Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1042 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
KARAKTERISTIK MINERAL LEMPUNG DI DUSUN BITING, DESA PELEM,
KECAMATAN PRINGKUKU, KABUPATEN PACITAN, JAWA TIMUR
I Wayan Warmada1, Hasma Rodiah Sirait1*
1Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika No. 2,
Bulaksumur, Yogyakarta 55281
*Corresponding Author: [email protected]
ABSTRAK. Persebaran bentonit di Dusun Biting, Desa Pelem, Kecamatan Pringkuku, Kabupaten
Pacitan, Jawa Timur cukup luas dan mudah dijangkau. Sebagian besar bentonit ditambang oleh
warga dan dijual kepada kontraktor dengan nilai jual yang rendah. Penelitian ini bertujuan
mempelajari karakteristik dan pemanfaatan bentonit untuk meningkatkan nilai jual. Terdapat 21
titik pengambilan sampel di lokasi penelitian dan 6 dari 21 titik pengambilan sampel dipilih
berdasarkan variasi litologi dan ketebalan singkapan. Lokasi pengambilan sampel termasuk ke
dalam Formasi Jaten dan Formasi Wuni. Batuan yang tersingkap di lokasi penelitian adalah
batulempung, batulempung lanauan, batulanau tufan, dan batulempung tufan dalam satuan
batulempung. Analisis petrografi menunjukkan bahwa batuan-batuan tersebut mengandung
mineral lempung, feldspar, kuarsa, oksida besi, dan gelas vulkanik. Mineral lempung
diinterpretasikan sebagai hasil ubahan gelas vulkanik. Analisis XRD menunjukkan bahwa
batulempung mengandung smektit, kaolinit, klorit, kristobalit, kuarsa, pirit, plagioklas, K-
feldspar, dan hematit dengan kandungan smektit yang dominan. Smektit memiliki kapasitas
pertukaran ion yang rendah sebesar ±22,33 meq/100gr dan standar deviasi sebesar 1,84.
Komposisi kimia smektit yaitu Na2O <0,01-0,53%, MgO 1,02-7,16%, Al2O3 9,52-34,77%, SiO2 18,47-
64,17%, P2O5 0,08-0,25%, K2O 0,15-2,99%, CaO 0,15-2,97%, TiO2 0,02-1,39%, Fe2O3 4,32-63,43%, dan
MnO 0,01-0,2%. Komposisi kimia bentonit yang paling tinggi adalah silika (SiO2) dan aluminium
(Al2O3). Berdasarkan analisis XRF dan EDX, Bentonit Biting termasuk ke dalam kelompok Ca-
bentonit seri beidelit. Bentonit Biting menunjukkan tekstur cornflake berupa lembaran-lembaran
pada analisis SEM. Berdasarkan mineralogi, karakteristik kimia, dan karakteristik fisik,
montmorilonit berasal dari devitrifikasi dan alterasi hidrotermal. Montmorilonit dapat
dimanfaatkan dalam industri pembuatan anggur, minyak kelapa sawit, dan keramik dengan
pengujian sifat fisik yang lebih lanjut.
