Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya

Bab III
Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
3.1
Kondisi Geologi Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian termasuk ke dalam Kecamatan Soreang, Kabupaten
Bandung, tepatnya di Desa Cipatik yang terletak di sebelah baratdaya Kota Bandung.
Berdasarkan Peta Geologi Lembar Bandung (Silitonga, 1997), lokasi penelitian
merupakan batuan terobosan atau intrusi andesit (Gambar 3.1).
Gambar 3.1 Lokasi penelitian.
Bukit intrusi ini dimanfaatkan sebagai lokasi pertambangan (quarry). Lokasi
penelitian tersusun atas material batuan dan tanah dari derajat pelapukan I sampai IV.
Pengujian in situ dilakukan pada lereng dengan kedudukan 74°, N 3190 E
dan 890, N 3800 E (Gambar 3.2a dan 3.2b).
Gambar 3.2a dan 3.2b Lokasi pengujian in situ dengan melakukan rappling.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
23
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Lokasi penelitian dikelilingi oleh endapan danau, dan dilatarbelakangi oleh
intrusi dasit dari arah timur laut hingga tenggara serta intrusi andesit dari arah
tenggara hingga barat daya (Gambar 3.3a dan 3.3b).
Gambar 3.3 Latar belakang lokasi penelitian; (a) Intrusi dasit; (b) Intrusi andesit.
Seratus meter ke arah tenggara dari lokasi penelitian, dapat dijumpai sungai
berarah N 307°E dengan lebar 1 meter (Gambar 3.4). Sungai ini merupakan sungai
interminten, yaitu sungai yang aliran airnya tidak selalu ada sepanjang tahun. Aliran
air hanya ada pada musim penghujan.
Gambar 3.4 Kondisi sungai lokasi penelitian.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
24
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
3.2
Karakterisasi Lapangan
Karakterisasi derajat pelapukan melalui penelitian lapangan merupakan salah
satu faktor yang sangat penting dalam penyelidikan geologi teknik. Hal ini bertujuan
untuk memperoleh suatu acuan yang dapat dikembangkan menjadi skema klasifikasi
derajat pelapukan. Karakterisasi lapangan meliputi :
•
Pengamatan singkapan
Pengamatan ini dilakukan pada singkapan andesit dan tanah hasil
pelapukannya pada lereng di lokasi penelitian. Pengamatan ini bertujuan
untuk menganalisis karakteristik fisik andesit pada setiap derajat
pelapukan. Karakteristik yang akan diamati antara lain warna, tekstur,
intensitas rekahan, dan persentase material batuan dan tanah. Skema
klasifikasi derajat pelapukan yang dipublikasikan oleh Dearman (1978 op
cit. Setiadji dkk., 2006) akan dijadikan sebagai acuan pada pengamatan ini.
Hasil pengamatan diharapkan dapat memperlihatkan karakter-karakter
khusus yang dapat dijadikan sebagai acuan awal dalam identifikasi
degradasi kekuatan andesit.
•
Pengujian in situ
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kekuatan andesit dengan
menggunakan rock strength classification hammer (RSCH). RSCH yang
dipakai adalah tipe N (Gambar 3.5). Metode kerja alat ini adalah memberi
tekanan secara tegak lurus pada permukaan sampel yang rata hingga alat
merespon dengan memberi pantulan balik (impact-rebound). Nilai yang
diperoleh adalah nilai pantulan (rebound number) yang terbaca pada skala
indikator yang terbaca pada sisi alat. RSCH sangat tidak sensitif pada
permukaan batuan yang memiliki nilai pantulan kurang dari 10. Pada
tahun 2000, Katz dkk mempublikasikan grafik konversi nilai pantulan
RSCH menjadi nilai kuat tekan uniaksial. Grafik konversi ini akan
dijadikan sebagai acuan dalam menentukan nilai kuat tekan uniaksial
andesit. Klasifikasi kekuatan andesit mengacu pada skema klasifikasi
kekuatan batuan yang telah dipublikasikan oleh Attewell dan Farmer
(1976). Hasil pengujian ini akan dibahas lebih lanjut pada Bab empat.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
25
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Gambar 3.5 RSCH yang digunakan untuk pengujian in situ.
