JURNAL APLIKASI FISIKA VOLUME 6 NOMOR 2 AGUSTUS 2010 Analisa Kandungan Mineral Batuan Pada Situs Kontu Kowuna Kabupaten Muna Menggunakan Difraksi Sinar-X L.O. Ngkoimani1), I. Usman1), Prima Endang 2), Jahidin 3) 1) Jurusan Fisika FMIPA Universitas Haluoleo Jurusan Kimia FMIPAUniversitas Haluoleo e_mail: [email protected] 2) Abstrak Situs Kontu Kowuna merupakan asal mula penamaan Muna sebagai nama Kabupaten. Situs Kontu Kowuna merupakan bukit-bukit batu gamping terumbu. Menurut cerita yang berkembang dan diyakini oleh masyarakat bahwa batu pada Situs Kontu Kowuna memiliki bunga yang selanjutnya dikenal sebagai bunga batu (Wuna dalam istilah bahasa Muna). Pada makalah ini akan diuraikan hasil analisa mineral yang terkandung pada Situs Kontu Kowuna menggunakan metode Difraksi Sinar-X. Sampel yang dianalisa berupa bagian batuan induk, bagian batuan antara induk dan bunga, dan bagian bunga. Pada bagian batuan induk terkandung mineral Calcium Magnesium Carbonate, pada bagian bunga terkandung Calcium Aluminum Silicate Hydrate, Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate, sementara itu, pada diantara bagian batuan induk dan bagian bunga batu terkandung Calcium Magnesium Carbonate, Calcium Aluminum Silicate Hydroxide, dan Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate. Hasil ini memberikan indikasi bahwa bunga batu pada Situs Kontu Kowuna bukan dari batuan induknya tetapi diduga hanya sejenis tumbuhan menempel yang merupakan kelompok lumut. Kata Kunci : Kontu Kowuna, mineral, difraksi sinar-X Abstract Kontu Kowuna historical Site was the beginning ward of Muna the name of Kabupaten Muna. Kontu Kowuna consists of coral hills. Based on the stories of Muna’s people, the Kontu Kowuna have stone flower (called Wuna in the Muna languages). In this paper, will describing the result of minerals analyses of Kontu Kowuna site mineral content using X-ray diffraction. The samples of study were taken from three parts are of host rocks, area between host rocks and rock flower, and the part of flower. The mineral content of host rocks sample is dominated of Calcium Magnesium Carbonate, meanwhile in the rocks flower sample is dominated of Calcium Aluminium Silicate Hydrate dan Sodium Calcium Aluminium Carbonate Silicate minerals. The sample from intersect area between host rock and rock flower part consist of several minerals are Calcium Magnesium Carbonate, Calcium Aluminium Silicate Hydroxide, and Sodium Calcium Aluminium Carbonate Silicate that also indicated in from the host rocks sample and the flower sample. This result show that the rocks flower from Kontu Kowuna historical site could not be interpreted that likely stone grow from the host rocks but more likely as plants from the types of algae. Key words: Kontu Kowuna, mineral, X-Ray Diffraction , bukit-bukit batu gamping yang ditumbuhi oleh sejenis bunga (menurut istilah masyarakat Kabupaten Muna). Sejak situs ini dikenal, belum diketahui secara pasti apakah bunga tersebut merupakan batuan yang sama dengan batuan induknya yakni batu gamping ataukah merupakan jenis lumut, yang tumbuh pada batu gamping. Kenyataan unik yang lain adalah bunga tersebut hanya tumbuh pada 3 1. Pendahuluan Kontu Kowuna (istilah Bahasa Daerah Muna yang berarti batu berbunga) merupakan salah satu situs bersejarah bagi masyarakat Kabupaten Muna. Karena nama Kontu Kowuna menjadi cikal bakal penamaan Kabupaten dimana situs ini berada yakni Kabupaten Muna. Situs Kontu Kowuna merupakan salah satu jenis batu gamping terumbu. Situs Kontu Kowuna terdiri dari 104 Analisa Kandungan Mineral Batuan Pada Situs Kontu Kowuna………………….