BATUAN SEDIMEN

Batuan sedimen : batuan yang Batuan sedimen : batuan yang terbentuk dalam suatu siklus terbentuk dalam suatu siklus sedimentasi (pelapukan – transportasi sedimentasi (pelapukan – transportasi – sedimentasi – diagenesa)– sedimentasi – diagenesa)

Komposisi sedimen : Komposisi sedimen : - Fragmen mineral/batuan hasil rombakan (terigen)- Fragmen mineral/batuan hasil rombakan (terigen)

- Material hasil proses kimiawi (material - Material hasil proses kimiawi (material autogenik) : autogenik) :

karbonat, fosfat dllkarbonat, fosfat dll

- Material allochem (rombakan hasil presipitasi - Material allochem (rombakan hasil presipitasi

terdahulu) : fosil, material organikterdahulu) : fosil, material organik

Mineral-mineral dalam batuan Mineral-mineral dalam batuan sedimensedimen

Mineral Autogenik :Mineral Autogenik :- terbentuk di daerah sedimentasi dan langsung diendapkan- terbentuk di daerah sedimentasi dan langsung diendapkan

seperti gipsum, kalsit, anhidrit, oksida besi, halit, glaukonitseperti gipsum, kalsit, anhidrit, oksida besi, halit, glaukonit

Mineral Allogenik :Mineral Allogenik :- terbentuk di luar daerah sedimentasi- terbentuk di luar daerah sedimentasi

- telah mengalami transportasi dan kemudian diendapkan di - telah mengalami transportasi dan kemudian diendapkan di

daerah sedimentasidaerah sedimentasi

harus tahan pelapukan dan tahan terhadap pengikisan harus tahan pelapukan dan tahan terhadap pengikisan selama selama

transportasi sampai pengendapantransportasi sampai pengendapan

Tekstur dan mineralogi batuan sedimen Tekstur dan mineralogi batuan sedimen dapat merefleksikan lingkungan dapat merefleksikan lingkungan pengendapan batuan sedimenpengendapan batuan sedimen

Hal-hal yang mempengaruhi Hal-hal yang mempengaruhi pembentukkan batuan sedimen :pembentukkan batuan sedimen :

Litologi (batuan beku, batuan sedimen, batuan Litologi (batuan beku, batuan sedimen, batuan metamorfosa, batuan piroklastik)metamorfosa, batuan piroklastik)Stabilitas dari mineral-mineral yang adaStabilitas dari mineral-mineral yang adaKecepatan erosi, banyaknya mineral sedimen Kecepatan erosi, banyaknya mineral sedimen yang dapat ditransport turut menentukan berapa yang dapat ditransport turut menentukan berapa banyak material yang dapat/akan diendapkanbanyak material yang dapat/akan diendapkan

Transportasi pada pembentukkan batuan Transportasi pada pembentukkan batuan sedimen akan menghasilkan sorting/pemilahan sedimen akan menghasilkan sorting/pemilahan dan “roundness/kebundaran”dan “roundness/kebundaran”

Batuan sedimen bertekstur Batuan sedimen bertekstur klastik :klastik :

Terdiri dari material detritus (hasil rombakan : Terdiri dari material detritus (hasil rombakan : pecahan), memperlihatkan tekstur klastik pecahan), memperlihatkan tekstur klastik (butiran berukuran lempung sampai bongkah)(butiran berukuran lempung sampai bongkah)

Memperlihatkan berbagai struktur sedimenMemperlihatkan berbagai struktur sedimen

Proses : pelapukan, erosi, transportasi, Proses : pelapukan, erosi, transportasi, sedimentasisedimentasi

Dapat dipelajari tentang sumber material Dapat dipelajari tentang sumber material (provenance), lingkungan pengendapan/fasies, (provenance), lingkungan pengendapan/fasies, diagenesadiagenesa

Besar butir (grain size) : unsur utama dari tekstur Besar butir (grain size) : unsur utama dari tekstur klastik, yang berhubungan dengan tingkat energi klastik, yang berhubungan dengan tingkat energi pada saat transportasi dan pengendapan.pada saat transportasi dan pengendapan.