Kata kunci: bentonit, Biting, montmorilonit, devitrifikasi, dan alterasi hidrotermal
I. PENDAHULUAN
Indonesia memiliki cadangan bentonit yang cukup melimpah dan tidak akan
habis dalam waktu 50 tahun ke depan (Panjaitan, 2010). Salah satu daerah tambang
bentonit di Indonesia terdapat di Pelem, Jawa Timur. Penelitian terdahulu oleh Winarno
(2004) menyatakan bahwa endapan bentonit di Desa Pelem merupakan endapan
smektit-montmorilonit yang dapat dimanfaatkan dalam bidang industri. Bentonit di
Dusun Biting telah ditambang sejak tahun 1900-an hingga saat ini, namun aktivitas
penambangan ini mulai berkurang. Oleh karena itu, pengetahuan tentang karakteristik
bentonit dapat menjadi dasar pengoptimalan penambangan dan penggunaan bentonit
sehingga dapat meningkatkan nilai jual bentonit khususnya di Dusun Biting
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1043 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Bentonit adalah batuan dengan komposisi lempung kristalin (seperti mineral
lempung) yang terbentuk melalui proses devitrifikasi dan perubahan komposisi kimia
material gelasan berupa tuf atau debu vulkanik (Murray, 1997). Mineral lempung adalah
salah satu jenis mineral yang berukuran mikroskopis yang tidak dapat diamati langsung
tanpa menggunakan alat (Murray, 2007). Mineral lempung pada umumnya terdiri atas
empat grup yaitu kaolinit, smektit-montmorilonit, ilit, dan klorit (Uddin, 2014). Bentonit
termasuk ke dalam grup smektit-montmorilonit dimana nama montmorilonit berasal
dari jenis lempung plastis yang ditemukan di montmorilonit, Perancis pada tahun 1847
(Labaik, 2006). Berdasarkan Grim (1968), montmorilonit memiliki rumus
[(Mg,Ca)·Al2O3·5SiO2·nH2O]. Smektit-montmorilonit memiliki spesifikasi berdasarkan
bentuk strukturnya dan juga komposisi kimia. Menurut Christidis dan Dunham (1993)
tipe-tipe smektit berdasarkan ion tersubtitusi dapat diklasifikasikan menjadi: (1) Mg-
smektit dan Fe-smektit; (2) Al-smektit dan Menurut Guven (1991), montmorilonit
sendiri dapat diklasifikasikan berdasarkan kation dominan dan genesa montmorilonit
seperti: (1) Mg-smektit dengan substitui ion Li+; (2) Logam transisisi smektit (Ni, Co, Zn,
Mn, Fe, dan lain-lain); dan (3) Fe-Mg smektit (saponit) yang dijumpai di alam sebagai
mineral lempung autigenik yang terbentuk oleh alterasi batuan vulkanik. Montmorilonit
biasanya ditemukan bersama dengan mineral beidelit, nontronit, dan sapronit.
Montmorilonit terbentuk melalui pelapukan batuan, proses mineralisasi, proses
hidrotermal, proses alterasi abu vulkanik, endapan sedimenter, diagenesis burial dan
metamorfisme derajat rendah.
II. GEOLOGI
Menurut van Bemmelen (1949), geomorfologi regional Biting terletak di
Pegunungan Selatan Jawa Timur bagian barat sub zona bagian utara. Sub zona bagian
utara merupakan zona lajur pegunungan yang membangun mandala morfologi bagian
utara dan menjadi batas fisiografi sebelah utara Pegunungan Selatan dengan Zona
Depresi Solo yang berkembang dengan pola yang kompleks. Pada bagian paling timur
zona bagian utara terdapat lajur-lajur Kambengan dan Plopoh yang memanjang dengan
arah BL-Tg. Kedua lajur tersebut terpisah di selatan Wonogiri oleh lembah aliran Sungai
Bengawan Solo yang berarah UTL-SBD. Batuan penyusun lajur-lajur Kambengan dan
Plopoh adalah sekuen batuan beku dan volkaniklastik berumur Oligo-Miosen.
Berdasarkan susunan stratigrafi yang terdapat pada peta geologi regional lembar
Pacitan Jawa Timur (Samodra et al., 1992) maka Biting termasuk ke dalam Formasi
Wuni dan Formasi Jaten. Formasi Wuni tersusun atas breksi agglomerat berselingan
dengan batupasir tufan berbutir kasar dan batulanau, dan batugamping terumbu koral
pada bagian atas (Gambar 1). Umur formasi berdasarkan fauna koral adalah Miosen
bawah. Formasi Jaten terdiri atas litologi batupasir kuarsa, batulempung, betulempung
karbonatan, batubara dan sisipan tipis batupasir gampingan. Formasi Jaten terbentuk
pada Miosen tengah.
Berdasarkan peta geologi regional lembar Pacitan Samodra et al. (1992), secara
umum struktur geologi yang terbentuk adalah sesar geser. Sesar yang melewati Biting
adalah Sesar Buyutan diperkirakan dengan arah relatif Baratdaya-Timurlaut, Sesar
Rohtawu merupakan sesar geser yang relatif berarah Tenggara-Baratlaut, Sesar Punung
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1044 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
yang terdapat di sisi Baratdaya lokasi penelitian dengan arah relatif Tenggara-
Baratlaut, dan Sesar Pucunglangan yang merupakan sesar geser dengan arah relatif
Tenggara- Baratlaut. Struktur geologi tersebut merupakan hasil dari deformasi tektonik
dalam kurun waktu Tersier hingga Kuarter.
