PETROLOGI DAN SIFAT KETEKNIKAN BREKSI DAN BATUPASIR DI GEDANGSARI, GUNUNG KIDUL, DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA

PETROLOGI DAN SIFAT KETEKNIKAN BREKSI DAN BATUPASIR DI GEDANGSARI, GUNUNG KIDUL, DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA Muhammad Dandy*, Wawan Budianta, Nugroho Imam Setiawan Teknik Geologi UGM Jl. Grafika No.2 Kampus UGM, 55281 Yogyakarta *corresponding author: [email protected]

ABSTRAK Pembangunan pada era modern telah berkembang dengan pesat, sehingga untuk menopang aktifitas tersebut dibutuhkan sesumber material dalam jumlah yang besar. Di daerah Gedangsari, Daerah Istimewa Yogyakarta terdapat deposit batuan yang bernilai ekonomis dan telah dilakukan penambangan dalam skala kecil. Batuan tersebut dimanfaatkan untuk pondasi bangunan. Namun penambangan yang dilakukan terkesan mengesampingkan aspek geologi, sehingga eksploitasi pada daerah ini tidak memperhatikan jenis batuan yang ditambang. Metode yang digunakan dalam penelitian adalah menentukan karakteristik petrologi berupa pengamatan petrografi untuk mengetahui petrogenesis dan kandungan mineral dari breksi tufan dan batupasir Gedangsari dan menentukan sifat keteknikan batuan yang meliputi ketahanan aus, kuat tekan, dan serapan air. Hasil penelitian yang telah dilaksanakan pada daerah Gedangsari, Daerah Istimewa Yogyakarta menunjukkan bahwa terdapat dua jenis batuan yang selama ini di eksploitasi, yaitu breksi tufan dan batupasir. Studi petrogenesis dari batuan pada daerah penelitian menunjukkan bahwa batuan terbentuk dari hasil erupsi gunung api yang menghasilkan material piroklastik dan lava, kemudian material tersebut mengalami proses reworked, sehingga terjadi pencampuran dan terendapkan pada lingkungan laut. Litologi yang terbentuk pada daerah penelitian terdiri atas batuan sedimen berupa batupasir dan batuan mix piroklastik berupa breksi tufan dan batupasir tufan. Perbedaan jenis batuan yang ditambang, menunjukkan perbedaan sifat keteknikan yang cukup signifikan, yaitu dalam aspek kuat tekan, berat jenis, serapan air dan ketahanan aus batuan. Perbedaan tersebut disebabkan oleh tekstur dan komposisi mineral penyusun batuan, sehingga batuan memiliki nilai keteknikan yang beragam. Batuan pada daerah penelitian dapat dimanfaatkan sebagai batu tempel dan batu tepi jalan.

I.

PENDAHULUAN

II.

Daerah Pegunungan Selatan terdiri atas beberapa jenis litologi yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan, seperti batupasir, zeolit, batugamping, batuan beku dan pasir. Salah satu daerah yang memilki sumberdaya batuan yang dapat dimanfaatkan sebagai pertambangan batuan aalah breksi tufan dan batupasir Formasi Kebo-Butak pada Daerah Watugajah, Kecamatan Gedangsari, Daerah Istimewa Yogyakarta. Penelitian dilakukan untuk menentukan karakteristik petrologi yang terdiri atas tekstur dan komposisi mineral dan menentukan hubungannya dengan sifat keteknikan batuan yang terdiri dari sifat fisik batuan seperti serapan air dan berat jenis, serta sifat mekanik seperti ketahanan aus dan kuat tekan batuan. Hal selanjutnya yang dilakukan adalah menentukan persebaran dari batuan pada daerah penelitian.

KONDISI REGIONAL

GEOLOGI

Secara fisiografi Pegunungan selatan dibagi menjadi dua zona, yaitu Zona Pegunungan Selatan Jawa Timur dan Zona Solo (van Bemmelen, 1949 dalam Toha dkk., 1994). Daerah penelitian terletak pada Zona Pegunungan Selatan Jawa Timur, zona ini terbagi menjadi tiga satuan morfologi, yaitu perbukitan berelief sedang hingga kuat yang dibentuk oleh batuan beku dan vulkanik pada bagian utara, perbukitan karst yang dikenal dengan Dataran Tinggi Wonosari pada bagian tengah dan morfologi karst berbentuk kerucut yang dikenal dengan nama Gunung Sewu pada bagian selatan (Toha dkk., 1994). Sedangkan, Zona Solo berada di sebelah utara dan tersusun atas endapan kuarter dan gunung api kuarter. Zona Solo dibagi menjadi tiga satuan morfologi yaitu kerucut vulkanik Gunung Merapi dan Gunung Lawu, dan dataran antar 606

