BAB 11 PEMBAHASAN II.I. Batuan Sedimen Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk sebagai hasil pemadatan endapan yang berupa bahan lepas. Menurut ( Pettijohn, 1975 ) batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil perombakan batuan yang sudah ada sebelumnya atau hasil aktivitas kimia maupun organisme, yang di endapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi yang kemudian mengalami pembatuan. Menurut Tucker (1991), 70 % batuan di permukaan bumi berupa batuan sedimen. Tetapi batuan itu hanya 2 % dari volume seluruh kerak bumi. Ini berarti batuan sedimen tersebar sangat luas di permukaan bumi, tetapi ketebalannya relatif tipis.
Batuan sedimen sangat banyak jenisnya dan tersebar sangat luas (± 75% dari luas permukaan bumi) dengan ketebalan beberapa centimeter sampai beberapa kilometer. Berdasarkan proses pembentukan, batuan sedimen dapat dikelompokan menjadi 5 yaitu : Batuan Sedimen Detritus (Klastik), Batuan Sedimen Karbonat, Batuan Sedimen Evaporit, Batuan Sedimen Batubara, dan Batuan Sedimen Silika (Gambar 1). 1| GEOKIMIA | 410013115
Gambar 1. Golongan batuan sedimen utama serta proses-proses pembentukannya (Koesoemadinata, 1985).
2| GEOKIMIA | 410013115
Keterangan gambar di atas :
Batuan Sedimen Karbonat (Carbonatic/Calcareous Sed.Rock)
Contoh : batugamping, dolomit, kapur (chalk), kalkarenit
Batuan Sedimen Evaporit (Evaporite Sedimentary Rock)
Contoh : batugipsum, batugaram, anhidrit
Batuan Sedimen Silikaan/Kersikan (Siliceous Sedimentary Rock)
Contoh : batuapi (flint), rijang, jasper, fosforit, diatomit, radiolarit
Batuan Sedimen Besian (Ferriferous Sedimentary Rock)
Contoh : batu silikat besi, batu oksida besi, batu sulfida besi
3| GEOKIMIA | 410013115
Batuan Sedimen Fosfatik (Phosphatic Sedimentary Rock)
Contoh : fosforit, kolofanit, batugamping fosfatik
Batuan Sedimen Organik (Organic Sedimentary Rock)
Contoh : serpih organik, batubara, lignit, bituminus, antrasit II.2. BATUAN SEDIMEN EVAPORITE Nah, untuk tugas kali ini saya akan membahas Batuan Sedimen Evaporit (Evaporite Sedimentary Rock). Evaporite ini adalah jenis endapan senyawa garam padat yang terbentuk akibat evaporasi (penguapan oleh sinar matahari). artinya evaporite terbentuk di permukaan pada kondisi tekanan rendah. karena evaporit ini begitu mudah terdisintegrasi karena lunak dan mudah larut (apalagi terubah, kena air saja larut) maka evaporite hadir sebagai fase sekunder pengisi rongga pada batuan lain, meski begitu formasi besar dari batuan ini juga banyak dijumpai di daerah kering dengan salinitas air tinggi (seperti danau - danau di gurun or playa lake, pesisir pantai, peisisir pantai kering atau sabkha, dan daerah semi kering atau semi arid, dan di danau juga bisa). dan jangan heran kalau di daerah gurun evaporit ini endapannya bisa mencapai 1 km ! dan jangan kaget juga karena evaporite ini sebenernya kristalin tidak seperti sedimen klastik artinya evaporite tidak mempunyai pori seperti gelas kaca (liat garam) dan jangan heran kalau seal rock (batuan penyekat) bagi reservoir reservoir minyak raksasa di negara-negara arab di dominasi oleh evaporit. Evaporit ini secara umum (meski tidak semua) didominasi oleh halite (batugaram), anhidrit, dan gipsum. FYI yang tiga itu dominan karena ada delapan puluh jenis mineral yang merupakan jenis endapan evaporit ini (Stewart, 1963) Evaporit ini seperti dijelaskan diatas bisa originnya marine (terbentuk di laut) atau non-marine (di darat). yang di marine evaporitnya bermacam - macam meski gipsum dan anhidrit serta halit merupakan jenis yang paling dominan. kita tidak memasukan karbonat meski mineral karbonat itu masuk dalam kategori ini. gipsum merupakan jenis yang paling banyak dibandingkan anhidrit di endapan evaporit modern, tapi anhidrit melimpah di evaporit purba melihat rumus kimia anhidrit ini ‘hampir’ sama kayak gipsum (cuma bedanya gipsum 4| GEOKIMIA | 410013115