Lokasi penelitian merupakan lokasi yang cukup ideal untuk studi pelapukan
karena kontak antar derajat pelapukan yang berbeda tersingkap dengan cukup baik.
Kehadiran batuan segar dan tanah residu mengindikasikan perkembangan derajat
pelapukan berlangsung dengan sangat baik di lokasi ini. Gambar 3.6a memperlihatkan
derajat pelapukan I yang berubah secara gradual menjadi derajat pelapukan II. Derajat
pelapukan I atau batuan segar tersusun atas material berupa batuan segar, berwarna
abu-abu gelap, masif, inequigranular, porfiritik dengan fenokris yaitu plagioklas dan
masa dasar yang tersusun atas mineral mafik (Gambar 3.6b).
Gambar 3.6(a) Perubahan gradual derajat pelapukan I menjadi derajat pelapukan II;
(b) Kondisi permukaan derajat pelapukan I.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
26
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Kontak antara derajat pelapukan II dan III hanya terdapat pada puncak lereng
saja (Gambar 3.7a), hal ini disebabkan oleh proses pengerukan yang dilakukan secara
terus-menerus pada bagian bawah lereng. Perkembangan derajat ini ditunjukkan
dengan discoloration yang semakin meluas dan mendalam serta intensitas rekahan
yang semakin meningkat pada derajat pelapukan III. Derajat pelapukan II atau lapuk
ringan tersusun atas material berupa batuan, berwarna abu-abu gelap, inequigranular,
porfiritik dengan fenokris yaitu plagioklas dan masa dasar yang tersusun atas mineral
mafik. Derajat ini dicirikan oleh discoloration tipis pada kulit dan bidang rekahannya
(Gambar 3.7b), diskontinuitas yang cukup rapat, saling memotong, dan tidak terbuka
(Gambar 3.7c).
Gambar 3.7(a) Kontak tegas antara derajat pelapukan II dan III; (b) Discoloration
tipis pada permukaan derajat pelapukan II; (c) Diskontinuitas yang cukup rapat.
Kontak tegas yang memisahkan derajat pelapukan III dan IV tersingkap
dengan baik pada lokasi ini (Gambar 3.8a). Derajat pelapukan III atau lapuk
menengah (Gambar 3.8b) tersusun atas material berupa batuan, berwarna abu-abu
muda, inequigranular, sedikit getas, dan teroksidasi tetapi masih memperlihatkan
tekstur porfiritik dengan fenokris yaitu plagioklas yang sudah mulai terubah. Mineral
penyusun masa dasar telah terubah, dan hal ini diindikasikan oleh perubahan pada
warna batuan. Discoloration pada derajat ini semakin mendalam dan hampir
menutupi seluruh permukaan batuan, dengan diskontinuitas yang semakin rapat dan
saling memotong.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
27
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Gambar 3.8(a) Kontak tegas antara derajat pelapukan III dan IV; (b) Kondisi
permukaan derajat pelapukan III.
Kontak tegas antara derajat pelapukan IV dan V diperlihatkan pada Gambar
3.9a. Derajat pelapukan IV atau lapuk kuat tersusun atas material campuran batuan
dan tanah hasil pelapukan andesit yang berwarna coklat kekuningan. Derajat ini
dicirikan oleh kehadiran spheroidal weathering (Gambar 3.9b), diskontinuitas dan
jejaknya yang sangat rapat dan saling memotong, serta material yang umumnya dapat
diremas (Gambar 3.9c). Batuan hadir sebagai corestone yang berwarna abu-abu gelap
dan telah mengalami lapuk ringan hingga menengah.
Gambar 3.9(a) Kontak tegas antara derajat pelapukan IV dan V; (b) Spheroidal
weathering; (c) Jejak diskontinuitas yang sangat rapat dan saling memotong.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
28
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Gambar 3.10 memperlihatkan kontak yang tegas antara derajat pelapukan V
dan VI. Derajat pelapukan V atau lapuk sempurna tersusun atas material berupa tanah
yang berwarna coklat kemerahan dan berukuran pasir halus hingga sedang. Kehadiran
fragmen batuan berukuran kerikil hingga bongkah yang telah mengalami lapuk lanjut,
merupakan salah satu penciri dari lapuk sempurna (Gambar 3.11a).
