MODUL PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
GENESA BATUBARA
GENESA BATUBARA DITINJAU DARI MASERAL
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL
1998
KATA PENGANTAR
Submodul “Sejarah dan Perkembangan Batubara” adalah sebagian dari Modul Pendidikan dan Pelatihan Genesa Batubara yang ditujukan sebagai pelengkap modul-modul yang sudah ada di Jurusan Teknik Pertambangan FTM-ITB. Modul ini dimaksudkan untuk menggalakkan pembuatan Modul Pendidikan dan Pelatihan lainnya.
Submodul ini disusun oleh : Dr.Ir. Komang Anggayana, MS.
Atas kesempatan yang diberikan, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih, khususnya kepada Jurusan Teknik Pertambangan FTM-ITB dan kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian penyusunan submodul ini.
1. PENDAHULUAN
Dua tahap penting yang dapat dibedakan untuk mempelajari genesa batubara adalah gambut dan batubara. Dua tahap ini merupakan hasil dari suatu proses yang berurutan terhadap bahan dasar yang sama (tumbuhan). Secara definisi dapat diterangkan sebagai berikut (Wolf, 1984) :
Gambut adalah batuan sedimen organik yang dapat terbakar, berasal dari tumpukan hancuran atau bagian dari tumbuhan yang terhumifikasi dan dalam kondisi tertutup udara (di bawah air), tidak padat, kandungan air lebih dari 75% (berat) dan kandungan mineral lebih kecil dari 50% dalam kondisi kering.
Batubara adalah batuan sedimen (padatan) yang dapat terbakar, berasal dari tumbuhan, berwarna coklat sampai hitam, yang sejak pengendapannya terkena proses fisika dan kimia, yang mana mengakibatkan pengkayaan kandungan karbonnya.
Untuk menjadi batubara, ada beberapa tahapan yang harus dilewati oleh bahan dasar pembentuknya. Pada tiap tahapan ada proses yang terjadi dan proses-proses tersebut unik untuk tiap tahapan. Proses-proses ini tergantung pada banyak faktor.
Mempelajari genesa batubara secara lengkap memerlukan banyak disiplin ilmu yang saling mendukung (Botani, Kimia, Geologi, Fisika, dsb). Pada bahan kuliah ini akan diuraikan secara umum mulai dari perkembangan tumbuh-tumbuhan (evolusi tumbuh-tumbuhan dalam kaitannya dengan evolusi bumi) sebagai bahan dasar pembentuk batubara, faktor yang mempengaruhi terjadinya gambut sebagai tahap awal terjadinya batubara dengan tipenya masing-masing, proses-proses yang terjadi dan faktor penyebabnya selama perkembangan dari gambut menjadi batubara, serta manfaat pengetahuan genesa untuk eksplorasi penambangan, pengolahan dan pemanfaatan.
Sebelum mulai dengan genesa maka akan diperkenalkan klasifikasi dan istilah rank pada batubara, sehingga tidak menjadikan penghalang untuk mengenal tahap-tahap yang dicapai, yang akan selalu disebut dengan rank / peringkat, karena batubara merupakan suatu nama yang mencakup semua tahap yang dicapai dalam prosesnya setelah stadium gambut terlewati (Tabel 1).
Istilah rank / peringkat dipakai untuk menyatakan tahap yang telah dicapai oleh batubara dalam urutan proses pembatubaraan. Rank bukanlah suatu besaran yang dapat diukur tetapi ditentukan berdasarkan beberapa faktor. Ada beberapa parameter yang dipakai untuk menentukan rank batubara (Tabel 1) dan setiap parameter mempunyai ruang pakai tersendiri dalam kaitannya dengan rank yang dicapai. Hampir setiap negara penghasil batubara dengan jumlah yang besar memiliki istilah tersendiri untuk menyatakan rank-nya. Sebagai contoh diberikan rank batubara untuk ASTM (Amerika) dan DIN (Jerman). Berdasarkan rank yang dicapai maka batubara dapat diklasifikasikan. Ada banyak sekali klasifikasi batubara. Beberapa klasifikasi dibuat hanya untuk keperluan pemanfaatan dan perdagangan batubara (berkaitan dengan kualitas) dan ini kebanyakan tidak berkaitan dengan genesanya, atau mencerminkan genesanya.
Sebagai pengetahuan umum tentang batubara sebelum mempelajari genesa maka pada bagian awal sekali disinggung sedikit tentang pengenalan orang terhadap batubara.
Tabel 1. Rank dan klasifikasi batubara menurut ASTM dan DIN dengan berbagai parameternya (Teichmuller & Teichmuller, 1982).
itu sendiri, karena perkembangan bumi disertai dengan perkembangan iklim yang berikutnya dikaitkan dengan perkembangan makhluk hidup (terutama dalam hal ini tumbuhan). Sejarah geologi perkembangan bumi membawa akibat distribusi endapan batubara secara geografis dan secara waktu geologi seperti yang dijumpai keberadaannya saat ini. Tidak setiap tempat di bumi ini mempunyai endapan batubara dan tidak setiap waktu geologi menghasilkan endapan batubara yang ekonomis.
Di dalam pegangan kuliah ini juga akan diterangkan komposisi batubara secara makroskopis maupun mikroskopis. Pengamatan batubara secara makroskopis bisa memberikan informasi tentang cara terjadinya endapan batubara yang bersangkutan. Lebih lagi pengamatan secara mikroskopis akan sangat membantu penafsiran genesa suatu endapan batubara, karena setiap komponen mikroskopis batubara (maseral) mempunyai genesa masing-masing.
Pengetahuan kimia organik batubara sangat berperan dalam mempelajari genesa batubara. Hampir seluruh studi tentang endapan batubara saat ini disertai dengan hasil analysa geokimia organiknya, disamping secara mikroskopis. Kelengkapan dengan hasil analisis paleobotanik juga sangat memberikan hasil interpretasi yang lebih baik lagi. Dari gabungan metode ini bisa diketahui bukan saja lingkungan pengendapannya tetapi juga sampai pada jenis tumbuhan pembentuknya dan juga proses yang terjadi dan dominan dari sekian banyak proses yang tercakup dalam proses pembatubaraan.
Sebagai bagian akhir akan diperkenalkan genesa batubara Indonesia yang terkenal dengan kandungan abu dan sulfur yang rendah, kandungan vitrinit yang selalu sangat dominan (terutama densinit, ulminit atau desmocolinit, telocolinit dan vitrodetrinit).
2.1. SEJARAH BATUBARA
Diperkirakan orang China mengenal dan menambang batubara sejak beberapa abad sebelum Masehi (Chengi mines). Lama sesudah itu Marcopolo (1280) menyebutnya sebagai benda ajaib dari Cina. Filosof dari Yunani Theophrastos (muridnya Aristoteles) mengenal batubara dan menyebutnya dengan “anthrax geodes” yang merupakan asal dari kata Antrasit yang dikenal sekarang.
Sejarah geologi mengenal dua jaman (great era) pembentukan humolith (humolith adalah suatu istilah yang diperkenalkan oleh Patonie tahun 1920 untuk mencakup gambut, lignit dan batubara), seperti pada Tabel 2.
Pertama adalah Anthracolithicum yang dimulai dari Jaman Karbon Bawah sampai dengan Perm. Ini merupakan masa pembentukan batubara yang maha hebat (khususnya Jaman Karbon). Contohnya Amerika Utara dan Eropa. Sebagian besar batubara jaman ini terjadi pada belahan bumi bagian utara. Formasi ini pernah mencapai kedalaman lebih dari 3 mil dan membentang dari Skotlandia sampai dengan Silesia (Polandia).
Kedua adalah dari Kretasius Bawah sampai dengan Tersier. Hampir seluruh lignit dan brown coal terbentuk pada jaman ini. Kecuali batubara di Moskow Basin yang berasal dari Jaman Karbon Bawah. Selanjutnya seluruh endapan gambut diasumsikan terjadi pada Jaman Kuarter. Seluruh endapan batubara Indonesia terbentuk pada Jaman Tersier. Walaupun demikian masih dapat dibedakan antara batubara paleogen (endapan batubara yang terbentuk pada cekungan intramontain; Ombilin, Bayah, Kalimantan Tenggara, Sulawesi Selatan, dsb) dan neogen (untuk batubara yang terbentuk pada cekungan foreland; Tanjung Enim dan delta; hampir semua endapan batubara di Kalimantan Timur).