mengikat air dalam strukturnya) maka bisa disimpulkan kalau anhidrit ini merupakan hasil alterasi diagensis dari gypsum (silahkan liat tabel dibawah). Untuk evaporit non-marine dicirikan oleh mienral - mienral yang tidak umum di lingkungan evaporit marine karena alasan unsur kimia campuran dalam air di non-marine beda dengan lingkungan marine yang punya salinitas yang tinggi (misalnya di non marine itu bikarbonatnya lebih banyak karena banyak CO2, magnesiumnya juga lumayan, tapi sedikit atau hampir tidak ada klorin tidak seperti dilaut banyak klorin untuk membentuk halit). karena keberagaman jenis unsur yang terlarut dalam air membuat komposisi garam-garam evaporit di non-marine ini cukup beragam dan komplek maka hadir kelompok-kelompok mineral evaporit sekunder kayak bloedite (Na2SO4.7H2O), boraks (Na2B4O5(OH)4.8H2O), epsomite (MgSO4.7H2O), gaylussite (Na2CO3.CaCO3.5H2O), glauberite (Na2Ca(SO4)), magadiite (NaSi7O13(OH)3), mirabilite (Na2SO4.10H2O), thernadite (NaSO4), dan trona (Na2H(CO3)2.2H2O). meski demikian endapan evaporit non marine juga kaya akan anhidrit, gipsum, dan halit bahkan jenis jenis ‘aneh’ diatas kalah kelimpahannya di darat dibandingin tiga nama yang disebutin tadi (gipsum, anhidrit, dan halit).
Kelompok-kelompok yang umum untuk mineral evaporit (Boggs, Jr 2006)
5| GEOKIMIA | 410013115
jika memperhatikan tabel diatas maka diketahui ada tiga kelompok utama di mineral-mineral evaporit ini yaitu kelompok klorida, sulfat, dan karbonat. batuan dengan kandungan halit yang tinggi (batuan sedimen evaporit yang disusun halit) disebut sebagai rock salt (atau garam batu) (di boggs, Jr 2006 hal 199) batuan yang dominan disusun gipsum atau anhidrit nama batuannya sama seperti nama mineralnya yaitu gipsum atau anhidrit saja. tapi ada beberapa geologis yang memakai istilah rock gypsum atau rock anhydrite. tapi ada juga yang memadankan kata salt diakhir daripada memaakai ‘rock’ diawal kayak istilah potash salt (atau garam potas yaitu garam kaya potasium atau K kelompok sylvite, carnalite, langbeinit, polihalit, kainit liat tabel diatas).
ini adalah white sand (di new mexico AS) yaitu garam garam gipsum berukuran pasir yang berada dipermukaan daerah kering dapat membentuk struktur bedform seperti gambar ripple yang terlihat diatas.
6| GEOKIMIA | 410013115
white sand closed up! butiran butiran kristal gipsum (atau anhidrit) yang ada dipermukaan scale bar 0.5 mm (sourcewikipedia.org)
tekstur khas pada kristal evaporit ‘hopper’ dan chevron texture
1. Gipsum (CaSO4.2H2O) dan Anhidrit (CaSO4)
kalsium sulfat diendapkan secara dominan dalam bentuk gipsum (CaSO 4.2H2O). gipsum ini akan teralterasi menjadi bentuk pseudomorfnya yaitu anhidrit (CaSO 4). ketika burial terjadi gipsum dapat mengalami dehidrasi, hilangnya air (H 2O) ini bisa mencapai 34% dari total air pada yang terikat dalam gipsum (Boggs Jr, 2006) dan akan terubah menjadi anhidrit (CaSO4). ketika terjadi uplift anhidrit yang terbentuk tadi dapat terubah kembali menjadi gipsum (terhidrasi kembali). perubahan volume karena proses dehidrasi dan hidrasi ini dapat mengganggu (merubah) struktur dan tekstur penendapan yang telah terbentuk sebelumnya, dan banyak dari endapan kalsium sulfat dicirikan oleh kemas yang terdistorsi ini. tiga kelompok strkuktur yang umum dijumpai pada anhidrit berdasarkan fabrik, perlapisan dan kehadiran atau ketidakhadiran dari distorsi ini: nodular anhydrite, laminated anhidrite, dan massive anhydrite. anhidrit nodular, merupakan bentuk tidak beraturan dari suatu gumpalan (batuan) anhidrit yang secara sebagian atau keseluruhan terpisah dari garam lain atau dalam matrik 7| GEOKIMIA | 410013115
karbonat. maka dikenal istilah strukur chickenwire untuk jenis anhidrit nodular yang menandung massa anhidrit terpisah membentuk komponen agak memanjang, poligon tak beraturan yang terpisah oleh mineral lain (sebagai matrik) berupa karbonat atau lempung. Formasi anhidrit nodular, dimulai oleh pertumbuhan displasif dari gipsum dalam sedimen karbonat atau sedimen lempungan. kristal gipsum kemudian akan teralterasi menjadi pseudomorph anhidrit, dengan berlanjut bertambah besar (ukuran kristalnya) dengan bertambahnya jumlah ion Ca2+ dan SO42- kedalam struktur kristal yang sudah terbentuk dari luar. struktur chickenwire anhidrit ini terbentuk ketika ukuran kristal bertambah besar, dan nodul