Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013

Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
SIFAT FISIK & MANFAAT BATUAN BEKU
DI DESA SAPULANTE, KECAMATAN PASREPAH
KABUPATEN PASURUAN, JAWA TIMUR
Zanuar Ifan Prasetya
Mahasiswa Magister Teknik Geologi UPN “Veteran” Yogyakarta
Abstrak
Daerah telitian berada disekitar hasil kegiatan vulkanik Gunung Tengger di
lereng Pegunungan Arjuno bagian timur laut pada ketinggian ± 250 mdpal, tepatnya
di sekitar Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah, Kabupaten Pasuruan, Jawa
Timur. Kondisi geologi lokasi penelitian terdiri dari Satuan lava trakit tersusun oleh
perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili dan aglomerat serta breksi
vulkanik, Satuan breksi dan aglomerat dengan sisipan tipis lava dan Satuan
perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi vulkanik. Hasil analisa sifat
fisik 14 conto batuan terlihat bahwa batuan yang memiliki porositas sangat tinggi
yaitu 17,17 % pada litologi lava trakit yang bertekstur skoria. Sedangkan nilai
porositas terkecil 1,44 % pada litologi batu andesit. Nilai absorpsi dari tiap conto
batuan berkisar antara 0,5–7,15 % selain itu nilai absorpsi tinggi yaitu 3,93 % dan
7,17 % juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria. Analisa kuat tekan
memperlihatkan bahwa kuat tekan lemah dapat dimanfaatkan sebagai batu hias
atau tempel, tonggak & batu tepi jalan dan penutup lantai atau trotoar. Sedangkan
kuat tekan kuat dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan ringan sampai
bangunan sedang. Kemudian kuat tekan sangat kuat dapat dimanfaatkan sebagai
pondasi bangunan berat.
Pendahuluan
Wilayah penelitian berada di sekitar hasil kegiatan vulkanik yaitu pada
lereng Pegunungan Arjuno bagian timur laut yang berada pada ketinggian ± 250
meter di atas permukaan laut. Di wilayah ini banyak dijumpai produk lapukan
material vulkanik Gunung Tengger/Bromo yang terdiri dari perselingan breksi,
aglomerat, lava andesit dan trakit. Batuan lava andesit dan trakit mempunyai
kekuatan yang besar sehingga memungkinkan dimanfaatkan sebagai bahan galian
golongan C batu andesit.
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sifat fisik dari batuan hasil
kegiatan vulkanik Gunung Tengger yang banyak di jumpai di wilayah ini. Dengan
mengetahui sifat fisik batuannya, maka potensi yang ada bisa dimanfaatkan untuk
keperluan pembangunan sesuai dengan kebutuhan pasar.
Metode yang digunakan untuk penelitian ini berdasarkan pemetaan
singkapan yang ada di permukaan dan pengambilan beberapa conto batuan beku
yang representatif untuk dilakukan analisa di laboratorium. Pengambilan conto
batuan dilakukan pada singkapan yang masih fresh maupun ada beberapa yang
sudah lapuk, sebagai bahan perbandingan.
Lokasi penelitian berada di sekitar Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah,
Kabupaten Pasuruan, Jawa Timur. Untuk mencapai lokasi ini bisa ditempuh dengan
menggunakan kendaraan baik roda 2 maupun roda 4 dengan kondisi jalan yang
beragam, mulai dari jalan tanah, makadam dan jalan aspal. Sedangkan untuk
pemetaan geologi dan pengambilan conto batuan hanya bisa dilakukan dengan
jalan kaki.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
KONDISI GEOLOGI
A. Geomorfologi.
Daerah penyelidikan merupakan bagian dari kenampakan fisiografi gununggunung api volkanik Kuarter dan merupakan bagian dari satuan fisiografi
longitudinal Zona Volkanik Tengah Jawa atau yang dikenal dengan Zona Solo Blitar
(Van Bemmelen, 1949). Pada zona ini terdapat kerucut-kerucut volkanik berumur
kurang dari 2 juta tahun dibagian tengah Pulau Jawa. Material yang umum terdapat
pada zona tersebut adalah perselingan antara lahar dan endapan fluviatil dibagian
kaki lereng volkanik paling jauh (distal) dan perselingan antara endapan lahar,
piroklastik dan lava dibagian lereng tengah (medial). Pada bagian pusat volkanik
(proksimal) umumnya disusun oleh intrusi, kepundan, aliran lava dan piroklastika.