2.2. DISTRIBUSI ENDAPAN BATUBARA DI DUNIA
Endapan batubara di dunia tersebar seperti terlihat pada Gambar 1 s/d Gambar 11. Pada gambar tersebut ditunjukkan lapangan batubara dengan produksi yang besar seperti USA, Inggris, Jerman, Rusia, Cina, Jepang, Australia, Afrika Selatan, Canada dan India. Negara-negara tersebut memproduksi 2/3 dari produksi batubara dunia dan dengan cadangan 96% dari cadangan batubara dunia (Van Krevelen, 1993). Disamping itu negara-negara tersebut memiliki batubara dengan rank dari brown coal sampai dengan antrasit dan dengan cara penambangan konvensional bermula sejak Revolusi Industri (Inggris) sampai dengan awal abad ini (Afrika Selatan). Gambar 1. Distribusi endapan batubara terkenal di dunia (Fettweis, 1979) Gambar 2. Distribusi endapan batubara di USA (Averiti, 1975)
Gambar 3. Distribusi endapan batubara di Inggris (Fettweis, 1979) Gambar 4. Distribusi endapan batubara di Jerman Bagian Barat Gambar 5. Distribusi endapan batubara di USSR (Fettweis, 1979) Gambar 6. Distribusi endapan batubara di Cina (Fettweis, 1979) Gambar 7. Distribusi endapan batubara di Jepang (Mori et al., 1980 Gambar 8. Distribusi endapan batubara di Australia (Fettweis, 1979) Gambar 9. Distribusi endapan batubara di Afrika Selatan (Fettweis, 1979) Gambar 10. Distribusi endapan batubara di Canada (Fung, 1982)
Gambar 11. Distribusi endapan batubara di Perm dan Tersier di India (Chandra & Chakrabarki, 1989)
2.3. PERKEMBANGAN BUMI DAN TERJADINYA ENDAPAN BATUBARA
Dengan adanya era dan distribusi endapan batubara yang tertentu di muka bumi ini maka beberapa pertanyaan atau teka-teki kemudian timbul bagi para ahli batubara seperti :
a. Kenapa hanya pada periode tertentu saja batubara terbentuk. b. Kenapa hanya pada tempat tertentu saja batubara terbentuk.
c. Bagaimana bisa batubara dari tempat yang berjauhan dapat dikorelasikan sedangkan batubara yang berdekatan sangat sulit dikorelasikan.
Pertanyaan ini bisa dijawab dengan Geologi Modern (continental drift dan perkembangannya), Paleontologi (paleobotani/evolusi flora) dan Climatologi (siklus iklim dalam kaitannya dengan perkembangan atau pergeseran benua). Dulu orang beranggapan bahwa bumi itu diam. Tetapi berikutnya disepakati bahwa bumi itu bergerak dan dinamis. Dikenal 3 fase dalam perkembangan konsep teori ini (Van Krevelen, 1993) :
− Theories of the continental drift.
− Theories of ocean floor spreading (pemekaran lantai samudera). − Theories of the plate tectonics (tektonik lempeng).
Continental drift dikemukakan oleh Antonio Snider-Pellegrini tahun 1958 dan lebih dari lima puluh tahun berikutnya (1915) dikembangkan oleh Alfred
Wegener. Teori ini berikutnya bisa menerangkan pembentukan
pegunungan, gempa bumi, perubahan iklim, distribusi tumbuhan dan binatang di bumi serta perpindahan kutub dan sebagainya. Menurut Wegener bahwa dulu benua itu menjadi satu yang disebut Pangaea (Gambar 12) dan satu lautan Panthalassa. Pangaea pecah menjadi dua benua besar yaitu Laurasia dan Gondwana (dinamai oleh Alex Du Toit / ahli geologi Afrika Selatan). Berdasarkan rekonstruksi continental drift yang dibuat oleh Bambach, Scotese dan Ziegler (1980) dari data paleomagnetik hasil penyelidikan di Greenland maka sebelum menjadi Pangaea, benua-benua itu asalnya terpisah satu sama lain (paleogeografi mulai 540 juta
tahun yang lalu, Gambar 13 s/d Gambar 15).
Gambar 12. Pecahnya Pangaea
Sesudah Wegener maka ada lagi Holmes (sekitar tahun 1935) dengan arus konveksi pada mantel bumi dan Vening Meinesz (hasil penelitian dasar laut dengan Kapal Belanda dari tahun 1923 sampai dengan 1938) menemukan
variasi gaya berat dasar laut dalam. Kedua hasil ini dikombinasikan oleh Hess dan Dietz (1960) dan menghasilkan konsep ocean floor spreading. Sebagai bagian akhir dari pemikiran bahwa bumi itu dinamis maka muncul teori plate tectonics (tektonik lempeng).
LAURENTIA
dan Subkontinen yang lebih kecil
SIBERIA KAZKHSTANIA CHINA
GONDWANA
500 juta LAURASIA
270 PANGAEA (Supercontinent)
150 LAURASIA GONDWANA
Beberapa subkontinen
Sekarang Amerika Utara Eurasia India Australia Afrika Amerika Selatan
Arabia Antaractica
Gambar 14. Perubahan muka bumi dari Jaman Kambrium sampai Karbon Atas (Scotese et al., 1979)
Gambar 15. Perubahan muka bumi dari Jaman Perm sampai sekarang (Bambach et al., 1980)
Iklim merupakan faktor tunggal terpenting yang menentukan, kapan dan dimana batubara terbentuk. Iklim daerah tertentu ditentukan oleh iklim global yang bervariasi terhadap waktu geologi (Gambar 16). Posisi kontinen terhadap waktu geologi juga menghasilkan iklim yang berbeda (akibat kontinental drift). Evolusi spesies tumbuhan menghasilkan perubahan sangat besar dari material pembentuk batubara (dari Cryptogam, Conifern sampai Angiosperm).
Gambar 16. Temperatur global dan curah hujan di permukaan bumi (Frakes, 1979)
Kebanyakan tumbuhan Jaman Karbon adalah cryptogam yang terendapkan pada iklim (sub) tropis di lagun atau rawa delta. Batubara perm termuda terendapkan pada iklim yang dingin pada cekungan kontinental yang mengandung Glossopteris (Ziegler et al., 1977). Pada jaman Kretasius dan Tersier, Konifern dan tumbuhan berbunga sangat banyak. Flora Gondwana yang uniform adalah akibat tidak adanya pegunungan atau rintangan yang lain seperti yang terjadi di Cina dan Siberia yang merupakan akibat pengangkatan pegunungan (akibat tumbukan kontinental).
1. Kenapa endapan batubara yang ada hanya di daerah tertentu saja di dunia ?
2. Kenapa pengendapan batubara hanya terjadi pada waktu tertentu saja ?
3. Bagaimana penyebaran endapan batubara Indonesia berdasarkan waktu pengendapan dan daerah terdapatnya ?
4. Negara mana saja yang memiliki endapan batubara yang banyak ?
1. Diessel C. F. K. (1984) : Coal Geology, Australian Mineral Foundation, Workshop Course 274/84, Indonesia : 208 S.
2. Stach E., Mackowsky M. TH., Teichmüller M., Taylor G. H., Chandra D., Teichmüller R. (1982) : Stach’s Textbooks of Coal Petrology, Gebrüder Borntraeger, Berlin-Stuttgart : 535 S.
3. Taylor G. H., Teichmueller M., Davis A., Diessel C. F. K., Littke R., Robert P. (1998), Organic Petrologi, Gebrueder Borntraeger, Berlin, Stuttgart.
4. Tissot B. P., Welte D. H. (1984) : Petroleum Formation and Occurrence, 2nd Edition, Springer Verlag, Berlin : 538 S.
5. Van Krevelen D. W. (1993) : Coal, Typology-Chemistry-Physics-Constitution, 3rd Comp. Rev. ed., Elsevier, Amsterdam, London,
New York, Tokyo : 979 S.
1. FAKTOR-FAKTOR YANG PENTING DALAM PEMBENTUKAN
GAMBUT
1.1. TUMBUHNYA RAWA GAMBUT
Gambut merupakan tahap paling awal dari proses pembentukan batubara. Untuk bisa terbentuknya gambut maka ada beberapa faktor yang menentukan. Disamping itu dengan adanya berbagai faktor tersebut maka bisa terjadi gambut dengan bermacam tipe. Faktor-faktor yang penting dari pengendapan gambut pada rawa-rawa :
- Evolusi tumbuhan - Iklim
- Geografi dan posisi serta struktur daerah
1.1.1. Evolusi Tumbuhan
Ragam tumbuh-tumbuhan seperti yang dikenal pada saat ini telah mengalami proses evolusi yang sangat panjang mulai dari Jaman Devon. Perkembangan jenis tumbuhan untuk setiap waktu geologi terlihat pada Gambar 1. Mulai dari satu jenis tumbuhan (Algae/ganggang) pada jaman sebelum Devon menjadi sekian banyak pada waktu-waktu berikutnya. Perkembangan ini perlu diketahui karena ada beberapa tumbuhan yang hanya tumbuh pada jaman tertentu saja sehingga dengan mengenal perkembangan ini akan memudahkan untuk menginterpretasikan genesanya. Sisa tumbuhan pembentuk batubara kadang-kadang mudah dikenal di bawah mikroskop. Sisa tumbuhan seperti spora, tepung sari, serat, sel, dsb sering dipakai untuk mengenal jenis tumbuhan pembentuk batubara (paleobotani atau maseral). Disamping itu ada beberapa metoda yang lain (seperti geokimia organik) yang sering dipakai untuk mengenal jenis tumbuhan pembentuk batubara.
Gambar 1. Evolusi Flora (Maegdefrau, 1968)
Antrasit sudah dikenal dari “Algoncium pada Middle Huronian of Michigan“. Batubara ini tidak berulang dan kotor, tetapi di bawah mikroskop dengan
pembesaran yang tinggi, strukturnya terlihat berasal dari tumbuhan Algae (Ganggang) dan Fungal (Jamur) yang diisolasi oleh rijang dengan umur yang sama.
Pada Jaman Devon Bawah tumbuhan bawah air tumbuh pada lagun yang dangkal (terendam). Dari sini terjadi lapisan batubara yang tipis, yang
diketemukan di Haliseriten-Schichten dari Rhenish-Schiefergebirge
(Jerman). Pada batuan ini ada lapisan Vitrinit yang terbentuk dari Taeniocrada decheniana (Psilophytes). Tumbuhan darat pertama yang mendukung terbentuknya batusabak dengan karbon yang banyak (Carbonaceous shale, di Eiffel - Jerman) yang juga hanya menghasilkan lapisan vitrinit yang tipis.
