Tugas Stratigrafi Terapan

PETROLOGI BATUAN SEDIMENASHADHIEN NOER PRATAMA(12/337181/PTK/08123)

TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2013Jelaskan makna pemahaman petrologi batuan sedimen untuk analisa stratigrafi (asal mula jadi _ origin) dan kegunaan!

I. PendahuluanStratigrafi termasuk bagian dari disiplin ilmu geologi yang terfokus pada bentuk, susunan, distribusi geografi, rangkaian kronologi, klasifikasi, korelasi, dan hubungan dari lapisan batuan, khususnya sedimen, disebut pula stratigrafi geologi (Sybil P. Parker, 1984). Batuan sedimen secara umum terbentuk dari proses proses yang antara lainnya , Batuan sedimen dari proses mekanik, Batuan sedimen dari proses biologi, Batuan sedimen dari proses kimiawi. Maksud dari stratigrafi ini adalah untuk :

Pemerian secara obyektif dan lengkap dari komponen penyusun tubuh batuan, baik secara vertikal maupun secara lateral.

Penentuan jenis dan macam hubungan antar komponen. Sedang tujuan dari pembelajaran ini adalah rekonstruksi proses, pengaruh kondisi organis dan anorganis, tempat, serta perkembangannya dalam:

- ruang : Paleogeografi -waktu : Sejarah geologi

Batuan Sedimen adalah batuan yang paling banyak tersingkap di permukaan bumi, kurang lebih 75 % dari luas permukaan bumi, sedangkan batuan beku dan metamorf hanya tersingkapsekitar 25 % dari luas permukaan bumi. Oleh karena itu, batuan sediment mempunyai arti yang sangat penting, karena sebagian besar aktivitas manusia terdapat di permukaan bumi. Fosil dapat pula dijumpai pada batua sediment dan mempunyaiarti penting dalam menentukan umur batuan dan lingkungan pengendapan.

Batuan sedimen yang terbentuk dari proses mekanik sering disebut dengan batuan sedimen klastik. Batuan ini terbentuk dari hasil rombakan batuan yang sudah ada sebelumnya. Batuan tersebut dapat diklasifikasikan dengan berdasarkan ukuran butirnya, mulai dari yang berukuran halus dengan kasar, yang antara lain, lempung, lanau, pasir, kerikil, kerakal, berangkal, dan bongkah.

Dengan mengetahui petrologi, baik tekstur maupun komposisi dari batuan sedimen klastik tersebut, maka dapat digunakan untuk analisa dari stratigrafi yang ada, hal tersebut menyangkut asal- mula jadi atau originnya. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk oleh deposisi sedimen yang terkonsolidasi dalam sebuah lapisan (Sybil P. Parker, 1984). Petrologi batuan sedimen adalah deskripsi dan klasifikasi batuan sedimen. Disebut juga sedimentography (Sybil P. Parker, 1984). Demikian juga peranan dari petrologi batuan sedimen adalah menentukan geometri batuan dalam hal ini menjelaskan lateral distribution atau distribusi secara horizontal dan menjelaska juga lingkungan pengendapannya (facies).Prinsip dari analisis stratigrafi adalah untuk mengetahui lingkungan pengendapan. Dalam analisa stratigrafi hal yang penting adalah dengan menyederhanakan sesuatu yang kompleks menjadi hal yang sederhana maka digunakan model. Model adalah penyederhanaan ideal dari kelompok sesuatu yang digunakan untuk mencoba mengerti (mempelajari) kondisi maupun proses alam yang kompleks. Pada pembahasan kita kali ini mengenai tentang petrologi batuan sedimen silisiclastic (detritus) , yang akan membahasas tekstur dan komposisi mineral.

Gambar 1. Flowchart pembahasan petrologi batuan sedimen

II. Petrologi Batuan Sedimen Klastik (The origin of Sedimentary Petrology)Tekstur yang menyangkut ukuran butir, bentuk butir, sortasi, kemas, dapat mengetahui pengendapannya di dalam atau di luar cekungan serta sejarah transportasinya. Tekstur batuan sedimen klastik dibentuk secara primer oleh proses fisika sedimentasi dan dianggap menghasilkan ukuran butir, bentuk ( kebundaran, tekstur permukaan) dan kemasan ( orientasi butir dan hubungan butir ). Ukuran butir partikel sedimen penting dalam beberapa hal. Ukuran butir mencerminkan :

1. Resistensi partikel terhadap pelapukan, erosi dan abrasi. Partikel partikel yang luak seperti batugamping dan fragmen fragmen batuan makin lama makin mengecil, bahkan partikel kuarsa yang besar dan resistensi akan terabrasi dan berubah ukurannya.

