Definisi Batubara Secara Umum

Batubara adalah endapan yang mengandung hasil dari akumulasi material organik yang berasal dari tumbuh – tumbuhan yang telah melalui proses litifikasi untuk membentuk suatu lapisan batubara. Material tersebut telah mengalami kompaksi, ubahan kimia, dengan proses metamorfis oleh peningkatan panas dan tekanan selama waktu geologi. Bahan – bahan yang terkandung dalam batubara memiliki berat lebih dari 50% atau volume bahan organik tersebut, termasuk kandungan lengas bawaan ( inherent moisture ), lebih dari 70% ( SNI, 1998 ).

Batubara adalah bekas tumbuh – tumbuhan yang terubah oleh proses pembatubaraan atau dapat juga disebut coalification. Bagian terbanyak dari tumbuhan adalah kayu, selebihnya kulit, resin, daun, spora, dan benangsari. Tumbuhan tersebut hidup di tempat itu sendiri ( insitu ) atau terangkat dan tertransport dari tempat lain. Tumbuhan yang diendapkan di tempat asal dapat diketahui oleh adanya suatu fosil batang yang mungkin hanya tertinggal bagian bawah batang berikut akarnya ( Direktorat Batubara, 1995 )

Banyak faktor yang berpengaruh sehingga kumpulan bekas tumbuhan tersebut menjadi batubara. Pembentukan tersebut dapat terjadi pada lingkungan baik paralic ( air payau dekat laut ) atau limnic ( air tawar ). Menurut Shell ( 1976 ), faktor yang mempengaruhi atas terjadinya batubara antara lain :
Letak Geoteknik

Faktor letak geoteknik ini sangat memegang peranan penting dalam hubungannya dengan model pembentukkan cekungan pengendapan batubara. Model pengembangan cekungan berdasarkan teori tektonik lempeng yang dibuat oleh Koesoemadinata dan Hardjono ( 1977 ) memadai untuk menjelaskan pengembangan batubara di Indonesia.

Jenis cekungan endapan batubara memiliki banyak jenis. Endapan batubara Sumatera Selatan terjadi pada cekungan foreland atau backdeep pada lingkungan yang sebagian besar berair payau, sedangkan endapan batubara di Ombilin terjadi di cekungan intra-montane pada longlingan air tawar, sedangkan jenis cekungan pengendapan batubara yang ada di daerah delta yang progradasi sebagian besar berada di daerah Kalimantan Timur. 

Menurut Hacquebard et.al. 1967, endapan batubara pada masing – masing lingkungan pengendapan mempunyai karakter, penyebaran luas, tebal, dan petrogenesa yang berbeda – beda.  Untuk endapan batubara di daerah lingkungan delta yang ada di Kalimantan Timur pada umumnya penyebarannya tidak menerus ( tidak berubah ). Endapan gambut yang kemudian menjadi batubara di daerah delta diendapkan pada daerah rawa di antara sungai.

Dalam proses pengendapan bahan asal batubara di daerah delta, selama jangka waktu yang sangat lama daerah gambut harus bebas dari endapan klastis yang terbawa banjir atau endapan tufan. Endapan klastis yang terbawa banjir biasanya diendapkan di daerah sepanjang tepi sungai, umumnya terbentuk seperti pematang. Lingkungan pengendapan pada cekungan antar sungai tersebut terdapat air tawar maupun air payau. Pada pematang sisi sungai dan pada sungainya sendiri umumnya tidak terdapat endapan gambut. Daerah tersebut berupa daerah pengendapan bahan yang terbawa banjir dari air yang mengalir.

Topografi Purba

Topografi purba yang baik sebagai daerah pengendapan gambut adalah berupa daratan yang berawa, terbebas dari pengaruh endapan klastis yang terbawa air atau sungai. Pada saat terjadi proses pengangkatan, ada kemungkinan terjadi pengendapan bahan klastis di atas pengendapan gambut, hal tersebut membuat proses pengendapan gambut terhenti. Namun, bila pengendapan bahan klastis terhenti, ada kemungkinan kondisi pengendapan gambut kembali lagi, diantaranya apabila proses penurunan cekungan terus berlanjut atau adanya transgresi. Endapan klastis tersebut nantinya akan menjadi parting pada endapan batubara.

                        Posisi Geografi

Posisi geografi erat hubungannya dengan adanya tumbuh – tumbuhan. Di daerah tropis dan sub-tropis biasanya lebih banyak terdapat hutan daripada di daerah dekat kutub maupun di kutubnya itu sendiri.

                        Iklim

Iklm berpengaruh terhadap daya tahan hidup tumbuh – tumbuhan dan kelembaban udara. Tumbuh – tumbuhan di daerah tropis dapat tumbuh 30 meter tingginya dalam jangka waktu 7 – 9 tahun, sedangkan dalam jangka waktu yang sama di daerah dingin angka pertumbuhan tersebut hanya5 meter sampai 6 meter ( Shell, 1977, p. 6 ). Sedangkan kelembaban udara merupakan faktor penting untuk terjadinya endapan gambut. Biasanya endapan gambut agak jarang terdapat pada daerah yang kering udaranya.

