MINERALOGI MAGNETIK LUMPUR SIDOARJO
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
MUHAMMAD IRVAN NIM. 20206005 Program Studi Fisika
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
ABSTRAK MINERALOGI MAGNETIK LUMPUR SIDOARJO Oleh Muhammad Irvan NIM. 20206005 Mineral-mineral magnetik di alam sangat bervariasi tergantung dari kondisi lingkungan dimana mineral-mineral ini berada. Keberadaan mineral-mineral ini juga mencerminkan proses-proses yang terjadi di lingkungan serta dari mana mineral-mineral ini berasal. Dalam penelitian ini dilakukan kajian morfologi dan mineralogi terhadap mineral-mineral magnetik pada lumpur yang berasal dari semburan lumpur Porong, Kabupaten Sidoarjo. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan metode Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispertion Spectroscope (EDS). Dari hasil analisa diperoleh bahwa mineralmineral magnetik pada lumpur Sidoarjo (LUSI) terdiri dari oksida besi (titanomagnetite, titanohematite/titanomaghemite dan ilmenite) dan sulfida besi (pyrrite dan pyrrhotite). Keberadaan oksida-oksida besi ini mengindikasikan bahwa mineral-mineral ini berasal dari lingkungan oxic dan terdapat pada sediment yang berumur muda, sedangkan sulfida besi berasal dari lingkungan anoxic yang merupakan daerah transisi antara daerah sulphate dan methane yang diperkirakan berada pada formasi Upper Kalibeng dengan kandungan lempung (bluish gray clay). Kata kunci :
SEM, LUSI, mud volcano, diagenesis, oksida besi, sulfida besi.
i
ABSTRACT MAGNETIC MINERALOGY OF SIDOARJO MUD By Muhammad Irvan NIM. 20206005 In nature, variation of magnetic minerals depends on environment condition in which the minerals were formed. Magnetic properties might also vary depending on the sources and transport processes of magnetic minerals. In this study we investigate the mineralogy and morphology of magnetic mineral extracted from the erupted mud in the Porong area, Sidoarjo, East Java. The investigation is based on Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) analyses of selected samples. The SEM and EDS analyses verified the presence of iron oxide (titanomagnetite, titanohematite /titanomaghemite and ilmenite) and iron sulphide (pyrrite and pyrrhotite). The presence of iron oxides indicates that these minerals occur under oxic condition (in recent sediment). The presence of iron sulphides gives an indication that some parts of the sediments were formed in anoxic environments, which are typical of deeper strata (around the sulphate methane transition). Probably occurs on Upper Kalibeng formation which contain of clay (bluish gray clay). Keywords :
SEM, LUSI, mud volcano, diagenesis, iron oxide, iron sulphide.
ii
MINERALOGI MAGNETIK LUMPUR SIDOARJO
Oleh Muhammad Irvan NIM. 20206005
Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Pembimbing Kamis, 14 Februari 2008
( Satria Bijaksana, Ph.D )
iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.
Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
iv
“This world, after all our science and sciences, is still a miracle, wonderful, inscrutable, magical and more, to whosoever will think of it.”
Keringat orang tuaku jatuh laksana puing-puing bangunan tua yang hancur berkeping-keping ..................................................... ........................................Aku akan membangun istana diatasnya
Tesis ini kupersembahkan buat : Ayahanda tercinta Syahrial Suhud dan Ibunda tercinta Diniyah Abdullah, serta Kakakku Yaldi Ferdian dan Adikku Putri Indah Pratiwi.
v
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis masih diberikan kesempatan, kekuatan dan kemampuan untuk menyelesaikan penulisan tesis dengan judul Mineralogi Magnetik Lumpur Sidoarjo sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) pada Program Pascasarjana Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tesis ini tidak akan terwujud tanpa bantuan berbagai pihak baik moril maupun materil. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan rasa hormat yang mendalam kepada: Bapak Satria Bijaksana, Ph.D selaku Pembimbing, yang dengan sabar dan ikhlas meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, arahan dan petunjuk yang sangat berharga serta dorongan dan motivasi yang diberikan selama studi. Pada Kesempatan ini juga, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada : 1. Bapak Abdul Waris, Ph.D dan Bapak Wahyu Srigutomo, Ph.D selaku Penguji. 2. Para Dosen pengajar yang dengan penuh kesabaran dan perhatian membuka wawasan pemikiran penulis melalui berbagai kajian akademik, dan Karyawan program studi Fisika Institut Teknologi Bandung. 3. Kepada Kedua orang tua, Kakak dan Adikku yang senantiasa mendoakan, membantu dan memotivasi keberhasilan penyelesaian studi penulis. 4. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada para senior di Laboratorium Magnetik Batuan: Bapak Hamdi dan Mbak Erni sebagai tim dalam penelitian ini yang sangat membantu penulis, serta Bapak Khumaedi dan Jahidin. 5. Estevanus K Huliselan yang sangat membantu penulis dalam pengerjaan tesis, yang memberi dorongan serta solusi, moga-moga Doktor nya cepat selesai.
