Upload
i-thingk-pratama
View
235
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
1/15
BAB II
HUBUNGAN ANTARA STRATIGRAFI DENGAN SEDIMENTOLOGI
Stratigrafi dan sedimentologi tentu memiliki hubungan yang sangat erat karena
stratigrafi adalah ilmu yang mempelajari tentang lapisan batuan. Sedangkan sedimentologi
adalah ilmu yang mempelajari tentang batuan sedimen. Dimana batuan sedimen itu memiliki
lapisan.
Stratigrafi terdiri dari beberapa elemen/unsur penyusun, yaitu:
a. Elemen Batuan, pada stratigrafi batuan yang lebih diperdalam untuk dipelajari adalah
batuan sedimen, karena batuan ini memiliki perlapisan, terkadang batuan beku dan
metamorf juga dipelajari dalam kapasitas yang sedikit.
b.
Unsur Perlapisan (Waktu), merupakan salah satu sifat batuan sedimen yangdisebabkan oleh proses pengendapan sehingga menghasilkan bidang batas antara
lapisan satu dengan yang lainnya yang merepresentasikan perbedaan waktu/periode
pengendapan.
Bidang perlapisan merupakan hasil dari suatu proses sedimentasi yang berupa:
Berhentinya suatu pengendapan sedimen dan kemudian dilanjutkan oleh pengendapan
sedimen yang lain.
Perubahan warna material batuan yang diendapkan.
Perubahan tekstur batuan (misalnya perubahan ukuran dan bentuk butir).
Perubahan struktur sedimen dari satu lapisan ke lapisan lainnya.
Perubahan kandungan material dalam tiap lapisan (komposisi mineral, kandungan
fosil, dll).
Gambar 13. Batuan sedimen dengan srtuktur perlapisan
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
2/15
Elemen Struktur Sedimen, struktur sedimen ini merupakan suatu kenampakan yang
terdapat pada batuan sedimen di mana kenampakannya itu disebabkan oleh proses
sedimentasi pada batuan tersebut, seperti aliran air, deformasi, aktivitas biogenik (oleh hewan
dan tumbuhan), serta aliran gravitasi sedimen. Struktur sedimen ini harus dianalisa langsung
di lapangan, dengan tujuan untuk menentukan lingkungan pengendapan batuan serta untuk
menentukan posisi atas dan bawah dari suatu lapisan.
II.1. Pengertian Sedimentologi
Sedimentologi adalah salah satu cabang dari ilmu geologi yang membahas secara
khusus batuan sedimen, dan/atau mempelajari sedimen/endapan-endapan dengan segala
prosesnya(Wadell, 1932).
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(Pettijohn, 1975).
Gambar 14. Prosessedimentasi
II.2. Mekanisme Transportasi
Ada dua kelompok cara mengangkut sedimen dari batuan induknya ke tempat
pengendapannya, yakni supensi (suspendedload) dan bedload tranport.Di bawah ini
diterangkan secara garis besar ke duanya.
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
3/15
II.2.1. Suspensi
Dalam teori segala ukuran butir sedimen dapat dibawa dalam suspensi, jika arus
cukup kuat.Akan tetapi di alam, kenyataannya hanya material halus saja yang dapat diangkut
suspensi.Sifat sedimen hasil pengendapan suspensi ini adalah mengandung prosentase masa
dasar yang tinggi sehingga butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan umumnya
disertai memilahan butir yang buruk. Cirilain dari jenis ini adalah butir sedimen yang
diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran.
II.2.2. Bedload transport
Berdasarkan tipe gerakan media pembawanya, sedimen dapat dibagi menjadi:
-endapan arus traksi
- endapan arus pekat (density current) dan
-endapan suspensi.