(Ngkoimani dkk) 105 (tiga) bukit sehingga selanjutnya dikenal dengan Kontu Kowuna atau batu berbunga. Kontu Kowuna berada di Desa Wuna Kecamatan Tongkuno Kabupaten Muna, terletak pada bagian Utara Timur Laut dari jalan poros Desa Wuna-Kabawo yang berjarak ± 1500 m dari Desa Wuna. Situs Kontu Kowuna berjarak ± 32 km dari Ibu Kota Kabupaten Muna (Raha). Kontu Kowuna merupakan situs purbakala, asal mulanya berawal dari batu karang besar dimana pada saat-saat tertentu batu karang tersebut mengeluarkan bunga karang yang kembangnya tidak serupa dengan bunga pohon kayu, tetapi serupa dengan bunga batu yang makin lama makin keras mambatu (Dinas Kebudayaan, 2002). Informasi tersebut tidak didukung oleh kajian ilmiah yang mendalam terutama penelitian atas jenis bunga tersebut. Oleh karena itu, sampai saat ini Kontu Kowuna masih merupakan cagar alam yang unik dan perlu mendapat perhatian para ilmuwan untuk keperluan penelitian. Berdasarkan uraian di atas, penulis merasa perlu untuk meneliti karakteristik bunga dari Kontu Kowuna untuk mengetahui kandungan mineralnya. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menentukan jenis mineral yang terkandung pada suatu bahan/batuan adalah metode difraksi sinar-X (X-ray Diffraction, XRD). Oleh karena itu, dalam penlitian ini digunakan metode XRD untuk menentukan jenis mineral yang terkandung dalam Kontu Kowuna. difraktometer tipe Panalytical. Target anoda yang digunakan yaitu tembaga (Cu), tegangan 40 kV, arus 30 mA, panjang gelombang λ adalah 1,54060 Å, dan tipe celah divergen yaitu fixed dengan ukuran celah yaitu 0,9050°. Data yang diperoleh berupa sudut difraksi (2θ) dan intensitas (I) dan selanjutnya diolah langsung dengan menggunakan Software Microsoft Excel. Analisa pola difraksi suatu mineral dilakukan dengan mencocokan pola difraksi sinar-X tersebut dengan kurva standar masing-masing mineral melalui program Personal Computer Powder Diffraction File Windows (PCPDFWin). 2. Metode Penelitian Mineral yang diindikasikan ada pada sampel #A sebagaimana ditunjukan oleh ke 15 (lima belas) puncak difraksi dan disampaikan pada Tabel 1 dimana terlihat bahwa 14 (emat belas) diantaranya sama dengan pucak pucak difraksi karakteristik mineral Calsium Magnesium Carbonat. Hasil ini menunjukan bahwa kandungan mineral pada sampel A atau pada bagian batuan induk Situs Kontu Kowuna diduga kuat merupakan mineral Calsium Magnesium Carbonat. Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel Kontu Kowuna (batu berbunga) yang terdiri atas tiga jenis yakni : bagian batuan induk (Sampel #A), bagian batuan antara induk dan bunga (Sampel #B), dan bagian bunga (Sampel #C). Sampel selanjutnya digerus menggunakan alat pemecah batuan sistem hidrolik, jaw cruiser dan vulveriser. Pengukuran XRD untuk masingmasing sampel yang telah berukuran 100 mesh – 200 mesh dianalisa menggunakan 3. Hasil penelitian dan pembahasan Grafik hubungan antara sudut difraksi (2-Theta) dengan intensitas difraksi (cacahan per detik) untuk samapel #A yang selanjutnya dibandingkan dengan pola difraksi karakteristik beberapa mineral yang ditunjukan oleh angka (1) s/d (15) dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Grafik hasil analisa mineral dengan XRD untuk sampel #A 106 JAF, Vol. 6 No. 2 (2010), 104-110 Tabel 1. Pencocokan nilai sudut 2θ (o) dari data hasil difraksi sinar-X dengan nilai 2θ (o) dari software PCPDFWin untuk sampel #A. Puncak Ke 1. Data hasil difraksi sinar-X I 2θ (0) (Cacahan/dtk) 22, 107 26,88 Hasil Pencocokan pada Software PCPDFWin I/I0 (x 100) 1,94 2θ (0) I/I0 h,k,l 22,056 3 101 2. 24, 057 68,11 4,92 24,118 5 012 3. 29,817 93,47 6,76 29,835 100 222 4. 30,884 1383,53 100 30,843 100 104 5. 33,349 61,42 4,44 33,370 4 006 6. 35,255 42,91 3,10 35,350 3 015 7. 