KLASIFIKASI CEKUNGAN SEDIMENSampingan

Filed under: Geology — Tinggalkan Komentar

Maret 20, 2012

Pembentukan cekungan sedimen erat hubungannya dengan gerakan kerak dan proses

tektonik yang dialami lempeng. Ingersol dan Busby (1995) menunjukkan bahwa cekungan

sedimen dapat terbentuk dalam 4 (empat) tataan tektonik: divergen, intraplate, konvergen

dan transform). Menurut Dickinson, 1974 dan Miall, 1999; klasifikasi cekungan sedimen dapat

berdasarkan pada:

1. tipe dari kerak dimana cekungan berada,

2. posisi cekungan terhadap tepi lempeng,

3. untuk cekungan yang berada dekat dengan tepi lempeng, tipe interaksi lempeng yang terjadi

selama sedimentasi,

4. Waktu pembentukan dan basin fill terhadap tektonik yang berlangsung,

5. Bentuk cekungan.

Selley (1988) memberikan klasifikasi cekungan sedimen secara sederhana seperti dalam

Tabel 10.2. , sedang Boggs (2001) membagi cekungan sedimen lebih rinci dan lebih komplit

(Tabel 10.3).

Tabel 10.1: Mekanisme penendatan disariakan dari Dickinson (1993)

dan Ingersol dan Busby (1995)

Penipisan kerak (crustal thinning):

Perenggangan, erosi selama pengangkatan, dan penarikan akibat magmatisme

Penebalan mantel litosper(mantle-lithospheric thickening):

Pendinginan litosper yang diikuti penghentian perenggangan atau pemanasan akibat peleburan adiabatik atau naiknya lelehan astenosper

Pembebanan batuan sedimen dan gunungapi(sedimentary and volcanic loading):

Kompensasi isostatik lokal dari kerak dan perenggangan litosper regional, tergantung kegetasan litosper, selama sedimentasi dan kegiatan gunungapi

Pembenan tektonik(tectonic loading):

Kompensasi isostatik lokal dari kerak dan perenggangan litosper regional, tergantung kegetasan dibawah litosper, selama pensesaran naik (overthrusting) dan/atau tarikan (underpulling)

Pembenan subkerak(subcrustal

kelenturan litosper selama underthrusting dari litosper padat

loading):

Aliran astenosper(asthenospheric flow):

pengaruh dinamik aliran astenosper, umumnya karena penunjaman litosper

Penambahan berat kerak(crustal densification):

Peningkatan berat jenis kerak akibat perubahan tekanan/ temperatur dan/atau pengalihan tempat kerak berberat-jenis tinggi ke kerak berberat-jenis rendah

Tabel 10.2: Klasifikasi cekungan sedimen (Selley, 1988)

PROSES PENYEBAB

TERBENTUKNYA

TIPE CEKUNGAN

TATAAN TEKTONIK LEMPENG

Crustal sagCekungan intrakraton

Intra-plate collapse

Puntir (tension)Epicratonic downwardRift

Tepian lempeng pasif (passive plate margin)

Sea-floor spreading

Tekanan (compression)Palung (trench)

Busur depan (fore-arc)

Busur belakang (back-arc)

Subduksi (tepian lempeng aktif)

Wrenching

Strike-slip

Gerakan mendatar lempeng

 

Table 10.3: Klasifikasi cekungan menurut Boggs (2001)

TATAAN TECTONIK

TIPE CEKUNGAN

Divergen Rift: terrestrial rift valleys; proto-oceanic rift valleys

Antar-lempeng

Cekungan beralaskan kerak benua/peralihan: cekungan intrakraton, paparan benua, sembulan benua (continental rises) dan undak, pematang benua.Cekungan beralaskan kerak samodra: cekungan samodra aktif, kepulauan samodra, dataran tinggi dan

bukit aseismik (aseismic rigde and plateau)

Konvergen

Cekungan akibat subduksi: palung, cekungan lereng palung, cekungan busur depan, cekungan intra-busur, cekungan busur belakang.Cekungan akibat tabrakan: cekungan retroac forels, peripheral foreland basin, cekungan punggung babi (piggyback basin), broken forland

TranformCekungan akibat sesar mendatar: cekungan transextensional, transpressional, transrotaional

HybridCekungan akibat berbagai sebab: cekungan-cekungan intracontinental wrench, aulacogen, impactogen, successor

Buku ini tidak membahas secara rinci semua jenis cekungan sedimen, akan tetapi beberapa

cekungan yang dianggap penting di Indonesia akan dibahas secara singkat di bawah ini

(sebagian besar disarikan dari Boggs, 2001).