III. METODOLOGI
Analisis pada bentonit bertujuan untuk mengetahui karakteristik mineralogi,
fisik, dan kimia. Karakterisasi mineralogi menggunakan analisis petrografi dimana
preparasi dilakukan di OBSIDIAN Geo Laboratory Service dan pengamatan dilakukan di
Laboratorium Geologi Optik Departemen Teknik Geologi UGM dan analisis XRD
dengan metode clay treatment dilakukan di Laboratorium Geologi Pusat Departemen
Teknik Geologi UGM. Karakterisasi sifat kimia mineral menggunakan analisis XRF yang
dilakukan di Badan Tenaga Nuklir Nasional Pusat Teknologi Bahan Galian Nuklir
Jakarta dan analisis SEM/EDX yang dilakukan di Tekmira Bandung, serta karakterisasi
sifat fisik mineral dengan analisis KPK yang dilakukan di UPT Laboratorium INSTIPER
Yogyakarta.
IV. HASIL
1. Lokasi pengambilan sampel
Sampel yang dianalisis berjumlah sepuluh sampel. Titik pengambilan sampel
tersebar dari timur hingga barat lokasi penelitian seperti pada Gambar 2.
2. Mineralogi, kimia, dan fisik mineral
Batulempung secara megaskropis memiliki warna yang bervariasi yaitu warna
abu-abu gelap, abu-abu keungu-unguan, warna hijau, warna coklat, dan warna kuning
kecoklat-coklatan. Tekstur memiliki ukuran butir lempung, hasil petrografi
menunjukkan komposisi batulempung adalah plagioklas, k-feldspar, kuarsa, mineral
opak, dan mineral oksida, gelas vulkanik (Gambar 3) dengan kandungan mineral pada
Tabel 1. Mineral dominan pada sampel adalah mineral lempung dengan kelimpahan
sebesar 43,81%. Mineral berikutnya adalah kuarsa dengan persentase sebesar 17,15%,
mineral feldspar memiliki kelimpahan sebesar 11,60%, mineral opak dengan
kelimpahan sebesar 14,47%, dan mineral oksida memiliki kelimpahan sebesar 12,98%
seperti pada (Tabel 2).
Hasil analisis XRD menunjukkan bentonit Biting terdiri dari mineral utama dan
mineral aksesori. Mineral utama adalah mineral yang memiliki kelimpahan lebih besar
dibandingkan dengan mineral yang lain. Mineral utama dengan kelimpahan yang
paling besar adalah mineral smektit dengan persentase sebesar 74,34%, kaolinit
memiliki kelimpahan sebesar 5,01%, klorit memiliki kelimpahan 12,13%, kristobalit
memiliki kelimpahan 6,72%. Mineral aksesori yang muncul adalah mineral pirit dengan
kelimpahan sebesar 0,80%, kuarsa memiliki kelimpahan 0,65%, plagioklas memiliki
kelimpahan 0,16%, k-feldspar memiliki kelimpahan 0,14% dan hematit memiliki
kelimpahan 0,07%.
Smektit mineral dominan pada bentonit Biting. Smektit diidentifikasi melalui
peak pada d 16,11 Å (2θ 5.48°); d 16,17 Å (2θ 5,46°); d 16,17 Å (2θ 5.46°); Pada analisis
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1045 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
difraksi sinar-X, kaolinit diidentifikasi melalui peak dengan nilai d 7,96 Å (2θ 11,10); 7,67
Å (2θ 11,54); 7,33 Å (2θ 12,06); 3,66 Å (2θ 24,29); 3,59 Å (2θ 24,77); Klorit pada analisis
difraksi sinar-X, diidentifikasi melalui peak dengan nilai d 4,52 Å (2θ 19,64); 7,25 Å (2θ
12,2); 4,73 Å (2θ 18,76); Kristobalit pada analisis sinar-X, diidentifikasi melalui peak
dengan nilai d 4,04 Å (2θ 21,96); 3,53 Å (2θ 25,24); 3,53 Å (2θ 25,22).