nodul ini bergabung dan terganggu (mengkerut karena kehilangan air dan bertambah besar karena ion dari luar dan terikat oleh matrik yang berasal dari semen atau material kimia insitu). banyak sedimen berada disitu (tempat terbentuknya anhidrit chickenwire) menjadi tertekan (karena pertumbuhan nodul anhidrit ini) dan akhirnya terikat (atau mengikat) struktur chickenwire ini hingga akhirnya kompak dengan sendirinya karena proses diagenesis. jadi struktur chickenwire itu adalah kumpulan kumpulan nodul anhidrit yang tumbuh di dalam sana karena proses diagenetik (hilangnya struktur air pada gipsum or terdehidrasi dan membentuk nodul kemudian nodul ini bertambah besar karena keberadaan ion Ca2+ dan SO42- yang disuplai dari lingkungan sekitar).
struktur chickenwire (nodul nodul anhidrit) yang tertanam dalam matrik entah apa, lihat aja keterangan gambarnya
8| GEOKIMIA | 410013115
laminated anhydrite, merupakan laminasi anhidrit yang berwarna putih, laminasi anhidrit atau gipsum ini dapat berselingan (alternatesi) dengan lamina berwarna abu abu glelap sampai hitam yang kaya akan dolomite atau material organik. laminasi hadir dalam beberapa mlimeter hingga 1 cm (jarang). banyak laminae tipis umumnya seragam, dengan otank planar yang tegas. bahkan banyak laminae ini dapat dilacak secara lateral dan panjangny abisa mencapai 100 km! (Boggs, 2006, Dean dan Anderson 1978). dan suksesi vertikalnya bisa mencapai ratusan meter. laminasi evaporit yang dapat tersebar presisten secara lateral karena hal ini mengindikasikan kondisi pegnendapan di area yang luas, laminasi ini hadi melalui presipitasi evaporit di air tenang (below wave base. dpat terbentuk di lingkunga shallow water area yang terlindung dari bottom current dan agitation wave yang kuat atau di lingkungan laut dalam. laminasi anhidrit ini contohnya ada di formasi Castile Amrik berumur permian.
nodul anhidrit dalam layer gipsum (kanan) nodul gipsum dalam layer anhidrit dipermukaan (kiri) Beberapa laminasi anhidrit ini terbentuk atau hadir bersama nodul anhidrit, yang menunjukan proses diagentik dimana nodul ini hadir dari hasil alterasi gipsum yang sudah ada sebelumnya (lamina gipsum). anhidritpun bisa terbentuk dipermukaan ketika gipsum tersingkap dan terjadi evaporasi lanjut hingga gipsum kehilangan air (GRECO (CNRS) volume 52 1994 dalam Evaporite Sequences in Petroleum Exploration: Geological Methods, Volume 1) melalui mekanisme terbentuknya dessication crack pada gipsum yang tersingkap dan terjadi pergantian (alterasi) oleh anhidrit, tapi paling umum terbentuk pada zona vadose (vadose zone) yaitu area dangkal di bumi yang berada dekat dengan permukaan diatas water table (muka air) dari air tanah (ground water) karena dibawah zona vadose (atau disebut juga zona freatik) dimana air tanah hadir disitu (dibawah water table atau saturation zone) maka 9| GEOKIMIA | 410013115
disitu gipsum yang terbentuk karena ada air atau dengan analogi sederhana anhidrit terbentuk jika ion ion sulfat dan kalsium kaya disitu dan tidak ada air sebaliknya jika ada air maka gipsum yang terbentuk. tapi proses ini (presipitasi langsung) jarang (umum di daerah sabkha yang kering dan water table or muka air dari air tanah sangat dalam) proses terbentuknya anhidrit umumnya hadir secara sekunder (diagensis) hasil alterasi dari gipsum. bahkan Rosen dan Warren (1990) pernah melaporkan bahwa ada aktivitas bakteri yang bisa mereduksi sulfat hingga merubah gipsum menjadi anhidrit. Massive anhydrite (anhidrit masif), merupakan anhidrit yang tidak memiliki struktur internal. tidak sebanyak dua struktur lainnya (laminasi dan nodular), struktur ini hadir akibat poroses presipitasi yang kontinu dan seragam dalam waktu yang lama. Haney dan Briggs (1964 dalam Boggs) menyebutkan bahwa anhidrit masif terbentuk melalui evaporasi dari salinitas air asin tinggi dengan kisaran 200 sampai 275 permil (%0) (se per seribu), dibawah salinitas ini yang terbentuk adalah halit (jenis evaporit yang lain) air laut sendiri memilki salinitas rata rata 35 %0. 2. Halit (NaCl) Na+(g) + Cl‾(g) ––→ NaCl Halit
adalah senyawa
kimia dengan rumus
molekul NaCl.