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA gunung api (Toha dkk., 1994). Pengendapan pada daerah pegunungan selatan dimulai oleh pengendapan gaya berat sejak kala Oligosen Akhir hingga kala Miosen Akhir dengan ketebalan mencapai 4000 meter, dengan kemiringan ke arah selatan (Toha dkk., 1994). Pada kala Oligosen Akhir merupakan periode sebelum kegiatan vulkanisme dan merupakan periode pembentukan alas Cekungan Pegunungan Selatan. Batuan alas pada Cekungan Pegunungan Selatan adalah batuan malihan (Surono, 2009). Kemudian secara tidak selaras ditindih oleh batuan Eosen, batuan ini dibagi menjadi dua satuan, yaitu satuan klastika yang dinamakan wungkal beds dan satuan karbonat dinamai gamping beds (Bothe, 1929 dalam Surono, 2009). Menurut Marks (1957) dalam Surono (2009), Formasi Gamping dan Fomasi Wungkal disebut sebagai Kelompok Jiwo. Kemudian, secara tidak selaras diatas Formasi Wungkal dan Formasi Gamping diendapkan Kelompok Kebo-Butak yang terdiri atas Formasi Kebo dengan komposisi berupa batupasir dan batupasir kerikilan dengan sisipan batulanau, batulempung, tuf dan serpih. Formasi Butak dengan komposisi berupa batupasir polimik dengan selingan batupasir, batupasir kerikilan, batulempung, batulanau, dan serpih (Surono, 2008 dalam Surono 2009). Kelompok Kebo-Butak berumur antara Oligosen Akhir dan Miosen Awal, hal ini diketahui berdasarkan penarikan K-Ar pada batuan intrusi dan lava bantal dalam Formasi Kebo dan Formasi Butak. Ketebalan dari kedua formasi tersebut beragam, yaitu Formasi Kebo memiliki ketebalan 680 m dan Formasi Butak memiliki ketebalan 265 m (Surono, 2008 dalam Surono, 2009). Kelompok Kebo-Butak diendapkan di laut dan dipengaruhi oleh kegiatan gunung api.

aglomerat, dengan sisipan tuf dan lava andesit. Formasi Kebobutak berumur N5 - N6 atau Miosen Awal (Rahardjo, 2007 dalam Surono 2009). Kemudian secara selaras diendapkan Formasi Sambipitu yang menunjukkan umur Miosen Awal dengan ketebalan 235 m, lalu diatas Formasi Sambipitu diendapkan Formasi Oyo yang didominasi oleh napal dan batupasir berumur Miosen Awal hingga Miosen Tengah. Diatas Formasi Oyo diendapkan Formasi Wonosari yang didominasi oleh batugamping berlapis berumur Miosen Tengah hingga Miosen Akhir. Formasi Wonosari ke arah timur menjadi dengan Formasi Punung yang terdiri atas batugamping terumbu. Pada bagian atas Formasi Wonosari menjemari dengan Formasi Kepek yang didominasi oleh napal dan batulempung dan memiliki ketebalan 200 m (Rahardjo, 2007 dalam Surono 2009) dan terakhir terdapat Endapan Kuarter yang tersebar luas pada daerah Wonosari, Baturetno dan Bantul (Surono, 2009).

III.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan dengan melakukan pembuatan peta geologi pada skala 1 : 3000, hal ini dilakukan untuk menentukan jenis litologi yang terdapat pada daerah tersebut, kemudian menentukan persebaran dari batuan tersebut. Kemudian, dilakukan pengamatan petrografi dan pengujian sifat keteknikan untuk menentukan sifat keteknikan sampel batuan. Sifat keteknikan yang diuji diantaranya adalah sifat fisik batuan yang terdiri dari densitas dan serapan air batuan, serta sifat mekanik yang terdiri dari ketahanan aus dan kuat tekan batuan. Pengamatan petrografi dilakukan pada 12 (dua belas) sampel batuan, kemudian pada 5 (lima) buah sampel diantaranya dilakukan pengujian sifat keteknikan. Sampel batuan yang diuji sifat keteknikannya adalah pada lapisan batuan yang menjadi target eksploitasi. Lokasi pengambilan sampel dapat dilihat pada gambar 2.