vi
6. Rekan–rekan mahasiswa S2 angkatan 2006 yang dengan tulus memberikan motivasi dan bantuan selama studi. 7. Rekan-rekan di Laboratorium Fisika Bumi: Adhitya Sumardi, Harry, Ibnu, Akong, Buk Ikeu, Imran. 8. Rekan-rekan mahasiswa S1 angkatan 2001 yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. 9. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Bapak Rektor dan Direktur Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung beserta jajarannya yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk menimba ilmu di Institut Teknologi Bandung dan memberikan beasiswa Voucher ITB kepada penulis. 10. Kepada handai taulan yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang turut memberikan aneka pemikiran yang pada gilirannya sangat bermakna bagi penulis dalam pengembangan keilmuan. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak mengandung kekurangan olehnya itu saran dan masukan penulis sangat harapkan demi kesempurnaan tesis ini. Semoga semua amal baik yang penulis terima ini mendapat balasan dari Allah Subhanahu Wata’ala. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya yang mendalami bidang kemagnetan batuan.
Bandung, 14 Februari 2008
Muhammad Irvan
vii
DAFTAR ISI ABSTRAK
...................................................................................................
i
ABSTRACT
.................................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN
.........................................................................
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
.........................................................
iv
......................................................................
v
.................................................................................
vi
................................................................................................
viii
LEMBAR PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI
iii
DAFTAR LAMPIRAN
................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR
...................................................................................
x
Bab I Pendahuluan
..................................................................................
1
Bab II Tinjauan Pustaka .............................................................................
3
II.1 Erupsi Lumpur Sidoarjo ........................................................
3
II.2 Mineral-mineral Magnetik di Alam .......................................
5
II.3 Proses Pembentukan Sulfida Besi di Alam ...........................
8
II.4 Metode Identifikasi Mineral Magnetik ..................................
10
Bab III Metodologi Penelitian ....................................................................
14
Bab IV Hasil dan Diskusi ............................................................................
18
IV.1 Hasil
.....................................................................................
18
IV.1.1 Oksida Besi .................................................................
18
IV.1.2 Sulfida Besi .................................................................
26
IV.2 Diskusi ..................................................................................
27
Bab V Kesimpulan .......................................................................................
33
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
34
viii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1
Hasil analisis EDS mineral magnetik oksida besi dari lumpur sesudah diekstrak.....................................................
Lampiran 2
39
Hasil analisis EDS mineral magnetik sulfida besi dari lumpur sesudah diekstrak.....................................................
ix
50
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1
Mekanisme erupsi lumpur Sidoarjo (sumber: Marshall dan Stanmeyer, 2008) .....................................................................
Gambar II.2
Diagram segitiga yang menggambarkan komposisi mineral dalam keluarga besi-titanum oksida (Tauxe, 2007). .................
Gambar II.3
4 6
Klasifikasi dari beberapa lingkungan (keadaan) yang berbeda dari proses diagenesis dan authigenesis dari mineral besi dan mangan (Froelich, et al., 1979 ; Berner, 1981)...................
Gambar III.1
Lokasi tempat terjadinya erupsi lumpur di kecamatan Porong, kabupaten Sidoarjo (Mazzini et al., 2007)...................
Gambar III.2
9 14
Stratigrafi dan gradient temperatur-tekanan pada sumur BJP I, sekitar 200 m dari lokasi tempat terjadinya erupsi lumpur (Mazzini et al., 2007).. ..............................................................
15
Gambar IV.1 Citra back scatter electron (BSE) dari hasil ekstraksi magnetik lumpur .......................................................................
20
Gambar IV.2 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 550 kali dan hasil analisa EDS..................................................
20
Gambar IV.3 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 1000 kali dan hasil analisa EDS................................................
21
Gambar IV.4 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 800 kali dan hasil analisa EDS..................................................
21
Gambar IV.5 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 800 kali dan hasil analisa EDS..................................................
22
Gambar IV.6 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 2000 kali dan hasil analisa EDS................................................
22
Gambar IV.7 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 2500 kali dan hasil analisa EDS................................................
23
Gambar IV.8 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 2000 kali dan hasil analisa EDS................................................
x
23
Gambar IV.9 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 2000 kali dan hasil analisa EDS................................................
24
Gambar IV.10 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 430 kali dan hasil analisa EDS..................................................
24
Gambar IV.11 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 500 kali dan hasil analisa EDS..................................................
25
Gambar IV.12 Citra BSE dari hasil ekstraksi magnetik dengan perbesaran 2000 kali dan hasil analisa EDS................................................
xi
25