Penyebaran tumbuhan darat di seluruh benua mengakibatkan pembentukan lapisan batubara yang berkemungkinan lebih potensial (Devon Tengah sampai Devon Atas). Contohnya : Kazakhstan, Kuznetsk basin dan Bear island. Pada Devon Tengah di Kuznetsk basin masih ada Psiliphytes, ditemukan di lapisan batubara dengan tebal 3-4 meter. Batubara Devon Atas (Rusia, Bear Island) terbentuk dari tumbuhan yang sama dengan batubara Jaman Karbon (Pteridophyta, Equisetophyta, Lycophyta), tetapi masih tidak ekonomis. Sampai pada Jaman Karbon Bawah lapisan batubara masih belum ekonomis (Karaganda, Moscow basin, West Donetz basin).
Pada Jaman Karbon Atas (Bituminous Coal Period) batubara terbentuk dari tumbuhan (hutan) rawa, seperti Lepidodendron dan Sigillaria yang tingginya mencapai lebih dari 30 m. Fosil Sigillaria dengan tinggi lebih dari 7 m ditemukan di Distrik Ruhr (Jerman). Pada jaman ini juga tumbuh Calamitean yang diidentifikasi pada Siliceous coal balls (Ruhr Carboniferous). Pada
beberapa lokasi ditemukan Paku (Leginopteris Oldhamia) atau
Lepidophyteansebagaitumbuhan karakteristiknya.
Batubara Jaman Perm di Rusia (Kuznetsk, Tunguska basin) didominasi oleh Gymnosperm Cordaites, yang juga sebagai pembentuk batubara dengan proporsi yang tinggi pada Jaman Karbon Atas.
Pada Jaman Mezosoikum (Jura dan Lower Cretaceous) batubara didominasi oleh Gymnosperm (Gingkgophyta, Cycadophyta dan Conifern), ditemukan khususnya di Siberia dan Asia Tengah.
Cepatnya perkembangan tumbuhan pada Lower dan Upper Cretaceous mengarah pada perkembangan Angiosperm pada Upper Cretaceous dan Tersier di rawa-rawa di Eropa, Amerika Utara, Jepang dan Australia.
Dibandingkan dengan Flora pada Jaman Karbon maka tumbuhan rawa pada Jaman Mezosoikum (khususnya Tersier) mempunyai ragam yang lebih banyak dan terspesialisasi, sehingga banyak type fasies ditemukan pada lapisan gambut yang tebal.
1.1.2. Iklim
Iklim suatu daerah secara tidak langsung bisa mengendalikan faktor yang lain. Iklim tropis menawarkan terbentuknya gambut yang lebih cepat karena kecepatan tumbuh dari tumbuh-tumbuhan lebih besar dengan ragam yang sangat bervariasi. Temperatur yang tinggi dengan kelembaban yang tinggi juga berpengaruh pada proses pembentukan gambut.
Rawa di daerah tropis bisa menghasilkan kayu yang mencapai ketinggian 30 meter dalam waktu 7 - 9 tahun sementara tumbuhan di daerah rawa dengan iklim sedang hanya mencapai ketinggian 5 - 6 meter dalam jangka waktu yang sama. Daerah dengan iklim sedang miskin akan bahan makanan sehingga hanya didominasi oleh lumut, sedangkan daerah tropis didominasi oleh pohon.
Pembentukan gambut terjadi kebanyakan di daerah yang beriklim panas, banyak air (khususnya Karbon Atas). Formasi yang terkaya akan lapisan batubara terendapkan pada daerah beriklim panas (termasuk juga untuk batubara yang penting pada Jaman Upper Cretaceous dan Tersier Bawah di Amerika Utara dan di belahan bumi bagian Selatan yang beriklim kadang dingin dan basah), contohnya : Siberia, Inter dan Post Glacial Permo Karbon, Gondwana Coal dengan Gangamopteris Glossopteris dan Perm dan
Jura-Cretasius Bawah dari Angara Continent (Tunguska dan Lena Regions). Lapisan batubara yang terendapkan di daerah yang banyak air dan hangat akan menghasilkan banyak lapisan dan tebal yang terjadi dari batang kayu yang besar/tebal (bright coal), dan sebaliknya untuk iklim dingin. Contohnya Post Glacial Gondwana Coal yang terbentuk dari tumbuhan yang relatif tahan pelapukan, biasanya merupakan hasil rombakan halus, tetapi bercampur dengan mineral lempung yang terhembuskan dari gunung sekitarnya ke rawa (Plumstead, 1962, dikutip dari Teichmueller 1989).
Dengan naiknya suhu tidak hanya pertumbuhan pohon menjadi lebih cepat tetapi juga proses dekomposisi juga menjadi lebih cepat. Sebagai konsekuensinya (sampai beberapa dekade berlalu) dianggap bahwa gambut dengan ketebalan yang tinggi hanya akan terjadi pada daerah dengan iklim sedang. Tetapi belakangan diketemukan gambut dengan ketebalan lebih dari 30 m di daerah tropis.
Raised bog hanya akan muncul pada iklim yang basah dimana hujan lebih
besar dari pada penguapan (suhu 8 - 90 C dengan curah hujan 700 mm
cukup untuk menghasilkan gambut). Pada daerah iklim sedang umumnya akan didominasi oleh lumut dan spagnum (ciri khasnya). Tetapi raised bog untuk daerah tropis seperti Sumatra dan Kalimantan (dengan curah hujan 3000-4000 mm/tahun, merata sepanjang tahun) dicirikan oleh tumbuhan besar/kayu tetapi tidak banyak spesiesnya (di Kalimantan hanya didominasi oleh Dipterocarp, Shorea Albida). Di Kalimantan tinggi muka gambut mencapai 15 m dengan kemiringan pada pinggir 4 - 5 m/km.
1.1.3. Paleogeografi Dan Tektonik
Syarat untuk terbentuknya formasi batubara : - Kenaikan secara lambat muka air tanah
- Perlindungan rawa (sand bar dsb) terhadap pantai atau sungai - Energi relief rendah
Kalau muka air tanah cepat naik (atau penurunan dasar rawa cepat) maka kondisi akan menjadi limnic atau bahkan akan terjadi endapan marine (lempung, napal atau gamping). Kalau terlalu lambat maka tumpukan sisa tumbuhan akan menjadi merah (teroksidasi) dan tererosi. Oleh karena itu pembentukan lapisan batubara berhubungan dengan Paleogeografi dan struktur daerah. (Gambar 2)
1.1.3.1. Paleogeografi
Jika air tanah cukup tingginya dan berlangsung lama maka kadang-kadang di iklim steppe (padang rumput tanpa adanya pohon) pun bisa terjadi gambut. Ini hanya tergantung pada penurunan permukaan. Disini bisa menghasilkan highmoors / hochmoor / raised bog (climatically conditioned) atau topogenic low moors (akibat erosi oleh air atau es atau dapat juga terjadi karena collapse dimana penurunan terjadi karena pelarutan batuan karbonat di bawahnya pada daerah karst). Rawa bisa juga terjadi pada bekas kawah gunung api.
Rawa bisa tawar atau sudah tercampur dengan air asin di tepi pantai atau di tepi danau besar. Berdasarkan posisinya (geografi) maka endapan batubara
dapatdibedakan menjadi:paralis(seacoast/tepi pantai, contohnya batubara
miosen di Jerman Tengah yang terendapkan pada tepi delta, external distal margins of delta dan limnis (inland / tepi danau).
Rawa di daerah delta ditumbuhi oleh banyak pepohonan sedangkan di daerah lagun kadang sampai tidak ada pohon. Sedangkan Mangrove forest (hutan bakau) hanya bisa terjadi di daerah pantai tropis.
Pada daerah rawa bisa terjadi regresi atau transgresi. Pada transgresi dimana air laut mendesak air tanah, sedimen fluviatil terletak di bawah lapisan batubara sedangkan sedimen marine berada di atasnya. Contohnya: batubara ditemukan di dasar teluk Mexico dan berada di bawah batu gamping, contoh untuk Indonesia adalah endapan batubara di cekungan Ombilin.
1.1.3.2. Struktur / Tektonik
Rawa gambut di daerah subsiden menghasilkan batubara dengan banyak lapisan. Endapan seperti ini biasanya terendapkan pada Foredeep (bagian depan dari pegunungan lipatan). Urutan sedimen tebal dengan banyak lapisan batubara yang tipis (> 2 m) dengan penyebaran yang luas, selang-seling dengan sedimen marin. Ini merupakan ciri khas batubara foredeeps. Contohnya : Cekungan batubara Ruhr (Jerman) yang terendapkan pada Subvariscan (Namurian C sampai Westphalian D), sedimen 4000 m dengan 40 lapisan batubara yang ekonomis (workable), endapan batubara di Belanda Bagian Selatan, Belgia Selatan, Prancis Utara, dsb.
Batubara yang terendapkan pada Appalachian foredeep adalah Lapisan batubara jaman Karbon di Pennsylvania, W. Virginia, Kentucky, Tennessee dan Alabama. Rocky Mountain foredeep menghasilkan formasi batubara great coal basin of the Laramie (Kretasius sampai Eosen). Backdeep subsidence dari pegunungan lipatan tidak banyak terjadi. Contohnya Backdeep of the Apennines in Tuscany, Italia. Resen foredeep dan backdeep terdapat di Indonesia, sedimen dengan ketebalan sampai 13.000 m dengan beberapa lapisan batubara.
1.2. MOOR
Pengertian moor untuk ilmu geologi (pengertian endapan dalam Ilmu Tambang) berlaku untuk suatu lapisan gambut dengan ketebalan minimum 30 cm (dalam hal tertentu lumpur juga termasuk di dalamnya).