Secara selaras, Kelompok Kebo-Butak ditindih oleh Formasi Semilir, yang memiliki komposisi berupa tuf lapili dan tuf dengan ketebalan mencapai 460 m (Surono, 2008 dalam Surono, 2009). Formasi Semilir secara selaras ditindih oleh Formasi Kebobutak yang didominasi oleh breksi gunung api dan 607


IV.

Lithic Wacke. Satuan ini terbentuk sebagai hasil transportasi material sedimen yang terbawa oleh aliran air dan kemudian terendapkan pada lingkungan laut dangkal. Hal ini diketahui dari masih besarnya kandungan mineral plagioklas pada batuan tersebut. Kemudian, seiring dengan pengendapan batupasir secara selaras terendapkan litologi breksi tufan yang merupakan hasil erupsi gunung api, yang kemudian terjadi proses reworked dan batuan tersebut ternedapkan pada lingkungan laut. Sumber erupsi yang menghasilkan material vulkanik pembentuk breksi tufan diyakini berada pada daratan, hal ini dapat diketahui dari kandungan fragmen arang pada tubuh breksi tufan dan bentuk fragmen penyusun batuan yang berbentuk rounded sebagai penanda batuan tersebut telah mengalami transportasi, dan kandungan fragmen fosil yang menunjukkan bahwa batuan tersebut mengalami reworked hingga menuju ke laut. Kehadiran lapisan breksi tufan terdapat menyisip diantara lapisan batupasir, hal ini disebabkan karena terdapat jeda pembentukan breksi tufan yang dihasilkan oleh erupsi gunung api dan pada saat tidak terjadi erupsi maka pengendapan batupasir terus belanjut dan terbentuk diantara lapisan breksi tufan.

DATA DAN ANALISIS

Hasil pemetaan geologi menunjukkan bahwa terdapat tiga jenis litologi yang menyusun daerah penelitian. Secara stratigrafi batuan tersebut tersusun atas Satuan Batupasir Lithic Wacke, Satuan Batupasir Tufan, Satuan Breksi Tufan, dan Endapan Aluvial (lihat gambar 1). Kehadiran litologi breksi tufan pada daerah penelitian adalah menyisip diantara lapisan batupasir. Lapisan breksi tufan memiliki ketebalan mencapai 2 m. Pada lapisan breksi tufan terdapat dua jenis batuan yang memiliki perbedaan ukuran butir. Kemudian, hasil pengamatan petrografi menunjukkan bahwa terdapat lima jenis batuan pada daerah penelitian, batuan tersebut jika diurutkan secara stratigrafi adalah batupasir lithic wacke, batupasir feldsphatic wacke, allochemic tuffaceous breccia, batupasir tufan, dan tuffaceous breccia (lihat tabel 1). Berdasarkan pengamatan petrografi maka kemudian dilakukan pengujian sifat keteknikan batuan yang pada sampel batuan yang menjadi target eksploitasi dan sudah dieskploitasi sebelumnya. Batuan tersebut merupakan adalah allochemic tuffaceous breccia (Sampel GD-01A dan GD-02A), batupasir feldsphatic wacke (Sampel GD-01G), batupasir lithic wacke (Sampel GD-02E), dan tuffaceous breccia (Sampel GD-11A). Pada Tabel 1 ditunjukkan hasil pengujian sifat keteknikan yang menunjukkan nilai bervariasi yang dipengaruhi oleh komposisi mineral, kandungan kontaminan, tekstur batuan dan tingkat kompaksi batuan.

V.

PROSES BATUAN

Pada daerah penelitian dijumpai 3 (tiga) tubuh lapisan breksi tufan, hal ini diyakini bahwa diantara masa pengendapan tersebut telah terjadi tiga kali letusan gunung api yang bersifat eksplosif dan memiliki sumber magma dengan komposisi Asam - Intermediate, jenis magma yang terbentuk saat terjadi erupsi dapat diketahui dari kandungan fragmen litik berupa batuan andesit yang kaya akan mineral plagioklas.