37,346 131,77 9,52 37,346 10 110 8. 41,075 319,12 23,07 41,161 19 113 9. 43,772 39,42 2,85 43,840 3 021 10. 44,890 158,98 11,49 44,987 10 202 11. 49,153 54,46 3,94 49,310 5 024 12. 50,818 119,08 17,74 50,959 6 116 13. 58,805 34,75 2,51 58,950 2 211 14. 59,763 72,08 5,21 59,874 4 211 15. 63,453 38,12 2,76 63,489 2 2 14 Grafik hubungan antara sudut difraksi (2-Theta) dengan intensitas difrkasi (cacahan per detik) untuk samapel #B yang selanjutnya dibandingkan dengan pola difraksi karakteristik beberapa mineral yang ditunjukan oleh angka (1) s/d (14) dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Grafik hasil analisa mineral dengan XRD untuk sampel #B Jenis Mineral Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Sodium Calcium Niobium Titanium Oxide Fluoride Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calsium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Mineral yang diindikasikan ada pada sampel #B sebagaimana ditunjukan oleh ke 14 (empat belas) puncak difraksi dan disampaikan pada Tabel 2. Pada Tabel 2 terlihat bahwa 7 (tujuh) diantaranya sama dengan pucak pucak difraksi karakteristik mineral Calsium Magnesium Carbonat, 4 (empat) puncak dinataranya bersesuaian dengan puncak karakateristik mineral Calcium Aluminum Silicate Hydroxide, dan puncak lainnya sesuai dengan puncah karakateristik mineral Calcium Magnesium Iron Carbonate (2 puncak), Sodium Calcium Iron Magnesium Phosphate Hydrate, Calcium Magnesium Iron Carbonate. Berbeda dengan indikasi kandungan mineral pada sampel #A yang merupakan bagian batuan induk didominasi oleh mineral Calsium Magnesium Carbonat, pada sampel Analisa Kandungan Mineral Batuan Pada Situs Kontu Kowuna………………….(Ngkoimani dkk) 107 #B yang merupakan bagian batuan antara induk dan bunga disamping terindikasi mineral Calsium Magnesium Carbonat, terindikasi juga mineral-mineral yang mengadung silikat hidroksida, besi, aluminium, fosfat hydrat. Tabel 2. Pencocokan nilai sudut 2θ (o) dari data hasil difraksi sinar-X dengan nilai 2θ (o) dari software PCPDFWin untuk sampel #B. Puncak Ke 1. Data hasil difraksi sinar-X I 2θ (0) (Cacahan/dtk) 21,943 22,85 Hasil pencocokan pada software PCPDFWin I/I0 (x 100) 1,22 2θ ( ) I/I0 h,k,l Jenis mineral 21,946 1 122 Sodium Calcium Iron Magnesium Phosphate Hydrate Calcium Aluminum Silicate Hydroxide Calcium Magnesium Carbonate Calcium Aluminum Silicate Hydroxide Calcium Magnesium Iron Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Aluminum Silicate Hydroxide Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Iron Carbonate Calcium Aluminum Silicate Hydroxide Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate Calcium Magnesium Carbonate 0 2. 28,080 14,71 0,79 27,822 7 201 3. 30,899 1865,83 100 30,843 100 104 4. 32,458 142,54 7,64 32,163 10 211 5. 33,381 87,22 4,67 33,370 4 006 6. 35,324 67,35 3,61 35,350 3 015 7. 37,338 181,38 9,27 37,407 7 110 8 44,868 274,7 14,72 44,281 13 203 9. 49,262 73,07 3,92 49,329 3 024 10. 50,927 290,51 15,57 50,959 6 116 11. 53,651 47,96 2,55 53,905 3 204 12. 58,892 54,82 2,94 58,950 2 211 13. 59,768 103,08 5,52 59,879 4 122 14. 63,413 60,03 3,33 63,489 2 214 Pola difraksi yang dihasil oleh sampel #C berbeda dengan pola difraksi sampel #A dan #B dimana pada sampel #A memperlihat pola yang menyerupai pola difraksi amorf. Beberapa indikasi pucak-puncak difraksi, jika dibandingkan puncak difraksi beberapa mineral seperti Gambar 3 maka diperoleh kesesuaian dengan mineral seperti pada Tabel 3. Mineral-mineral yang terindikasi adalah Calcium Oksalate Hydrate, Calcium Aluminum Silicate Hydrate, Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate, dan Silicon Oxide. Gambar 3. Grafik hasil analisa