Cekungan Intrakraton (Intracratonic Basin)

Cekungan intrakraton (Gambar 10.1A) umumnya cukup besar terletak di tengah suatu benua

yang jauh dari tepian lempeng. Subsiden pada cekungan jenis ini umumnya disebabkan oleh

penebalan mantel-litosfir dan bembebanan oleh batuan sedimen atau gunungapi (Boggs,

2001). Beberapa cekungan intrakraton ini diisi oleh endapan klastika laut, karbonat, atau

sedimen evaporit yang diendapkan mulai dari laut epikontinental sampai darat. Cekungan tua

jenis ini di antaranya adalah Cekungan Amadeus dan Carpentaria di Australia, Cekungan

Parana di Amerika Latin, dan Cekungan Paris di Perancis. Sedangkan contoh cekungan

modern jenis ini adalah Cekungan Chad di Afrika.

Renggang (Rift)

Cekungan akibat perenggangan ini umumnya sempit tetapi memanjang, dibatasi oleh lembah

patahan (Gambar 10.1B).. Ukuran berkisar dari beberapa km sampai sangat lebar seperti

pada Sistem Renggangan Afrika Timur, dimana mempunyai lebar 30-40 km dan panjang

hampir 300 km. Cekungan ini dapat terbentuk oleh berbagai tataan tektonik, namun yang

paling umum oleh divergen. Perenggangan lempeng 

benua seperti antara Amerika Utara dan Eropa terjadi pada Trias menghasilkan Punggungan

Tengah Atlantik (Mid-Atlantic Ridge). Sistem renggangan pada Afrika Timur merupakan

contoh sistem renggangan modern.

Gambar 10.1:

Aulakogen (Aulacogen)

Aulakogen adalah jenis khusus dari renggangan yang menyudut besar terhadap tepian

benua, dimana umumnya dianggap sebagai renggangan tetapi gagal dan kemudian

diaktifkan kembali selama tektonik konvergen (Gambar 10.1C). Palung yang sempit tapi

panjang dapat menggapai sampai kraton benua dengan sudut besar dari lajur sesar. Sedimen

yang mengisi cekungan jenis ini dapat berupa sedimen darat (misalnya kipas aluvium),

endapan paparan, dan endapan yang lebih dalam seperti endapan turbit. Contoh aulakogen

di antaranya Renggangan Reelfoot yang berumur Paleozoik dimana Sungai Misisipi mengalir

dan Palung Benue yang berumur Kapur dimana Sungai Niger membelahnya.

Cekungan tepian benua

Cekungan tepian benua dicirikan oleh kehadiran baji yang sangat besar dari sedimen yang ke

arah laut dibatasi oleh lereng landai dari benua dan sembulan. Ketidakterusan struktur

dijumpai di bawah sistem ini, antara kerak benua normal dan kerak peralihan (Gambar

10.1D). Sedimen terendapkan pada sistem ini: pada paparan berupa pasir neritik dangkal,

lumpur, kabonat dan endapan evaporasi; pada lerengan terdiri atas lumpur hemipelagik; dan

pada sembulan benua berupa endapan turbit. Cekungan renggangan (rift basin) dapat

berhubungan dengan cekungan tepian benua. Contoh yang baik dari cekungan jenis ini

adalah pantai Amerika dan bagian selatan-timur Kanada (Cekungan Blake Plateau, Palung

Lembah Baltimor, Cekungan George Bank dan Cekungan Nova Scotian) yang terbentuk pada

akhir Trias- awal Jura oleh renggangan dan terpisahnya Pangea. Beberapa cekungan itu

terpisahkan dari laut membentuk lapisan tebal dari endapan klastik arkosik dan endapan

lakustrin; berselingan dengan batuan gunungapi basa. Cekungan yang lain berhubungan

dengan laut, membentuk sedimen yang berkisar dari endapan evaporit sampai delta, turbit,

dan serpih hitam.

Cekungan berhubungan dengan subduksi

Subduksi ditunjukkan dengan aktifnya tepian benus yang mana umumnya dicirikan oleh

adanya palung laut dalam, busur gunungapi aktif, rumpang parit-busur (arc-trench gap) yang

memisahkan ke duanya (Gambar 10.2). Tataan subduksi terjadi lebih banyak pada tepian

benua dibandingkan pada besur samodra.

Gambar 10.2: Cekungan yang berhubungan dengan subduksi pada sistem subduksi Sumatra.