Derajat pelapukan VI atau tanah residu yang merupakan hasil akhir dari
pelapukan dicirikan oleh material tanah berwarna coklat tua dan berukuran lempung.
Kehadiran vegetasi semakin mendominasi derajat ini dan fragmen batuan sudah tidak
lagi dijumpai (Gambar 3.11b).
Gambar 3.10 Kontak tegas antara derajat pelapukan V dan VI.
Gambar 3.11(a) Fragmen batuan yang tertanam dalam tanah; (b) Kondisi permukaan
derajat pelapukan VI.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
29
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Karakteristik derajat pelapukan andesit berdasarkan pengamatan singkapan di
lokasi penelitian diperlihatkan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Karakteristik andesit dan hasil pelapukannya.
Derajat
Pelapukan
Foto
Ketebalan
Karakteristik
Terukur
VI
Material
0.2-0.8 m
tanah
berwarna
coklat
tua,
(tanah
berukuran lempung, tidak terdapat fragmen
residu)
batuan dan tekstur batuan asal.
Material berupa tanah, berwarna coklat
V
(lapuk
0.8-5.3 m
kemerahan dan lebih terang dari tanah
residu, berbutir pasir halus hingga sedang,
sempurna)
terdapat fragmen batuan berukuran kerikil
hingga bongkah yang telah lapuk lanjut.
Material campuran tanah dan batuan,
berwarna
IV
(lapuk
3.8-14.2 m
kekuningan,
batuan
berwarna abu-abu gelap yang telah lapuk
ringan
kuat)
coklat
hingga
menengah,
terdapat
spheroidal weathering, corestone, beserta
jejaknya.
Diskontinuitas
dan
jejaknya
sangat rapat dan saling memotong.
Material berupa batuan, berwarna abu-abu
muda, kondisi lapuk, telah teroksidasi,
agak
III
1.1-8.5 m
getas,
porfiritik,
inequigranular,
fenokris yaitu plagioklas yang sudah mulai
(lapuk
terubah. Perubahan warna pada batuan
menengah)
mengindikasikan mineral penyusun masa
dasar telah terubah. Discoloration cukup
dalam
dan
hampir
menutupi
seluruh
permukaan batuan, diskontinuitas semakin
rapat dan saling memotong.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
30
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Material berupa batuan, berwarna abu-abu
gelap, inequigranular, porfiritik dengan
fenokris yaitu plagioklas dan masa dasar
II
1.5-10 m
yang
tersusun
atas
mineral
mafik,
(lapuk
discoloration tipis pada kulit dan bidang
ringan)
rekahannya, diskontinuitas cukup rapat,
tidak terbuka, dan saling memotong.
Material berupa batuan segar, berwarna
I
1.7-4 m
(batuan
abu-abu kebiruan, masif, inequiranular,
porfiritik dengan fenokris yaitu plagioklas
dan masa dasar yang tersusun atas mineral
segar)
mafik.
3.3
Karakterisasi Laboratorium
Pengamatan petrografi menggunakan mikroskop polarisasi bertujuan untuk
klasifikasi dan penamaan batuan, serta untuk mengetahui perubahan komposisi
mineral dari derajat pelapukan I hingga IV. Persentase kehadiran mineral lempung
sebagai hasil ubahan dari mineral utama merupakan fokus dari pengamatan ini.
Deskripsi sayatan pada penelitian ini mengikuti standar yang berlaku umum, yaitu
deskripsi dan penentuan nama batuan, perbandingan jumlah fenokris dan masa dasar
dari mineral utama, dan kehadiran mineral sekunder.
