SEDIMENTOLOGI

Sedimentologi adalah salah satu cabang dari ilmu geologi yang mempelajari batuan sedimen: tentang: sifat² fisik, tempatnya dalam kerangka geologi, proses pembentukannya, dan mekanisme lingkungan pengendapannya.

Ruang lingkup materi sedimentologi, yang terdiri: proses pelapukan (weathereing) batuan dasar (parrent rock – dapat merupakan batuan beku, metamorf, atau batuan sedimen) sehingga menjadi tanah/ soil, selanjutnya partikel² penyusun soil tersebut terurai & tertransport oleh media (agent) tertentu, selanjutnya terendapkan (sedimentasi) pada suatu cekungan/ lingkungan (depositional enveironment) tertentu (darat, transisi, atau laut). Pada kondisi temperatur dan tekanan relatif rendah endapan tersebut mengalami diagenesa (litifikasi).

Dengan berdasarkan diskripsi al: tekstur, komposisi, & struktur sedimen, diharap mahasiswa mampu menginterpretasi keberadaan bat sedimen baik scr vertikal, maupun lateral dalam hubungannya dng perlapisan batuan sedimen.

Materi sedimentologi begitu luas al: batuan asal - transportasi - sedimentasi – litifikasi dan bila dibahas dari berbagai aspek, dimana waktu dan kemampuan kami sangat terbatas, maka disarankan mahasiswa aktif mencari pendalaman sedimentologi berdasarkan pustaka² rujukan. Begitu juga tentang contoh² batuan yang didiskusikan adalah litologi yang umum terdapat di sekitar kita (seperti jenis bat sedimen silisiklastik, vulkaniklastik, karbonat) dengan cekungan sedimen, pada lingkungan tektonik busur kepulauan, dimana agen transportasinya adalah air.

Sedangkan untuk tipe cekungan di tatanan tektonik lainnya, dan agen transportasinya angin dan glasial, tak banyak disinggung.

Sedimentologi dalam ruang dan waktu

Bumi yang mempunyai jari² ± 6370 km, bagian terluarnya berupa kerak bumi (crust) dng ketebalan 10-40 km, tersusun oleh batuan beku, batuan ubahan/ metamorf dan batuan sedimen. (Gb.I-2). Keberadaan/ volume batuan sedimen di permukaan bumi adalah 80% atau 9,5% dr volume kerak bumi, atau 0,05 % dr volume total bumi. Variasi ketebalan bat sedimen di kerak kontinental, & kerak benua ± 2.2 km. Sebarannya (dominan) adalah di kerak kontinental (Ronov,1983).

- Siklus batuan dalam kerangka geologi, batuan sedimen dapat terbentuk karena adanya proses pelapukan, & sedimentasi dari batuan beku karena, batuan ubahan (metamorf), & batuan sedimen sendiri akan mengalami proses pelapukan, & sedimentasi (sbg parrent rock)), yang kemudian menjadi batuan sedimen karena adanya proses litifikasi/ diagenesa batuan. Pada kondisi tekanan dan temperatur relatif rendah.

- Komposisi kimia kerak bumi yg terdiri (dlm %):

Oksigen (46,6), Silika (27,7), Aluminium (8.1), Besi (5),

Kalsium (3,6), Sodium (2.8), Potasium (2.6), Magnesium (2.1).

- Sebaran batuan sedimen di permukaan bumi yi:

· batulempung = 50 % · batupasir = 24%,	· batuan karbonat = 24% · sisanya adalah batuan sedimen evaporit, batuan sedimen kimiawi/biokimia dll.
		beku D batuan sedimen, batuan metamorf D bat sedimen, batuan sedimen D bat sedimen, dan sebaliknya. Batuan beku, & bat metamorf adalah batuan yang dibentuk karena ada-nya proses yang disebabkan oleh kondisi tekanan & temperatur tinggi. Proses penyebab pembentukan batu-an tsb tercermin dari masing2 tekstur batuan tsb. Batuan sedimen yg dibentuk karena adanya proses pelapukan dan sedi-mentasi (sedimen klastik), teksturnya akan mencerminkan kedua proses tsb, demikian pula pada tekstur bat sedimen kristalin (bat sedimen non klastik)

- Umur bat sedimen yang terdapat di bumi ini berumur Pre Kambrium (4 billion) – sekarang.