Gambut terjadi akibat tumpukan sisa tumbuhan (proses sedenter) yang tidak secara keseluruhan (memerah/teroksidasi) karena terjadi di bawah kondisi basah (di bawah air) sehingga tidak seluruhnya berhubungan dengan udara. Untuk highmoor/hochmoor dimana C/N-Ratio > 50 dan pH kecil menghambat proses oksidasi. Sementara lumpur yang ada pada gambut terendapkan secara sedimentasi.
Menurut Ilmu Tanah : Gambut adalah sedimen yang mengandung > 30% substansi Organik (kondisi kering). Menurut pengertian yang lebih baru lagi,
maka ada tiga katagori berdasarkan pada pemanasan 5500 C. Disebut Moor
kalau pada temperatur tersebut kehilangan berat 75-100%. Kalau
kehilangan berat 15-75% maka disebut Anmoor dan kalau kehilangan berat 0-15% maka disebut mineral atau tanah.
Beberapa kemungkinan bentuk morfologi moor dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4. Dilihat dari bentuk permukaannya maka moor dapat dibagi menjadi dua, Hochmoor (highmoor) dan Niedemoor (lowmoor). Jenis tumbuhan yang hidup pada masing-masing tipe moor itu berbeda. Pada Niedemoor biasanya tumbuh rumput-rumputan dengan daun yang lebar dan tumbuhan perdu (sehingga pada musim semi dan musim panas kelihatan sangat hijau). Sementara hochmoor ditumbuhi oleh jenis tumbuhan yang sangat terbatas (lumut, rumput dengan daun yang kecil). Untuk daerah yang beriklim sedang maka hochmoor ditumbuhi oleh Sphagnum dan untuk daerah tropis ditumbuhi oleh hutan lebat dengan bermacam tumbuhan.
1.2.1. Niedermoor / Lowmoor
Niedermoor terbentuk pada lingkungan yang kaya akan bahan makanan (eutroph) atau pada suatu bagian perairan (danau) yang menjadi darat (Verlandung nahrstoffreicher Gewasser), dimana kekayaan makanan untuk tumbuhan sebagai penyebab berlimpahnya/tumbuh suburnya vegetasi.
Air tanah atau air laut yang bergerak bisa mengakibatkan suatu penghancuran yang cepat dari tumbuhan yang telah mati, sehingga penumpukan gambut menjadi lambat. Dalam hal ini gambut sangat basah (banyak air). Permukaan moor dalam jangka waktu yang panjang tertutup air (periode dalam setahun) sehingga jenis tumbuhan yang hidup disini menyesuaikan diri. Sering permukaan moor datar atau cekung. Hanya moor di lereng gunung bisa miring permukaannya. Moor ini tidak secara langsung tergantung pada air hujan, karena supply airnya bisa dari sekitarnya (sungai atau air tanah).
Cross-section of a coastline undergoing a marine transgression. Preservation of peat is dependent on the nearshore gradient (based on Kraft, 1971)
Diagramatic cross-section of Klang Langat Delta, Malaysia, showing the development of raised swamps within an active elastic environment. Mangrove swamps which are flooded at high tide, are areas of clay, not peat, deposition (modified
from Coleman et. al., 1970)
Generalized cross-section of peat stratigraphy resulting from marine transgression in the Everglades (after Spackman et. al., 1976)
Theoritical model of fluvial architecture in an area swamps. The elevated swamp restricts overbank flooding and prevents avulsion, leading to the development of stacked channel sandstones
Cross-section of sediments between two rivers in northern Borneo, showing the development of thick peat in a raised swamp. Section is based on 25 boreholes drilled during planning for a canal (from Wilford, 1961)
Gambar 4. Tipe-tipe moor (Gothlich, 1986)
1.2.2. Hochmoor / Highmoor
Hochmoor bisa mencapai beberapa meter dari permukaan tanah dengan bentuk yang cembung. Moor ini tidak tergantung pada air tanah atau air kolam karena moor ini mempunyai system air tersendiri yang tergantung hanya pada air hujan. Moor ini terjadi akibat neraca air yang positif (penguapan lebih kecil dari curah hujan) sehingga air hujan tersimpan dalam gambut. Akibatnya pH menjadi kecil dan miskin akan oksigen. Aktifitas mikroorganisme pada moor ini juga kecil karena terbatasnya oksigen. Dengan demikian penghancuran sisa tumbuhan menjadi terhambat (penumpukan gambut menjadi cepat). Karena miskin akan bahan makanan maka disebut Ombrotroph. Beberapa realitas penting yang berkaitan dengan moor dapat dilihat pada Gambar 5.
muka air pasang muka air surut
gambut sedenter gambut + mineral karbonat, lempung pasir sedimenter lagg kolk stadium terestris semi terestris telmatis limnis genesa ombrogen akibat muka air positif topogen eutroph mesotroph lowmoor moor antara troph oligotroph typ high moor
Gambar 5. Skema sebuah Hochmoor (Gothlich, 1986)
Pertumbuhan sebuah hochmoor dapat terlihat pada Gambar 6. Tipe ini bisa tumbuh langsung pada kondisi yang sangat basah dengan dasar yang tidak tembus air (permeabel). Pada kondisi lain hochmoor bisa berasal dari suatu Niedemoor yang tumbuh (Verlandeten Moor). Untuk topografi yang
datar biasanya bentuk moor symetris dan pada bagian pinggir timbul mata air, pada bagian tengah ada kolam-kolam kecil (Kolk atau Blindsee).
Gambar 6. Perkembangan menjadi Moor yang Ombrogen (Mc Cabe, 1984)
Dalam perkembangan dari niedemoor ke hochmoor dikenal istilah Ubergangsmoor (kondisi pertumbuhan antara niedermoor dan hochmoor). Contohnya Schwingrasen. Istilah Zwischenmoor kurang tepat dipakai karena ini biasanya untuk suatu bentuk yang tidak tumbuh tetapi antara hochmoor dan niedermoor (kondisinya memang sudah seperti itu).
2. FAKTOR-FAKTOR FASIES PADA PEMBENTUKAN GAMBUT
Fasies batubara diekspresikan melalui komposisi maseral, kandungan mineral, komposisi kimia (S, N, H/C Vitrinit) dan tekstur. Faktor-faktor fasies yang sangat menentukan karakteristik primer batubara, seperti :
- Tipe pengendapan (authochtonous, allochtonous) - Rumpun tumbuhan pembentuk
- Lingkunganpengendapan(telmatic,limnic,brackish-marine/payau,Ca-rich)
- Nutrien supply (eutrophic, oligotrophic) - pH, aktivitas bakteri, persediaan sulfur - Temperatur gambut
- Potensial redok (aerobic, anaerobic)
2.1. TIPE PENGENDAPAN
Hampir semua endapan batubara yang terkenal (ekonomis) diendapkan
secara autochtonous, karena batubara yang diendapkan secara
lapisan tipis (microlayering). Gambut terhancurkan menjadi detritus halus dan terendapkan kembali. Dekomposisi tumbuhan juga berlangsung selama proses transport oleh air (angin) sehingga maseral yang tahan terhadap proses dekomposisi akan terkonsentrasi pada sedimen klastik.
2.2. RUMPUN TUMBUHAN PEMBENTUK
Berdasarkan rumpun tumbuhan pembentuknya maka dikenal 4 tipe rawa : - Rawa daerah terbuka dengan tumbuhan air (in part submerged).
Pada daerah ini sebagian tumbuhan terendam air dan jenis tumbuhannya bisa bermacam-macam. Jenis tumbuhan ini juga sangat dipengaruhi oleh pengaruh air laut atau tidak (tawar, payau dan asin).
- Open reed swamp, sering dengan sedges
Daerah ini hanya ditumbuhi oleh jenis rumput-rumputan yang membutuhkan banyak air.
- Forest swamps
Rawa dengan tumbuhan kayu. - Moss swamps
Rawa dengan tumbuhan lumut-lumutan.
Pada daerah yang beriklim sedang dan lembab terjadi perkembangan rumpun tumbuhan dari dasar ke atas, mulai dari lumpur, detritus gyttjae (lumpur organik), reed peat, forest peat dan most peat.
Pada jaman Karbon (di Belahan Bumi Bagian Utara) perkembangan gambut biasanya dimulai dari tumbuhan hutan rawa (Sigillaria dan Lepidodendron) dan berakhir dengan ditutup lumpur. Sehingga bagian bawah lapisan batubara bright coal (Vitrain/mengkilap), banyak mengandung Vitrinit dan Clarit yang miskin akan Liptinit. Bagian atas lapisan biasanya dull coal (Durain/batubara kusam) seperti : Duroclarit, Clarodurit dan Durit. Durit yang berada pada bagian paling atas sering berubah menjadi carbonaceous shale (carbargillites) dan kadang-kadang menjadi cannels dan cannel ironstones. Pada batubara berlapis lemah (light layer) yang terendapkan di Reed moor
biasanya mengandung >90% Humodetrinit dan Sporinit ≅ 10% (lebih banyak dari di kebanyakan dark strata yang terendapkan pada forest swamp). Coniferous Forest Coal menghasilkan pengawetan yang lebih baik sehingga partikelnya lebih besar (Cellular tissue/Humotelinit) dari pada yang berasal dari Angiosperm forest coal. Reed coal type dibedakan dari kandungan hydrogen, selulose dan tar temperatur rendahnya yang tinggi. Reed coal dan Angiosperm forest coal briquetting propertiesnya (kedapatan untuk
dijadikan briket) lebih baik dari coniferous coals. Hampir sebagian
bituminous coal dan brown coal berasal dari forest swamp (contohnya Pantai Timur dan Selatan USA). Di daerah yang beriklim hangat dan basah proporsi pepohonan kayu bertambah, tidak lagi reed plant, tetapi tumbuhan khusus yang penyebarannya luas, flat root system, khususnya aereal roots dan broadened stem basis. Contoh yang modern/resen adalah Cypress swamp (Taxodium distichum) di daerah Subtropis Amerika Utara. Forest swamp fasies (berhubungan dengan element bawah air), sebagai contohnya adalah Taxodiaceae-Nyssaceae forest coals dari lower Rhein brown coal. Pada Carboniferous, pohon Sigilarian berkembang ke arah air dalam. Kulitnya dijumpai sebagai Vitrit layer.
