karang Putih (PT Semen Padang 2002) Gambar 3.1 Bahan Baku Semen Diangkut Ke Gudang Gambar 3.2 Klasifikasi Batugamping Menurut Folk (1959) Gambar 3.3 Klasifikasi Batugamping (Dunham, 1962) Gambar 3.4 Klasifikasi Batugamping Menurut Embry Dan Kloven (1975) Gambar 3.5 Jalur Fasies Karbonat Pada Tepi Paparan Menurut Wilson 29 (1975)... Gambar 3.6 Beberapa Tipe Intrusi (Ernest G Ehlers, 1982) Gambar 3.7 Kontak Intrusi Monzonit di Batugamping (C.W. Burnham, )... Gambar 4.1 Sayatan batuan basalt terdiri dari mineral Klorit (Klt) sebagai mineral ubahan mineral mafik, Plagioklas (Plg), Gelas (Gls) 36 serta tekstur porfiritik penciri sebagai intrusi. Lokasi conto LP- A... Gambar 4.2 Kontak Basalt (Bs) dengan batugamping (Gpg), mengakibatkan mineral Silika (Si) dan Klorit (Kl) masuk ke dalam rekahan batugamping dan menggantikan sebagian Kalsit (Ca). Lokasi conto di daerah kontak antara basalt 37 dengan batugamping. (X : , Y: -2,650.00)... Gambar 4.3 Tekstur klastik mineral Kalsit (Ca) dan Fosil (Fs) sebagai fragmen dan diikat oleh Mikrit (Mk) pada batugamping yang tidak terpengaruh oelh intrusi. Lokasi conto LP-18 (30 meter 38 dari intrusi basalt)... Gambar 4.4 Ukuran butir kristal mineral Kalsit (Ca) pada batugamping relatif kasar, batas kristal lebih jelas dan lebik kompak karena pengaruh penambahan suhu sebagai indikasi telah terjadinya 39 metamorfose kontak. Lokasi conto LP-11 (25 meter dari viii

14 Intrusi basalt)... Gambar 4.5 Ukuran butir kristal Kalsit (Ca) dan Dolomit (Mg) pada batugamping relatif kasar, batas kristal lebih jelas dan lebik kompak pengaruh penambahan suhu sebagai indikasi terjadinya metamorfose kontak. Lokasi conto LP-10 (20 meter dari Intrusi basalt)... Gambar 4.6 Ukuran butir kristal mineral Kalsit (Ca) dan Dolomit (Mg) pada batugamping relatif kasar karena pengaruh penambahan suhu sebagai indikasi telah terjadinya metamorfose kontak. Lokasi conto LP-8 (15 meter dari Intrusi basalt)... Gambar 4.7 Ukuran kristal mineral Kalsit (Ca) dan Dolomit (Mg) pada batugamping relatif kasar, batas kristal lebih jelas dan lebik kompak karena pengaruh penambahan suhu sebagai indikasi telah terjadinya metamorfose kontak. Lokasi conto LP-2 (10 meter dari Intrusi basalt)... Gambar 4.8 Ukuran kristal Kalsit (Ca) dan Dolomit (Mg) pada batugamping relatif kasar, batas kristal lebih jelas dan lebik kompak pengaruh penambahan suhu sebagai indikasi telah terjadinya metamorfose kontak. Lokasi conto LP-1 (5 meter dari Intrusi basalt)... Gambar 5.1 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2 dan CaO Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X , Y : - 2, Gambar 5.2 Grafik Hubungan Kandungan Fe 2 O 3 dan MgO Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X , Y : - 2, Gambar 5.3 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2 dan CaO Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X: , Y : - 2, Gambar 5.4 Grafik Hubungan Kandungan Fe 2 O 3 dan MgO Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X: , Y : - 2, Gambar 5.5 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2 dan CaO Terhadap Jarak Intrusi Blok J, X : 80.00, Y : -2, Gambar 5.6 Grafik Hubungan Kandungan Fe 2 O 3 dan MgO Terhadap Jarak Intrusi Blok J, X : 80.00, Y : -2, Gambar 5.7 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2, Fe 2 O 3 dan CaO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok I-6, X: , Y : -2, ix