Arus traksi adalah arus suatu media yang membawa sedimen didasarnya.Pada
umumnya gravitasi lebih berpengaruh dari pada yang lainya seperti angin atau pasang-surut
air laut. Sedimen yang dihasilkan oleh arus traksi ini umumnya berupa pasir yang berstruktur
silang siur, dengan sifat-sifat:
- pemilahan baik
- tidak mengandung masa dasar
- ada perubahan besar butir mengecil ke atas (fining upward) atau ke bawah
(coarsening upward) tetapi bukan perlapisan bersusun (graded bedding).
Di lain fihak, sistem arus pekat dihasilkan dari kombinasi antara arus traksi dan
suspensi. Sistem arus ini biasanya menghasilkan suatu endapan campuran antara pasir, lanau,
dan lempung dengan jarang-jarang berstruktur silang-siur dan perlapisan bersusun.Arus pekat
(density) disebabkan karena perbedaan kepekatan (density) media. Ini bisa disebabkan karena
perlapisan panas, turbidity, dan perbedaan kadar garam. Karena gravitasi, media yang lebih
pekat akan bergerak mengalir di bawah media yang lebih encer. Dalam geologi, aliran arus
pekat di dalam cairan dikenal dengan nama turbiditi. Sedangkan arus yang sama di dalam
udara dikenal dengan nuees ardentesatau wedus gembel, suatu endapan gas yang keluar dari
gunungapi.Endapan dari suspensi pada umumnya berbutir halus seperti lanau dan lempung
yang dihembuskan angin atau endapan lempung pelagik pada laut dalam. Selley (1988),
membuat hubungan antara proses sedimentasi dan jenis endapan yang dihasilkan, sebagai
berikut (Tabel 1).
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
4/15
Tabel 1. Hubungan antara proses sedimentasi dan jenis endapan yang dihasilkan(Selley, 1988).
Cairan Endapan traksi
Endapan densiti(turbidity)
Endapan suspensi
Umumnya pasir bersilang-siur
Pasir berlapisan-bersusun, lanau, dan lempung
Lempung nepheloid
Udara Endapan traksi
Endapan pekat (density)
Endapan suspense
Umumnya pasir bersilang-siur
Nuees ardentes, dsb.
Loess
Glasial Umumnya endapan tak berlapis, pemilahan
jelek, endapan dari brangkal sampai lempung
Kenyataan di alam, transport dan pengendapan sedimen tidak hanya dikuasai oleh
mekanisme tertentu saja, misalnya arus traksi saja atau arus pekat saja, tetapi lebih sering
merupakan gabungan berbagai mekanisme.Malahan dalam berbagai hal, merupakan
gabungan antara mekanik dan kimiawi. Beberapa sistem seperti itu dalah:
1. sistem arus traksi dan suspensi
2. sistem arus turbit dan pekat
3. sistem suspensi dan kimiawi.
II.3. Struktur-Struktur Sedimen
Struktur sedimen adalah kenampakan pada batuan sedimen sebagai akibat dari adanya
proses pengendapan. Struktur ini merupakan sifat yang sangat penting pada batuan sedimen
baik yang berada pada bagian atas, bagian bawah maupun bagian dalam lapisan. Struktur
sedimen ini dapat digunakan untuk menentukan proses dan keadaan serta lingkungan
pengendapan, arah arus pengendapan, kedalaman, energi, kecepatan dan hidrolika arah arus
yang mengalir serta pada daerah batuan yang terlipat dapat dipakai untuk mengetahui bagian
bawah dan bagian atas perlapisan. Struktur sedimen ini sebaiknya dilihat dan dipelajari pada
suatu singkapan, bukan pada suatu contoh setangan atau sayatan tipis.
Struktur sedimen berkembang melewati proses fisika dan atau kimia, sebelum,
selama, dan sesudah pengendapan atau juga melalui proses jasad renik (biogenic). Krumbein
dan Sloss (1963) membagi struktur sedimen menjadi 2 kelompok, yaitu Struktur sedimen
primer dan struktur sedimen sekunder. Pettijohn (1975) membagi menjadi 2 kelompok besar,
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
5/15
yaitu Struktur Anorganik dan Struktur Organik. Selley (1980) mengelompokkan struktur
sedimen berdasarkan asal usulnya menjadi 3 kelompok, yaitu:
1. Struktur sedimen sebelum pengendapan (Pre-depositional sedimentary structures)
2. Struktur sedimen saat pengendapan (Syn-depositional sedimentary structures)
3.