Morfologi daerah telitian berupa punggungan aliran lava dan lahar dengan
kondisi permukaanya berupa perbukitan bergelombang sedang hingga kuat. Terdiri
litologi berupa aliran lahar, lava andesit maupun trakit dengan kemiringan lereng
umum sebesar 10°-25°.
B. Geologi regional
Wilayah Desa Sapulante, Kecamatan Pasrepah, Kabupaten Pasuruan
terdapat pada endapan erupsi dan klastika batuan gunungapi Komplek Tengger.
Pada Komplek Tengger terdapat tiga satuan batuan yang merupakan produk
erupsinya, dimulai yang tertua: Batuan gunungapi Kuarter Tengah; Batuan
gunungapi Tengger dan Batuan gunungapi Bromo. Ke-tiga satuan batuan tersebut
bertumpu pada endapan erupsi dan klastika gunungapi yang kebih tua dari sistem
volkanik Gendis-Jembangan dan Anjasmara yang berumur Kuarter Bawah.
Kesemua endapan erupsi gunungapi dan klastika tersebut dialasi oleh satuan
batuan gunungapi Anjasmara Tua.
Pada endapan gunungapi dan klastika komplek Tengger terdapat tiga
satuan batuan gunungapi sebagaimana dijelaskan di atas. Satuan paling tua adalah
Satuan Batuan Gunungapi Kuarter Tengah (Qpt) dari endapan hasil erupsi dan
klastika Gunungapi Komplek Tengger yang berupa breksi gunungapi, breksi tuf,
lava, tuf aglomerat dan lahar. Diatasnya ditutupi oleh satuan Batuan Gunungapi
Tengger (Qvt) yang disusun oleh hasil letusan dan klastika berukuan pasir hingga
kerakal dari erupsi Gunung Tengger berupa tuf pasiran, tuf batuapung, tuf abu-abu
dan aglomerat. Umurnya adalah Pleistosen Akhir atau merupakan endapan
gunungapi hasul erupsi > 10.000 tahun lalu. Bagian termuda dari endapan
gunungapi Komplek Tengger adalah Satuan Gunungapi Bromo (QvB) terdiri dari
breksi gunungapi, lava, tuf, tuf breksi dan lahar. Memperhatikan data-data
lapangannya maka di wilayah tersebut ditempati oleh Satuan Batuan Gunungapi
Kuarter Tengah (Qpt).
C. Kondisi Geologi Daerah Penelitian
Geologi daerah penelitian disusun oleh endapan dan lava hasil aktivitas
gunungapi Komplek Tengger. Bagian paling bawah disusun oleh perselingan lava
trakit dengan aglomerat, lapili dan breksi volkanik. Di atasnya diendapkan satuan
breksi lahar dan perselingan antara lava traki-andesit dengan breksi. Dua satuan
terakhir mengendap berulang-ulang dan berselang seling.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 1. Peta geologi lembar Malang (Santoso dan Suwarti, 1992).
Satuan lava trakit terdapat di bagian utara timur laut wilayah penelitian,
yang tersusun oleh perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili dan aglomerat
serta breksi volkanik. Lava trakit mempunyai tebal 1,5 – 5,5 m dengan total
ketebalan mencapai 12 m. Hampir semua bagian lava sangat skoria ditandai
dengan lubang gas yang melimpah sehingga pori-pori mencapai 20%. Lubang gas
berbentuk tidak teratur dan cenderung retas.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 2. Kiri : singkapan trakit yang menunjukan adanya struktur skoria,
Kanan : singkapan aglomerat yang di sekitarnya juga dijumpai breksi vulkanik.
Satuan breksi dan aglomerat mempunyai ketebalan bervariasi dan
berselingan dengan lava. Ketebalan berkisar antara 1 hingga 14 meter dimana
setiap lokasi pengamatan cukup berbeda-beda ketebalannya, dengan ketebalan
salah satu titik pengamatan yaitu 2-14 meter yang berada di bagian barat penelitian.