mineral dengan XRD untuk sampel #C Jika disesuaikan Mineral yang diindikasikan ada pada sampel #C sebagaimana ditunjukan oleh ke 18 (delapan belas) puncak difraksi dan disampaikan pada Tabel 3. Pada Tabel 3 terlihat bahwa 10 108 JAF, Vol. 6 No. 2 (2010), 104-110 (empat) puncak diantaranya bersesuaian dengan puncak karakateristik mineral Calcium Oksalate Hydrate, 4 (empat) diantaranya sama dengan pucak pucak difraksi karakteristik mineral Calcium Aluminum Silicate Hydrate, Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate sebanyak 3 (dua) puncak difraksi, dan sisanya adalah Silicon Oxide. Tabel 3. Pencocokan nilai sudut 2θ (o) dari data hasil difraksi sinar-X dengan nilai 2θ (o) dari software PCPDFWin untuk sampel #B. Puncak Ke 1. Data hasil difraksi sinar-X I 2θ (0) (Cacahan/dtk) 13,128 150,3 Hasil pencocokan pada software PCPDFWin I/I0 (x 100) 86 2θ ( ) I/I0 h,k,l 13,837 20 012 0 2. 3. 14,300 18,112 173,38 101,68 100 58 14,320 18,921 100 40 200 202 4. 5. 6 20,018 22,198 23,736 104,11 88,53 129,59 60 51 74 20,073 22,736 23,159 30 40 24 211 310 310 7. 8. 26,623 28,032 123,17 70,4 71 40 26,643 28,014 100 40 101 024 9. 30,778 62,09 35 30,721 21 015 10. 11. 12. 13. 14. 32,169 37,157 38,321 40,183 44,533 147,45 34,65 44,96 44,77 131,48 85 19 25 25 75 32,231 37,312 38,353 40,170 44,956 65 16 20 25 10 411 103 431 213 512 15. 16. 17. 46,316 47,861 49,518 40,39 27,39 29,2 23 15 16 46,358 47,860 49,683 10 16 10 611 413 400 18. 50,749 10,49 6 50,733 10 631 Dari semua jenis sampel baik sampel #A, sampel #B, dan sampel #C mempunyai perbedaan yang jelas ditinjau dari grafik hasil analisa pencocokan nilai sudut 2θ difraksi sinar-X dangan nilai 2θ software PCPDFWin. Untuk sampel #A (bagi batuan induk) grafiknya dalam bentuk kristal dimana kandungan mineralnya dominan Calcium Magnesium Carbonate. Sementara untuk sampel #B (bagian diantara batuan induk dan bagian bunga batu) memperlihatkan adanya keteraturan struktur kristal yang juga didominasi oleh Calcium Magnesium Carbonate serta mineral Calcium Oxalate Hydrate. Sedangkan pada sampel #C (bagian bunga batu) memperlihatkan grafiknya menyerupai bentuk amorf namun masih meperlihatkan kandungan mineral yang Jenis Mineral Calcium Aluminum Silicate Hydrate Calcium Oksalate Hydrate Calcium Aluminum Silicate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate Silicon Oxide Calcium Aluminum Silicate Hydrate Calcium Aluminum Silicate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate Calcium Oxalate Hydrate Calcium Oxalate Hydrate Sodium Calcium Aluminum Silicate Calcium Oxalate Hydrate didominasi oleh Calcium Aluminum Silicate Hydrate, Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate. Jika membandingkan indikasi kandungan mineral pada sampel #A, sampel #B, dan sampel #C sebagaimana terlihat pada Tabel 4, pada sampel yang merupakan bagian batuan induk dalam hal ini sampel #A didominasi oleh mineral Calcium Magnesium Carbonate [Ca,Mg(CO3)2]. Pada sampel yang merupakan bagian bunga dalam hal ini sampel #C didominasi oleh mineral Calcium Aluminum Silicate Hydrate [Ca2Al3(SiO4) (Si2O7)O(OH)], Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate [(Ca,Na)2 (Si,Al)6 O12 (C O3)0. Sementara itu, pada sampel yang diambil diantara bagian batuan induk dan bagian bunga batu dalam hal ini sampel #B memperlihat keberadaan Analisa Kandungan Mineral Batuan Pada Situs Kontu Kowuna………………….