Struktur sedimen setelah pengandapan (Post-depositional sedimentary structures)
Sedangakan struktur sedimen yang diakibatkan oleh kegiatan organisme dimasukkan
dalam kelompok fosil sebagai trace fossil. Dan Tucker (1982) mengelompokkan struktur
sedimen kedalam 4 kelompok, yaitu :
1. Struktur pengikisan (Erosional structures)
2. Struktur pengendapan (Depositional structures)
3. Struktur pasca-pengendapan (Post-depositional sedimentary structures)
4. Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures)
Untuk pembahasan tentang struktur sedimen dipakai klasifikasi menurut Tucker,
1982.
II.3.1. Struktur Pengikisan (Erosional structures)
Struktur pengikisan adalah struktur yang terbentuk akibat adanya arus yang mengikis
batuan yang lebih tua sebelum sedimen diendapkan diatasnya. Yang termasuk kelompok ini
yaitu:
II.3.1.1. Tikas garut (f lute cast)
Tikas garut ini terbentuk akibat pengikisan dan merupakan ciri dari endapan
turbidit.Struktur ini berada dibawah permukaan dan memanjang sampai berbentuk segitiga
dengan bagian yang membulat kearah hulu dan mempunyai panjang mulai dari beberapa
millimeter hingga mencapai puluhan centimeter.Struktur ini merupakan petunjuk yang dapat
digunakan untuk penentuan arah arus purba (paleo current).
Gambar 15. Struktur pengikisan berupaFulte Cast
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
6/15
II.3.1.2. Tikas gores (groove cast)
Tikas gores berbentuk punggungan memanjang pada permukaan lapisan, berkisar dari
beberapa millimeter hingga beberapa centimeter. Struktur ini pada permukaan lapisan
mungkin seluruhnya sejajar atau pula mungkin memperlihatkan beberapa arah.Struktur ini
terbentuk melalui pengikisan alur yang dipotong terutama oleh objek yang terseret sepanjangarus dan merupakan pula ciri dari arus turbidit. Arah tikas gores ini menunjukkan arah arus
yang mengendapkannya.
Gambar 16.Struktur pengikisan berupa Groove Cast
II.3.1.3. Tool mark
Struktur ini terbentuk ketika objek dibawa oleh arus sungai dan berhubungan dengan
permukaan sedimen dibawahnya.Tanda ini terjadi sebagai akibat objek menggelinding,
menusuk dan menyikat permukaan sedimen dibawahnya.Objek yang membuat tanda ini
biasanya berupa mud clast, fragmen binatang dan rombakan tumbuhan.
Gambar 17.Struktur pengikisan berupaTool marks
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
7/15
II.3.1.4. Merkah gerus (scour mark)
Merkah gerus merupakan struktur dalam skala kecil dan terdapat pada bagian bawah
perlapisan.Pada pandangan bidang biasanya memanjang dalam arah arus.Dengan
bertambahnya ukuran, merkah gerus ini berangsur menjadi alur (channel).Ciri khas
permukaan merkah gerus adalah pemotongan endapan yang terletak di bawah dan hadirnyasedimen kasar di atas permukaan gerusan.
Gambar 18. Struktur Pengikisan berupaScour Mark
II.3.1.5. Channel
Channel/Alur adalah struktur sedimen berskala besar, beberapa meter hingga
kilometer panjangnya. Alur pula sering terisi oleh sedimen yang kasar daripadasedimen dibawahnya atau dengan sedimen yang berbatasan, dan sering berupa
konglomerat alas (basalt conglometare).
