POLA REGIONAL UNSUR UTAMA DAN MINERALOGI PERAIRAN …

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 5, No. 2, Agustus 2007

87

POLA REGIONAL UNSUR UTAMA DAN MINERALOGIPERAIRAN UTARA JAWA TIMUR

Oleh:

Noor CD Aryanto, M. Surachman dan U. Kamiludin

Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, Jl. Dr. Djundjunan No. 236 Bandung-40174

SARI

Berdasarkan analisis megaskopik, jenis sedimen permukaan di daerah ini sebagian besar tersusunoleh sedimen berbutir halus berukuran lempung – lanau. Berdasarkan analisa 6 contoh sedimen dasarlaut dengan menggunakan metode AAS, berhasil diidentifikasi jenis dan kandungan unsur utamanyadimana unsur-unsur tersebut memperlihatkan beberapa pola, seperti: (1) Pola linier negatif untuk CaOterhadap SiO2 (2) pola linier positif untuk K2O terhadap. SiO2 dan Al2O3 vs. SiO2 serta (3) Pola linieryang rata/datar, seperti telihat pada unsur Na2O, MgO dan Fe2O3 terhadap SiO2 . Semua inimenjelaskan tipe batuan asal di daratnya, seperti batugampingan yang tercerminkan oleh kandunganCaO dan MgO yang tinggi selain memperlihatkan pula bahwa sedimen dasar laut di lokasi telitianbersifat lempungan yang dicerminkan oleh kandungan Al2O3 (yang merupakan senyawa penyusunlempung) yang tinggi.

Kata kunci: unsur utama, AAS (Atomic Absorption Spectrometry) dan Perairan utara Jawa Tengah-Jawa Timur.

ABSTRACT

Based on megascopic analysizes, the sea floor surface sediment types on this area consist of fine grainsediment (from clay to silt). Atomic Absorption Spectometry (AAS) method was carried out to the 6 seafloor sediment samples that succeed to identified the different types and major element contents such as:(1) negative linier pattern for CaO to SiO2; (2) positive linier pattern for K2O to SiO2 and Al2O3 toSiO2; and (3) flat linier pattern is showed by Na2O, MgO and Fe2O3 to SiO2 .

All these patterns are influenced by their source rocks on land, such as calcareous rocks have morecontents of CaO and MgO where Al2O3 contents are closed to clay minerals..

Key words: major element, AAS (Atomic Absorption Spectrometry) and northern central and eastJava waters.

PENDAHULUANLokasi telitian merupakan perairan yang

secara administratif masuk dalam Propinsi JawaTimur dan secara fisiografi, lokasi kegiatanmerupakan bagian dari Paparan Sunda. Secarageografi lokasi telitian menempati koordinatantara 112°20’23” - 113°10’10” BT dan 6°36’37”- 6°54’2” LS (Gambar 1).

Geologi daerah penelitian termasuk kedalam cekungan Utara Jawa Timur yang secarafisiografi merupakan bagian dari ZonaAntiklinorium Rembang-Madura, dan ZonaKendeng yang kaya akan bahan gunungapi.Berdasarkan peta geologi lembar Jatiroto(Situmorang, 1992), Tuban (Hartono, 1997) danSurabaya-Sapulu (Supandjono, 1992); batuannyaterdiri dari batugamping, batugamping


88

dolomitan dan dolomit (Formasi Paciran danFormasi Madura), batulempung dengan selinganbatulanau (Formasi Kujung), batupasir kuarsa(Anggota Ngrayong Formasi Tuban), lavaandesit (Andesit Lasem), Breksi Gunungapi danAluvium Pantai-Sungai berukuran kerikil hinggalempung.

Endapan permukaan dasar laut umumnyaberupa sedimen bertekstur halus. Darikeseragaman tekstur sedimen ini dicoba untukdiketahui sampai sejauh mana keberadaankandungan mineral lempung dan ikutannya.

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahuiberbagai unsur dan mineral yang menyusunsedimen dengan maksud mengetahui hubunganantara sedimen dasar laut dengan batuan didaratnya.

Tektonika TelitianSecara regional lokasi telitian ditinjau dari

Teori Tektonik Lempeng (Dickinson, 1979) dariselatan ke utara dapat dibagi menjadi beberapazona, yaitu : (1) Trench; (2) Trench Slope Break;(3) Fore Arc Basin; (4) Intra ArcBasin; (5)Foreland Fold-Thrust Belt dan (6) Retro ArcBasin. Untuk daerah telitian berdasarkanDickinson, 1979 terdiri dari zona 5 dan 6.