Mineral aksesori diantaranya adalah kuarsa, plagioklas, pirit, K-feldspar, dan
hematit. Pirit dapat diidentifikasi melalui peak d 3,09 Å (2θ 28,86) dan 3,09 Å (2θ28,83);
Kuarsa diidentifikasi melalui peak dengan nilai d 4,29 Å (2θ 20,7); 4,27 Å (2θ 20,80); 4,29
Å (2θ 20,68); 4,29 Å (2θ 20,7) pada sampel; Plagioklas diidentifikasi melalui peak dengan
nilai d 2,91 Å (2θ 30,69); 2,93 Å (2θ 30,48); 3,79 Å (2θ 23,48) pada sampel; K-feldspar
dapat diidentifikasi melalui peak d 3,47 Å (2θ 25,65); 3,26 Å (2θ 27,55); dan 3,14 Å (2θ
28,38); dan Hematit dapat diidentifikasi melalui peak d 3,62 Å (2θ 24,57). Grafik XRD
dapat dilihat pada Gambar 4.
Karakteristik kimia montmorilonit dapat diketahui melalui hasil analisis XRF
dan SEM/EDX.
Hasil analisis XRF menunjukkan bahwa sampel memiliki kandungan oksida
mayor seperti Na2 O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, K2O, CaO, K2O, TiO2, Fe2O3, MnO, dengan
nilai LOI berkisar antara 0,15-9,34%. Nilai oksida sampel dapat dilihat pada Tabel 3.
Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa montmorilonit memiliki struktur berupa
cornflake (Gambar 5) dengan komposisi montmorionit dominan mengandung unsur
Aluminium (Al) dan Ferum (Fe). Kandungan aluminium pada montmorilonit berkisar
antara 20-30% dan kandungan Fe berkisar antara 18-26% (Tabel 4).
Karakteristik fisik montmorilonit dapat diketahui melalui hasil analisis KPK.
Analisis KPK dilakukan untuk mengetahui variasi pertukaran kation pada sampel. Nilai
KPK sampel berada pada rentang nilai 20-24 meq/100 gr. Nilai KPK sampel diantaranya
adalah 23,58; 20,18; 24,11; dan 21,43 (meq/100 gr).
V. DISKUSI DAN PEMBAHASAN
A. Karakteristik mineral lempung
1. Karakteristik mineralogi
Komposisi batuan pada pengamatan megaskropis adalah material berukuran
halus, material vulkanik bewarna keputih-putihan dan sulfur yang berasosiasi dengan
mineral lain. Berdasarkan hasil pengamatan sayatan tipis komposisi batulempung adalah
mineral lempung, feldspar, kuarsa, mineral opak, oksida besi, dan gelas vulkanik.
Apabila pada bentonit masih ditemukan gelas vulkanik hal tersebut mengindikasikan
bahwa alterasi belum berjalan dengan sempurna (Weaver, 1989). Pada batuan masih
terdapat mineral lain yang belum terubah menjadi mineral lempung. Kelimpahan mineral
yang paling dominan adalah mineral lempung ±43,8% sehingga diinterpretasikan bahwa
sebagian besar batuan telah mengalami ubahan dan menunjukkan tekstur cornflake pada
SEM. Menurut Keller et al. (1986) batuan bertekstur cornflake terbentuk dari gelas vulkanik
yang sudah mengalami pergantian tekstur pseudomorphic.
Sebagian mineral lempung pada batuan berdampingan dengan mineral
nonmineral lempung dengan ukuran yang halus. Sementara nonmineral lempung hadir
sebagai inklusi atau mineral aksesori pada batulempung dan oksida besi. Mineral pada
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1046 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
batulempung diklasifikasikan menjadi mineral primer dan mineral sekunder. Mineral
primer yang terdapat pada batuan yaitu feldspar, kuarsa, dan mineral opak sedangkan
mineral sekunder adalah mineral lempung dan oksida besi. Pada pengamatan
petrografi, kehadiran mineral sekunder menjadi parameter keberadaan mineral
lempung. Mineral lempung berasal dari ubahan mineral-mineral primer pada batuan.
Komposisi mineral batulempung melalui analisis XRD (metode clay treatment)
menunjukkan bahwa kehadiran mineral lempung memiliki intensitas yang signifikan
dibandingkan dengan mineral nonlempung. Mineral lempung yaitu mineral smektit
dan kaolinit. Mineral nonlempung yaitu feldspar, kuarsa, klorit, kritobalit, pirit, hematit.
Mineral nonlempung yang dominan hadir pada batulempung adalah mineral silika
seperti kuarsa dan kristobalit.