Gambar 19. Struktur pengikisan berupaChannel
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
8/15
II.3.2. Struktur Pengendapan (Depositional structures)
Struktur pengendapan adalah struktur sedimen yang terjadinya bersamaan dengan
pengendapan. Struktur pengedapan ini terdapat pada bagian atas dan bagian bawah
perlapisan. Yang termasuk dalam struktur pengendapan,yaitu:
II.3.2.1. Masif
Bila tidak menunjukkan struktur dalam lapisan (Pettijohn & Potter, 1964) atau
ketebalan lapisan lebih dari 120 cm ( Mc. Kee & Weir, 1953). Faktor kemungkinan
pembentukan struktur masif ini yaitu: Pertama, saat diendapkan memang tidak mempunyai
struktur sedimen, Kedua, struktur pengendapannya telah dirusak oleh beberpa proses seperti
bioturbasi, rekristalisasi dan pengeringan. Struktur ini dibentuk dalam keadaan yang cepat
dan umumnya berupa endapan turbidit, aliran butir (grain flow) dan aliran debris (debris
flow).
II.3.2.2. Perlapisan sejajar
Bila bidang perlapisannya saling sejajar dengan ketebalan lapisan lebih dari 1 cm.
Perlapisan ini terbentuk akibat adanya perubahan dalam butiran sedimen, warna maupun
susunan mineraloginya.
Gambar 20. Struktur pengendapan berupa Perlapisan sejajar (Parrarel Bedding)
II.3.2.3. Laminasi
Bila perlapisan sejajar yang ketebalannya kurang dari 1 cm.
Gambar 21. Struktur pengendapan berupa Laminasi (Lamination)
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
9/15
II.3.2.4.Perlapisan pilihan (Gradded bedding)
Bila perlapisan disusun atas butiran yang berubah teratur dari halus ke kasar (bersusun
terbalik/inversegradding)maupun dari kasar ke halus pada arah vertical, struktur ini
merupakan ciri dari suatu sedimentasi pada arus yang pekat.
Gambar 22. Struktur pengendapan berupaGradded Bedding
II.3.2.5.Perlapisan silang-siur (Cross bedding) dan Laminasi silang-siur (Cross
Lamination)
Perlapisan atau laminasi yang membentuk sudut terhadap bidang lapisan yang berada
diatasnya atau dibawahnya dan dipisahkan oleh bidang erosi, struktur ini terbentuk akibat
intensitas arus yang berubah-ubah.
Gambar 23. Struktur pengendapana berupa Cross Bedding
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
10/15
II.3.2.6.Gelembur (Ripple)
Struktur ini terbentuk pada permukaan lapisan yang dikontrol oleh arus yang mengalir
baik oleh air, angin maupun gelombang.Gelembur yang berasal dari arus disebut current
ripple, oleh angina disebut wind rippledan oleh gelombang disebut wave ripple.Skala yang
lebih besar disebut sebagai Dune (Gumuk Pasir). Variasi ripple antara lain: Swaley &Hummocky, Herringbone, Symetry & Asymetry Rippledll.
Gambar 24. Struktur pengendapan berupaRipple
II.3.2.7.Rainspot
Rainspot adalah cekungan kecil yang terbentuk oleh butiran air hujan pada permukaan
batuan sedimen berbutir halus yang masih lunak.Struktur ini berguna untuk menentukan
lapisan atas dan lapisan bawah dari suatu perlapisan terutama pada lapisan yang miring
maupun terbalik.
Gambar 25. Struktur pengendapan berupaRainspot
II.3.3. Struktur sedimen pasca-pengendapan (Post-depositional sedimentar y structures)
Struktur sedimen setelah pengenapan ini terbentuk melalui gerakan sedimen
(nendatan) dan lainnya melalui reorganisasi bagian dalam seperti pengeringan dan
pembebanan.Proses-proses kimia-fisika setelah pengendapan menghasilkan stylolite, solution
dan nodule.
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
11/15
II.3.3.1.Nendatan (slump) dan longsoran (slide)
Pada daerah yang miring, masa sedimen dapat diangkut sepanjang lereng.