Sedimen terendapkan pada sistem subduksi ini lebih dikuasai oleh endapan silisiklastik yang

umumnya berupa batuan gunungapi berasal dari busur gunungapi. Endapan ini dapat berupa

pasir dan lumpur yang terendapkan pada paparan, lumpur dan endapan turbit terendapkan

dalam air yang lebih dapam pada lereng, cekungan, dan parit (Gambar 10.2). Sedimen pada

parit dapat berupa endapan terigen yang terangkut oleh arus turbit dari daratan, bersamaan

dengan sedimen dari lempeng samodra yang tersubduksikan. Ini umumnya membentuk

kompleks akrasi. Batuan campuraduk (melange) dapat terbentuk pada daerah akrasi ini, yang

dicirikan oleh percampuran dari batuan berbagai jenis yang tertanam pada masa dasar yang

mengkilap (sheared matrix).

Contoh yang baik dari sistem subduksi ini adalah subduksi Sumatra, Jepang, Peru, Chili dan

Amerika Tengah. Contoh cekungan busur muka purba di antaranya adalah cekungan busur

muka Great Valley, Kalifornia; Midland Valley, Inggris dan Coastal range, Taiwan. Contoh

cekungan busur belakang di antaranya terjadi pada Jura Akhir – Awal Kapur terbentuk di

belakang Busur Andean di Chili selatan.

Cekungan berhubungan patahan mendatar/transform

Patahan yang dapat membentuk cekungan ini adalah patahan mendatar yang menoreh

dalam kerak sampai membatasai dua lempeng yang berbeda (transform fault) dan patahan

yang terbatas dalam suatu lempeng dan hanya menoreh bagian atas kerak (Sylvester,

1988). Cekungan yang berhubungan dengan patahan mendatar regional terbentuk sepanjang

punggung pemekaran, sepanjang batas patahan antar lempeng, pada tepian benua dan

daratan dalam lempeng benua. Gerakan sepanjang patahan mendatar regional dapat

membentuk berbagai cekungan nendatar (pull-apart basin). Cekungan yang dibentuk karena

patahan mendatar umumnya kecil, garis tengahnya hanya beberapa puluh kilometer,

walaupun ada beberapa yang sampai 50 km. Karena patahan mendatar terbentuk pada

berbagai tataan geologi, cekungan ini dapat diisi sedimen laut maupun darat. Ketebalan

sedimen cenderung sangat tebal, karena kecepatan sedimentasi yang tinggi yang dihasilkan

oleh erosi dari daerah sekitarnya yang berelevasi tinggi, dan boleh jadi ditandai dengan

banyaknya perubahan fasies secara lokal. Di Indonesia Cekungan jenis ini banyak terdapat

sepanjang Patahan Sumatra (Cekungan ………………………………).

Gambar 10.3: Cekungan yang berhubungan dengan subduksi pada sistem subduksi Sumatra

10.4. TEKNIK ANALISA CEKUNGAN

Sedimen yang mengisi suatu cekungan merupakan faktor yang sangat penting untuk

dipelajari dalam analisa cekungan sedimen yang bersangkutan. Sedimen tersebut dipelajari

bagaimana proses terbentuknya, sifat batuan dan aspek ekonominya. Proses pembentukan

sedimen meliputi pelapukan, erosi, transportasi dan pengendapan, sifat-sifat fisik, kimia dan

biologi batuan; lingkungan pengendapan, dan posisi stratigrafi. Beberapa faktor yang

mempengaruhi proses pengendapan dan sifat sedimen adalah:

1. litologi batuan induk, akan sangat mempengaruhi komposisi sedimen yang berasal dari

batuan tersebut;

2. topografi dan iklim dimana batuan induk berada, mempengaruhi kecepatan denudasi yang

menghasilkan sedimen yang kemudian diendapkan dalam cekungan;

3. kecepatan penurunan cekungan bersamaan dengan kecepatan kenaikan/penurunan muka

laut; dan

4. ukuran dan bentuk dari cekungan.

Analisa cekungan merupakan hasil interpretasi yang berdasarkan pada proses sedimentasi,

stratigrafi, fasies dan sistem pengendapan, peleoseanografi, paleogeografi, iklim purba,

analisa muka laut, dan petrografi/mineralogi (Klein, 1995; Boggs, 2001). Penelitian

sedimentologi dan analisa cekungan sekarang ini ditikberatkan pada analisa fasies sedimen,

siklus subsiden, perubahan muka laut, pola sirkulasi air laut, iklim purba, dan sejarah

kehidupan.

Model pengendapan semakin meningkat digunakan untuk mengetahui lebih baik tentang

pengisian cekungan dan pengaruh berbagai parameter pengisian cekungan seperti pasokan

sedimen, besar butir, kecepatan penurunan cekungan, dan perubahan muka laut.

