A. STRUKTUR DAN TEKSTUR SEDIMEN 1. Sedimen Klastik a. Struktur Struktur sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal dari batuan sedimen yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan energy pembentuknya. Studi struktur paling baik dilakukan dilapangan (Pettijohn, 1975). Berdasarkan asalnya, struktur sedimen yang terbentuk dapat dibagi menjai tiga macam yaitu : Struktur Sedimen Primer : Terbentuk karena proses sedimentasi, dapat merefleksikan mekanisme pengendapannya, antara lain : perlapisan, gelembur-gelombang, perlapisan silang-siur, konvolut, perlapisan bersusun, dll. Struktur Sedimen Sekunder : Terbentuk setelah proses sedimentasi, sebelum atau setelah diagenesa. Menunjukkan keadaan lingkungan pengendapannya, misal : cetak suling, cetak beban, dll. Struktur Sedimen Organik : Struktur yang terbentuk oleh kegiatan organisme seperti molusca, cacing, dan binatang lainnya, misal : kerangka, laminasi pertumbuhan, dll. Contoh Struktur Batuan Sedimen Klastik : - Masif : Batuan masif bila tidak menunjukan struktur dalam (Pittijohn & Potter, 1964) atau ketebalan lebih dari 120 cm ( Mc.Keee & Weir, 1953) - Graded Bedding (perlapisan pilihan) : Lapisan yang dicirikan oleh perubahan yang granual dari ukuran butir penyusunnya bila bagian bawah kasar dan ke atas semakin halus disebut normal grading. Sebaliknya apabila dari halus ke atas makin kasar disebut Inverse grading. - Laminasi : Perlapisan dan struktur sedimen yang mempunyai ketebalan kurang dari 1 cm terbentuk bila pola pengendapannya dengan energi yang konstan (homogen). - Cross Lamination : Secara umum dipakai untuk lapisan miring dengan ketebalan kurang dari 5 cm, dengan fareset ketebalannya lebih dari 5 cm, merupakan struktur sedimentasi tunggal yang terdiri dari urut-urutan sistematik, perlapisan dalam disebut fereset bedding yang miring terhadap permukaan umum sedimentasi.
- Cross Bedding : Secara umum bentuk fisik dari cross bedding sama seperti bentuk fisik cross lamination, yang membedakan hanyalah ketebalannya, yaitu lebih dari 5 cm untuk cross bedding. - Clastic Imbrication : Adalah suatu struktur sedimentasi yang dicirikan oleh fragmenfragmen tabular yang overlaping dan menunjukkan arus ke atas pada daerah yang berbatu-batu atau pada daerah yang miring. Kenampakan penjajaran material seperti susunan genting, disebabkan pengulangan energi transportasi. Biasanya pada daerah fluvial. - Primary Current Kineation : Adalah struktur sedimentasi yang berbentuk gars pada di dalam batuan yang terbentuk oleh arus utama, sering diterapkan pada batuan sedimen yang biasanya menunjukkan pelusuran suatu garis tunggal dari kumpulan cangkang atau fosil. - Fosil Orientation : Adalah struktur sedimen yang menunjukkan orientasi tertentu dari kumpulan fosil yang menunjukkan arah arus sedimentasi yang diakibatkan oleh pengenangan yang energi transportasinya berkurang, sedangkan fosilnya sendiri mempunyai bentuk-bentuk yang dapat berorientasi. - Load Cast : Adalah struktur sedimen yang terbentuk akibat tubuh sedimen yang mengalami pembebanan oleh material sedimen lain di atasnya. -
Flute cast : Adalah struktur sedimen yang berupa celah dan terputus-putus serta berbentuk kantong, dengan ukuran 2 – 10 cm, struktur ini terbentuk pada batua dasar akibat pengaruh aliran turbulen dari air merupakan gerusan dari media transportasi yang membawa material kemudian material-material tersebut mengisinya yang biasa berupa pasir, atau scour yang telah terisi oleh lapisan pori di atasnya.