Hasil analisis petrografi menunjukkan bahwa andesit yang terdapat di daerah
penelitian merupakan andesit piroksen. Hasil pengamatan memperlihatkan sayatan
batuan yang tidak berwarna, tekstur porfiritik dengan fenokris yang terdiri dari
plagioklas, piroksen, hornblende, k-feldspar, dan kuarsa. Masa dasar terdiri dari
plagioklas, piroksen, dan gelas. Mineral sekunder yang dijumpai terdiri dari mineral
lempung, kalsit, dan mineral opak. Plagioklas melimpah dan memiliki kembaran
carlsbad-albit, jenis labradorit (An56) dan memperlihatkan zoning yang kuat. Piroksen
berbentuk prismatik subhedral, berukuran 0.1-1 mm. Hornblende berwarna hijau
kecoklatan dan berbentuk prismatik pendek dengan sudut batas yang lancip. Kfeldspar tidak berwarna, euhedral-subhedral, berukuran 0.1-0.6 mm, dan sedikit
keruh. Kuarsa berbentuk euhedral-subhedral, berukuran 0,1-0,6 mm. Masa dasar
plagioklas membentuk mikrolith. Gelas sebagai masa dasar dan inklusi pada mineral
mafik berbentuk anhedral berukuran 0,1-0,2 mm. Kalsit berbentuk irregular dan relief
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
31
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
yang bergelombang merupakan hasil ubahan dari fenokris dan masa dasar. Lempung
berwarna putih dan berserabut.
Pada derajat pelapukan I atau batuan segar, bentuk mineral masih dapat
diidentifikasi dengan baik, retakan mikro belum terlihat, dan kandungan mineral
lempung hanya 5%. Pada derajat pelapukan II atau lapuk ringan, persentase
komposisi mineral masih sama dengan derajat sebelumnya, dan masa dasar belum
mengalami perubahan. Indikasi perubahan terlihat dari plagioklas yang semakin lapuk
dibandingkan dengan derajat sebelumnya. Pada derajat pelapukan III atau lapuk
menengah, jumlah fenokris dan masa dasar semakin berkurang, sedangkan jumlah
mineral lempung semakin meningkat menjadi 30%. Bentuk mikrolit pada masa dasar
semakin rusak dan batas-batasnya semakin sulit diidentifikasi. Piroksen dan
hornblende semakin sulit dikenali dan kehadiran retakan mikro pada plagioklas
semakin banyak. Pada derajat pelapukan IV jumlah mineral lempung mencapai 35%,
perubahan terlihat jelas pada fenokris dan masa dasar. Jumlah fenokris semakin
sedikit dan bentuk mineral mafik semakin sulit diidentifikasi, serta bentuk mikrolit
pada masa dasar tidak lagi dijumpai. Meningkatnya intensitas derajat pelapukan
ditunjukkan oleh perubahan pada sayatan tipis andesit piroksen (Gambar 3.12).
Gambar 3.12 Perubahan jumlah persentase mineral dan intensitas retakan mikro pada
sayatan tipis andesit piroksen dari DP I hingga DP IV.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
32
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
Tabel 3.2 memperlihatkan hasil analisis petrografi untuk perubahan persentase
mineralogi batuan berdasarkan derajat pelapukannya.
Tabel 3.2 Persentase perubahan jumlah mineralogi.