Bergeraknya masa sedimen dapat mengakibatkan perubahan pada bagian dalam masa
sedimen itu. Gerakan seperti ini disebut longsoran (slide). Jika masa sedimen secara internal
berubah selama gerakan sepanjang lereng disebut nendatan (slump). Masa yang mengalaminendatan menunjukkan lipatan-lipatan minor. Kehadiran nendatan dan longsoran dalam suatu
runtunan dapat ditentukan dari terdapatnya lapisan diatas dan dibawah perlapisan tersebut
tidak terganggu. Struktur yang sering juga muncul akibat adanya longsoran maupun
pembebanan dapat menimbulkan struktur Growth Fault.
Gambar 26. Struktur pasca-pengendapan berupa Nendatan(Slump) dan longsoran (slide)
II.3.3.2. Sandstone dikedan sand volcano
Struktur ini relatif jarang dijumpai, mudah ditentukan oleh memotongsilangnya
dengan lapisan sekitarnya dan diisi dengan pasir. Sand volcano berbentuk kerucut dengan
suatu cekungan pada pusatnya yang terdapat pada bidang perlapisan.
II.3.3.3. Dish dan Pillar structure
Struktur ini terdiri dari laminasi yang cekung keatas, biasanya beberapa sentimeter
lebarnya, dipisahkan oleh zona tanpa struktur (pillar).Dish danPillar structuredibentuk oleh
air yang lewat sedimen secara mendatar dan keatas (fluid escape) dan umumnya terbentuk
pada endapan kipas bawah laut.
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
12/15
Gambar 27.Struktur pasca-pengendapan berupaDish structuredanPillar strcuture
II.3.3.4.Load structure
Struktur pembebanan (load structure) dibentuk melalui tenggelamnya suatu lapisankedalam lapisan yang lain. Tikas beban (load cast) biasanya terdapat pada dasar batupasir
yang terletak diatas batulumpur. Lumpur yang ada dapat diinjeksikan keatas kedalam
batupasir membentuk struktur flame. Juga sebagai akibat pembebanan, biasanya pasir dapat
tenggelam kedalam lumpur membentuk struktur ball danpillow.
Gambar 28. Struktur pasca-pengendapan berupaLoad StructuredanFlame Structure
II.3.3.5.Deformed beddingDeformed beddingdan istilah seperti disrupted, convolutedan conturtedbeddingdapat
diterapkan pada perlapisan sejajar, perlapisan silang-siur dan laminasi silang-siur yang
dihasilkan selama pengendapan telah terganggu, tetapi tidak ada pergerakan sedimen secara
mendatar dalam skala besar. Convolute bedding terdapat dalam laminasi silang-siur, dengan
laminasi diubah dalam bentuk antiklin dan sinklin. Convoluteseperti ini sering tidak asimetri
atau menungging kearah arus purba, sedangkan conturteddan disruptedtidak menunjukkan
orientasi.
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
13/15
Gambar 29. Struktur pasca-pengendapan berupaConvolute
II.3.3.6. Nodule
Nodule juga disebut konkresi, biasanya terbentuk dalam sedimen setelahpengendapan. Mineral-mineral yang sering terdapat pada nodul adalah kalsit, dolomit, siderit,
pirit, colophane dan kuarsa. Nodul kalsit, pirit dan siderit diameternya bisa beberapa
milimeter sampai beberapa sentimeter, biasanya terdapat dalam batuan lumpur. Nodul chert
biasanya terdapat dalam batugamping, nodul kalsit dan dolomit kadang-kadang terdapat
dalam batupasir. Bentuk nodule bervariasi, bisa bulat, pipih, memanjang dan bisa juga tidak
teratur.