Gambar 3. Kiri : Singkapan satuan breksi dan aglomerat yang berselingan dengan
lava Kanan : kenampakan breksi vulkanik.
Satuan perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi yang tidak
dapat dipetakan dengan detail. Kadangkala breksi menisip diantara lava di bagian
lain breksi sebagai lapisan tersendiri dan melampar horisontal. Lava traki-andesit
dan andesit ditandai dengan sifat fisik yang pejal, sedikit lubang gas, namun pada
beberapa bagian bawahnya terkekar lembarankan. Lava terdiri dari fenokris
plagioklas berwarna putih yang memperlihatkan kesan penjajaran dan tertanam
dalam masa dasar gelas hablur yang gelap. Ketebalan dari lava traki-andesit dan
andesit dengan breksi tersebut sangat beragam.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 4. Singkapan perselingan lava traki-andesit dengan breksi vulkanik,
berada di wilayah tambang rakyat yang sudah ditinggalkan.
Gambar 5. Peta Geologi lokasi penelitian yang didominasi oleh batuan vulkanik
hasil erupsi Gunung Api Tua Tengger
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 6. Profil penempang lintasan di lokasi penelitian
SIFAT FISIK DAN KUAT TEKAN BATUAN
A. Sifat Fisik Batuan
Pengujian sifat fisik batuan yang ditentukan meliputi beberapa pengujian
antara lain:
- Bobot isi asli, merupakan perbandingan berat batuan asli dengan volume total
batuan.
- Bobot isi kering, merupakan perbandingan berat batuan kering dengan volume
totalnya.
- Bobot isi jenuh, merupakan perbandingan berat batuan jenuh dengan volume
total batuan.
- Apparent specific gravity, perbandingan bobot isi kering batuan dengan bobot isi
air.
- True specific gravity, perbandingan bobot isi jenuh batuan dengan bobot isi air.
- Kadar air asli, merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan asli
dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
-
Kadar air jenuh, merupakan perbandingan antara berat air dalam batuan jenuh
dengan berat butiran batuan dan dinyatakan dalam %.
Derajat kejenuhan, perbandingan kadar air asli dan kadar air jenuh dinyatakan
dalam %.
Porositas, perbandingan volume rongga dalam batuan dengan volume total
batuan.
Angka pori, perbandingan volume rongga dalam batuan dengan volume butiran
batuan.
Dari lokasi penelitian dilakukan pengambilan conto sebanyak 14 buah
kemudian dilakukan analisa sifat fisik batuan di laboratorium, sehingga diperoleh
nilai sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil analisa sifat fisik batuan.
Dari hasil analisa tersebut, maka terlihat bahwa batuan yang memiliki
porositas cukup tinggi sebesar 17,17 % pada lokasi pengamatan 4 yang berada
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
pada koordinat UTM 700203, 9140758 di sekitar timur laut wilayah penelitian. Pada
titik pengamatan 86, juga dijumpai conto batuan dengan nilai porositas cukup tinggi,
yaitu 9,29 %. Dimana kedua titik pengambilan conto batuan tersebut berada pada
litologi lava trakit dengan mempunyai pori-pori/lubang skoria yang cukup banyak.
Sedangkan nilai porositas terkecil berada di LP 35 dengan nilai 1,44 % berada pada
litologi batu andesit. Sedangkan nilai absorpsi dari tiap conto batuan berkisar antara
0,5–7,15 %. Nilai absorpsi tinggi 3,93 dan 7,17 % terdapat pada LP 36 dan LP 4
yang juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria.
B. Kuat Tekan Batuan
Pengujian kuat tekan uniaksial adalah suatu cara pengujian sifat mekanik
yang bertujuan untuk mengetahui :
1. Kuat tekan uniaksial
Nilai kuat tekan uniaksial dari percontoh batuan merupakan tegangan yang
terjadi pada percontoh batuan saat percontoh tersebut mengalami keruntuhan
(failure) akibat pembebanan.