Besar butir menggunakan skala Wentworth :Besar butir menggunakan skala Wentworth :

Ukuran besar Butir (mm)

Nama besar butir

> 256 Boulder/bongkah

64 – 256 Couble/berangkal

4 – 64 Pebble/kerakal

2 – 4 Granule/kerikil

1 – 2 Very coarse sand/pasir sangat kasar

½ - 1 Coarse sand/pasir kasar

¼ - ½ Medium sand/pasir sedang

1/8 – ¼ Fine sand/pasir halus

1/16 – 1/8 Very fine sand/pasir sangat halus

1/256 – 1/16 Silt/lanau

< 1/256 Clay/lempung

Besar butir ditentukan oleh :Besar butir ditentukan oleh :

- Jenis pelapukan : kimia -------- butiran halus- Jenis pelapukan : kimia -------- butiran halus

mekanis -------- butiran kasarmekanis -------- butiran kasar

- Macam transportasi- Macam transportasi

- Waktu/jarak transportasi- Waktu/jarak transportasi

Unsur-unsur tekstur batuan Unsur-unsur tekstur batuan sedimen klastiksedimen klastik

Butiran (Butiran (graingrain) : butiran klastik (yang ) : butiran klastik (yang tertransport) disebut sebagai fragmentertransport) disebut sebagai fragmenMatriks (Matriks (matrixmatrix) : lebih halus dari ) : lebih halus dari butiran/fragmen, diendapkan bersama-sama butiran/fragmen, diendapkan bersama-sama dengan fragmendengan fragmenSemen (Semen (cementcement) : berukuran halus, mengikat ) : berukuran halus, mengikat butiran/fragmen dan matriks, diendapkan setelah butiran/fragmen dan matriks, diendapkan setelah fragmen dan matriksfragmen dan matriks

BatupasirBatupasir

Klasifikasi batupasir : Klasifikasi batupasir : Batupasir silisiklastikBatupasir silisiklastik (butiran terigen) (butiran terigen)- - Batupasir epiklastikBatupasir epiklastik : endapan yang berasal dari : endapan yang berasal dari

rombakan batuan terdahulu akibat pelapukan dan erosi, rombakan batuan terdahulu akibat pelapukan dan erosi, termasuk batuan volkanik dan non-volkaniktermasuk batuan volkanik dan non-volkanik

- - Batupasir VolkaniklastikBatupasir Volkaniklastik : terdiri dari material volkanik : terdiri dari material volkanik (hasil rombakan maupun yang tidak), termasuk endapan (hasil rombakan maupun yang tidak), termasuk endapan piroklastik dan endapan epiklastikpiroklastik dan endapan epiklastik

Batupasir non-silisiklastikBatupasir non-silisiklastik (butiran karbonat dan evaporit) (butiran karbonat dan evaporit)

Klasifikasi batupasirKlasifikasi batupasir

Parameter : butiran (stabil dan tidak stabil) Parameter : butiran (stabil dan tidak stabil) : kuarsa, feldspar, fragmen litik: kuarsa, feldspar, fragmen litikMatriks lempung (hasil rombakan atau Matriks lempung (hasil rombakan atau alterasi batuan)alterasi batuan)Kehadiran matriks lempung : Kehadiran matriks lempung : - Arenit (matriks < 15%)- Arenit (matriks < 15%)- Wacke (matriks > 15%)- Wacke (matriks > 15%)Pembagian secara umum (Gilbert, 1982), Pembagian secara umum (Gilbert, 1982), dan (Folk, 1974)dan (Folk, 1974)

Batupasir kuarsa (quartz Arenite)Batupasir kuarsa (quartz Arenite)

Batupasir arkose (arkoses)Batupasir arkose (arkoses)

Batupasir litik (litharenite)Batupasir litik (litharenite)

Batupasir wacke (greywackes)Batupasir wacke (greywackes)

Jenis konglomerat berdasarkan Jenis konglomerat berdasarkan macam klastik :macam klastik :

Konglomerat polimiktik : terdiri dari Konglomerat polimiktik : terdiri dari bermacam-macam jenis klastik yang bermacam-macam jenis klastik yang berbedaberbeda

Konglomerat monomik/oligomiktik : terdiri Konglomerat monomik/oligomiktik : terdiri dari satu jenis klastikdari satu jenis klastik

MudrockMudrock

Mudrock adalah istilah umum untuk Mudrock adalah istilah umum untuk batuan sedimen yang disusun terutama batuan sedimen yang disusun terutama oleh partikel berukuran lanau – lempung, oleh partikel berukuran lanau – lempung, mineral lain mungkin juga hadirmineral lain mungkin juga hadir