15 Gambar 5.8 Grafik Hubungan Kandungan Al 2 O 3 dan MgO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok Blok I-6, X: , Y : -2, Gambar 5.9 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2, Fe 2 O 3 dan CaO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok H-5, X : -0,0374, Y : -2, Gambar 5.10 Grafik Hubungan Kandungan Al 2 O 3 dan MgO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok H-5, X : -0,0374, Y : -2, Gambar 5.11 Grafik Hubungan Kandungan SiO 2, Fe 2 O 3 dan CaO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok F-5, X : , Y : -1, Gambar 5.12 Grafik Hubungan Kandungan Al 2 O 3 dan MgO Terhadap Kedalaman Intrusi Blok F-5, X : , Y : -1, Gambar 5.13 Grafik Hubungan Persen Butiran Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X: , Y : - 2, Gambar 5.14 Grafik Hubungan Persen Butiran Terhadap Jarak Intrusi Blok M, X: , Y : - 2, Gambar 5.15 Grafik Hubungan Persen Butiran Terhadap Jarak Intrusi Blok J, X: 80.00, Y : -2, x

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Stratigrafi Regional Menurut Kastowo, dkk (1973) Tabel 2.2 Stratigrafi Daerah Bukit Karang Putih Tabel 3.1 Komposisi senyawa batugamping pembentuk bahan baku semen (Duda, 1976) Tabel 3.2 Persyaratan Kualitas Bahan Baku Semen PT Semen Padang Tabel 3.3 Mineral-mineral Penyusun Batugamping Tabel 4.1 Lokasi pengambilan sampel untuk analisa petrografi dan kimia Tabel 4.2 Hasil Analisa Kimia Conto Batugamping (PT Semen Padang, )... Tabel 4.3 Hasil Analisa Kimia Conto Basalt dan Batugamping, Lokasi Blok M, X : , Y : - 2, Tabel 4.4 Hasil Analisa Kimia Conto Basalt dan Batugamping Lokasi Blok M, X : , Y : - 2, Tabel 4.5 Hasil Analisa Kimia Conto Basalt dan Batugamping Lokasi Blok J, X : 80.00, Y : -2, Tabel 5.1 Korelasi Komposisi kimia terhadap jarak intrusi, lokasi X : , Y: - 2, Tabel 5.2 Korelasi Komposisi kimia terhadap jarak intrusi, lokasi X : , Y: - 2, Tabel 5.3 Korelasi Komposisi kimia terhadap jarak intrusi, lokasi X : 80.00, Y : -2, Tabel 5.4 Korelasi Komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt, BH - 5 ( Blok I-6, X: , Y : -2, , Elevasi 388.5) Tabel 5.5 Korelasi Komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt, BH - 10 ( Blok H-5, X : -0,0374, Y : -2,153.77, Elevasi ) Tabel 5.6 Korelasi komposisi kimia terhadap kedalaman intrusi basalt, BH - 13 ( Blok F-5, X : , Y : -1,978.5, Elevasi ) Tabel 5.7 Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok M, X : , Y : - 2, xi

17 Tabel 5.8 Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok M, X : , Y : - 2, Tabel 5.9 Pengukuran Persen ukuran butir mineral terhadap jarak intrusi, Blok J, X : 80.00, Y : -2, xii

18 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : - Contoh Pengukuran Jumlah Butir Mineral - Distribusi Frekwensi Ukuran Butir Mineral batugamping LAMPIRAN B : Hasil Analisa Petrografi LAMPIRAN C : - Peta Lokasi Pengambilan Conto - Peta Zona Metasomatisme - Peta Zona Metamorfisme xiii