2. Regangan
Pada saat percontoh batuan yang diuji menerima beban yang meningkat
secara teratur, maka kondisi percontoh batuan cenderung mengalami perubahan
bentuk. Perubahan bentuk ini akan terjadi dalam arah lateral dan aksial, sehingga
pada percontoh batuan secara langsung mengalami pula perubahan bentuk secara
volumetrik.
3. Batas Elastik
Harga batas elastik ini dinotasikan dengan σE, dimana pada grafik diukur
pada saat grafik regangan aksial meninggalkan keadaan linier pada suatu titik
tertentu. Titik ini dapat ditentukan dengan membuat sebuah garis singgung pada
daerah linier dari grafik tersebut, sehingga pada suatu kondisi jelas terlihat grafik
meninggalkan keadaan linier dengan kelengkungan tertentu hingga mencapai
puncak.
4. Modulus Young
Harga modulus Young dapat ditentukan sebagai perbandingan antara
selisih harga tegangan aksial (Δσ) dengan selisih ragangan aksial (Δεa), yang
diambil pada perbandingan tertentu pada grafik regangan aksial dihitung pada ratarata kemiringan kurva dalam kondisi linier, atau bagian linier yang terbesar dari
kurva, sehingga didapat nilai modulus Young rata-rata seperti terlihat pada gambar
7.
5. Poisson’s Ratio
Harga Poisson’s Ratio didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan
lateral dan regangan aksial pada kondisi tegangan sebesar σi. Harga tegangan
sebesar σi yang diukur pada titik singgung antara grafik regangan volumetrik
dengan garis sejajar sumbu tegangan aksial pada saat grafik regangan volumetrik
mulai berubah arah. Titik singgung tersebut diproyeksikan tegak lurus sumbu
tegangan aksial didapat titik σi. Melalui titik σi dibuat garis tegak lurus sumbu
tegangan aksial, sehingga memotong kurva regangan aksial dan lateral. Kemudian
masing-masing titik potong tersebut diproyeksikan tegak lurus sumbu regangan
aksial dan lateral sehingga didapatkan nilai εai dan εli. Sehingga dari nilai-nilai
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
tersebut dapat ditentukan besarnya harga Poisson’s ratio dalam hubungan sebagai
berikut :
Gambar 7. Kiri : Kurva Tegangan-Regangan Hasil Uji Kuat Tekan Uniaksial.
Tengah: Kurva Pengambilan nilai Δσ dan Δεa. Kanan : Pengambilan nilai εli dan εai.
Conto batuan sebanyak 14 buah yang diambil dari lokasi penelitian
kemudian dilakukan analisa uji kuat tekan dilaboratorium sehingga diperoleh hasil
sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil analisa uji kuat tekan batuan.
Dari analisa tersebut, conto batuan yang memiliki kuat tekan paling rendah
2
yaitu berada pada LP 4 dengan kuat tekan 495,37 kg/cm dengan kondisi litologi
berupa batu trakit-andesit dengan tekstur skoria. Sedangkan conto batuan yang
2
paling tinggi nilai kuat tekannya yaitu LP 27 dengan nilai kuat tekan 2357,58 kg/cm
dengan litologi berupa andesit.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 8. Kiri atas :singkapan trakit yang di ambil conto-nya untuk dilakukan analisa
Kanan atas : lokasi pengambilan conto andesit di sekitar alur liar. Kiri bawah: conto batu
trakit-andesit yang banyak menunjukan tekstur skoria yang akan di uji kuat tekan.
Kanan bawah: uji tes kuat tekan di laboratorium dengan alat testing gauge.
Kegunaan Hasil Uji Sifat Fisik dan Kuat Tekan Batuan
Sektor industri bangunan sangat memerlukan batu alam (batuan beku)
dalam setiap pembangunan sarana dan prasarana fisik. Dalam pengadaan bahan
bangunan atau pembangunan jalan industri memerlukan data yang dapat
menunjang spesifikasi material yang akan digunakan. Adapun syarat mutu untuk
bahan bangunan seperti pada tabel di bawah ini.
Tabel 3. Syarat Mutu Batu Alam untuk Bahan Bangunan menurut SII 0378 -80.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Pada tabel 3. di atas merupakan syarat mutu batu alam, sehingga bisa di
klasifikasikan kegunaan conto batuan dari Desa Sapulante seperti pada tabel 4 di
bawah ini.