Berdasarkan penelitian Morad et al. (2010), keterdapatan smektit pada
batulempung disebabkan oleh diagenesis feldspar. Smektit terbentuk pada temperatur
dibawah 140o-150oC. Proses diagenesis tersebut berlangsung hingga mineral smektit
mengalami perubahan. Mineral smektit dapat berubah menjadi mineral lain sesuai
dengan suhu yang sesuai untuk pembentukan suatu mineral. Kehadiran klorit pada
sampel menjadi salah satu penciri alterasi hidrotemal. Klorit terbentuk pada hidrotermal
lemah yang didukung oleh unsur alkali dan alkali tanah. Batuan yang kaya akan
montmorilonit dan klorit adalah batuan yang mengalami alterasi propilitik. Menurut
Christidis (2009), bentonit yang terbentuk sebagai hasil alterasi material gelasan oleh
fase fluida terbentuk di lingkungan aqueos seperti laut dangkal atau danau.
2. Karakteristik fisik
Nilai KPK keempat sampel yang diuji relatif sama yaitu berkisar antara 20-24
meq/100gr. Besar nilai rata-rata KPK bentonit Biting yaitu ±22,33 meq/100gr dengan
standar deviasi sebesar 1,84. Grim (1978) dalam penelitiannya menyatakan bahwa
bentonit memiliki nilai KPK berkisar antara 70-130 meq/100gr. Berdasarkan persentase
mineral smektit pada semua sampel, maka nilai KPK tersebut tergolong sangat rendah.
Terdapat beberapa faktor yang dapat mengalami kemampuan pertukaran kation. Faktor
pertama yang dapat memengaruhi pertukaran kation berdasarkan adalah reaksi batuan
dengan air. Pertukaran kation dominan terjadi pada ion Ca, Mg, K, dan Na. Smektit
yang telah bereaksi dengan air (meteorik atau alkalin) mengakibatkan sampel
mengalami pertukaran kation.
Faktor kedua yang memengaruhi nilai KPK adalah campuran mineral. Velde
(1992) mengemukakan bahwa tinggi rendahnya nilai KPK pada bentonit dipengaruhi
oleh heterogenitas mineral yang terdapat pada sampel. Campuran mineral yaitu
kontaminan yang terbawa sebagai material pengotor. Peristiwa tersebut dapat terjadi
karena bentonit memiliki karakter yang mudah retak sehingga dapat terisi oleh
kontaminan melalui media air dan masuk ke dalam tubuh bentonit. Bentonit Biting
tidak memiliki kontaminan organik. Mineral pengotor yang dimaksudkan seperti
kristobalit, pirit, dan kuarsa. Kehadiran mineral-mineral tersebut akan menurunkan
nilai KPK. Berdasarkan Rabaute et al. (2003) menyatakan bahwa besar KPK campuran
adalah hasil penjumlahan nilai KPK mineral. Maka, nilai KPK sampel yang telah
dianalisis merupakan nilai penggabungan. Ketidaksesuaian ini dapat terjadi karena
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1047 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
sampel yang diuji hanya mewakili 4 dari 10 sampel yang terpilih dan hanya mewakili
100 gram sampel pada satu lokasi pengambilan sampel.
Faktor ketiga yang memengaruhi nilai KPK yaitu hilangnya banyak kation-
kation pada interlayer struktur smektit. Berkurangnya spasi interlayer yang
memengaruhi kapasitas pertukaran kation yaitu diagenesis. Diagenesis telah
memengaruhi antar lapisan batulempung sehingga kemampuan mineral smektit untuk
melakukan pertukaran kation berkurang hingga 60% dibawah kemampuan rata-rata.
Diagenesis pada batulempung akan mengakibatkan perubahan pada mineral smektit
dan kehadiran mineral tertentu yang dapat berkembang menjadi semen pada celah
antar lapisan.
3. Karakteristik kimia
Mineral lempung memiliki lapisan-lapisan yang tersusun oleh unsur-unsur
oksida utama yang berikatan pada setiap layer. Unsur-unsur oksida mayor pada
struktur smektit menurut Grim (1978) adalah SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O,
MnO, LiO2, sedangkan TiO2 belum dapat dipastikan. Pada hasil analisis XRF dapat
diketahui bahwa kandungan SiO2 sampel berada pada kisaran 18,47-64,17%. Kandungan
Si yang tinggi mengindikasikan bahwa Si yang telah dilepaskan selama alterasi tidak
berpindah dari endapan bentonit. Selama proses alterasi, larutan silika amorf yang larut
di dalam tanah pergerakannya akan terhalangi (Zielinski, 1982). Peristiwa tersebut
mendukung kehadiran silika polymorph. Kehadiran silika yang tinggi pada bentonit
menunjukkan bahwa bentonit berasal dari batuan yang bersifat riolitik.