- Mud Cracks : Adalah struktur sedimen yang brupa retakan-retakan pada tubuh sedimen bagian permukaan, biasanya pada tubuh campur yang berkembang sifat kohesinnya. Hal ini akibat perubahan suhu (pengeringan) dan pengerutan. - Tool Marks : Adalah material-material pasir yang terbawa arus mengerus permukaan lumpur dan meninggalkan jejak menjadi tempat berkumpul material pasir tersebut dan gerakan merupakan tonjolan lapsan pasir ke bawah. - Rain Print : Adalah suatu lubang lingkaran atau elips kecil yang terbentuk di atas lumpur yang masih basah oleh air hujan yang kemudian setelah lumpur itu kering diatasnya terendapkan lapisan batu pasir atau silstone.
- Flame Structure : Adalah struktur sedimen yang berupa bentukan dari lumpur yang licin dan memisahkan ke bawah membesar membentuk load cast dari pasir pada kontak antara lempung dan pasir. - ”Ball”, ”Pillow”, or ”Pseudonodule Structure” : Adalah suatu bentukan akibat gaya beban dari atas pada shate oleh batu pasir dimana shale tersebut belum dapat benar. Bila bentukan tersebut masih menyambung disebut Pillow atau bantal dan bila sudah lepas disebut Ball Structure. - Convolute Bedding : Adalah structure devormasi dari suatu lapisan yang membentuk perlapisan meliuk-liuk dengan ketebalan lapisan 2 – 25 cm. - Channels : Adalah Struktur sedimen yg mempunyai ciri erosional yang kelal-kelok atau bercabang dan merupakan bagian dari sistem transportasi terpadu akibat erosi permukaan dari media transportasi yang mempunyai energi penggerusan cukup besar. - Dish and Pillow Structure : Adalah struktur sedimen yang terbentuk oleh bantal dan mangkok yang terbentuk oleh sedimen pasir yang belum terkonsolidasi telah tertimbun sedimen lain di atasnya sehingga mengalami penekanan ke bawah. - Low Relief Erosion Surface : Adalah struktur sedimen yang terbentuk relief rendah pada permukaan tubuh sedimen akibat proses erosi. - Hard Ground Mass : Adalah struktur sedimen yang terbentuk akibat dari akumulasi material sedimen yang khas di dalam tubuh sedimen lain yang relatif lebih lunak. Struktur batuan sedimen yang penting adalah perlapisan. Struktur ini umum terdapat pada batuan sedimen klastik yang terbentuknya disebabkan beberapa faktor, antara lain: a. Adanya perbedaan warna mineral. b. Adanya perbedaan ukuran butir. c. Adanya perbedaan komposisi mineral. d. Adanya perbedaan macam batuan. e. Adanya perbedaan struktur sedimen. f. Adanya perbedaan perubahan kekompakan. Table Pembagian lapisan menurut ketebalannya ( Mc. Kee & Weir, 1953 ) Nama Lapisan Sedimen
Ketebalan ( cm )
Lapisan sangat tebal
> 120
Lapisan tebal
60 – 120
Lapisan tipis
5 – 60
Lapisan sangat tipis
1–5
Laminasi
0,2 – 1
Laminasi tipis
< 0,2
b. Tekstur Tekstur adalah suatu kenampakan yang berhubungan dengan ukuran dan bentuk butir serta susunannya (Pittijohn, 1975). Butiran tersusun dan terikat oleh semen dan masih adanya rongga di antaranya butirnya. Pembahasan tekstur meliputi :
1). Ukuran Butir (Grain Size) Table. Skala Wentworth NAMA BUTIR Bongkah (boulder)
Ukuran Butir (mm) 256
Brangkal (couble)
256 – 64
Krakal (pcebble)
64 – 4
Pasir sangat kasar (very coarse sand)
4–2
Pasir kasar (coarse sand)
2–1
Pasir sedang (medium sand)
1–½
Pasir halus (fine sand)
½-¼
Pasir sangat halus (very fine sand) Lanau (silt)
¼ - 1/8 1/16 – 1/256
Lempung (clay)
1/256
2). Pemilahan (Sorting) Pemilahan adalah keseragaman dari ukuran besar butir penyusun batuan sedimen, artinya bila semakin seragam ukurannya dan besar butirnya maka pemilahan semakin baik. Pemilahan yaitu keseragaman butir didalam batuan sedimen klastik. Beberapa istilah yang biasa dipergunakan dalam pemilahan batuan, adalah: - Well sorted
: terpilah baik