Pantai daerah tropis (saat ini) dihuni oleh hutan bakau (Mangrove) mengganti rumput laut. Kalau tak terjadi gangguan laut maka gambut akan terakumulasi. Kalau gangguan laut kuat dengan oxigen segar dalam air mengakibatkan batang mati yang berada di atas air menjadi rusak sehingga yang terawetkan hanyalah akarnya saja. Di daerah marine/payau maka rhizophora mangle tidak hanya berkembang ke arah laut tetapi juga berkembang ke arah darat. Di daerah tropis bisa terjadi tumbuhan kayu yang membentuk raised bog.
Secara umum material hasil tumbuhan (terbesar dari forest swamp) di daerah tropis, sebagai contohnya : biji Erythrina dalam satu tahun untuk satu pohon bisa menghasilkan 3,0 - 4,5 m tingginya dan 2,5 - 3,75 kg kering. Sehingga pembentukan gambut relatif cepat pada forest swamp kalau muka air tanah bertahan cukup tinggi.
Biasanya wood rich peat (gambut yang kaya akan bahan kayu) dengan kandungan lignin yang tinggi, terendapkan dan selama pembatubaraan akan ditransformasikan menjadi Xylite rich soft brown coal dan Vitrain rich bituminous coal dengan (biasanya) Telinit dan Tellocolinit.
Reed swamp dengan rerumputan, sedge dan paku secara umum membutuhkan muka air yang lebih tinggi dari forest swamp, miskin akan lignin, strukturnya terdekomposisi dengan kuat. Elemen bawah air dan mineral tercuci lebih baik. Contohnya South Florida (Eleocharis, Mariscus Utricularia). Reed peat menghasilkan Liptinit rich coal (batubara yang kaya akan liptinit) contohnya : light band of the Cologne Soft Brown Coal, dull layer with Exinit rich clarites, trimacerit dan durit of bituminous coal. Vitrinitnya di dominasi oleh Desmocollinit.
Marine swamp dengan rumput Halophyte dijumpai di banyak pantai saat ini (khususnya pantai Atlantik Amerika Utara).
Sphagnum adalah tumbuh-tumbuhan rawa di daerah beriklim sedang yang menghasilkan gambut yang asam (pH 3 - 5) atau raised bog. Raised bog mempertahankan airnya dengan mengandalkan air hujan, sehingga kadar abunya sangat rendah (sering < 1%). Dengan pH yang rendah maka aktifitas bakteri berkurang mengakibatkan pengawetan kayu menjadi lebih baik. Gambut dari Raised bog banyak mengandung sellulose dan hemisellulose, fat dan lilin yang berlebihan dan sedikit protein.
Batubara yang berasal dari ombrogenous moos peat di Cologne Brown Coal, berlapis lemah, dengan detritus masa dasar yang kecil/halus dan kayu Konifern yang terawetkan dengan baik.
Pada dasar rawa air terbuka, organic mud deposite / Gyttjae terakumulasi dari sisa tumbuhan terapung (Nymphaeaceae, Utricularia dan tumbuhan bawah air seperti Alge), binatang air dan bakteri. Materi lainnya seperti lempung halus, tepung sari, spora dan debu yang berasal dari pembakaran di permukaan gambut (Charcoal flakes), dsb.
Dull coal dengan banyak liptinit (Liptinit rich Clarit dan Durit) atau sapropilit coal berasal dari Gyttjae. Vitrinit relatif jarang, Desmocollinit didominasi oleh Corpocollinit. Subaquatik coal spesies secara alam banyak atau relatif kaya akan mineral yang tidak hanya klastik tetapi juga anorganik syngenetik yang terendapkan dari lautan seperti Siderit atau Pyrit.
2.3. LINGKUNGAN PENGENDAPAN
- Telmatis / terrestrial
Lingkungan pengendapan ini menghasilkan gambut yang tidak terganggu dan tumbuh di situ (forest peat, peed peat dan high moor moss peat). - Limnis / subaquatik / lingkungan bawah air, terendapkan di rawa danau,
Batubara yang terendapkan pada lingkungan telmatis dan limnis sulit dibedakan karena pada forest swamp biasanya ada bagian yang berada di bawah air (feed swamp).
- Payau / marine
Batubara yang terbentuk pada lingkungan ini mempunyai ciri khas : Kaya abu, S dan N dan mengandung fosil laut. Untuk daerah tropis biasanya terbentuk dari mangrove (bakau) dan kaya S. Batubara Jaman Karbon yang terbentuk pada lingkungan ini mengandung konkresi Kalsit (Calcitic Dolomitic atau Ankeritic) / Coal ball. Vitrinitnya tidak mempunyai struktur lagi akibat pH tinggi sehingga aktifitas bakteri tinggi. Tingginya S akibat naiknya kemampuan ion Sulphat dari air laut dan oleh aktifitas anaerobik bakteri. Banyaknya H dan N berasal dari protein tubuh bakteri, yang juga diperkaya oleh material Huminnya yang kemudian membentuk Perhidrous Vitrite, Bituminit dan kemudian Macrimit.
- Ca-rich
Batubara yang terendapkan pada lingkungan yang kaya akan Ca mempunyai ciri yang sama dengan yang terendapkan pada lingkungan marine. Lingkungan pengendapan pada batuan gamping atau campuran air yang kaya akan Ca dari daerah sekitarnya mengurangi keasaman gambut. Akibatnya aktifitas bakteri naik sehingga degradasi tumbuhan
menjadi makin tinggi. Pada awal Humifikasi dan gelifikasi biokimia membentuk dopplerit (Calsium Humate). Kalau Kalsium dan Oxigen bereaksi bersama (lingkungan aerobsi) maka sporopollenin yang tahan juga akan terhancurkan sehingga tak akan terbentuk gambut.
Oleh karena itu maka Ca-rich coal selalu terjadi pada lingkungan bawah air dengan kondisi oksigen terbatas. Sisa binatang (tulang yang kaya Ca) yang seharusnya terlarutkan oleh asam humin, maka pada Ca-rich akan terawetkan dengan baik. Sehingga pada batubara yang terendapkan pada lingkungan ini akan banyak fosilnya. Sebagian besar batubara yang kaya Ca akan kaya dengan S dan syngenetic pyrit. Mungkin ini akibat aktifitas bakteri yang tinggi dengan supply protein dari binatang atau akibat adanya S yang banyak. Keberadaan unsur N pada batubara yang terendapkan pada lingkungan ini juga naik. Disamping itu Ca-rich coal juga akan menghasilkan banyak bitumen.
2.4. PERSEDIAAN BAHAN MAKANAN
Rawa Eutrophic, Mesotrophic dan Oligotrophic dibedakan tergantung dari banyak sedikitnya bahan makanan yang bisa digunakan. Topogenic low moor biasanya eutrophic (kaya bahan makanan) karena menerima air dari air tanah yang banyak mengandung bahan makanan terlarut. Sementara Raised bog / Hoch moor adalah oligotropic karena hanya mengandalkan air hujan. Transisi antara topogenic low moor dan raised bog disebut mesotrophic.
Di bawah kondisi hidrologi yang seragam maka tumbuh-tumbuhan rawa eutrophic banyak spesiesnya. Oligotrophic di daerah beriklim sedang pada umumnya merupakan Sphagnum bog, sedang untuk daerah tropis bisa ditumbuhi oleh hutan kayu tetapi tidak banyak spesiesnya, karena rawa jenis ini akan asam (pH 3,5 - 4,0) dan kandungan mineralnya sangat rendah. Gambut dari oligotrophic banyak menyisakan kayu yang tidak terdekomposisi karena C/N ratio dan asam Humin tinggi akibat aktifitas bakteri rendah. Kandungan nutrisi (Ca, Phosphoric acid, K dan N) pada high moor adalah 1/5 dari low moor. Kandungan S rendah (0,06 - 0,15%) dan
biasanya bitumen yang terekstraksi akan tinggi. Disamping itu batubara yang berasal dari oligotrophic moor akan mempunyai kandungan abu yang rendah. Pengawetan sisa tumbuhan yang baik terlihat sebagai Textinit/ Telinit. Hasil abu atau sisipan-sisipan tipis lapisan lempung atau napal pada batubara bisa diinterpretasikan sebagai akibat banjir.
2.5. pH, AKTIFITAS BAKTERI DAN SULFUR
Keasaman gambut sangat mempengaruhi keberadaan bakteri sehingga dengan demikian akan sangat mempengaruhi pengawetan sisa tumbuhan. Contohnya : Akibat pengaruh laut / Ca-rich, lingkungan pengendapan yang
Alkalin mengakibatkan dekomposisi struktur yang kuat, dengan
pembentukan Humin gel dan produk penggambutan yang kaya akan N dan H.