Karakteristik kimia bentonit yang dominan seperti Al2O3 dengan persentase 9,52-
34,77%. Namun terdapat anomali pada sampel HRS270219-4 yaitu bahwa keterdapatan
SiO2 pada sampel ini adalah yang paling kecil yaitu 18,47% dan kandungan Fe yang
tinggi yaitu 63,43%. Hal tersebut disebabkan karena batuan mengandung lebih banyak
tuf dibandingkan dengan sampel yang lain. Sampel tersebut berada pada bagian paling
atas endapan singkapan bentonit pada lokasi penelitian dan merupakan batuan
vulkanik.
Kation yang ditemukan pada bentonit Biting adalah kation Ca dengan
persentase 0,15-3,28% sedangkan persentase Na berkisar 0,00%. Ketidakhadiran Na
pada sampel bentonit Biting digantikan oleh kahadiran K. Kehadiran TiO2 pada sampel
dapat diplot antara SiO2 dan TiO2 yang menunjukkan bahwa batuan vulkanik bersifat
riolitik, riolitik-dasitik, andesitik. Namun diagram tersebut digunakan apabila
dilakukan penelitian trace element. Kandungan MgO berkisar antara 1,02-7,16% dan
kandungan FeO berkisar antara 4,32-63,43%. Berdasarkan Yildiz dan Kuscu (2004),
batulempung yang kaya akan MgO, CaO, dan FeO terbentuk dari alterasi hidrotermal
gelas vulkanik.
Berdasarkan hasil EDX juga diperoleh bahwa kation interlayer pada bentonit
adalah unsur Ca. Kandungan Ca pada bentonit berkisar antara 1,57-3,73% sedangkan
kandungan Na tidak ditemukan sama sekali. Bentonit Biting didominasi oleh unsur Al
dan Fe. Al memiliki persentase sebesar 11,35-16,72% dan Fe memiliki persentase sebesar
2,6-11,36%. Menurut Murray (2007), komposisi kimia montmorilonit yang didominasi
oleh Al adalah montmorilonit kelompok beidelit (Al-montmorilonit) dan apabila
kandungan unsur yang dominan Fe maka termasuk ke dalam kelompok saponit (Fe-
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1048 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
montmorilonit). Namun pada daerah penelitian, Al memiliki persentase yang lebih
besar jika dibandingkan dengan Fe pada setiap sampel sehingga Guven (1991)
menyebutkan apabila unsur Al mendominasi dibandingkan Fe maka montmorilonit
tersebut digolongkan pada kelompok smektit dioktahedral seri montmorilonitbeidelit.
Oleh karena itu, bentonit Biting termasuk tipe Ca-bentonit kelompok smektit
subkelompok dioktahedral seri montmorilonit-beidelit.
B. Rekomendasi penggunaan
Berdasarkan karakteristik mineralogi, fisik, dan kimia mineral, maka bentonit Biting
dapat dimanfaatkan dalam industri pembuatan anggur, industri minyak kelapa sawit dan
industri keramik dengan pengujian sifat fisik yang lebih lanjut dengan spesifikasi sifat
fisik dan kimia mineral seperti tabel pada Gambar 6.
VI. KESIMPULAN
Karakteristik mineral lempung di Dusun Biting, Desa Pelem, Kecamatan
Pringkuku, Kabupaten Pacitan, Provinsi Jawa Timur dibedakan berdasarkan
karaktersitik mineralogi, fisik, dan kimia mineral. Mineral pembentuk batulempung
adalah mineral lempung, feldspar, kuarsa, mineral opak, dan oksida besi. Pada beberapa
sampel batulempung ditemukan produk vulkanik yaitu gelas vulkanik. Jenis mineral
lempung di lokasi penelitian adalah mineral smektit, kaolinit, klorit, kristobalit,
plagioklas, kuarsa, pirit, K-feldspar, dan hematit. Jenis mineral lempung yang dominan
adalah mineral smektit. Komposisi kimia smektit yaitu Na2O <0,01-0,53%, MgO 1,02-
7,16%, Al2O3 9,52-34,77%, SiO2 18,47-64,17%, P2O5 0,08-0,25%, K2O 0,15-2,99%, CaO 0,15-
2,97%, TiO2 0,02-1,39%, Fe2O3 4,32-63,43%, dan MnO 0,01-0,2%. Montmorilonit Biting
adalah seri beidelit-montmorilonit dengan kandungan Al yang tinggi. Kapasitas
pertukaran ion montmorilonit yaitu ±22,33 meq/100 gr. KPK montmorilonit rendah
dipengaruhi 3 faktor yaitu: (1) reaksi batuan dengan air; (2) campuran mineral dan (3)
hilangnya banyak kationkation pada interlayer struktur smektit. Berdasarkan
karakteristik tersebut maka genesa bentonit di Dusun Biting yaitu hasil ubahan dari
produk vulkanik dan alterasi. Berdasarkan spesifikasi industri, bentonit yang berada di
Dusun Biting dapat digunakan dalam industri pembuatan anggur, industri minyak
kelapa dan industri keramik dengan pengujian sifat fisik yang lebih lanjut.