- Medium sorted
: terpilah sedang
- Poor sorted
: terpilah buruk
3). Kebundaran (Bentuk Butir) Kebundaran adalah nilai membulat atau meruncingnya butiran dimana sifat ini hanya bisa diamati pada batuan sedimen klastik kasar. - Wellrounded (membundar baik) : Semua permukaan konveks, hampir equidimensional, sferoidal. - Rounded (membundar) : Pada umumnya permukaan-permukaan bundar, ujung-ujung dan tepi-tepi butiran bundar. - Subrounded (membundar tanggung) : Permukaan umumnya datar dengan ujung-ujungnya yang membundar. - Subangular (menyudut tanggung) : Permukaan pada umumnya datar dengan ujung-ujung tajam. - Angular (menyudut) : Permukaan konkaf dengan ujungnya tajam. 4). Kemas (Fabric) - Kemas terbuka : Butiran tidak saling bersentuhan. - Kemas tertutup : Butiran saling bersentuhan satu dengan yang lainnya. 5). Shape
Shape adalah bentuk daripada butiran tersebut, dapat dibedakan menjadi empat macam. - Golongan pertama (I) oblate/labular - Golongan kedua (II) equent/equiaxial - Golongan ketiga (III) bladed/triaxial - Golongan keempat (IV) prolate/ rod shaped 6). Porositas Porositas suatu batuan adalah perbandingan seluruh permukaan pori dengan volume dari batuan. Pembagian porositas biasa dipergunakan sebagai berkut: - Negligible
: 0-5%
- Poor
: 5-10%
- Fair
: 10-15%
- Good
: 15-20%
- Very good
: 20-25%
- Exellent
: 25-40%
7). Permeabilitas Permeabilitas sukar ditentukan d bawah mikroskop, tetapi dapat dikira-kira melalui porositas. Salah satu metoda pendekatan untuk mengetahui permeabilitas adalah dengan menempatkan setetes air pada sekeping yang kering dan mengamati kecepatan ar merembes. Istilah yang biasa digunakan adalah: - Fair
: 1,0 – 10 md
- Good
: 10 – 100 md
- Very good
: 100 – 1.000 md
d. Komposisi Batuan Sedimen Klastik
Komposisi pada batuan sedimen klastik bisa dikelompokkan berdasarkan kandungan mineral dan fungsinya dalam batuan sedimen di bagi menjadi 3 jenis, yaitu : 1). Fragmen Yaitu butiran yang berukuran lebih besar, dapat berupa mineral, pecahan batuan, cangkang fosil dan zat organik. 2). Matriks (massa dasar) Yaitu butiran yang lebih kecil dari fragmen, terendapkan bersama – sama dengan fragmen, terdapat di sela – sela fragmen sebagai massa dasar. Seperti fragmen, matrik dapat berupa mineral, pecahan batuan maupun fosil. Matrik sangat halus sehingga aspek geometri tak begitu penting, terdapat di antara butiran sebagai massa dasar. 3). Semen Yaitu material yang sangat halus ( hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop ) diendapkan setelah fragmen dan matrik, sebagai pengisi rongga serta pengikat antar butir sedimen, dapat berbentuk amorf maupun kristalin. Semen umumnya terdiri dari : - Semen karbonat ( kalsit, dolomit ) - Semen silika ( calsedon, kuarsit ) - Semen oksida ( limonit, hematit, dan siderit ) Pada sedimen berbutir halus ( lanau atau lempung ) tidak terdapat semen, karena tidak adanya rongga atau ruang antar butir. 2. Sedimen Nonklastik a. Struktur Reksi kimia, aktifitas gunung berapi dam organisme adalah faktor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya batuan sedimen berstruktur nonklastik. Macam-macam struktur nonklastik: 1) Fossiliferous, struktur yang menunjukan adanya fosil. 2) Oolitik, struktur dimana fragmen klastik diselubungi oleh mineral non klastik, bersifat konsentris dengan diameter kurang dari 2 mm. 3) Pisolitik, sama dengan oolitik tetapi ukuran diameternya lebih dari 2 mm. 4) Konkresi, sama dengan oolitik namun tidak konsentris. 5) Cone in cone, struktur pada batu gamping kristalin berupa pertumbuhan kerucut per kerucut. 6) Bioherm, tersusun oleh organism murni insitu. 7) Biostorm, seperti bioherm namun bersifat klastik.