- Low moor peat biasanya mempunyai pH 4,8 - 6,5 - High moor peat mempunyai pH 3,3 - 4,6
Disamping type batuan dasar dan air yang mengalir masuk ke rawa maka
keasaman rawa tergantung pada rumpun tumbuhan yang ada, supply O2,
konsentrasi asam Humin yang sudah terbentuk.
Sphagnum peat mempunyai pH yang sangat rendah (3,3-4,6) yang diakibatkan oleh supply O2 yang tinggi karena kondisi raised bog yang
kering dan asam humin yang terbentuk tidak terlarutkan oleh air sehingga menjadi banyak. Begitu juga dengan raised bog di Indonesia, gambut yang dihasilkan juga sangat asam (pH = 3,5 - 4,5). PH gambut akan naik dengan naiknya kedalaman.
Bakteri hidup dengan baik pada kondisi netral (pH 7,0 - 7,5), kondisi makin asam maka bakteri makin sedikit dan struktur kayu terawetkan dengan lebih baik. Pada bagian paling atas dari gambut hanya jamur yang bisa hidup (pH = 4,0).
Kandungan N dan persediaan garam sangat penting untuk aktifitas bakteri. C/N kecil (banyak N) atau kondisi eutrophic maka aktifitas bakteri banyak.
Protein terkonsentrasi pada low moor peat akibat aktifitas bakteri. Jumlah bakteri berkurang dengan naiknya kedalaman dan jenisnya ditentukan oleh potensial redox. Pada bagian paling atas dari gambut (disamping Actinomyces dan jamur) maka aerobic bakteri mengambil O2 dari udara,
membentuk Carbohidrat yang mudah larut (seperti : gula dan kanji/starch, juga sellulose dan hemisellulose). Pada bagian bawah anaerobic bakteri
menggunakan O2 dari substansi organik yang hidup dibalik produk sisa yang
kaya H (diperkirakan bakteri ini masih hidup sampai kedalaman 10 meter). Bakteri sulfur mempunyai peran khusus pada gambut (lumpur organik). Bakteri ini mengambil S dari Sulphates untuk membentuk syngenetic Pyrit/Markasit.
2.6. TEMPERATUR
Temperatur permukaan gambut memegang peran yang sangat penting untuk proses dekomposisi primer. Pada iklim yang hangat dan basah membuat bakteri hidup dengan lebih baik sehingga proses-proses kimia akibat bakteri bisa berjalan dengan lebih baik. Temperatur tertinggi untuk
Bakteri penghancur sellulose pada gambut adalah 35 - 400 C.
2.7. POTENSIAL REDOX
Pada rumpun tumbuhan yang sama, iklim dan kondisi lingkungan yang sama, maka potensial redox (Eh) memegang peranan yang penting untuk aktifitas bakteri dan penggambutan. Persediaan O2 menentukan apakah
proses penggambutan berjalan atau tidak (Tabel 1).
Tabel 1. Transformasi material organik dalam kaitannya dengan persediaan oksigen
Process disintegration mouldering peatification putrefaction aer obi c ana ero
bic decrea
se of O -su ppl y Product
usually no solid residue, possibly liptobioliths mould peat sapropel humic coals sapropelic coals sapropelites incre ase o f hyd roge n an d nitro gen in tran sform ation prod uct petroleum
Secara umum urutan di tabel ini dicirikan oleh kenaikan air tanah. Air mengalir membawa Oksigen terlarut. Makin banyak produksi organik matter maka makin cepat pemisahan Oksigen dari air tergenang yang dikonsumsi untuk akhirnya membentuk kondisi reduksi. Dengan tak terbatasnya persediaan Oksigen di udara dan air maka muncul desintegrasi yang menghasilkan pembentukan gas dan produk dekomposisi cairan. Sering sisa padatan (Resin, atau Liptinit yang resisten dan Inertinit) tersisa terus. Selama mouldering, aerobic bakteri dan jamur ambil bagian untuk membentuk humic substan yang miskin Oksigen yang akhirnya menjadi Oxyfusinit dan Macrinit.
Proses penggambutan terjadi di permukaan kalau oksigen terbatas. Humic acid ciri produknya membentuk Lignin hanya lewat oksidasi.
Putrefication (permentasi) bisa terjadi pada kondisi reduksi kalau bakteri anaerobis mengkonsumsi Oksigen dari organik substan dan mentransformasikannya menjadi Bituminous yang kaya Hydrogen. Selama permentasi dari Sellulose, H, Methan, Acetic Acid, Butyric Acid akan terbentuk carbon dioksida.
Selama bituminisasi dan pembatubaraan, maka bituminit dan Vitrinit dengan Reflektan (R) rendah akan menghasilkan banyak bitumen yang bisa
diekstraksi. Ini merupakan produk bakteri anaerobis, karena material awal yang kaya protein (alge, plankton, sisa bakteri) dan karena penghancuran anaerobis maka batubara berkembang menjadi sapropel coal yang relatif kaya akan Nitrogen.
Umumnya R Vitrinit dari lapisan yang sama akan turun dengan
berkurangnya potensial redox dari gambut asalnya, namun H/O ratio dan VM naik. Perubahan ini adalah akibat naiknya komponen lilin-getah (wax-resin component) pada Vitrinit.
SOAL-SOAL
1. Mungkinkah gambut tumbuh di pegunungan ? Kalau mungkin, di bagian mananya ?
2. Apa beda antara low moor dan high moor ?
3. Ceritakan tentang hal tersebut di bawah sebagai faktor-faktor fasies :
• Rumpun tumbuhan
• Ketersediaan bahan makanan
• PH
• Temperatur
DAFTAR PUSTAKA
6. Göttlich K., Editor (1980) : Moor und Torfkunde, 2. Auflage, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart : 338 S.
7. Hollerbach A. (1985) : Grundlagen der organischen Geochemie, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg : 190 S.
8. Stach E., Mackowsky M. TH., Teichmüller M., Taylor G. H., Chandra D., Teichmüller R. (1982) : Stach’s Textbooks of Coal Petrology, Gebrüder Borntraeger, Berlin-Stuttgart : 535 S.
9. Taylor G. H., Teichmueller M., Davis A., Diessel C. F. K., Littke R., Robert P. (1998), Organic Petrologi, Gebrueder Borntraeger, Berlin, Stuttgart.
10. Van Krevelen D. W. (1993) : Coal, Typology-Chemistry-Physics-Constitution, 3rd Comp. Rev. ed., Elsevier, Amsterdam, London,
New York, Tokyo : 979 S.
11. William Spackman, Arthur D. Gohen, Peter H. Given, Daniel J. Casagranole : Okefenokee and The Everglades.
1. DIAGENESA GAMBUT (PEATIFICATION/PENGGAMBUTAN)
Peatification mencakup proses mikrobial dan perubahan kimia (biochemical coalification). Selanjutnya diikuti oleh proses geochemical coalification. Pada tahap geochemical coalification ini bakteri tidak ikut berperan.
Alterasi yang kuat dengan jumlah oksigen terbatas di permukaan dan di bawahnya (+ 50 cm) disebut peatigenic layer. Bagian ini merupakan daerah aerobic bakteri, actinomyces dan fungi untuk aktif. Dengan bertambahnya kedalaman maka aerobic bakteri diganti oleh anaerobic bakteri. Pada kedalaman lebih dari 10 cm tidak ada bakteri lagi, sehingga yang terjadi
hanyalah perubahan kimia saja (primarily condensation, polymerization dan reaksi reduksi).
Proses terpenting dari peatification adalah pembentukan humic substan atau humication yang didorong oleh supply oksigen, kenaikan temperatur gambut (tropis) dan lingkungan alkali. Derajat humifikasi tergantung pada fasies dan tak tergantung pada kedalaman.
Pada profil gambut bagian permukaan kandungan karbon bertambah dengan cepat dengan bertambahnya kedalaman sehingga substan yang kaya akan oksigen di permukaan (sellulose dan hemi sellulose) terdekomposisi oleh mikrobiologi yang mengakibatkan pengkayaan lignin yang kaya karbon dan terbentuknya asam humin.
Sebaliknya akibat kenaikan tekanan, maka kandungan air (moisture content) berkurang dengan cepat sehingga kandungan air ini merupakan pengukur diagenesa yang baik pada diagenesa gambut. Pemunculan sellulose bebas (tak bercampur dengan lignin) juga merupakan indikator yang baik untuk derajat diagenesa. Untuk membedakan gambut dengan soft brown coal ada beberapa hal yang dipakai :
− Kandungan air
− Kandungan karbon
− Pemunculan sellulose bebas
− Dapat dipotong atau tidak
Tabel 1. Perbedaan antara gambut dan brown coal
Gambut Brown Coal
Moisture (bed moisture) >75% <75%
% Carbon (daf) < 60% > 60%
Sellulose bebas ya tidak
Dapat dipotong ya tidak
secara pasti, tetapi kira-kira untuk kondisi normal pada kedalaman mencapai 200-400 m.
2. COALIFICATION (PEMBATUBARAAN)
Proses pembatubaraan adalah perkembangan gambut lewat lignit, sub bituminous dan bituminous coal menjadi antrasit dan metaantrasit. Untuk suatu perubahan temperatur maka batubara merupakan alat ukur yang baik untuk diagenesa sedimen. Reaksi yang timbul bisa berupa perubahan struktur kimia atau fisik.
Porositas menurun dan anisotropi naik paralel dengan bidang perlapisan bisa dikorelasikan dengan tekanan overburden. Porositas bisa dilihat dari kandungan airnya (moisture content) yang menurun dengan cepat selama proses perubahan dari gambut menjadi brown coal. Hal ini memberikan indikasi bahwa masih terjadi kompaksi.