Proses pembentukan batuan Proses pembentukan batuan sedimensedimen

1.1. Batuan sumber ------ > provenanBatuan sumber ------ > provenan2.2. Pelapukan : kimiawi (dekomposisi), mekanis Pelapukan : kimiawi (dekomposisi), mekanis

(disintegrasi) mencakup abrasi ----- > butiran (disintegrasi) mencakup abrasi ----- > butiran lebih halus ----- > tertransportasilebih halus ----- > tertransportasi

3.3. Transportasi Transportasi 4.4. Sedimentasi Sedimentasi lingkungan pengendapan lingkungan pengendapan5.5. Diagenesis :Diagenesis :

- proses ubahan temperatur rendah- proses ubahan temperatur rendah- perubahan secara kimiawi, fisik, dan juga proses - perubahan secara kimiawi, fisik, dan juga proses

ubahan secara biologiubahan secara biologi- sebagai hasilnya : tekstur dan mineralogi - sebagai hasilnya : tekstur dan mineralogi berubahberubah

PROVENANCE (PROVENAN) : studi tentang sumber batuan

material detritus batuan sumber tatanan tektonik

iklim

Struktur dan tekstur lokasi daerah sumber, arah sedimentasi,relief, iklim

Hubungan unit batuan silisiklastik (lateral, vertikal) arah sedimentasi

Interpretasi sumber litologi /batuan - berdasarkan 3 komponen : kuarsa, felspar, fragmen litik/batuan (%) Dickinson, Dickinson dkk, Basu dkk , Young, dll.

Interpretasi provenan tektonik- Dickinson & Suczek (1979), Dickinson et al (1983), Dickinson (1985, 1988) 3 provenan tektonik : continental block, magmatic arc, recycled orogens

- Roser & Korsch (1986) : berdasarkan analisis geokimia

provenanprovenan

DIAGENESIS

1. Terjadi sesaat setelah pengendapan hingga terjadinya proses metamorfosis (temperatur hingga 150/2000C dengan/tanpa tekanan)

2. Tahapan diagenesis : secara umum : 2 tahapan/stages tahap awal (early diagenesis) : setelah sedimentasi hingga

shallow burial (sekitar 100m); antara 1000-1 jt tahun

tahap akhir (late diagenesis) : deep burial hingga pengangkatan

deep burial :kedalaman hingga 10000 m; puluhan jt tahun. berdasarkan atas terjadinya proses pengangkatan : 3 tahap

(a.l. Choquette & Pray, 1970) eodiagenesis : regim sedimentasi diatas permukaan atau dekat permukaan dimana komposisi kimiawi air antar butiran terutama dipengaruhi oleh lingkungan permukaan sebelum terjadinya effective burial.

mesodiagenesis : regim dibawah permukaan, selama terjadi effective

burial

telodiagenesis : mewakili regim diatas permukaan, setelah effective burial

3. Effective burial :is considered as burial under strata that seal the sandstone from

apredominant influence of surface agents on the chemistry of

the interstitial water.

4. Faktor - faktor yang berpengaruh- primer : lingkungan pengendapan, iklim, komposisi dan tekstur

sedimen

- sekunder : a.l. pore-fluid migration, burial history

5. Proses-proses diagenesis- kompaksi, pelarutan (pressure dissolution), rekristalisasi, pembentukan mineral baru (authigenesis), penggantian, sementasi

Kompaksi dan pressure dissolution - porositas berkurang - grain packing berubah - grain fabric berubah - sutured grain boundaries, concavo-convex contact (akibat pressure dissolution) - dapat terbentuk struktur stylolite - fracturing, bending, dll