I.3. Perkembangan Ilmu Sedimentologi

Sorby (1826–1909), tercatat sebagai ahli yang dianggap mengawali mempelajari sedimentologi, kemudian tercatat generasi berikutnya spt: Twenhofel (th ’20an), Pettiyohn, Krumbein, Kuehnen (th ’50an), Bouma, Soecity of Eccn, Pal & Min (th ’60an), dll, dimana perkembangan sedimentologi sehubungan berkembangannya teknologi.

Perkembangan awal sedimentologi tidak lepas dr pemahaman para ahli ttg perlapisan spt N.Steno (1669) Law of Superposition, Law of Horizontallity, Law of Original Continuity, James Hutton(1785-Uniformitarianism: the present is the key to the past), Smith (1816–Strata identified by fossils), Powel (1888–Lithostratigraphic unit), Gressly (1836-Facies), Walther (1894) dll

Sedimentologi sering disinonimkan dengan sedimentografi, petrologi sedimen, petrografi sedimen. Hal ini menunjukan betapa luasnya aspek bahasan sedimentologi. Bila muatan litologinya (litifikasi) lebih dominan maka sedimentologi berati petrologi/petrografi sedimen, dan tentu akan berbeda bila bahasannya adalah proses transportasi atau, sedimentasi. Demikian pula sedimen (sedimentum » settling artinya suatu regolith yang telah tertransport), bisa disinonimkan : deposit, endapan, sedimentasi.

Sedimen/ endapan sedimen: material bumi yang terakumulasi di/pada permukaan litosfer pada kondisi atmosfeer dan hidrosfeer. Mencakup mineral, produk biologi, dan hasil proses² kimiawi (endapan larutan)

Batuan sedimen: hasil litifikasi dari sedimen, mencakup proses hasil rombakan (fisika & kimiawi) material bumi/ batuan, transportasi, pengendapan, litifikasi, pada kedalaman mencapai 10-20 km di bawah permukaan bumi.

Hal-hal yang perlu dipelajari:

- Komposisi - Struktur dan tekstur - Klasifikasi

- Diagenesa - Provenance & fasies pengendapan

I.4. Prinsip Klasifikasi batuan Sedimen

Klasifikasi batuan sedimen adalah suatu usaha untuk menggolongkan batuan sedimen dalam kelas² atau katagori terhadap mana suatu nama dapat diberikan. Tujuannya al: untuk komunikasi, dan memberikan suatu steno (representasi skematis dari pikiran²/ konsep). Sehingga dasar² klasifikasi;

1) Harus memberikan kriteria objektip (kriteria yg berati).

2) Memberikan konsep yg representatif (genesa),

3) Mrpkn penggolongan yg alamiah (natural grouping), yg biasanya dilakukan scr statistik.

Klasifikasi batuan sedimen yang sering digunakan adalah secara deskriptif (berdasarkan : tekstur, komposisi, & struktur sedimen) dan genetik (berdasarkan analisa pembentukkannya). Namun untuk klasifikasi genetik sering menimbulkan problem, karena kriterianya sering berlainan, atau karena semakin kompleknya kriteria, sehubungan semakin canggihnya teknologi untuk merekam data (kemajuan ilmu pengetahuan)

I.5. Hubungan sedimentologi dng ilmu lain & aplikasinya.

Secara umum sedimentologi dapat berinteraksi/ berhubungan dengan disiplin ilmu lainnya seperti: Oceanography, Physic & chemistry, Atmosheric sciences, Hydrology, Space sciences, Soil sciences dll.