8) Septaria, sejenis konkresi tapi memiliki komposisi lempungan. Cirri khasnya adalh memiliki rekahan-rekahan tak teratur akibat penyusutan bahan lempungan tersebut karena proses dehidrasi yang kemudian celah-celahnya terisi oleh mineral karbonat. 9) Goode, banyak dijumpai pada batugamping, berupa rongga-rongga yang terisi oleh Kristal-kristal yang tumbuh kearah pusat rongga tersebut. Kristal dapat berupa kalsit maupun kuarsa. 10) Styolit, kenampakan bergerigi pada batugamping sebagai hasil pelarutan. b. Tekstur Tekstur dalam batuan sedimen nonklastik dibedakan menjadi dua macam : 1) Kristalin : Tekstur ini terdiri dari kristal-kristal yang interlocking, yaitu kristal-kristal yang saling mengunci satu dengan yang lain. 2) Amorf : Tekstur ini terdiri dari mineral yang tidak membentuk kristal-kristal atau amorf (nonklastik), umumnya berukuran lempung atau koloid, contoh : rijang masif.
c. Komposisi Batuan Sedimen Nonklastik Komposisi mineral pada batuan sedimen nonklastik biasanya sederhana terdiri dari satu atau dua mineral contoh : - Batugamping " kalsit, dolomite - Chert " kalsedon - Gypsum " gypsum - Anhidrit " anhidrit
B. LINGKUNGAN PENGENDAPAN BATUAN SEDIMEN Lingkungan pengendapan adalah suatu daerah di permukaan bumi dimana terdapat sesuatu bahan yang terendapkan atau terdapat suatu deposit. Lingkungan pengendapan dapat dibedakan dengan daerah sekitarnya berdasarkan karakteristik biologi, kimia, dan fisiknya. Terdapat beberapa tipe lingkungan pengendapan yang ada di bumi sekarang. 1. Lingkungan pengendapan daratan Kumpulan dari berbagai lingkungan pengendapan yang ada di darat.
Gambar 1. Lingkungan pengendapan sedimen di darat. a. Kipas Aluvial (Alluvial fans) Endapan menyerupai kipas yang terbentuk di kaki gunung. Alluvial fans umum berada di daerah kering sampai semi-kering dimana curah hujan jarang tetapi deras, dan laju erosi besar. Endapan alluvial fan khas akan kwarsa, pasir dan gravel bersorting buruk.
Gambar 2. Aluvial fan, western US b. Lingkungan Fluvial (Fluvial Environments) Mencakup braided river, sungai bermeander, dan jeram. Saluran-saluran sungai, ambang sungai, tanggul, dan dataran-dataran banjir adalah bagian dari lingkungan fluvial. Endapan di saluran-saluran sungai terdiri dari kwarsa, gravel dengan kebundaran baik, dan pasir. Ambang sungai terbentuk dari gravel atau pasir, tanggul-tanggul terbuat dari pasir berbutir halus ataupun lanau. Sementara, dataran-dataran banjir ditutupi oleh lempung dan lanau.