Berdasarkan sejarah tektoniknya, NothernPlatform sebagian besar merupakan sisa dariSuturing Zaman Kapur selama amalgamasibagian tenggara dari Sundaland. Platform inidikatagorikan sebagai Pre-Tertiary Structuralgrain dan selama Eosen, Oligosen, dan MiosenBawah menjadi suatu tempat pengendapankarbonat terumbu yang subur dan pada akhirTersier sebagai tempat pengendapan fasieskarbonat paparan dangkal.

Gambar 1. Peta lokasi telitian


89

Berdasarkan stratigrafi dan pola strukturserta letaknya dalam pola busur subduksi dariwaktu ke waktu, Soejono (1989) menerangkanbahwa pada Jaman Kapur, Jawa Barat terpisahdari Jawa Timur oleh Punggungan Karimunjawa.Punggungan ini tetap sebagai pemisah keduacekungan besar ini sejak Eosen sampai MiosenAwal. Arah Punggungan Karimunjawa mengikutiarah busur magmatik (Meratus) dan arah zonatunjaman pada Jaman Kapur yaitu berarahbaratdaya – timurlaut.

Perkembangan tektonik selanjutnya padaKala Oligosen sampai Miosen, busur subduksidan busur magmatik berubah ke arah selatan.Posisi busur subduksi baru ini berada di lepasPantai Selatan Jawa. Busur magmatik yangterbentuk menghasilkan endapan gunung apibawah laut yang dikenal sebagai Old Andesite,dan sekarang menempati sepanjang selatanPulau Jawa Selatan (H. Manur, 1994).

METODE DAN ANALISISKegiatan pengambilan contoh dilakukan

pada sedimen permukaan dasar laut denganmenggunakan alat percontoh comot (grabsampler) dan pemercontoh jatuh bebas (gravitycorer). Kegiatan ini diperlukan untukmengetahui jenis dan pola sebaran sedimenpermukaan dimana mineral terakumulasi.Dengan menggunakan metode analisis besarbutir, jenis sedimen ditentukan dan polasebarannya diketahui.

Analisis geokimia dilakukan dengan metodaAtomic Absorption Spectrometric (AAS); untukmengindentifikasi konsentrasi unsur utama(major element) dari tiap contoh. Metode

mineral mapping dengan menggunakan alat X-ray tipe JEOL (JED) seri 2200 yang dioperasikanpada tegangan 20kV dengan signal compodimana sinar X dari alat ditembakkan padamineral, digunakan untuk mengetahuipersentase unsur dari tiap mineral (H.Rollinson, 1993). Kenampakan visual darimineral ditampilkan dengan menggunakanScanning Electron Microscope (SEM).

HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan hasil analisis besar butir (grain

size analysis) yang dilakukan terhadap 6 contohsedimen dasar laut, menunjukan bahwa macamsedimen penyusun daerah telitian umumnyamenunjukkan lanau, sebagian lanau pasiran danpasir lumpuran sedikit kerikilan (U. Kamiludindrr., 2007).

Berdasarkan hasil analisis unsur utamaterhadap 6 contoh sedimen dasar laut (Gambar2) dengan menggunakan metode AAS (AtomicAbsorption Spectrometry) diperoleh nilai/kandungan dari 8 unsur utama (tabel 1).

Untuk pembahasan di subbab ini, karenacontoh yang diambil untuk analisis unsur utamabukan merupakan hasil dari singkapan batuan(outcrop) namun masih berupa contoh (sedimen)yang belum terlitifikasi, maka pembahasanhanya dilakukan secara deskriptif berupakarakterisasi setiap lokasi terhadap variasiketerdapatan unsur utama seperti Al2O3, CaO,MgO, dan K2O terhadap kandungan SiO2.

Berdasarkan hasil x-ray mapping di lokasiJTM06-09 memperlihatkan adanya beberapaunsur yang terdeteksi seperti Na, Cl, Fe dan Zr(tabel 2).

Tabel 1. Kandungan Unsur Utama

Kode Contoh

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O H2O

(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)