Gambar I.4. Diagram Alir Hubungan antara Sedimentologi dalam usaha untuk menentukan lokasi dan geometri batuan resevoar, yang dilakukan oleh seorang Petroleum Geologist. (Selley,1976)

Usaha tersebut diawali dengan suatu penelitian tentang litologi/ variasi litologi, tekstur batuan , struktur sedimen, kandungan fosil, serta pola perlapisan (geometry) batuan tersebut,

Dari data² yang dikumpulkan tersebut dan di bandingkan dengan model² dari peneliti terdahulu, maka akan dapat diinterpretasi tentang lingkungan pengendapan, paleogeografinya.

Hasil interpretasi tersebut dapat untuk meramalkan/ menentukan lokasi, geometri dan arah lateral maupun vertikal dari suatu batuan reservoar

Sistimatika Observasi batuan sedimen di lapangan

1. Pendahuluan

Walaupun sebagian besar volume kerak bumi ini tersusun oleh batuan kristalin, namun penyebaran batuan sedimen menempati ±75% luas permukaan bumi. Oleh karena itu dalam hampir setiap kegiatan lapangan, geolog menjumpai singkapan batuan sedimen.

Berikut adalah penjelasan tentang apa yang harus dilakukan oleh seorang geolog pada saat menjumpai singkapan batuan sedimen di lapangan.

2. Apa yang Harus Diamati

Ada 6 aspek batuan sedimen yang harus diamati dan dicatat selengkap (sedetil) mungkin pada saat seorang geolog berhadapan dengan singkapan batuan sedimen di lapangan. Keenam aspek tersebut adalah:

1. Litologi termasuk komposisi dan atau minerologi sedimen.

2. Teksturyang menunjukkan ciri-ciri dan susunan butiran dalam sedimen.

3. Struktur sedimen baik yang terdapat pada permukaan, bagian dalam atau bagian dasar suatu lapisan sedimen.

4. Warna batuan sedimen.

5. Geometri dan hubungan antar lapisan atau satuan batuan serta perubahan yang terjadi secara lateral dan vertikal.

6. Keberadaan, distribusi dan preservasi fosil yang terdapat pada batuan sedimen.

Tahap Penelitian Batuan Sedimen berbasis Pemetaan Geologi:

a. Catat secara lengkap lokasi dimana singkapan dijumpai, buat sketsa pada buku lapangan dan bila memungkinkan buat suatu log graphic. Jika lapisan terlipat, tentukan bagian bawah dan bagian atas lapisan batuan.

b. Tentukan nama batuan berdasarkan pengamatan, warna, minerologi/ komposisi batuan.

c. Deskripsi tekstur batuan (ukuran butir, bentuk butir, sortasi, kemas).

d. Amati strktur sedimen yg terdpt pd permukaan bag dalam atau bag bawah bid perlapisan.

e. Identifikasi geometri lapisan dan satuan batuan sedimen, tentukan hubungan antar lapisan atau unit lapisan.

f. Indentifikasi keberadaan fosil dalam batuan sedimen, tentukan jenis fosilnya, model keberadaan dan preservasinya.

g. Ukur semua struktur sedimen yang dapat memberikan arah arus purba.

h. Buat interpretasi mengenai lithofasies, siklus, proses deposisi, lingkungan pengendapan dan paleogeografi.

i. Lakukan pekerjaan laboratorium untuk mengkonfirmasi dan mengembangkan hasil observasi lapangan baik yang menyangkut komposisi/ minerologi, struktur, fosil provenan, maupun diagenesis yang terjadi.

3. Pendekatan

Seberapa banyak singkapan yang harus diamati per kilometer persegi tergantung pada tujuan penelitian, waktu yang tersedia, variasi litologi secara lateral dan vertikal serta tingkat kompleksitas struktur pada daerah telitian. Dalam suatu studi detail pada suatu satuan batuan atau horison, maka semua singkapan batuan harus diamati, kemenerusan lapisan secara lateral harus diikuti. Sementara dalam survei rekanaisan pada suatu formasi atau kelompok, beberapa singkapan bisa dipilih untuk diamati.