PEMBENTUKAN

Batuan pada daerah penelitian, menurut Smyth dkk., (2008) terbentuk pada kala Oligosen Akhir - Miosen Awal, dimana pada kala tersebut aktivitas vulkanik di Pulau Jawa terjadi secara masif. Terdapat tiga satuan litologi yang dijumpai pada daerah penelitian, satuan litologi yang pertama adalah Batupasir

VI.

HUBUNGAN KARAKTERISTIK PETROLOGI DAN SIFAT KETEKNIKAN BATUAN

Pengamatan petrografi dapat menunjukkan tekstur batuan yang meliputi ukuran dan bentuk butir, sortasi, kemas dan komposisi 608

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA mineral penyusun batuan. Data tersebut menjadi dasar dalam penentuan hubungan karakteristik petrologi dengan sifat keteknikan batuan.

bentuk butir rounded pada mineral penyusun batuan. Faktor lainnya adalah kandungan fragmen litik yang dominan pada batuan, keberadaan fragmen litik yang merupakan hasil reworked dari batuan sebelumnya menyebabkan material ini tidak dapat menerima gerusan dalam waktu yang lama. Nilai ketahanan aus dan serapan air pada sampel GD-02E memberikan pengaruh kepada nilai kuat tekan batuan tersebut. Batuan GD02E memiliki nilai kuat tekan yang paling kecil diantara batuan lainnya, yaitu sebesar 34,773 MPa.

Pada sampel GD-01A (allochemic tuffaceous breccia), batuan memiliki nilai serapan air 4,4%, namun nilai kuat tekan batuan hanya 36,632 MPa. Hal ini disebabkan karena keberadaan fragmen fosil yang berkomposisi karbonatan sehingga batuan menjadi lebih rapuh terhadap tekanan. Batuan pada sampel GD-02A yang juga merupakan allochemic tuffaceous breccia, menunjukkan hasil sifat keteknikan yang hampir sama dengan sampel GD-01A. Hal ini disebabkan karena kedua batuan tersebut memiliki tekstur dan komposisi mineral penyusn batuan yang sama, meskipun batuan diambil pada lapisan yang berbeda (lihat gambar 2).

VII.

PEMANFAATAN DAN PERSEBARAN BATUAN

Pemanfaatan breksi tufan dan batupasir pada daerah penelitian sebagai bahan bangunan diacu pada SNI 03-0394-1989. Maka breksi tufan dan batupasir pada daerah penelitian dapat digunakan sebagai bahan bangunan, namun dengan pemanfaatan yang berbeda. Batuan dengan nomor sampel GD-11A dan GD-01G dapat dimanfaatkan sebagai tonggak dan batu tepi jalan, serta batu hias atau tempel. Batuan dengan nomor GD-01A, GD02A, dan GD-02E hanya dapat dimanfaatkan sebagai batu hias atau tempel dalam suatu kegiatan konstruksi.

Sampel batuan lainnya adalah dengan nomor sampel GD-11A, batuan ini juga merupakan sebuah breksi tufan. Namun yang membedakan dengan sampel GD-01A dan GD02A adalah pada batuan ini tidak dijumpai keberadaan fragmen fosil, selain itu pada batuan ini dijumpai kandungan matrix yang lebih besar, kehadiran matrix menyebabkan ikatan antar mineral penyusun batuan menjadi lebih baik. Hal tersebut menyebabkan sampel GD-11A memilki nilai kuat tekan yang baik yaitu sebesar 68,000 MPa dan nilai serapan air yang lebih besar dari dua batuan sebelumnya yaitu sebesar 5,05%.

Breksi tufan dan batupasir pada daerah penelitian terdapat dibawah suatu lapisan batuan lainnya yang dikategorikan sebagai overburden. Berdasarkan hasil pemodelan persebaran batuan dan ilustrasi penambangan dengan memperhatikan kemiringan batuan dan ketebalan overburden, maka keberadaan overburden yang tebal ini menyebabkan batuan tidak dapat dieskploitasi dalam skala besar, karena pengelupasan overburden dalam pembukaan tambang tidak bersifat ekonomis.