JTM06-4 46.60 18.02 8.59 5.79 3.35 1.12 1.57 3.13

JTM06-5 46.00 15.96 5.05 8.07 3.25 0.97 1.59 3.15

JTM06-6 44.80 17.40 7.05 6.54 3.15 1.50 1.55 3.67

JTM06-7 44.00 15.49 5.28 9.31 3.35 1.00 1.53 3.08

JTM06-8 38.40 11.66 5.28 17.01 3.13 1.02 1.02 2.24

JTM06-9 42.60 17.13 12.42 8.80 3.59 1.34 1.51 3.00


90

Gam

bar

2. P

eta

loka

si p

enga

mbi

lan

cont

oh &

kan

dung

an u

nsur

uta

ma


91

Berdasarkan hasil penggambaran kurvakartesius untuk contoh yang berasal darisedimen dasar laut dari konsentrasi unsur-unsurdi atas sebagai ordinat terhadap kandungan SiO2sebagai absis terlihat adanya beberapa bentukkecenderungan (trend) dengan menggunakanpola logaritma, yaitu: (1) linier negatif, sepertiyang terlihat antara grafik CaO terhadap SiO2dimana meningkatnya CaO diikuti denganberkurangnya kandungan SiO2 (Gambar 3);linier positif untuk K2O terhadap SiO2 (Gambar4) dan Al2O3 vs. SiO2 (Gambar 5); dan (2) polalinier yang rata merupakan garis berat, sepertiterlihat pada (gambar 6). Pada pola tipe ini, tidakada hubungan yang jelas antar unsur-unsurnya.

Berdasarkan tabel di atas hasil x-raymapping di lokasi utara Madura, terindentifikasiunsur Zr maupun senyawa ZrO2 dalam bentukmineral zirkon yang cukup besar 12.86 (%massa)

Dari gambar-gambar tersebut terlihat poladistribusi contoh terbagi dalam 2 zona, yaituzona-1 diwakili oleh lokasi contoh JTM06-8 yangterletak di bagian paling timur pada peta lokasipengambilan contoh dan zona-2 diwakili oleh 4contoh lain (di sebelah barat JTM06-8, tidaktermasuk JTM06-9). Gambar-gambar di atasterlihat (Gambar 4 dan 5) memiliki pola yangsama, dimana konsentrasi SiO2 relatif makinmeningkat ke arah barat sejalan denganpeningkatan K2O dan Al2O3 ; yang memberikankenampakan yang terbalik pada gambar 3,dimana penurunan SiO2 ke arah timur ditandaidengan meningkatnya kandungan CaO, sejalandengan dominanya batugamping di daratanMadura.

Sedimen permukaan di lokasi telitianumumnya bersifat mineral lempungan, fakta ini

ditunjang oleh pengamatan megaskopis dan hasilanalisa unsur utama dengan menggunakan AASkhususnya di lokasi JTM06-04 (lepas pantaiLamongan dan Gresik) dimana kandungan unsurAl2O3 mencapai 18.02% (tabel 1), dan nampakmineral lempung pada hasil pengamatan denganmenggunakan SEM (Gambar 7a), sedangkankomposisi lempung berdasarkan analisamineralgrafi pada sedimen dasar lautnyamencapai hingga 99.24%. Adapun jenis minerallempungnya berdasarkan analisa XRD adalahberupa halloysite (U. Kamiludin dan Noor CDAryanto, 2007).

Demikian pula hasil x-ray mapping di lokasilepas pantai antara Gresik dan Lamongan(JTM06-04) pada partikel silikat terdeteksiadanya unsur aluminium dan silikon sebagaiunsur dominan (yang keduanya merupakanpenyusun mineral halloysite), selain ke-duaunsur di atas terindentifikasi pula adanya besi(sebagai penyusun mineral hematit), (Gambar7b).

Kandungan CaO yang tinggi (17.01%) dapatdilihat pada lokasi JTM06-8 (lokasi yangterdekat dengan daratan P. Madura) yang secaraumum tersusun atas material gampingan(karbonatan), berupa rombakan cangkang foramdan terumbu karang (Gambar 8) dengankandungan mencapai hingga 25% dari seluruhmineral ringan yang dianalisa di lokasi ini.sehingga tidak mengherankan di lokasi tersebutdijumpai kandungan CaO yang tertinggi.

Adapun kandungan Fe2O3 tertinggi(12.42%) dapat dijumpai di lokasi JTM06-9 (diutara perairan Madura), ini disebabkan di lokasitersebut berdasarkan analisa mineralgrafidominan tersusun oleh mineral-mineral besiseperti magnetit, ilmenit dan khususnya hematitdengan kandungan yang cukup signifikan

Tabel 2. Kandungan unsur dan senyawa di JTM06-09

Unsur %-massa Senyawa %-massa

Na 6.44 Na2O 8.68

Si 6.54 SiO2 14

Cl 9.94 NaCl 9.94

Fe 3.61 FeO 4.64

Zr 9.52 ZrO2 12.86


92

JTM06-6 JTM06-4

JTM06-5

JTM06-7JTM06-9

JTM06-8

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

35.00 37.00 39.00 41.00 43.00 45.00 47.00 49.00 SiO2(%)

CaO

(%)

Gambar 3. Grafik kandungan CaO terhadap SiO2

Timur Barat

JTM06-4

JTM06-5JTM06-7JTM06-9

JTM06-6

JTM06-8

0.50

0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

1.70

1.90

35.00 37.00 39.00 41.00 43.00 45.00 47.00 49.00 SiO2 (%)