Gambar 30. Struktur pasca-pengendapan berupaNodule(Concretion) pada batubara
II.3.3.7.Mud Crack
Mud crack merupakan endapan yang terdapat pada permukaan dari suatu paparan
yang pecah-pecah berbentuk segi banyak (poligon), dimana bentuknya bermacam-macam
dari bentuk segitiga sampai dengan segienam atau terkadang lebih. Terbentuknya mud crack
tersebut akibat oleh pengeringan dari sebuah permukaan sedimen yang disebabkan oleh sinar
matahari. Pada umumnya mempunyai fraksi halus Lumpur atau lempung.
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
14/15
Gambar 31. Struktur pasca-pengendapan berupaMud Crack
II.3.4.Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures)
Fosil jejak dapat diinterpretasikan aktifitas binatangnya yang menyebabkan timbulnya
struktur ini, tetapi sifat alami binatangnya sendiri sulit untuk ditentukan karena organisme
yang berbeda sering mempunyai cara hidup yang sama. Suatu binatang dapat menghasilkan
struktur yang berbeda tergantung pada tingkah lakunya dan sifat sedimen seperti ukuran
butir, kandungan air dan sebagainya. Struktur buluh (burrow) biasanya dibuat olehcrustacea,
anellid, bivalve dan echinoid, sedangkan permukaan track dan trail dibuat oleh crustacea,
trilobite, annelid, gastropoddan vertebrata. Struktur yang agak mirip buluh (burrow) dapat
dihasilkan oleh akar tumbuhan, walapun yang terakhir sering mengandung karbonat.
II.3.4.1.Bioturbation
Bioturbation menunjukkan gangguan sedimen oleh organisme.
Gambar 32.Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures)berupaBioturbation
7/24/2019 Bab II. Hubungan Antara Stratigrafi Dengan Sedimentologi
15/15
II.3.4.2.Tr ace fossil(fosil jejak)
Fosil jejak adalah struktur sedimen yang dihasilkan pada sedimen yang tidak
terkonsolidasi oleh kegiatan organisme. Kelompok utama yang terdapat pada permukaan
lapisan dan permukaan bawah lapisan adalah crawling, grazing (Jejak makan) dan resting
(Jejak istirahat), sedangkan yang terdapat dalam lapisan adalah strukturfeeding(Jejak sedangmencari makan) dan dwelling (Jejak menguni). Jejak merayap biasanya dihasilkan oleh
crustacea, trilobita dan annelid/Vertebrata seperti dinosaurus meninggalkan cetakan kaki
sebagai fosil jejak. Struktur biogenik ini mempunyai pola terputar, meandering dan radial.
Struktur menghuni (Dwelling structure) adalah macam-macam buluh (burrow) dari bentuk
tebing tegak sampai huruf U, orientasinya bia tegak, mendatar atau miring dengan perlapisan.
Gambar 33. Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures) berupaDwellingdanFeeding
II.4. Aplikasi Struktur Sedimen
Seperti dijelaskan bahwa struktur sedimen adalah kenampakan pada batuan sedimen
sebagai akibat dari adanya proses pengendapan. Struktur sedimenmerupakan sifat yang
sangat penting pada batuan sedimen baik yang berada pada bagian atas, bagian bawah
maupun bagian dalam lapisan.Struktur sedimen sebaiknya dilihat dan dipelajari pada suatu
singkapan, bukan pada suatu contoh setangan atau sayatan tipis.
Struktur sedimen dapat digunakan/diaplikasikanuntuk menentukan proses dan
keadaan serta lingkungan pengendapan, arah arus pengendapan, kedalaman, energi,
kecepatan dan hidrolika arah arus yang mengalir, serta pada daerah batuan yang terlipat dapat
dipakai untuk mengetahui bagian bawah (bottom) dan bagian atas (top) perlapisan. Aplikasi
lain untuk menganalisis struktur sedimen pada pencarian mineral adalah dalam analisis
bentuk tubuh lapisan yang mengandung mineral ekonomis, misalnya emas. Dengan analisa
arus purba (palaeocurrent) dapatlah direka/rekonstruksi penyebaran dan bentuk tiga demensi
dari suatu tubuh lapisan yang berpotensi mengandung mineral ekonomis.