DAFTAR PUSTAKA
Chatterjee, K.K., 2009, Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater, Nova Science, Newyork.
Christidis, G., Dunham, A.C., 1993, Compotional Variations in Smectites: Part I. Alteration of
Intermediate Volcanic Rocks: A Case Study from Milos Island, Greece: Clay Minerals, v.
28, p. 255-273, doi:10.1180/claymin.1993.028.2.07.
Guven, N., 1991, On a Definition of Illite/Smectite Mixed-Layer, Clays and Clay Mineral, v. 39, p.
661-662.
Grim, R. E., annd Guven, N., 1978, Developments in Sedimentology: Bentonites. Geology,
Mineralogy, Properties and Uses: Elsevier Scientific Publishing Company. 6, 109, 119,
139-140p.
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1049 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Labaik, G., 2006, Kajian Bentonit di Kabupaten Tasikmalaya, Jurnal Kajian Terhadap Bentonit di
Kabupaten Tasikmalaya dan Kemungkinannya Dijadikan Bahan Pembersih Minyak
Sawit (CPO), Bandung, vol. 1: http://buletinsdg.geologi.esdm.go.id (accessed January
2019).
Murray, H. H., 1999, Applied Clay Mineralogy Today and Tomorrow: Clay Mineral, v.34, p.3949.
Murray, H. H., 2007, Applied Clay Mineralogy, Amsterdam: Elsevier Science Publisher, 14 p.
Notodarmojo, S., 2005, Pencemaran tanah dan air tanah, ITB: Bandung.
Panjaitan, R. R., 2010, Kajian Penggunaan Bentonit dalam Industri, v. XLV, p.22-28.
Putnis, A., 1992, Introduction to Mineral Science: University of Cambridge, Cambridge University
Press, 173, 181 p.
Rabaute, A., Revil, A., and Brosse, E., 2003, In situ mineralogy and perme- ability logs from
downhole measurements: Application to a case study in chlorite-coatedsandstones,
J.Geophys. Res., 108(B9), 2414, doi:10.1029/2002JB002178
Samodra, H., Gafoer, S., and Tjokrosapoetro, S., 1992, Peta Geologi Lembar Pacitan, Jawa, Pusat
Penelitian dan Pengembangan Geologi, sekala 1:100.000, 1 lembar.
Uddin, F., 2008, Clays, Nanoclays, and Montmorillonite Minerals: The Minerals, Metals &
Materials Society and ASM International 2008,v. 38, p. 2084-2014, doi: 10.1007/s11661-
0089603-5.
Van Bemmelen, R.W., 1949, The Geology of Indonesia, Vol.I: General Geology of indonesia and
Adjacent Archipelagoes, (second edition 1970- reprint), Amsterdam, Goverment Printing
Office The Hauge.
Velde, B., 1992, chemistry, origins, uses and environmental significance. introduction to Clay
Minerals, vol 1, Director of Research, National Centre for Scientific Research, France.
Weaver, C.E., 1989, Clays, Muds, and Shales, Developments in Sedimentology 44, Elsevier,
Amsterdam, 819 pp.
Winarno, T., 2004, Geologi dan Karakteristik Endapan Bentonit di Desa Pelem dan Sekitarnya,
Kecamatan Pringkuku, Kabupaten Pacitan, Provinsi Jawa Timur [unpublished
undergraduate thesis]: Department of Geologycal Engineering University of Gadjah
Mada.