K2O

(%)

Gambar 4. Grafik kandungan K2O terhadap SiO2

Timur Barat


93

JTM06-4

JTM06-7

JTM06-6

JTM06-5

JTM06-9

JTM06-8

10.00

11.00

12.00 13.00 14.00

15.00 16.00 17.00 18.00

19.00

35.00 37.00 39.00 41.00 43.00 45.00 47.00 49.00 SiO2 (%)

Al 2O

3 (%

)

Gambar 5. Grafik kandungan Al2O3 terhadap SiO2

Timur Barat

JTM06-4 JTM06-5 JTM06-6

JTM06-9JTM06-7

JTM06-8

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

35.00 37.00 39.00 41.00 43.00 45.00 47.00 49.00

SiO2 (%-berat)

MgO

(%)

Gambar 6. Grafik kandungan MgO terhadap SiO2

Timur Barat


94

Gambar 7. Kenampakan mineral lempung di lokasi JTM06-4 hasil pengamatan SEM (a),dan Hasil x-ray mappingnya (b)


95

Gambar 8. Kenampakan material gampingan (karbonatan) di lokasiJTM06-8

Gambar 9. Kenampakan hematit (coklat tua-kemerahan, kusam,membulat-menyudut tanggung. Perbesaran 25X) di lokasiJTM06-9.


96

Gambar 10. Kehadiran unsur-unsur di JTM06-9 hasil x-ray mapping


97

(Gambar 9). Mineral ini merupakan pencirilingkungan air yang pernah bersinggungandengan udara bebas atau bisa juga merupakanhasil kegiatan vulkanik, untuk hematit yangditemukan dengan kristal berukuran lempungyang biasanya hadir sebagai mineral sekundermerupakan hasil dari proses pelapukan di daratyang bila hadir bersamaan dengan mineraloksida besi lainnya biasanya berupa goethit.Keberadaan hematit kerap berasosiasi denganilmenit karena ke-dua unsur tersebut memilikisifat solid solution yang sama (diatas 950°C)selain sistem kristalnya yang juga sama(hexagonal/ rhombohedral). Hal ini didukungoleh hasil x-ray mapping yang telah dilakukan,dimana skala warna di sisi kiri menunjukanpersentase kehadiran unsur yang bersangkutan(Gambar 10).

KESIMPULANBerdasarkan hasil analisa mineralgrafi yang

didukung analisa x-ray mapping dan ditampilkansecara tampilan spectro electron microscpe, dapatdikatakan bahwa contoh-contoh yang dianalisa,khususnya lokasi JTM06-04 dan JTM06-09merupakan contoh asal darat yang mengalamipelapukan dan tertransportasi pada lingkungansekarang, demikian pula halnya pada lokasiJTM06-08 (paling dekat dengan daratan Madura)yang ternyata juga didominasi oleh materialgampingan (karbonatan) .

Menarik untuk dicermati disini adalahhadirnya Zr (9.52%) atau dalam bentuk senyawaberupa ZrO2 (12.86%) - tabel 2, yang apabila

berdasarkan analisa mineral berat yang jugadilakukan hanya dikenali berupa jejak (trace)ternyata secara x ray mapping berhasil dideteksidengan kandungan yang cukup signifikan sepertiyang terlihat pada lokasi JTM06-09 (Perairanutara Madura). Keberadaan unsur ini didugaberasal dari batuan sedimen yangtermetamorfosiskan yang banyak tersingkap didaratan Madura.

Daftar PustakaHendry Manur dan Rob Barraclough, Structural

Control On Hydrocarbon Habitat In TheBawean Area, East Java Sea, ProceedingIPA 23rd, 1994

Hugh Rollinson, Using Geochemical Data,evaluation, presentation and interpretation,Longman Singapore Publishers (Pte) Ltd,1993.

Hartono dan Suharsono., 1997, Peta GeologiLembar Tuban, Jawa. Pusat penelitian danpengembangan Geologi.

Supandjono, J.B., Hasan, K., Panggabean, H.,dan Sukardi, 1992, Peta Geologi LembarSurabaya dan Sapulu, Jawa. PusatPenelitian dan Pengembangan Geologi

Udaya Kamiludin dan Noor CD Aryanto,Keterdapatan Halloysite dan Ikutannya diPerairan Utara Jawa Timur, Jurnal GeologiKelautan, Vol. V, No.1., Puslitbang GeologiKelautan, 2007.

Documents

POLA REGIONAL UNSUR UTAMA DAN MINERALOGI PERAIRAN …