Derajat
Fenokris
Masa dasar
Mineral Sekunder
Pelapukan
%Pl
%Px
%Hb
%Kf
%Ku
%Pl
%Px
%Gl
%Kal
%Lmp
%Mo
I
++++
++
++
+
+
++
+
+
+++
+
+
II
++++
++
++
+
+
++
+
+
+++
+
+
III
+++
+
+
+
+
++
+
+
++
++++
+
IV
++
+
+
+
+
+
+
+
++
++++
+
Keterangan :
Pl
Plagioklas;
Ku
Kuarsa ;
Mo
Px
Piroksen;
Kal
Kalsit;
++++ sangat banyak;
Hb
Hornblende; Lmp
Lempung;
+++
banyak;
Kf
K Feldspar;
Gelas;
++
cukup banyak;
3.4
Gl
Mineral opak;
+ sedikit
Diskusi
Penelitian karakterisasi derajat pelapukan andesit di Desa Cipatik, Kecamatan
Soreang, meliputi karakterisasi lapangan dan karakterisasi laboratorium. Karakterisasi
lapangan mencakup pengamatan singkapan dan pengujian in situ. Pengamatan
singkapan mengacu pada skema klasifikasi derajat pelapukan yang diusulkan oleh
Dearman (1978 op cit. Setiadji dkk., 2006) (lihat Tabel 2.1). Hasil pengamatan
singkapan memperlihatkan perkembangan derajat pelapukan pada material batuan dan
tanah. Perkembangan ini ditunjukkan oleh kontak-kontak antara derajat pelapukan
yang berbeda. Tanda-tanda pelapukan pada derajat pelapukan I, terlihat pada
discoloration tipis pada permukaan diskontinuitas utamanya. Derajat pelapukan I
berubah secara gradual menjadi derajat pelapukan II. Kedua derajat ini masih
memperlihatkan kenampakan yang sama, tetapi dapat dibedakan berdasarkan
dominasi discoloration dan intensitas rekahan yang semakin meningkat pada derajat
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
33
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
pelapukan II. Derajat pelapukan III dan derajat pelapukan II dibatasi oleh kontak yang
tegas. Warna batuan pada derajat pelapukan III berubah menjadi abu-abu muda, dan
kondisi permukaannya kasar serta tidak rata. Hal ini mengindikasikan bentuk, ukuran,
dan komposisi kimia mineral penyusun batuan semakin terubah. Derajat pelapukan IV
dibatasi oleh kontak yang tegas dengan derajat pelapukan III. Pelapukan kimia yang
semakin intensif ditunjukkan oleh kehadiran spheroidal weathering dan corestone
yang merupakan penciri derajat ini. Diskontinuitas dan jejaknya yang sangat rapat
menunjukkan intensitas pelapukan yang semakin meningkat. Kontak yang tegas juga
diperlihatkan pada batas antara Derajat pelapukan IV, V, dan VI. Derajat pelapukan V
dicirikan oleh kehadiran fragmen batuan yang tertanam dalam tanah, sedangkan
derajat pelapukan VI seluruh material batuan telah terubah menjadi tanah.
Hasil analisis petrografi disimpulkan bahwa andesit yang ditemukan di daerah
penelitian merupakan tipe andesit piroksen, yang memperlihatkan ciri batuan
terobosan. Hasil ini sesuai dengan yang tertera pada Peta Geologi Lembar Bandung
(Silitonga, 1997). Perkembangan derajat pelapukan dapat diidentifikasi dari
penurunan persentase fenokris dan masa dasar mineral primer dan sekunder yang
terubah menjadi mineral lempung, peningkatan intensitas rekahan, dan perubahan
bentuk pada masa dasar. Hasil analisis petrografi juga memperlihatkan mineral
ubahan lain yaitu kalsit, dan hal ini menunjukkan terjadi proses alterasi yang turut
berperan selain proses pelapukan.
Perkembangan derajat pelapukan andesit yang terjadi di lokasi penelitian
sangat dipengaruhi oleh waktu, iklim, dan aktivitas penambangan. Permukaan andesit
yang bersentuhan dengan atmosfer akan terlapukkan, dan hal ini ditunjukkan oleh
kehadiran discoloration tipis pada permukaan sebagai gejala awal. Waktu yang terus
berjalan akan mengakibatkan discoloration yang semakin menebal dan meluas.
Pelapukan fisik seperti unloading dan aktivitas manusia, yaitu pengerukan dan
peledakan, dapat meningkatkan intensitas rekahan pada singkapan andesit. Intensitas
rekahan yang meningkat akan memperluas permukaan andesit yang bersentuhan
dengan atmosfer. Pelapukan kimia dapat menyebabkan mineral penyusun batuan
menjadi terubah dan tidak stabil. Ketidakstabilan ini akan menurunkan kekompakkan
batuan yang dimanifestasikan oleh munculnya retakan-retakan mikro pada mineral
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
34
Bab III Karakteristik Andesit dan Hasil Pelapukannya
penyusunnya. Retakan-retakan mikro ini akan semakin berkembang dan lebih lanjut
dapat menghancurkan batuan.
Identifikasi Degradasi Kekuatan Andesit dengan Menggunakan Rock Strength Classification Hammer
di Desa Cipatik, Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat
35