Tabel 4. Tabel kegunaan conto batuan dari Desa Sapulante.
Beberapa conto batuan yang dianalisa kemudian diklasifikasikan menurut Cuates,
1964 sehingga di peroleh tiga satuan kuat tekan. Seperti pada gambar 3.3. diatas
2
terlihat bahwa lokasi dengan kuat tekan lemah (< 70 MN/m ) berada di bagian timur
laut wilayah penelitian di sekitar LP 4, 79 dan 86 dengan litologi yang di dominasi
oleh lava trakit perselingan dengan aglomerat dan breksi vulkanik. Sedangkan untuk
2
satuan kuat tekan kuat (< 175 MN/m ) berada dibagian timur, tengah dan barat daya
dari wilayah penelitian pada LP 28, 37, 41, 47, 57, 61, 68, dan 76 dengan litologi
yang didominasi oleh litologi berupa lava andesit dengan sisipan aglomerat dan
2
breksi vulkanik. Sedangkan untuk satuan kuat tekan sangat kuat (> 175 MN/m )
berada di bagian tengah dari wilayah penelitian pada LP 21, 27 dan 35 dengan
litologi yang sebagian besar berupa lava andesit dan traki-andesit.
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
Gambar 9. Peta kuat tekan Desa Sapulante
KESIMPULAN
Wilayah penelitian di Desa Sapulante ini kondisi geologinya terdiri dari
Satuan lava trakit tersusun oleh perselang-selingan antara lava trakit dengan lapili
dan aglomerat serta breksi vulkanik, Satuan breksi dan aglomerat dengan sisipan
tipis lava dan Satuan perselingan lava traki-andesit dan andesit dengan breksi
vulkanik.
Hasil analisa sifat fisik 14 conto batuan terlihat bahwa batuan yang memiliki
porositas sangat tinggi yaitu 17,17 % di LP 4 di pada litologi lava trakit yang
bertekstur skoria. Sedangkan nilai porositas terkecil berada di LP 35 dengan nilai
1,44 % berada pada litologi batu andesit. Sedangkan nilai absorpsi dari tiap conto
batuan berkisar antara 0,5–7,15 %. Nilai absorpsi tinggi 3,93 dan 7,17 % terdapat
pada LP 36 dan LP 4 yang juga terdapat pada litologi trakit bertekstur skoria.
Analisa kuat tekan memperlihatkan bahwa kuat tekan lemah berada di LP 4
sehingga dapat dimanfaatkan sebagai batu hias atau tempel, LP 79 dapat
dimanfaatkan sebagai tonggak maupun batu tepi jalan dan LP 86 dapat
dimanfaatkan sebagai penutup lantai atau trotoar. Sedangkan kuat tekan kuat
Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 6, No. 1, Januari 2013
berada pada LP 28 dapat dimanfaatkan sebagai penutup lantai/trotoar, LP 37, 41,
68 dan 76 dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan berat, LP 47 dan 57
dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan sedang, serta LP 61 dapat
dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan ringan. Kemudian kuat tekan sangat kuat
berada pada LP 21, 27 dan 35 yang dapat dimanfaatkan sebagai pondasi bangunan
berat.
Kondisi tekstur batuan sangat mempengaruhi dalam penelitian ini, apabila
batuan berstekstur skoria maka nilai absorption dan porositasnya sangat tinggi serta
kuat tekannya lemah. Begitu juga sebaliknya, apabila batuan dalam kondisi kompak
dan keras maka nilai absorption dan porositasnya rendah serta kuat tekannya kuat
sampai sangat kuat.
DAFTAR PUSTAKA
Brown, E.T., 1981, “Rock Characterization, Testing and Monitoring”, Pergamon
Press, New York.
Farmer, I., 1983, “Engineering Behaviour of Rocks”, Chapman & Hall, London.
Made Astawa Rai, Dr. Ir., 1988, “Mekanika Batuan”, Laboratorium Geoteknik, PAUIR, ITB.
Vutukuri, VS., Lama, RD., 1974, “Handbook on Mechanical Properties of Rocks”,
Trans Tech Publications, Germany.