(Ngkoimani dkk) 109 mineral yang ada pada sampel #A dalam hal ini Calcium Magnesium Carbonate [Ca,Mg(CO3)2], disamping adanya mineral yang serupa dengan yang dominan pada sampel #C yakni mineral Calcium Aluminum Silicate Hydroxide [Ca2Al3(SiO4) (Si2O7)O(OH)] dan Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate [(Ca,Na)2 (Si,Al)6 O12 (C O3)0,.5]. Tabel 4. Kandungan Mineral pada Situs Kontu Kowuna Kandungan Mineral Calcium Magnesium Carbonate [Ca,Mg(CO3)2] Sodium Calcium Niobium Titanium Oxide Fluoride Aluminum Silicate Hydrate [(Ca,Sr,K) Al1.8 Si4.2 O12 6,4H2O] Calcium Oxalate Hydrate [C2CaO42H2O] Silicon Oxide [(α-SiO2)] Sodium Calcium Aluminum Silicate [(Ca, Na)(Si,Al)4 O8] Sodium Calcium Iron Magnesium Phosphate Hydrate [Na,Ca2, Fe5, Mg (PO4)6 2H2O] Calcium Magnesium Iron Carbonate [Ca (Mg, Fe) (C O3)2] Calcium Aluminum Silicate Hydrate [(Ca,Sr,K) Al1.8 Si4.2 O12 6,4H2O] Calcium Magnesium Iron Carbonate [Ca (Mg, Fe) (C O3)2] Calcium Aluminum Silicate Hydroxide [Ca2Al3(SiO4) (Si2O7)O(OH)] Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate [(Ca,Na)2 (Si,Al)6 O12 (C O3)0,.5] #A √ √ Sampel #B √ #C √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ : terdapat kandungan mineral tersebut Hal ini memberikan indikasi yang cukup jelas bahwa bunga dari Kontu Kowuna bukan dari batuan induknya tetapi bunga tersebut hanya menempel pada batu itu sendiri sama seperti dengan jenis tumbuhan lainnya. Tumbuhan tersebut menyerupai lumut yang mengadung sodium. Namun demikian, untuk lebih menguatkan temuan ini, dapat dilakukan analisa mineral mikroskopik (misalnya dengan metode XRF atau AAS). 4. Kesimpulan Berdasarkan analisa dari hasil difraksi sinar-X, mineral yang ada pada situs Kontu Kowuna (batu berbunga) adalah Calcium Magnesium Carbonate, Sodium Calcium Niobium Titanium Oxide Fluoride, Calcium Aluminum Silicate Hydrate, Calcium Oxalate Hydrate, Sodium Calcium Aluminum Carbonate Silicate, Silicon Oxide, Sodium Calcium Aluminum Silicate, Calcium Aluminum Silicate Hydroxide, Sodium Calcium Iron Magnesium Phosphate Hydrate, dan Calcium Magnesium Iron Carbonate. Bunga batu yang semula diyakini oleh masyarakat bahwa merupakan jenis batuan seperti batuan induknya tidak dapat dibuktikan oleh analisa yang lakukan, tetapi yang terindikasi adalah bunga batu tersebut adalah sejenis lumut yang mengandung oksalat hydrat, sodium dan aluminium. Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Bapak La Kimi Batoa yang telah memberikan informasi mengenai keberadaan Situs Kontu Kowuna, terima kasih juga disampaikan kepada Aji Akbar yang telah membantu dalam koleksi data dan analisa XRD dan kepada Darwin Ismail yang mengarahkan pemilihan penulis pendamping yang tepat. Daftar Pustaka [1]. Badan Pertanahan Nasional, 2003 : Geologi Pulau Muna, Sulawesi Tenggara. [2]. Batoa, K., 1991 : Sejarah Kerajaan Daerah Muna, Raha. [3]. Dinas Kebudayaan, 2002 : Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Kerja Sama Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Haluoleo, Kendari, Sulawesi Tenggara. [4]. Ismunandar, 2006 : Padatan Oksida Logam Struktur, Sintesis dan Sifat-sifatnya, ITB Bandung. [5]. Jumadil, 2006 : Karakterisasi Sifat Fisik Batuan Dolomit [Ca Mg (CO3)2] di Desa Latugho Kecamatan Lawa Kabupaten Muna, Skripsi Fakultas MIPA Unhalu, Kendari. 110 JAF, Vol. 6 No. 2 (2010), 104-110 [6]. Munir, 1995 : Geologi dan Mineralogi Tanah, Pustaka Jaya, Malang. [7]. Magetsari, N.A., Abdullah, C.I., Brahmantyo, B., 2000 : Geologi Fisis, ITB, Bandung. [8]. Oba dan Kadir, 2005 : Muna Dalam Lintas Sejarah Prasejarah Era - Reformasi. Raha [9]. Sikumbang, N., Santoyo, P., Supandjono R.J.B., dan Gafoer, 1995 : Peta Geologi Lembar Buton, Sulawesi Tenggara. [10]. Suyanarayana, C., Norton, G., 1998 : X-ray Difraction A Practical Approach, Plenum Press, New York. [11]. Tucker, M. dan Hardy, R., 1991 : X-Ray Powder Diffraction of Sediment, Techniques in Sedimentology, Edited by Maurice Tucker, Blackwell Scientific Pub., London.