2. Proses transportasi dan deposisi seperti kemampuan air, angin untuk menggerakkan dan mengendapkan partikel.

Pada skala geometri berkembang banyak skala ukuran butir atau skala kelas, tetapi skala yang digunakan hampir universal oleh sedimentologis adalah skala Udden Wenworth. Skala ini pertama kali diajukan oleh Udden pada 1898 dan dimodifikasi dan ditambah oleh Wenworth pada 1922. Skala ini berkisar dari < 1/256 mm sampai >256 mm dan dipisahkan ke dalam 5 kategori ukuran utama yaitu lempung, lanau, pasir dan kerakal. Komposisi penyusun berdasarkan kehadiran mineral mineral tertentu, bersama dengan tekstur dapat mengetahui diagenesa apakah telah terganti atau terubaha atau tidak.

Tabel 1.Skala wenworth

Tekstur Salah satu cara mudah untuk mempelajari dan mengenali batuan sedimen adalah dengan melihat teksturnya. Tekstur batuan sedimen seringkali merupakan karakteristik yang berkaitan dengan endapan, menyangkut besar, bentuk, tatanan, dan kemasan komponen-komponen utamanya. Dua kelompok utama dalam klasifikasi adalah material yang diendapkan dari bahan yang ditransport sebagai zat padat dan sebagai larutan atau dalam larutan. Yang pertama sebagai batuan sedimen klastik dan keduanya adalah batuan sedimen non-klastik. Kedua macam batuan ini menunjukkan tekstur batuan yang sama sekali berbeda

Tekstur batuan sedimen klastik sangat dipengaruhi oleh fragmen-fragmen pembentuknya, besar dan bentuk butir, serta hubungan antar butir. Dari yang berbutir seragam sampai yang beraneka ragam ukuran. Keseragaman besar butir dinyatakan dalam pemilahan (sorting). Untuk tatanan fragmen dalam batuan sedimen klastik, dinyakan sebagai kemas (fabric). Bila butiran dalam sedimen saling bersentuhan dikatakan memiliki kemas tertutup, dan jika tidak saling bersinggungan, terpisah oleh partikel lebih halus dikatakan kemas terbuka.

Pada ukuran butir, mempunyai pengaruh terhadap energi pengendapannya. Semakin besar ukuran butir, maka kemungkinan batuan sedimen klastik tersebut terendapkan membutuhkan energi yang besar, atau arus yang kuat, dapat juga tidak jauh dari sumber. Sebaliknya, semakin kecil atau halus ukuran butir, maka kemungkinanan batuan sedimen klastik tersebut terendapkan membutuhkan energi yang lemah, atau arus yang kecil, dapat juga dekat dengan sumber. Secara teoritis ukuran butir makin ke hilir akan semakin halus dengan catatab bahwa batuan sumber dari sedimen tersebut adalah sama dan faktor lain yang tetap konstan. Berkurangnya ukuran butir disebabkan adanya abrasi pada butiran selama abrasi. Abrasi merupakan proses yang bekerja secara aktif sehingga mengakibatkan ukuran partikel makin ke hilir makin kecil ( Pettijohn, 1975 h.45 ). Penurunan ukuran butir tidak semata mata disebabkan oleh abrasi tapi juga merupakan refleksi dari penurunan kompetensi sungai dan yang diakibatkan oleh penurunan gradien sungai.

Oleh Boggs (1987) dikatakan derajat kebundaraan (roundness) adalah sifat bentuk partikel yang berhubungan dengan ketajaman atau kelengkungan tepi dan pojok-pojoknya. Derajat kebundaraan (roundness) sendiri dipengaruhi oleh ukuran material, komposisi, tipe transportasi dan jarak transportasi. Mineral yang memiliki ketahanan fisik tinggi (kuarsa dan zirkon) akan memiliki nilai roundness yang lebih besar dari pada mineral yang memiliki daya tahan yang rendah (feldspar dan piroksen). Material yang lebih besar (pebble dan cobble) cenderung memiliki harga roundness yang lebih besar dari material yang lebih kecil (pasir) (hal.127). Tingkat kebolaan juga berpengaruh, sphericity adalah ukuran yang menggambarkan kecenderungan suatu bentuk butir kearah bentuk membola (Tucker, 1991).Sedang Boggs (1987) mengatakan derajat kebolaan (sphericity) adalah ukuran yang menggambarkan kecenderungan suatu butiran ke arah bentuk membola. Variabel yang paling mengontrol sphericity adalah bentuk asal dari butiran tersebut. Selama proses transportai ukuran butir dari partikel - partikel mengecil dan bentuk permukaannya termodifikasi dengan dikontrol oleh bentuk asal dan kekuatan dari abrasi arus yang mengangkutnya. Proses transportasi ini berlangsung secara memilih, yaitu pengelompokan partikel partikel berdasarkan ukuran dan bentuk butirnya. Untuk nilai roundness akan bertambah tinggi seiring dengan pertambahan waktu (durasi) sedimentasi dan jarak transportasi, misalnya dari hulu ke hilir. Nilai roundness juga dapat menentukan tingkat abrasi yang terjadi, yang juga berhubungan dengan tingkat resistensi batuan. Tingkat abrasi yang intensif akan menyebabkan nilai roundness semakin tinggi. Sedang nilai sphericity akan bertambah tinggi apabila bentuk butiran semakin menyerupai bola atau semakin well rounded. Tetapi pada perhitungan sphericity ini, Boggs (1987) mengatakan bahwa hasil perhitungan sphericity yang sama terkadang dapat diperoleh pada semua bentuk butir.