Senyawa
ini
adalah garam yang paling memengaruhi salinitas laut dan cairan ekstraselular pada banyak organisme multiselular. Sebagai komponen utama pada garam dapur, natrium klorida sering digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan. Halit ini terbentuk di laut dangkal dan dapat juga terbentuk pada lingkungan laut dalam (bila ada struktur laminasinya) dan ketebalannya bisa mencapai 1000 m. laminasi endapan halit umumnya berlaminasi bersama lamina karbonat dan anhidrit. anhidrit bersama mineral seperti dolomit, kalsit, kuarsa, dan lempung dapat hadir sebagai inklusi. lamina yang mengandung banyak inklusi berwarna hitam dapat beralternasi (berselingan) dengna lamina yang miskin inklusi (sehingga ada kesan alternasi (laminasi) halit terang gelap. halit juga bisa membentuk struktur dan tekstur internal yang sama dengan mineral evaporit lainnya semacam bedform (ripple) cross bed dan lain sebagainya.
10 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
akumulasi halit yang membentuk struktur ripple
butiran klas halite di laut mati (dead sea yaitu ‘danau’ tertutup antara yordan dan Israel)
Halit (NaCl)
11 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
II.3. Asal Usul Endapan Evaporit (Origin Of Evaporit Deposits) banyak model yang menjelaskan bagaimana terbentuknya endapan evaporit ini, bukan hanya karena keterdapatannya dekat dengan permukaan sehingga memudahkan para ahli untuk menelitinya tapi juga variasi keberagaman lingkungan pengendapan dan setting geologi yang mengontrol keterbentukan formasi evaporit ini sehingga mengundang para sedimentologis untuk mengkaji bagaimana keterbentukan endapan evaporit ini. sehingga satu model belum tentu bisa digunakan pada model lain karena tiap model menjelaskan setting geologi tersendiri.
lingkungan pengendapan evaporit modern Dalam Boggs Jr (2006) disebutkan ada tiga model (hipotesis) yang umum dipakai dalam hal ini (deep vs shallow water): deep-water deep-basin model, shallow-water shallowbasin model, dan shallow water deep basin model. (ilustrasinya bisa diliat dibawah).