Zielinski R.A., 1982, The mobility of uranium and other elements during alteration of rhyolite ash
to montmorillonite: a case study in the Troublesome Formation, Colorado, U.S.A.
Chemical Geology, 35, 185204
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1050 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Tabel 1. Persentase komposisi mineral pada sayatan tipis dan hasil normalisasi dengan
kandungan nonmineral batuan berdasarkan kelimpahan masing-masing mineral
Komposisi mineral Persentase (%)
Mineral lempung 43.81
Kuarsa 17.15
Feldspar 11.60
Mineral opak 14.47
Oksida besi 12.98
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1051 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Tabel 2. Persentase mineral pada batulempung
No
Komposisi
mineral
Persentase (%) sampel
ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 Mineral
Lempung
60 60 50 10 49 20 30 70 53 40
2 Feldspar 20 - 38 - - 79 - - - -
3 Kuarsa - 30 - 40 16 - 23 13 18 33
4 Mineral
Opak
20 10 12 25 14 - 7 13 18 27
5 Mineral
oksida
- - - 25 21 21 40 13 11 -
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1052 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Tabel 3. Kandungan unsur oksida utama pada bentonit Biting
Kode
sampel
NaO2
%
MgO
%
Al2O3
%
SiO2
%
P2O5
%
K2O
%
CaO
%
TiO2
%
Fe2O3
%
MnO
%
LOI
%
Total
%
HRS2602-1 < 0.01 2,01 22,04 62,54 0,15 0,86 1,54 0,58 5,81 0,2 4,26 100
HRS2602-2 < 0.13 3,16 18,97 58,85 0,12 0,41 2,97 0,47 5,60 0,1 9,34 100
HRS2702-3 < 0.01 3,22 21,39 59,78 0,25 0,46 2,44 0,63 5,98 0,03 5,82 100
HRS2702-4 0,53 7,16 9,52 18,47 0,18 0,13 0,15 0,25 63,43 0,03 0,15 100
HRS2702-5 < 0.14 1,71 34,77 50,58 0,09 0,16 0,25 1,39 10,49 0,03 0,53 100
HRS2702-6 < 0.01 2,08 27,25 56,35 0,14 0,15 0,98 0,79 5,62 0,03 6,60 100
HRS2702-7 < 0.01 1,02 22,5 61,39 0,10 0,22 1,58 1,02 5,39 0,04 6,74 100
HRS2702-8 < 0.01 1,28 23,14 59,97 0,08 2,99 0,09 1,06 5,23 0,02 6,14 100
HRS2702-9 0,42 2,56 24,96 64,17 0,14 1,15 1,29 0,60 4,32 0,01 0,37 100
HRS2702-10 < 0.01 2,97 23,57 63,57 0,10 0,32 2,23 0,82 6,01 0,02 0,39 100
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1053 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Tabel 4. Hasil analisis kuantitatif dan kualitatif EDX pada bentonit Biting
Kandungan Kode Sampel
HRS260219-1
(%)
HRS260219-2
(%) HRS270219-5 (%)
HRS270219-9
(%)
O 46,04 46,56 47,9 49,23
Mg 1,6 2,27 - 1,5
Al 13,03 11,35 14,25 16,72
Si 25,38 27,18 27,93 28,35
Ca 1,85 3,73 1,57 -
Ti 0,75 - 1,02 -
Fe 11,36 8,42 7,34 2,6
K - 0,5 - 1,6
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1054 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Gambar 1. Peta geologi regional bagian Barat dari Lembar Pacitan (Samodra, et al., 1992) dan letak
lokasi penelitian
Gambar 2. Peta geologi daerah penelitian dan lokasi pengambilan sampel
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1055 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Gambar 3. (kiri) Kenampakan PPL dan (kanan) kenampakan XPL. Sayatan tipis batulempung
dengan keterdapatan mineral seperti (Qz) kuarsa, (Opq) opak, (Oxd) mineral oksida, (Fls)
feldspar, (Cly) mineral lempung, dan (Gv) gelas vulkanik
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1056 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Gambar 4. Grafik air dried XRD bentonit Biting
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1057 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Gambar 5. Kenampakan SEM batulempung yang menunjukkan tekstur montmorilonit berupa
cornflake
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F038UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta
1058 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage
Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten
Gambar 6. Tabel kesesuaian mutu bentonit Biting berdasarkan spesifikasi industri