BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Batubara merupakan batuan sedimen dengan penyusun dominan berupa material organik dan sebagian lain adalah material non-organik. Material-material penyusun ini mengalami perubahan akibat beberapa proses yang bekerja selama pembentukan batubara berlangsung, terutama material organik yang akan membentuk maseral (Scott, 2002). Maseral yang merupakan unit terkecil penyusun batubara dikelompokkan berdasarkan bentuk, reflektansi, struktur jaringan, dan warna, menjadi 3 kelompok, yaitu: vitrinite, liptinite, dan inertinite. Vitrinite adalah kelompok maseral yang dominan ditemukan secara mikroskopis dalam batubara. Dalam perkembangan ilmu mengenai batubara, sifat optik vitrinite banyak diaplikasikan dalam berbagai metode penelitian. Salah satu keunggulan dari vitrinite adalah memiliki reflektansi, dimana akan meningkat seiring dengan kenaikan berat persen karbon dan derajat kekompakan struktur molekul batubara (Jiang dkk., 2007). Gaya gravitasi karena pembebanan dan gaya kompresi karena deformasi yang tidak sama besar dari berbagai arah menyebabkan reflektansi ini menjadi anisotropi. Anisotropi akibat pengaruh gaya kompresi pada material padat secara umum akan menunjukkan karakteristik yang spesifik, dan pada batubara terekam pada vitrinite. Gaya sendiri merupakan besaran vektor sehingga memiliki arah dan pada batubara terekam pada anisotropi reflektansi vitrinite. 1
2 Penelitian mengenai pengaruh gaya kompresi terhadap reflektansi vitrinite telah banyak dilakukan sejak beberapa dekade lalu dengan lokasi studi kasus yang beragam, diantaranya adalah Stone dan Cook (1979), Levine dan Davis (1989a, 1989b), Langenberg dan Kalkreuth (1991), Ross dan Bustin (1997), dan Jiang dkk. (2007). Sebagian besar studi mengambil lokasi yang merupakan zona sesar atau sabuk lipatan. Peneliti bermaksud menerapkan penelitian dengan tema terkait pada batubara di Indonesia. Daerah Sangata dapat menjadi studi kasus yang menarik, dimana Formasi Balikpapan sebagai sebagai salah satu lapisan pembawa batubara paling prolfik, dari peringkat subbituminous hingga bituminous (Pramudhita dkk., 2009; Moore dan Nas, 2013). Lebih dari itu, terdapat lapisan pembawa batubara di Sangata yang terpotong oleh sesar naik, Sesar Villa. Mempertimbangkan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk dapat mengetahui pengaruh gaya kompresi yang dominan bekerja pada batubara Formasi Balikpapan berdasarkan properti optik vitrinite. I.2 Lokasi Penelitian Rencana lokasi penelitian secara adiministratif termasuk area Sangata, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur. Lokasi penelitian merupakan bagian dari wilayah tambang PT Kaltim Prima Coal (Gambar 1.1). Penentuan lokasi penelitian dilakukan dengan pertimbangan utama yaitu area yang berdasarkan geologi regional tersusun dari formasi pembawa batubara dan lapisannya terkena pengaruh struktur geologi, terutama sesar.
3 Gambar 1.1 Lokasi penelitian (kotak merah) di wilayah Sangata, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur. (BAKOSURTANAL, 1991) I.3 Rumusan Permasalahan a) Batubara memiliki properti optik dari maseral yang mampu merekam pengaruh gaya kompresi yang bekerja selama pembatubaraan berlangsung. b) Properti optik batubara Formasi Balikpapan di daerah Sangata, yang memiliki peringkat subbituminous hingga bituminous, dapat merekam gaya kompresi akibat pembebanan maupun deformasi Sesar Villa. I.4 Tujuan Penelitian Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah: a) Mengetahui karakteristik optik kelompok maseral vitrinite pada batubara tersesarkan di Sangata, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur. b) Mengetahui gaya kompresi yang bekerja di daerah penelitian dan yang memberikan pengaruh dominan pada saat pembatubaraan masih berlangsung berdasarkan karakteristik optik batubara.
4 I.5 Batasan Masalah Cakupan penelitian ini dibatasi pada : a) Objek penelitian hanya mengambil batubara dari singkapan di bagian baratdaya zona Sesar Villa, Sangata, Kutai Timur, Kalimantan Timur. b) Sampel batubara terorientasi diambil pada zona-zona berdasarkan intensitas struktur geologi. c) Properti optik yang diukur untuk mengidentifikasi karakteristik anisotropi adalah dari kelompok maseral vitrinite pada batubara tersesarkan di area studi. I.6 Penelitian Terdahulu Pengaruh gaya deformasi, terutama gaya kompresi, terhadap sifat optik kelompok maseral vitrinite telah banyak diteliti dan dilakukan sejak beberapa dekade lalu dengan lokasi studi kasus yang beragam. Sebagian besar studi mengambil lokasi yang terpengaruh gaya deformasi kuat, baik merupakan area sabuk lipatan maupun sesar. Berikut adalah beberapa penelitian terdahulu terkait metode yang digunakan dalam penelitian ini. a) Stone dan Cook (1979) dengan studi kasus batubara peringkat medium volatile bituminous di Sesar Scarborough dan Flatrock di Cekungan Sydney yang menunjukkan kecenderungan rasio sumbu utama reflektansi (bireflektansi) semakin tinggi pada sampel yang berlokasi semakin dekat dengan bidang sesar. b) Levine dan Davis (1989a, 1989b) mengambil studi kasus anthracite di Sabuk Sesar dan Lipatan Appalachian mengemukakan bahwa bentuk anisotropi
5 dapat ditentukan dari plot rasio reflektansi-reflektansi vitrinite (maksimum, intermediet, minimum) pada diagram Flinn. Bentuk anisotropi tertentu disebabkan oleh gaya yang spesifik. c) Langenberg dan Kalkreuth (1991) yang mengambil sampel bituminous dari seam Jewel di Alberta, Canada. Anisotropi reflektansi vitrinite yang diperoleh, setelah diplotkan pada stereonet, menunjukkan orientasi sumbu reflektansi maksimum yang secara umum paralel dengan arah sumbu lipatan di daerah penelitian. d) Percobaan dengan simulasi gaya kompresi terhadap sampel bituminous dan anthracite dalam skala laboratorium oleh Ross dan Bustin (1997). Hasil penelitian membuktikan bahwa suhu dan regangan tinggi, dianalogikan sebagai deformasi tektonik, mengakibatkan anisotropi meningkat. e) Jiang dkk. (2007) melakukan studi terhadap sampel batubara Henan Utara dan diketahui bahwa anisotropi reflektansi vitrinite membentuk biaxial yang koresponden dengan arah gaya kompresi regional. Penelitian tesis ini dilakukan dengan menargetkan batubara Formasi Balikpapan dari Cekungan Kutai yang berada di daerah Sangata sebagai objek untuk diamati properti optik maseral vitrinitenya. Batubara Formasi Balikpapan di daerah penelitian berumur Miosen memiliki peringkat subbituminous hingga bituminous serta terpotong oleh Sesar Villa.