Semakin bagus sortasi atau tingkat keseragaman ukuran butirnya tinggi , maka menandakan pengendapan batuan sedimen klastik tersebut dengan energi homogen atau sama, sebaliknya bila sortasi buruk, dengan artian ada keragaman ukuran butir, dengan adanya fragmen dan matriks, menandakan energi pengendapan yang heterogen atau tidak sama. Porositas batuan juga dapat dianalisa dari adanya sortasi ini. Semakin bagus sortasinya, maka porositasnya semakin tinggi, begitu sebaliknya. Hal ini dapat untuk aplikasi pada dunia perminyakan.

Kemas pada batuan sedimen klastik juga dapat menentukan asal mula pengendapannya dengan didasarkan pada kondisi alirannya atau tipe arus yang mengenainya. Pada kemas terbuka, dapat terbentuk pada proses pengendapan yang cepat, dalam hal ini pada pengendapana dengan arus turbit. Sedangkan pada kemas tertutup dapat terbentuk pada proses pengendapan dengan kecepatan yang relatif rendah, bertahap, seperti pada pengendapan dengan arus traksi.

Komposisi penyusunKomposisi mineralogi pada batuan sedimen merupakan cerminan yang dapat dijadikan untuk mengetahui keberadaan dan tipe batuan sumbernya (studi provenance). Tingkat maturity batuan sedimen klastik dapat dilihat dari adanya kuarsa, mineral lempung, matriks Semakin kecil kandungan lempungnya, maka tingkat kematangan batuan sedimen itu semakin tinggi, begitu sebaliknya.

Kandungan kuarsa derngan dibandingkan mineral yang lain juga dapat menentukan provenance (asal mula) serta tingkat pengendapannya dengan sumber. Kuarsa paling atabil, sehingga bila masih ada ditemukan mineral mineral seperti olivin piroksen, felspar, ortoklas pada batuan sedimen klastik maka kemungkinan terendapkan belum jauh dari sumber.

Komposisi mineral dari batuan sedimen silisiklastik umumnya terdiri dari kuarsa, K feldspar, dan litik. Namun tidak menutup kemungkinan dijumpai adanya mineral lain. Dengan mengetahui komposisi mineralnya, dapat ditentukan nama batuan tersebut dengan bantuan tabel klasifikasi. Contohnya yaitu penamaan batupasir menurut PettiJohn.

Gambar 1. Penamaan batupasir menurut Pettijohn, et.al., 1987

Cara penggunaan tabel klasifikasi tersebut yaitu pertama dengan melihat perbandingan antara jumlah fragmen dan matriks antara kedua batuan tersebut. Apabila jumlah matriksnya 0-15% maka segitiga yang digunakan adalah segitiga pertama dan masuk dalam golongan arenites. Bila jumlah matriksnya 15-75% maka segitiga yang digunakan adalah segitiga kedua dan masuk dalam golongan wackes, dan bila matriksnya lebih dari 75% masuk dalam golongan mudrock. Kemudian ditentukan jumlah kuarsa, feldspar, dan juga fragmen batuan dan dinormalisasi terlebih dahulu dari semua kandungan mineral yang ada, dan baru dimasukkan ke dalam klasifikasi. Pengamatan dari mineral batuan sedimen ini dilakukan secara mikroskopis, dan umumnya dilakukan dengan metode point counting.

III. Contoh Batuan Sedimen Silisiklastik dan Lingkungan Pengendapannya1. Arkose

Secara petrologis arkose menunjukkan kemas terbuka dengan sortasi yang buruk. Matriks biasanya berukuran pasir ( 1/16 2 mm) yang berupa material-material sedimen berukuran pasir, sedangkan untuk fragmen berukuran pasir kerikil ( 1/16 4 mm ) dengan fragmen berupa mineral-mineral seperti Chert, Muscovite, Biotite, Kuarsa, Ortoklas. Pembundaran angular-subangular. Lingkungan pengendapan umumnya terjadi shallow marine (laut dangkal).

Gambar 2. Batu Arkose2. Graywacke

Salah satu contoh batuan silisiklastik adalah graywacke. Suatu batuan dinamakan graywacke apabila dia memiliki matrix sekitar 15-75% dari keseluruhan batuan. Memiliki kandungan quartz