12 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
ilustrasi 3 model pendapan evaporit (Kendall 1979 dalam Boggs, 2006) Bila memperhatikan model diatas semuanya berada pada lingkungan transisi, istilah dalam dan dangkalnya adalah dalam dan dangkalnya lingkungan ‘laut’ transisi bukan deep basin di ocean. pada model pertama dijelaskan kondisi air penuh mengisi basin yang dibatasi oleh suatu barier (penghalang) berupa sedimen hasil akumulasi yang dibawa dari laut atau darat oleh Boggs dan Kendall diistilahkan sebagai sill (sill ini bisa saja diis oleh gamping transisi macam di neagar negara arab sana yang ada inner rampnya or rimmed platform or epeiric sea). sill ini karena cukup tinggi maka bisa menjaga air dalam ‘laut tertutup’ yang tercipta ini dari air laut lepas yang ada dilaut (lihat gambar diatas). dari mode pertama struktur evaporit yang terbentuk kemungkinan akan berstruktur laminasi karena kondisi arus yang tenang dibagian dasar seirirng dengan evaporasi berjalan yang meninggalkan presipitasi garam evaporit. pada model kedua dimana basin dari ‘laut tertutup’ yang terbetnuk lebih dangkal karena sillnya pendek dan lingkungan morfologi ke arah landward (darat) yang landai juga maka terbentuklah lingkungan ‘laut tertutup’ yang dangkal disini arusnya kuat dan pengaruh 13 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
dari overflow (limpahan) air laut ke dalam cekungan ini bisa terjadi sehingga akan mempengaruhi salinitas dari air asin yang ada didalamnya, tipikal daerah ini arusnya kuat dan endapan evaporitnya berasosiasi dengan endapan arus tidal (pasang) ketika air laut naik pada periode tertentu. dan meski lautnya dan cekungannya dangkal bisa juga menghadirkan endapan evaporit yang tebal akibat subsidence (ofcourse if occurs sob..) model ketiga adalah shallow water-deep basin model, lebih jelasnya silahkan liat ilustrasi diatas, cekungannya tebal tapi disi oleh air yang sedikit. pokoknya pada lingkungan ini tentu saja terjadi evaporasi (karena laut tertutup pokoknya syaratnya laut teertutup). proses level air di basin jadi turun drastis ini akibat proses yang disebut oleh boggs (2006) sebagai evaporative drawdown (evaporasi yang sangat tinggi dan tidak sering terjadi arus pasang (tidal) akibatnya tinggal menyisakan garam-garam evaporit di dasar cekungan karena airnya udah habis nguap, tapi air bisa aja ngisi basinnya melalui air ujan (kalo sukur sukur ada ujan) dan melalui periodic overflow (pasang) serta seepage inflow (rembesan air laut yang nerobos sill). Itu adalah gambaran cross section untuk lingkungan laut epeiric oleh Kendal (1979, dalam Boggs, 2006), evaporit kan endapannya bukan cuma di laut loh (seperti penjelasan penjelasan paragraf paragraf sebelumnya) kata Om Raymond (2002) evaporit ini juga bisa di lingkungan danau daerah kering (playa lake), diteluk yang tertutup dengan inflow dari air laut yang masuk lewat celah pada barier yang kecil, serta pada lingkunga sabkha dan isolated barier (epheiric) seperti yang dijelasin boggs diatas.
14 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
ilustrasi settting lingkungan pengendapan evaporit (dalam Raymond 2002 dari berbagai sumber) Pokoknya kata Raymond salinitas dan densitias meningkat, air akan mulai mengendapkan mineral evaporit dan ketika air laut (yang belum) tertutup ini masih menyatu dengan laut lepas (ilustrasi gambar b diatas) maka dengan tingkat evaporasi yang tinggi lama kelamaan keduanya akan berpisah, dan terbentuklah setting laut tertutup seperti kata Boggs dan kawan kawan diatas. Air laut menurut Raymond menyuplai MgSO4 yang akan membentuk gipsum dan anhidrit nantinya. untuk model lingkungan seperti pada model diatas (pesisir laut di daerah kering macam pantai di gurun, tidak perlu penghalang buat ngendapin evaporit karena saking keringnya dan gilanya tingkat evaporasi disana. bagaimana dengan playa lake? jangan ditanya lagi disini adalah contoh endapan evaporit terbesar dan tergila di jaman modern ini. Menurut boggs (2006) bukan hanya faktor kimia yang bekerja pada pengendapan evaporit. aspek psika juga berpengaruh pada pengendapan evapoirt seeprti pada mekanisme transport hingga pengendapan pada sedimen silisiklastik. maka proses proses macam normal fluid flow, mass transport macam slump, or gravity kayak turbidity current jugqa bisa terjadi dan menghasilkan endapan evaporit (di deep water), maka struktur struktur di batuan klastik macam grading cross bedding, or ripple mark juga bisa hadir (lihat gambar-gambar sebelumnya dan penjelasan diatas). DAFTAR PUSTAKA https://thekoist.wordpress.com/2012/06/07/ceuk-urang-sunda-mah-epaporit-creeet-danbatuan-sedimen-jenis-lain-chemicalbilogical-and-carboniferous/ https://id.scribd.com/doc/183501861/BATUAN-SEDIMEN-NONKLASTIK-docx https://wanibesak.wordpress.com/2010/09/23/tahap-tahap-pembentukanaaaa%C2%A0nacl/ http://www.docstoc.com/docs/159693990/MENGENAL-BATUAN-SEDIMEN
15 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
16 | G E O K I M I A | 4 1 0 0 1 3 1 1 5