Sebagai bahan untuk analisa cekungan, dibutuhkan berbagai data, mulai data dari singkapan

sampai data bawah permukaan. Data tersebut termasuk data hasil pemboran dalam, studi

polarisasi magnetik dan eksplorasi geofisika. Pembahasan berikut ini secara singkat akan

diketengahkan teknik analisa cekungan yang umum dilakukan.

10.4.A. Penampang Stratigrafi

Data lengkap dan akurat tentang sedimen dari singkapan maupun inti bor, baik ketebalan

maupun litologi setiap himpunan sedimen, merupakan hal yang sangat penting untuk

interpretasi sejarah bumi. Untuk menghimpun data tersebut diperlukan pengukuran dan

pemerian secara teliti dan akurat pada singkapan dan/atau inti bor. Kegiatan menghimpun

data ini jamak disebut pembuatan penampang stratigrafi terukur, yang meliputi pemerian

litologi, sufat-sifat perlapisan, dan kenampakan lainnya dari batuan. Pemakaian teknik

tertentu dalam melakukan pengukuran penampang stratigrafi sangat tergantung pada

kegunaan hasil pengukuran dan keadaan singkapan diukur di alam. Kottlowski (1965)

menunjukkan beberapa cara dan peralatan untuk melakukan pembuatan penampang

stratigrafi.

Sejumlah penampang stratigrafi dapat dipakai dalam pembuatan penampang melintang

stratigrafi yang sangat bermanfaat dalam korelasi stratigrafi, interpretasi struktur dan

perubahan fasies yang boleh jadi diikuti oleh perubahan dari lingkungan dan arti ekonomis.

Penampang melintang digambarkan segai ilustrasi yang menggambarkan keadaan lokal dari

suatu cekungan, sering pula disiapkan dalam rangka pembuatan peta fasies, atau bahkan

menggambarkan runtunan stratigrafi seluruh cekungan. Pada umumnya penampang

stratigrafi menggambarkan dua demensi dari litologi dan/atau ciri struktur dari suatu unit

stratigrafi atau unit yang memotong suatu wilayah geografi.

Diagram Pagar

Informasi stratigrafi dapat pula disajikan dalam diagram pagar yang menggambarkan

pandangan tiga dimensi stratigrafi dari suatu daerah atau wilayah tertentu (Gambar 10.4).

Dengan cara ini hubungan antar satuan stratigrafi dapat dilihat dengan jelas. Sayangnya,

bagian pagar depan akan menutup sebagian belakangnya; sehingga menyulitkan pembuat

untuk menyuguhkan gambar yang baik dan jelas.

Gambar 10.4: Diagram pagar yang menggambarkan hubungan tiga dimensi dari beberapa

satuan stratigrafi dari suatu wilayah

Peta Struktur

Untuk menggambarkan bentuk dan orientasi cekungan serta geometri pengisian cekungan

diperlukan peta struktur. Pada dasarnya, kontur pada peta ini adalah kumpulan titik-titik yang

mempunyai elevasi sama dari bagian atas atau bawah suatu datum tertentu. Struktur lokal

seperti antiklin dan sinklin dapat dengan mudah dikenali pada peta jenis ini (Gambar 10.5).

Peta struktur ini sangat berguna dalam eksplorasi baik hidrokarbon maupun mineral dan

batubara. Dasar cekungan dapat digambarkan dengan peta ini, apabila menggunakan datum

bagian bawah lapisan tertua pengisi cekungan yang bersangkutan. Dengan begitu topografi

purba dapat diinterpretasi dengan mudah.

Gambar 10.5. Peta kontur struktur yang memperlihatkan struktur lokal seperti antiklin dan

synklin.

Peta Isopak

Peta isopak adalah suatu peta yang konturnya menghubungkan titik-titik yang mempunyai

ketebalan sama dari suatu lapisan atau satuan batuan (Gambar 10.6). Ketebalan suatu

satuan batuan tergantung dari kecepatan pasokan sedimen dan ruang yang tersedia pada

cekungan. Ruang pada cekungan merupakan fungsi dari geometri cekungan dan kecepatan

subsiden cekungan. Bagian yang menebal secara abnormal merupakan pusat pengendapan,

sebaliknya yang menipis abnormal adalah daerah yang sebelum pengendapan merupakan

tinggian atau sudah lebih banyak tererosi setelah pengendapan. Dengan peta jenis ini dapat

digambarkan keadaan cekungan sebelum dan selama pengendapan, sehingga apabila

dilakukan analisa peta isopak untuk setiap satuan pada cekungan dimana mereka

diendapkan, akan mendapatkan informasi perubahan struktur cekungan dari waktu ke waktu.