Selanjutnya derajat pembatubaraan ditentukan oleh perubahan komposisi kimianya (C, O, H dan VM) atau dengan sifat optis (reflektan dari vitrinit) yang juga tergantung pada komposisi kimia (Gambar 1). Tiap elemen kimia mempunyai perilaku yang berbeda terhadap derajat pembatubaraan maka untuk parameter dipakai salah satu saja. Contohnya reflektan vitrinit diukur maseral Eu Ulminit B untuk brown coal dan telocollinit untuk derajat berikutnya (steinkohle untuk rang Jerman).
kedalaman
Kandungan air total merupakan parameter utama pada kenaikan rang pada brown coal (hukum Schurmann).
− Soft brown coal (lignit) 4% moisture / 100 m kenaikan kedalaman
− Dull brown coal stage (lignit - sub. bit. C) 1% moisture / 100 m kenaikan kedalaman
− Bright brown coal (sub.bit. B-A) 1% moisture / 100 m kenaikan kedalaman Dengan turunnya kandungan air maka nilai kalori naik. Penurunan moisture content akibat berkurangnya porositas dan juga pada dekomposisi dari hydrophylic funktional groups, khususnya OH - group (khususnya pada tahap awal brown coal). Disamping hydroxyl (-OH) group, carboxyl (-COOH)
group, methoxyl (-OCH3) group, carbonyl (>C=O) group, maka ring oksigen
juga temperatur sehingga mengakibatkan kenaikan kandungan karbon.
Selama tahap hard brown coal (lignit - sub bituminous) maka sisa terakhir dari sellulose dan lignin ditransformasikan menjadi material humic dan asam himic, terkondensasi menjadi molekul yang besar dengan melepaskan sifat asamnya dan membentuk humin yang tak terlarutkan oleh alkali. Rusia dan Jerman memakai metoda KOH untuk membedakan brown coal dengan bituminous coal. Asam humic bereaksi dengan KOH sedangkan humic tidak (Tabel 2).
Vollatile matter berubah sedikit selama tahap brown coal dan hasil reaksinya terdiri dari (paling banyak dari) : CO2, air, methan (Gambar 2).
Pada batas antara dull dan bright brown coal yang paling menonjol terjadi adalah perubahan petrografis yang diakibatkan oleh gelifikasi geokimia (vitrinitisasi) dari substan humin batubara yang berubah menjadi hitam dan mengkilap sebagai bright brown coal (sub bituminous C/B coal). Proses ini unik untuk tahap ini.
< 30% VM karena perubahan yang terjadi tidak banyak (kurang sensitif). Tahap antrasit dicirikan oleh penurunan H secara cepat (ratio H/c), khususnya penaikan cepat dari reflektivitas dan juga anisotrop.
Methan menurun akibat penurunan H mulai pada C = 87% dan 29% VM pada tahap bituminous.
Tabel 2. Kenampakan megaskopik dan mikroskopik serta kimia dan fisika batubara berdasarkan klasifikasi Jerman (diambil dari Stach et. al. 1982)
Gambar 2. Hubungan antara jumlah gas yang keluar dengan rang batubara
3. PENYEBAB PROSES PEMBATUBARAAN
Proses pembatubaran terutama dikontrol oleh temperatur dan waktu (Gambar 3 a,b dan Gambar 4). Hal ini bisa terlihat pada kontak metamorfosa batubara (contohnya batubara Tanjung Enim). Rang gradien geothermal dan konduktivitas panas dari batuan. Contohnya : sedimen tersier dari upper rhein graben yang mempunyai gradien geothermal bervariasi lokal antara
7 - 8o C/100 m menghasilkan batubara bituminous pada kedalaman 1.500 m
dan pada daerah dingin (4o C/100 m) mencapai rang tersebut pada
kedalaman 2.600 m. Biasanya temperatur yang dibutuhkan untuk proses pembatubaraan di alam jauh lebih rendah dari yang dibutuhkan untuk
percobaan di laboratorium. Di alam dengan temperatur 100 - 150o C cukup
untuk pembentukan bituminous coal (berdasarkan penyelidikan geologi, max. depth of subsidence dan gradien geothermal).
Gambar 4. Hubungan waktu pemanasan efektif, temperatur maksimum batuan dan reflektan vitrinit (Rmax, Rm)
Pengaruh waktu dalam hal pembentukan batubara adalah semu. Contohnya :
gulf coast of lousiana, upper miocen rock yang mengandung batubara
tenggelam sampai 5.440 m selama 17 juta tahun, T = 140o C menghasilkan
high volatile bituminous coal (35 - 40% VM). N.W. carboniferous rock, pada kedalaman sama untuk 270 juta tahun hanya mencapai low volatile bituminous coal (14 - 16% VM). Waktu mempunyai efek yang penting kalau temperatur tinggi, contohnya : lignit di Moskow Basin yang berumur karbon bawah, tetapi tidak pernah mengalami penurunan (untuk mencapai T > 20 - 25o C).
Tekanan makin tinggi maka proses pembatubaraan makin cepat, terutama di daerah patahan, terlipat, dan sebagainya.
Proses pembatubaraan yang diakibatkan oleh radioaktif masih jarang diamati, tetapi sampai saat ini dilaporkan hanya menyebabkan kenaikan reflektan di sekitar inklusi mineral redioaktif saja.
4. BITUMINISASI DAN KORELASINYA DENGAN GENESA
MINYAK BUMI
Bituminisasi adalah proses diagenesa yang selama proses berlangsung menghasilkan suatu produk yang mobil (gas/bitumen) atau proses aromatisasi dan kondensasi dari produk sisa padatan (kerogen pada batuan induk untuk minyak).
Proses bituminisasi bisa diketahui dari terbentuknya maseral sekunder (exshudatinit). Hubungan antara rang batubara, sifat optik liptinit dan pembentukan hidrokarbon dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hubungan antara rang batubara, sifat optis liptinit dan terbentuknya hidrokarbon
Asal batubara terutama dari lignin dan sellulose dari tumbuhan tinggi yang mengalami proses penggambutan (biochemical humification) dengan persediaan oksigen terbatas. Sedangkan minyak bumi berasal dari algae, plankton dan bakteri yang mempunyai kandungan sellulose, protein, lemak dan lilin yang tinggi dengan kondisi anaerobik. Proses pembentukan lipid dari lilin merupakan proses yang penting pada minyak bumi. Lipid lebih kaya dengan H kalau dibandingkan dengan sebstan humic (pada batubara yang selanjutnya menjadi vitrinit) dimana lipid juga mempunyai kandungan
aromatik rendah dan aliphatik yang tinggi. Pada proses biokimia dan selanjutnya diikuti oleh proses bituminisasi lipid menjadi bersatu dengan kerogen pada batuan induk. (Menurut Welte, 1972 : Kerogen adalah padatan organik yang kaya H dan tak larut pada pelarut organik).
Dengan naiknya temperatur kerak bumi (subsidence) minyak bumi dan gas alam yang terlepaskan dari kerogen mulai bermigrasi untuk selanjutnya berkumpul pada suatu tempat (endapan minyak pada batuan). Pembentukan minyak dan gas dari kerogen mulai pada temperatur, tekanan dan waktu yang sama untuk batubara tahap sub bituminous A dan berakhir kalau sudah mencapai rang medium volatile bituminous coal (26% VM).
Dari Gambar 5 terlihat bahwa kandungan ekstrak mencapai maksimum pada rang 0,9% yang dibarengi oleh kandungan aromatiknya.
Pengamatan petografi batubara mendukung bahwa bituminous (petroleum like substance/material seperti minyak bumi) terbentuk dari maseral liptinit (dan vitrinit ?). Bituminisasi pada batubara mulai pada rang sub bituminous (high volatile bituminous C-B). Disini terjadi loncatan proses pembatubaraan yang pertama (coalification jump) untuk maseral grup liptinit dan grup vitrinit (hal ini dihubungkan dengan pembentukan minyak bumi pada batuan induk). Bersamaan dengan itu maka terbentuk maseral mikrinit yang mempunyai R yang tinggi sebagai produk padatan.
Gambar 5. Hubungan antara reflektan vitrinit perolehan ekstrak dan aromatik dari batubara
Pada minyak bumi maka bitumen yang terbentuk akan bermigrasi ke batuan sumber tetapi pada umumnya pada bitumen pada batubara tidak bermigrasi karena sistem pori yang sangat kecil dari vitrinit sebagai penyaring (diadsorpsi atau berasosiasi secara kimia).
Proses bituminisasi terjadi pada rang antara vitrinit reflektan / Rr (random reflektan) = 0,5% (sub bituminous coal) sampai Rr vitrinit = 1,3% (medium volatile bituminous coal). Daerah ini dikenal dengan istilah oil window / oilfenster (Tabel 3). Selanjutnya bitumen yang baru terbentuk akan pecah / retak untuk membentuk molekul hidrokarbon dengan ukuran kecil dan produk sisa yang mempunyai R yang tinggi (polykondensat).
Dekomposisi ini mulai pada rang medium volatile bituminous coal (29 - 28% VM). Daerah ini merupakan loncatan proses pembatubaraan yang kedua. Sementara dekomposisi berjalan makan dibarengi dengan naiknya R liptinit dan vitrinit dengan sangat cepat dan fluorisensinya hilang.