Tumbuh – Tumbuhan

Menurut Shell, 1977, p. 7, sebelum jaman karbon, di bumi ini agak jarang terdapat hutan dan setelah jaman itu hutan mulai terdapat dimana – mana. Tumbuh – tumbuhan merupakan bahan pokok darimana batubara berasal. Tumbuh – tumbuhan sendiri merupakan faktor penentu jenis batubara nantinya.

Pada jaman pra-tersier, jenis tumbuhan makin banyak. Oleh karena itu, batubara pra-tersier dan batubara tersier dapat dikatakan berbeda. Sedangkan batubara berumur karbon variasinya lebih sedikit dibanding batubara tersier secara jenis maupun botani.

                        Pembusukan

Pembusukan tumbuh – tumbuhan adalah proses biokimia atas bahan organic tumbuh – tumbuhan dan ini merupakan proses dari pembentukkan gambut. Bakteri dan jamur bekerja lebih aktif di daerah yang bertemperatur hangat dan lembab daripada di daerah kering dan bertemperatur dingin. Pembusukan tersebut dapat terhalang dengan tidak adanya kontak langsung antara bekas tumbuhan dengan udara, terutama oksigen. Pembusukan umumnya terjadi dan berjalan lebih cepat pada kondisi lingkungan yang selalu bergantu yaitu dari reduksi ke oksidasi dan seterusnya. Kadar pembusukan ini akan berpengaruh kepada batubara yang kelak akan terbentuk.

                       Penurunan Dasar Cekungan, Transgresi, dan Regresi

Endapan batubara di bumi ini beragam menurut ketebalannya. Ada yang tebal maupun yang tipis. Untuk menghasilkan batubara yang memiliki ketebalan yang besar, diperlukan endapan gambut berlipat kali tebalnya pula. Untuk memungkinkan endapan batubara yang tebal diperlukan kondisi tertentu, yaitu apabila kondisi muka air laut tetap, harus ada subsiden dasar cekungan yang seimbang dengan kecepatan penumpukan atau akumulasi bahan tumbuh – tumbuhan yang telah mati. Apabila gerak turun lebih cepat daripada akumulasi tumbuh – tumbuhan yang telah mati, akibatnya pembentukkan gambut terhenti karena seluruh hutan terendam cukup dalam dan tidak ada lagi tumbuhan yang hidup. Sebaliknya apabila gerak turun lebih lambat daripada kecepatan akumulasi tumbuh – tumbuhan yang mati, maka tumbuh -  tumbuhan tersebut tidak terawetkan karena sempat kontak terlalu lama dengan udara.

Proses pengendapan gambut dapat terbentuk selain karena proses pergerakan dasar cekungan, namun dapat terjadi karena adanya proses transgresi yag terlalu cepat. Hal ini dicirikan oleh adanya sedimen marine yang dapat dibuktikan pula oleh keterdapatan fosil marine di atas lapisan batubara.

Pada suatu kondisi dimana transgresi berjalan sangat lambat, walaupun tanpa adanya proses penurunan dasar cekungan, dapat pula terendapkan gambut tebal apabila kecepatan air naik seimbang dengan kecepatan pengendapan bekas tumbuh – tumbuhan. Pada proses transgresi, gambut akan terendapkan kearah darat.

Pada kondisi kebalikan dari transgresi, dapat pula diendapkan gambut. Apabila proses regresi sangat lambat, endapan gambut akan lebih tebal, akan tetapi apabila regresi agak cepat, endapan gambut akan lebih tipis. Pada proses regresi, gambut akan terendapkan kearah laut.

Waktu Geologi

Waktu geologi terutama berpengaruh kepada banyaknya ragam tumbuh – tumbuhan. Selain itu, waktu geologi sangat memegang peran terhadap peringkat batubara. Endapan gambut yang berumur tua lebih besar kemungkinannya tertimbun oleh sedimen lebih tebal daripada endapan gambut yang berumur muda. Apabila kondisi demikian terjadi, maka pembatubaraan dari batubara yang berumur tua akan mempunyai peringkat lebih tinggi daripada batubara berumur muda, karena faktor temperatur memegang peranan.

Dari hal di atas, terdapat pengecualian. Sekalipun endapan gambut berumur tua, belum tentu akan tertimbun lebih tebal daripada yang berumur lebih muda.  Selain itu, dengan adanya intrusi batuan beku dapat membuat endapan batubara muda lebih tinggi peringkatnya dibanding yang berumur lebih tua.