Gambar 3. Sungai tipe Meander c. Lacustrine environments (danau) Mempunyai karakteristik yang bermacam-macam; besar atau kecil, dangkal atau dalam; diisi oleh sedimen evaporit, karbonatan, atau terrigeneous. Sedimen berbutir halus dan bahan organic yang mengendap pada beberapa danau menghasilkan serpih berlapis yang mengandung minyak. d. Gurun (Aeolian or aolian environments): Biasanya berupa daerah luas dengan bukit-bukit dari endapan pasir. Endapan pasir mempunyai sorting yang baik, kebundaran yang baik, cross-bedded tanpa adanya asosiasi dengan gravel atau lempung. e. Rawa (Paludal environments) Air yang diam dengan tumbuhan hidup didalamnya. Terdapat endapan batu bara.
2. Lingkungan pengendapan transisi Lingkungan pengendapan transisi adalah semua lingkungan pengendapan yang berada
atau
dekat
pada
daerah
peralihan
darat
dengan
laut.
Gambar 4. Lingkungan Pengendapan Transisi a. Delta Endapan berbentuk kipas, terbentuk ketika sungai mengaliri badan air yang diam seperti laut
atau
danau.
Pasir
adalah
endapan
yang
paling umum
ditemui.
Gambar 4. Lingkungan pengendapan delta b. Pantai dan barrier islands Didominasi oleh pasir dengan fauna marine. Barrier islands terpisah dari pulau utama oleh lagoon. Umumnya berasosiasi dengan endapan tidal flat.
Gambar 5. Lingkungan pengendapan pantai c.
Lagoons Badan dari air yang menuju darat dari barrier islands. Lagoons dilindungi dari
gelombang laut yang merusak oleh barrier islands dan mengandung sediment berbutir lebih
halus dibandingkan dengan yang ada di pantai (biasanya lanau dan lumpur). Lagoons juga hadir di balik reef atau berada di pusat atoll. d. Tidal flats Membatasi lagoons, secara periodik mengalami pasang surut (biasanya 2 kali sehari), mempunyai relief yang rendah, dipotong oleh saluran yang bermeander. Terdiri dari lapisanlapisan lempung, lanau, pasir halus. Stromatolit dapat hadir jika kondisi memungkinkan.
Gambar 5. Lingkungan pengendapan pasang surut 3. Lingkungan pengendapan laut Lingkungan pengendapan laut adalah semua lingkungan pengendapan yang berada di laut atau samudera. a. Reefs Tahan terhadap gelombang, strukturnya terbentuk dari kerangka berbahan calcareous dari organisme seperti koral dan beberapa jenis alga. Kebanyakan reef zaman resen berada pada laut yang hangat, dangkal, jernih, laut tropis, dengan koordinat antara garis lintang 30oN dan 30oS. Cahaya matahari diperlukan untuk pertumbuhan reef.
Gambar 6. Lingkungan pengendapan terumbu karang b. Continental shelf Terletak pada tepi kontinen, relative datar (slope < 0.1o), dangkal (kedalaman kurang dari 200 m), lebarnya mampu mencapai beberapa ratus meter. Continental shelf ditutupi oleh pasir, lumpur, dan lanau. c.
Continental slope dan continental rise Terletak pada dasar laut dari continental shelf. Continental slope adalah bagian paling
curam pada tepi kontinen. Continental slope melewati dasar laut menuju continental rise, yang punya kemiringan yang lebih landai. Continental rise adalah pusat pengendapan sedimen yang tebal akibat dari arus turbidity. d. Abyssal plain Merupakan lantai dasar samudera. Pada dasarnya datar dan dilapisi oleh very finegrained sediment, tersusun terutama oleh lempung dan sel-sel organisme mikroskopis seperti foraminifera, radiolarians, dan diatom.
Gambar 7. Lingkungan pengendapan laut