Jumlah bitumen yang terbentuk tergantung dari material induk pembentuk batubara dan lingkungan pengendapannya. Bitumen rich coal sering diasosiasikan dengan lingkungan pengendapan yang marin atau dengan batuan gamping yang mana batubaranya kaya akan mineral pyrit dan organik sulfur (mikrolitotyp bawah air yang kaya akan liptinit dan desmocollinit). Vitrit dengan kandungan H relatif tinggi dan tar, H2O dan R rendah tetapi fluoresen kuat.
2. Faktor apa saja yang berperan dalam diagenesa dan proses pembatubaraan ?
2. Dari mana munculnya faktor-faktor tersebut di atas ?
3. Apa yang terjadi selama proses diagenesa ?
4. Apa yang terjadi selama proses pembatubaraan ?
12. Diessel C. F. K. (1984) : Coal Geology, Australian Mineral Foundation, Workshop Course 274/84, Indonesia : 208 S.
13. Hollerbach A. (1985) : Grundlagen der organischen Geochemie, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg : 190 S.
14. Stach E., Mackowsky M. TH., Teichmüller M., Taylor G. H., Chandra D., Teichmüller R. (1982) : Stach’s Textbooks of Coal Petrology, Gebrüder Borntraeger, Berlin-Stuttgart : 535 S.
15. Taylor G. H., Teichmueller M., Davis A., Diessel C. F. K., Littke R., Robert P. (1998), Organic Petrologi, Gebrueder Borntraeger, Berlin, Stuttgart.
16. Tissot B. P., Welte D. H. (1984) : Petroleum Formation and Occurrence, 2nd
Edition, Springer Verlag, Berlin : 538 S.
17. Van Krevelen D. W. (1993) : Coal, Typology-Chemistry-Physics-Constitution, 3rd
Comp. Rev. ed., Elsevier, Amsterdam, London, New York, Tokyo : 979 S.
MASERAL PADA BATUBARA
Maseral pada batubara analog dengan mineral pada batuan atau bagian terkecil dari batubara yang bisa teramati dengan mikroskop. Dengan mikroskop (sinar
pantul) maseral dapat dibedakan berdasarkan pada reflektifitasnya dan morfologinya. Maseral dengan sifat optis dan susunan kimia yang sama dimasukkan dalam satu grup maseral (Stach, 1982). Menurut ICCP (International Committee for Coal Petrology, 1963, 1971 dan 1975), klasifikasi maseral dapat terlihat seperti Tabel 1 dan 2.
Tabel 1. Klasifikasi maseral pada browncoal (ICCP, 1975) GRUPMASERA
L
SUBGRUPMASE RAL
MASERAL TIPE MASERAL
Textinit
Humotelinit Ulminit Texto-Ulminit
Eu-Ulminit Humodetrinit Attrinit Huminit Densinit Gelinit Porigelinit Humocollinit Levigelinit Corpohuminit Phlobaphinit Pseudophlobaph init Sporinit Cutinit Resinit Liptinit Suberinit Alginit Liptodetrinit Chloriphyllinit Fusinit Semifusinit Inertinit Macrinit Sclerotinit Inertodetrinit
Tabel 2. Klasifikasi maseral pada hardcoal (ICCP, 1975)
GRUPMASERAL MASERAL MASERALTYP
Telinit
Telicollinit
Vitrinit Collinit Gelocollinit
Desmocollinit Corpocollinit Vitrodetrinit Sporinit Cutinit Resinit Alginit Liptinit Suberinit Bituminit Fluorinit Exsudatinit Chlorophyllinit Liptodetrinit Fusinit Semifusinit Inertinit Sclerotinit Macrinit Inertodetrinit Micrinit
Maseral grup Liptinit (Exinit) dan maseral grup Inertinit pada Browncoal dan Hardcoal mempunyai nama yang sama. Korelasi grup maseral Huminit pada Browncoal dan Vitrinit pada Hardcoal dapat terlihat pada Tabel 3.
Pada batubara dengan rank rendah (browncoal), maka Liptinit yang relatif kaya akan Hidrogen, mempunyai reflektifitas yang paling rendah. Sementara Inertinit, yang relatif kaya akan unsur karbon , mempunyai reflektifitas yang paling tinggi (Gambar 1).
Menurut Teichmueller (1987) dan Alpern & Lemos de Sousa (1970) Liptinit pada batubara mempunyai kandungan zat terbang paling rendah dan bisa mencapai harga reflektifitas yang sama dengan Vitrinit pada rank batubara dengan R-Vitrinit kira-kira 1,5% (Gambar 2).
Tabel 3. Korelasi maseral huminit dan maseral vitrinit (ICCP, 1975)
BROWNCOAL HARDCOAL Grup
Maseral Subgrup Maseral Maseral Maseraltyp Maseraltyp Maseral Grup Maseral Textinit
Humotelinit Ulminit Texto-Ulminit Telinit 1 Telinit Eu-Ulminit Telinit 2
Humodetrinit Atrinit Vitrodetrinit Densinit Desmocollinit
Huminit Detrogelinit Vitrinit Gelinit Levigelinit Telogelonit Telocollinit Collinit
Humocollinit Eugelinit Gelocollinit Porigelinit
Corpo-huminit Phlobaphinit Corpocollinit
Pesudo-phlobaphinit
Left : vitrinite showing structure; middle: part of a
megaspore; right : fusinite. Polished surfaces; oil imm. ca. 300 x.
Gambar 1. Perbandingan tiga grup maseral
Gambar 2. Perkembangan reflektifitas tiap maseral (Alpern & Llemos de Sousa, 1970)
Vitrinit pada dasarnya berasal dari selulosa (C6 H10 O5) dan lignin dinding sel pada
tumbuhan. Beberapa maseral pada grup Vitrinit berasal dari Tanin yang terimpregnasi pada dinding sel atau sebagai pengisi rongga sel. Protein dan Lipide juga merupakan material pembentuk dari Vitrinit (seperti Huminit). Maseral ini dapat dikenal dari fraksi aromatik yang tinggi dan kaya akan Oksigen.
Vitrinit dan Liptinit dibedakan dari material pembentuknya. Liptinit berasal dari sisa tumbuhan berupa : spora, resin/getah, lilin dan lemak. Maseral ini dicirikan oleh kandungan fraksi alifatik (parafin) yang tinggi. Inertinit berasal dari material yang sama dengan material vitrinit dan Liptinit.
1. GRUP VITRINIT
Teichmueller (1989) membagi bagian awal pembentukan maseral ini dalam dua proses, yaitu Humifikasi dan Gelifikasi Biokimia.
Humifikasi adalah proses utama dalam stadium gambut. Proses ini terjadi paling kuat pada bagian permukaan gambut akibat oksidasi lemah dan aktifitas mikrobiologi.
Gelifikasi biokimia merupakan proses lanjutan dari material yang sudah terhumifukasi. Material ini total atau sebagian struktur selnya hilang (peptidisation, softening, plasticity, compaction dan homogenisation). Proses ini sebagian berlangsung pada stadium gambut dan total pada stadium Weichbraunkohle.
Proses gelifikasi biokimia berlangsung pada fase gambut dan braunkohle dibawah air atau subaquatik (Teichmueller, 1950, 1898 ; Chaffe et.al., 1984; Cohen et. al., 1987; Lamberson et. al., 1991; Calder et. al. 1991).
Keberadaan selulosa akan berkurang dengan bertambahnya kedalaman karena dengan bertambahnya kedalaman maka aktifitas algae dan bakteri aerobik berkurang dan diganti dengan bakteri anaerobik (Cassagrande et. al. ; 1985). Penurunan selulosa akan teramati dibawah mikroskop berupa penurunan sifat
anisotropinya dan hilangnya autofluoresen pada dinding sel. Kejadian ini khas untuk Humifikasi (Teichmueller, 1987).
Pembatubaraan Pada Grup Huminit
Proses gelifikasi geokimia adalah proses pembatubaraan dimana Huminit berubah menjadi Vitrinit (Vitrinittization). Proses ini berbeda dengan gelifikasi biokimia yang tergantung pada fasies. Vitrinitisasi berlangsung di antara studium browncoal dan Hard coal. Proses ini memberikan banyak perubahan pada kenampakan petrografi dimana warna berubah dari coklat ke hitam dari kusam ke mengkilap dan dari lunak ke keras (Teichmueller, 1987).
Gambaran di bawah mikroskop menunjukkan perubahan dari material yang berasal selulosa dan lignin (lepas-lepas dan terdiri dari macam-macam maseral huminit) ke material Vitrinit yang homogen dan kompak. Penyebab proses ini adalah kenaikan temperatur dan tekanan.
Cook dan Struckmeyer (1986) mengatakan bahwa tekanan merupakan penyebab utama dari Vitrinitisasi karena proses fisika utama yang terjadi adalah mengurangan air. Pengurangan air terjadi karena porositas berkurang. Namun tekanan tidak menyebabkan gelifikasi selama pembatubaraan pada studium browncoal (kira-kira sampai lignit) karena gelifikasi geokimia (vitrinitisasi) akan disertai oleh pembentukan Bitumen cair (oil window).
Bitumenisasi adalah bagian dari proses pembatubaraan (antara sub bituminous coal dan high volatile bituminous coal). Dibawah mikroskop proses ini menghasilkan pembentukan Exsudatinit (maseral pada Liptinit grup). Penelitian kombinasi antara mikroskopi dan geokimia organik memberikan gambaran bahwa selama proses bitumenisasi maka jumlah ektrak dari Humiccoal meningkat (Radke et. al, 1980). Bitumenisasi mengakibatkan pelunakan dan aglomerasi dari vitrinit dan ini merupakan alasan sifat pengkokasan dari Bituminous Coal.