Semua faktor – faktor di atas merupakan modal utama sebelum ahli pemeta geologi batubara masuk lapangan untuk mengadakan pemetaan survey rinci atau detail. Selain pengetahuan dasar tersebut di atas, pemeta batubara harus lebih memahami batubara jika dan keterkaitannya dengan ilmu sedimentologi, struktur geologi, paleontologi, petrologi, hidrologi, dan geoteknik. Hal ini dimaksudkan agar proses eksplorasi yang akan dilakukan lebih efisien dan memiliki tingkat akurasi tinggi.
Sedimentologi

Batuan sedimen secara umum dibagi menjadi 2 jenis, yaitu batuan sedimen klastik dan batuan sedimen non klastik. Sedimentologi batuan sedimen klastik yang tepakai untuk pemetaan geologi dalam suatu ekplorasi batubara adalah tekstur sedimen dan strukturnya. Suatu sedimen klastik memiliki butir kasar jika terandapkan di tepi cekungan, sedangkan semakin halus butir sedimennya dapat dikatakan semakin jauh sedimen tersebut terendapkan dari tepi cekungan. Sedimen klastik yang demikian bisa dikatakan sebagai overburden bila berada di lapisan paling atas dari suatu lapisan batubara, bisa sebagai lapisan interburden bila berada di antara dua lapisan batubara dimana jika interburden tersebut tipis dapat dikatakan sebagai parting dan bila sangat tipis disebut dirt-band. Tebal suatu overburden, interburden, parting, dan dirt-band yang dijumpai di lapangan harus dicatat komponen – komponennya, besar butir, dan struktur serta tekstrurnya. Hal ini penting dilakukan karena sangat penting untuk menunjang dalam korelasi lapisan batubara, lingkungan pengendapan, dan geotekniknya.

Struktur Geologi

Struktur geologi meliputi struktur lipatan dan struktur sesar. Dalam pengukuran struktur lipatan ditekankan arah kemiringan dan sudut yang terbentuk dari suatu lapisan. Sedangkan dalam pengukuran sesar perlu diketahui jenis sesarnya apakah sesar normal, sesar naik, atau sesar mendatar. Semua data struktur ini sangat berguna dalam proses perhitungan cadangan, desain tambang, maupun perencanaan tambang.

Struktur geologi umum pada batubara sulit untuk diamati, biasanya hanya tampak sistem kekar. Sering terjadi sistem kekar yang seirama arahnya disangka sebagai kemiringan lapisan batubara. Namun, untuk mengetahui dengan pasti arah kemiringan lapisan batubara harus dicari pada parting, dirt-band, lantai ( floor ), dan lapisan atap ( roof ).

                       Paleontologi

Ilmu paleontologi digunakan untuk pemetaan dalam membedakan fosil yang nampak jelas dilapangan maupun tidak. Fosil vertebrata sendiri jarang terdapat pada lapisan batubara, namun sering dijumpai pada lapisan atap ( roof ) dan lapisan lantai ( floor ) dari batubara. Penelitian paleontologi sendiri juga berguna dalam menentukan lingkungan pengendapannya, masuk dalam lingkungan marin atau bukan marin. Hal ini perlu dibedakan karena dalam suatu kasus, lingkungan pengendapan marin batulempungnya memiliki kandungan NaCl lebih sedikit yang menyebabkan batulempung ini lebih rentan bila tertekan oleh sesuatu yang memiliki berat yang besar. Hal tersebut sangat berbahaya dalam proses penambangan.

Selain berguna dalam menentukan lingkungan pengendapan, paleontologi juga berguna dalam menentukan umur dan korelasi.

                      Petrologi

Ilmu petrologi sangat penting dalam proses eksplorasi batubara dalam pendeskripsian contoh batubara maupun conto dari hasil pengeboran ( coring ). Hal yang perlu dicatat dalam hal ini adalah berupa kilap, kekerasan, warna, dan sifat rapuh atau lapukannya. Catatan ini akan sangat bermanfaat dalam proses korelasi dan pegambilan conto batubara.

                        Geohidrologi

Catatan, menyangkut geohidrologi berupa pengamatan mata air, pengamatan kedalaman sumur penduduk, tinggi permukaan air sungai sewaktu banjir, tebal lapisan batuan dan sifat porositasnya, keterdapatan lapisan kedap air ( impermeable ), adanya rekahan batuan, dan keterdapatan sesar. Informasi ini berguna bagu ahli hidrologi untuk membuat perencanaan jumlah dan letak sumur pompa uji ( pump test ) dan sumur pengamat pada kegiatan eksplorasi rinci.

                      Geoteknik

Catatan geoteknik dapat dilakukan oleh pemeta geologi dalam eksplorasi batubara meliputi kerapatan rekah batuan atau kekar, arah kekar, kekerasan batuan, derajat kekompakkan batuan. Hal ini dapat digunakan dalam proses perencanaan desain tambang dalam aspek lingkungan pertambangan.

Sumber : Buku Eksplorasi Batubara Untuk Studi Kelayakan ( Direktorat Batubara, 1995 )