Gambar 10.6. Peta isopak yang menggambarkan daerah tinggian dan rendahan dari suatu

cekungan.

Peta Paleogeologi

Peta paleogeologi adalah peta yang menggambarkan kondisi geologi tertentu di bawah atau

di atas suatu unit tertentu. Sebagai contoh, kita dapat mengupas semua satuan batuan mulai

dari unit stratigrafi tertentu untuk melihat satuan batuan di bawah unit stratigrafi tertentu

tersebut. Kemudian kita gambarkan peta geologi di atas alas satauan batuan tersebut. Peta

semacam ini disebut peta superkrop (supercrop map). Dengan yang cara sama, satuan

batuan di atas suatu formasi atau tubuh batuan tertentu dapat pula digambarkan. Peta

superkrop umumnya dibuat pada batas ketidakselarasan, tetapi dapat pula dibuat pada suatu

satuan batuan yang mempunyai ciri tertentu. Manfaat peta jenis ini adalah untuk interpretasi

pola aliran purba, pola pengisian cekungan, pergeseran garis pantai, penimbunan secara

gradual dari paleotopografi.

Peta Litofasies

Peta fasies menggambarkan vareasi sifat litologi atau biolofi dari satuan stratigrafi tertentu

(Boggs, 2001). Peta fasies yang umum dipakai adalah peta litofasies dimana menyajikan

beberapa aspek komposisi dan tekstur batuan. Peta litofasies yang umum dipakai adalah:

a. peta perbandingan klastik (clastic-ratio map) dan

b. peta litofasies tiga komponen.

Peta perbadingan klastik menunjukkan kontur dari perbandingan klastik yang sebanding.

Sedangkan perbandingan klastik adalah perbandingan dari jumlah kumulatif ketebalan

endapan klastik dan jumlah kumulatif endapan non-klastik, sebagai contoh:

(konglomerat + batupasir + serpih)

——————————————

(batugamping + dolomit + evaporit + batubara)

Peta jenis ini sangat bermafaat untuk melihat hubungan litologi dengan tepi cekungan

dimana sedimen tersebut diendapkan. Tentu saja bagian yang nilai perbandingan klastiknya

relatif tinggi menunjukan bagian tersebut dekat dengan asal batuan atau sangat mungkin

tepi cekungan. Sedangkan bagian yang nilai perbandingan klastiknya rendah menunjukkan

bagian tersebut relatif jauh dari tepi cekungan. Dengan peta ini juga dapat diketahui arah

tranportasi sedimen secara regional dalam cekungan itu (Gambar 10.7).

Gambar 10.7. Peta litofasies perbandingan klastik. Arah panah menunjukkan arah

transportasi sedimen.

Peta litofasies tiga komponen menyajikan rata-rata atau pola kelimpahan relatif dalam suatu

satuan stratigrafi dari tiga komponen litofasies (Boggs, 2001).

Analisa Arus Purba

Analisa arus purba adalah suatu teknik yang digunakan untuk mengetahui arah aliran dari

arus purba pembawa sedimen ke dalam suatu cekungan pengendapan (Boggs, 2001). Tentu

saja, dengan teknik ini akan diketahui juga arah kemiringan lereng purba baik lokal maupun

secara regional dan sekaligus asal dari sedimen yang terendapkan.

Analisa arus purba dapat dilakukan dengan mempelajari secara mendalam dari berbagai

struktur sedimen, seperti silang siur, alur sungai, dan ripple mark. Geometri dan

kecenderungan dari suatu unit batuan sering dapat membantu untuk interpretasi lingkungan

pengendapan dan arah arus purba. Orientasi dari kepingan batuan berbutir besar (seperti

kerakal dan brangkal), ketebalan lapisan, vareasi litologi dalam suatu lapisan dapat dipakai

untuk interpretasi arah arus purba dan lokasi asal atau sumber batuan.

Studi Provenan (Asalmuasal) Batuan

Komposisi dari suatu batuan sedimen klastika yang mengisi suatu cekungan sangat

dipengaruhi oleh komosisi batuan sumbernya. Komposisi itu tentu saja juga dipengaruhi oleh

pelapukan dan iklim daerah yang bersangkutan. Studi provenan meliputi: (a) Komposisi

litologi dari asal batuan, (b) tataan tektonik dari daerah asal batuan, dan (c) iklim, topografi,

dan kemiringan daerah asal batuan (Boggs, 2001).

Vareasi litologi dari batuan asal dipelajari dari berbagai jenis mineral dan kepingan batuan

yang dijumpai pada suatu batuan sedimen klastika.

http://gunoso.wordpress.com/2012/03/20/klasifikasi-cekungan-sedimen/