Sampel GD-01G (batupasir feldsphatic wacke) dan GD-02E (batupasir lithic wacke) merupakan sampel yang mewakili jenis litologi batupasir. Kedua sampel batuan tersebut memiliki hasil sifat keteknikan yang berbeda. Pada sampel GD-02E batuan memilki nilai ketahanan aus sebesar 0,069 mm/menit dan serapan air 6,1%. Nilai tersebut adalah yang terbesar diantara seluruh sampel batuan lainnya. Nilai serapan air yang besar pada sampel tersebut disebabkan karena rongga antar pori yang besar pula pada batuan. Rongga antar pori tersebut disebabkan karena

VIII.

KESIMPULAN

1. Batuan pada daerah penelitian merupakan jenis batuan mix-piroklastik, batuan tersebut adalah breksi tufan, batupasir tufan dan batupasir. Batuan terbentuk dari kegiatan eksplosif gunung api dengan kandungan 609

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA magma asam - intermediet dan kemudian terjadi transportasi material vulkanik hingga ke lautan.

dengan nomor sampel GD-01A, GD-02A, dan GD-02E hanya dapat dimanfaatkan sebagai batu tempel atau hias.

2. Breksi tufan dan batupasir daerah penelitian memiliki sifat keteknikan heterogen, yaitu pada nilai ketahanan aus, serapan air, kuat tekan dan berat jenis. Sifat keteknikan batuan dipengaruhi oleh tingkat kompaksi dan sementasi, komposisi mineral penyusun batuan, dan tingkat pelapukan batuan.

4. Breksi tufan dan batupasir daerah penelitian memilki rasio overburden yang besar, sehingga pertambangan dalam skala besar tidak memungkinkan untuk dilakukan pada daerah tersebut.

3. Breksi tufan dan batupasir dengan nomor sampel GD-01G dan GD-11A dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan berupa batu tempel atau hias dan tonggak atau batu tepi jalan dalam kegiatan konstruksi. Breksi tufan dan batupasir

Pembuatan karya tulis ini tidak terlepas dari bantuan Jurusan Teknik Geologi Universitas Gadjah Mada, serta secara khusus dosen pembimbing penulis yang memberikan banyak masukan berharga, dan pihak-pihak lain yang turut memberikan kontribusi namun tidak dapat disebutkan satu-persatu.

IX.

610

ACKNOWLEDGEMENT


DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional, 1989, SNI 03-0394-1989 - Mutu dan cara uji batu alam untuk bahan bangunan, Jakarta. Fisher, R.V., Schmincke, H., 1984, Pyroclastic Rocks, Berlin Heidelberg New York Tokyo : SpringerVerlag. Rai, M.A., Kramadibrata, S. dan Wattimena, R.K., 2014, Mekanika Batuan, Bandung : Penerbit ITB. Surono, 2009, Litostratigrafi Pegunungan Selatan Bagian Timur Dearah Istimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah, J.S.D.Geol. Vol.19 No.3 Juni 2009, halaman 31 - 43. Toha, B., Resiwati, P., Srijono, Rahardjo, W., dan Pramumidjojo, S., 1994, Geologi Daerah Pegunungan Selatan: Suatu Kontribusi, Prosiding Geologi dan Geoteknik Pulau Jawa, Jurusan Teknik Geologi FT UGM, halaman 19 - 28. Zaruba, Q., dan Mencl, V., 1976, Engineering Geology, Amsterdam, Oxford, New York: Elsevier Scientific Publishing Company.

611


TABEL Tabel 1. Karakteristik petrologi dan sifat keteknikan batuan pada daerah penelitian

*Ket. Pl = Plagioklas, Qz = Kuarsa, Px = Piroksen, F.I = Fragmen Litik, F.G = Fragmen Gelas, Foram = Foraminifera, Cal = Kalsit, Opq = Mineral Opak, Glass = Gelas Vulkanik, Mat.Sed = Material Sedimen Berukuran Lempung, Chl = Klorit, Zeo = Zeolit. = Sangat Melimpah (> 75%) ;

= Melimpah (25%-75%);

= Kurang Melimpah (10%-25%);

612

= Jarang (< 10%)


GAMBAR

Gambar 1. Peta geologi daerah penelitian.

613


Gambar 2. Kolom stratigrafi dan lokasi pengambilan sampel

614


Gambar 3. Model persebaran dan ilustrasi penambangan pada daerah penelitian

615

PETROLOGI DAN SIFAT KETEKNIKAN BREKSI DAN BATUPASIR DI GEDANGSARI, GUNUNG KIDUL, DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

Recommend Documents