Sementasi - silika : secondary outgrowth - kalsit : poikilotopik (butiran “mengambang”dalam kalsit) dan drusy calcite mozaic texture (mengisi antar butir) - dolomit : sementasi dolomit dekat permukaan : evaporit dolomit yang banyak Fe : terbentuk pada kondisi reduksi mengisi rongga hingga berpola poikilotopik - hematit : di lingkungan kontinen (sungai, floodplain, alluvial fan, desert, dll)

menghasilkan “red beds” memnyelubungi butiran

Proses Authigenesis - felspar : dapat terbentuk felspar overgrowth (kondisi diatas dan dibawah muka air/water table pada kedalaman sangat dangkal)

albitisasi dari plagioklas : pada kondisi lebih dalam

- mineral lempung dan zeolit illite dan kaolinite (umum), montmorillonite, mixed-layer illite-kaolinite, mixed-layer montmorillonite-chlorite mengisi antar rongga, berasosiasi dengan hematit (impregnasi) pembentukan illite : air netral - alkalin, kadar kalium, silikon, alumina cukup kaolinite : asam dan kadar kalium rendah; kondisi ini dapat capai pada lingkungan fresh water atau pada pembebanan awal di lingkungan kontinen, atau selama proses pengangkatan di lingkungan marin pengisian oleh kaolin : mengurangi porositas, tetapi tidak mengurangi permeabilitas (pengaruhnya sangat kecil) pengisian illite : mengurangi permeabilitas

pembentukan zeolit (laumontit) dengan/tanpa klorit dan smektit - hasil ubahan bahan volkanis (gelas dan felspar) - zeolit hasil pengisian dapat menghancurkan kemungkinan potensi sbg reservoir ---- seringkali dinyatakan sbg economic basement dalam esplorasi hidrokarbon.

6. Diagenetic environment & sequences Eodiagenesis (near-surface) kondisi marin, non-marin (hot & humid), non-marin arid & semi-arid Marin : - pembentukan glaukonit, chamosit - umumnya terdiri dari butiran pasir yang stabil - akan terjadi reaksi antara fluida dengan butiran yang relatif tak stabil

apabila pore-water telah termodifikasi - pembentukan mineral lempung, overgrowth kuarsa dan felspar, semen kalsit - kalau ada material organik, terjadi oksidasi, akan mengakibatkan disolusi butiran yang halus, diikuti pembentukan pirit (reduksi).

Hot, Humid Non- Marin - pore-water menjadi asam akibat adanya pemisahan bakteri dari material organik - pd fresh water dgn sedikitnya kalium, magnesium dan SO 3/4 maka batupasir yang banyak kuarsa akan menghasilkan overgrowth kuarsa, pembentukan kaolin, dan felspar akan disolusi - dapat terbentuk silcrete pada kondisi presipitasi - pada pasir yang mengandung mineral mafik : terbentuk klorit, siderit - pasir volkanis : klorit, smektit, zeolit

Arid/Semi Arid Non Marin - kondisi oksidasi; leaching tidak ekstrim : terbentuk red beds - dapat terbentuk calcrete - semi arid : red beds , hidroksida besi hematit disolusi felspar kemudian overgrowth ubahan material volkanis menjadi zeolit semen gipsum

Mesodiagenesis

- pembebanan dan tekanan meningkat

- air rongga (pore-water) menjadi salin

- terjadi disolusi butiran

- sementasi mineral lempung (hasil perubahan smektit menjadi illite,

mixed-layer clay )

- sementasi akibat pressure dissolution ---- sutured grain boundaries

- overgrowth kuarsa, albitisasi, pembentukan zeolit/laumontit

- pembentukan dolomit, ankerit, klorit

- pembentukan hidrokarbon terjadi pada deep burial (1,5 - 3 km)

mengakibatkan air rongga lebih asam, akan melarutkan semen dan

butiran karbonat menghasilkan porositas\sekunder

Mesodiagenesis : pembentukan high pore-fluid pressure

- adanya lapisan dengan permeabilitas rendah (lempungan/muddy)

dan pasiran

- pada lapisan pasir : terjadi over pressure reaksi diagenesis “cacat” mengakibatkan tekanan antar butiran berkurang porositas primer tidak terganggu

Telodiagenesis - faktor iklim berperan kembali semi arid : terjadi oksidasi sulfida dan karbonat besian --- terjadi pembentukan hydrated iron oxides (goethite-limonite) --- hematit

lebih humid : felspar, karbonat dan mineral berat akan leaching/melarut di dekat permukaan ------ porositas sekunder

Rejim diagenesis

Perkembangan porositas

sekunder dari porositas primer

Genetik porositas sekunder

Semen karbonat

Laminasi (lempung-pasir)

hidrokarbon

glaukonit

Strain features

Clay films

stylolites

Kompaksi & pressure dissolution

Kompaksi & pressure dissolution