Pada saat menjumpai singkapan maka hal pertama yang harus dilakukan adalah melakukan pengamatan dari kejauhan, mengamati hubungan antar lapisan dan keberadaan sesar atau lipatan. Beberapa struktur sedimen berskala besar seperti mega cross bedding, geometri lapisan sedimen, variasi ketebalan lapisan dan keberadaan siklus lebih mudah diamati dari kejauhan. Kondisi pelapukan batuan dan vegetasi juga harus diperhatikan. Tiadanya singkapan batuan dan rapatnya vegetasi penutup bisa mengindikasikan keberadaan batuan sedimen berbutir halus dan batas suatu siklus.

Sesudah itu pengamatan singkapan dilakukan pada jarak yang lebih dekat untuk menentukan litologi dan litofasies yang tersingkap. Chek bagian bawah dan atas lapisan sedimen dengan menggunakan struktur sedimen spt : cross bedding, cetak sulung, cetak beban dan lain-lain.

Setelah mengamati kondisi singkapan selanjutnya bisa diputuskan apakah singkapan tsb hrs dideskripsi scr detail dlm bentuk log graphic atau cukup dicatat & di-sket dlm catatan lapangan.

4. Log Graphic

Metode standard dalam pengumpulan data lapangan batuan sedimen adalah pembuatan log graphic dari suatu lintasan (Gambar 1). Log akan memberikan kesan visual suatu lintasan secara cepat dan merupakan cara tepat dalam pembuatan korelasi antar penampang lintasan. Dari log juga didapat perbandingan kenampakan lapisan atau satuan yang sama pada daerah yang berbeda, perulangan fasies, siklus sedimenter dan trend umum perubahan ukuran butir atau ketebalan lapisan.

Skala vertikal yang digunakan tergantung pada tingkat ketelitian (tujuan penelitian) dan waktu yang tersedia. Untuk studi detail digunakan skala 1:5 atau 1:10 atau 1:100 cukup memadai.

Tidak ada format resmi untuk log graphic. Kenampakan-kenampakan yg biasa direkam dan di- masukkan ke dalam kolom atau satuan bat litologi, tekstur (ukuran butir), struktur sedimen pola arus purba, warna dan fosil. Kenampakan kontak lapisan juga ditandai pada log. Jika dibutuh- kan ditambahkan kolom keterangan pada log untuk memuat informasi-informasi tambahan.

4.1. Ketebalan lapisan atau satuan batuan

Ketebalan lapisan atau satuan batuan diukur dengan menggunakan pita ukur. Hati-hati jika lapisan yang diukur mempunyai dip besar atau permukaan singkapan miring terhadap bidang perlapisan. Lapisan-lapisan tipis yang terlihat identik dapat dikelompokkan menjadi satu unit litologi tunggal dalam log. Adanya perselingan rapat antara lapisan-lapisan tipis litologi yang berbeda diperlakukan sebagai satu unit. Catat ketebalan dan karakter masing-masing litologi penyusun satuan termasuk penebalan atau penipisan ke arah atas dalam satu unit.

4.2. Warna

Warna batuan yang direkam dalam log grafik adalah warna batuan dalam kondisi segar. Yang paling baik warna batuan dicatat dengan menggunakan chart warna. Namun jika tidak ada chart yang bisa digunakan, maka singkatan dapat dipakai dalam kolom warna.

4.3.Lologi

Dalam log graphic litologi direkam dalam suatu kolom dengan menggunakan simbol (Gambar 2). Jika didapatkan perselingan tipis dua litologi, maka kolom dapat dibagi dua dengan suatu garis vertikal dan simbol kedua litologi diplotkan didalamnya. Pengamatan dan deskripsi litologi yang lebih detail dicatat dalam buku lapangan.

4.4. Tekstur

Bebarapa aspek tekstur yang diamati di lapangan dan hasilnya diplotkan dan dicatat pada log antara lain ukuran butir dan tingkat pemilahan, morfologi butiran dan fabrik butiran.

Dalam log ukuran butir diplotkan pada skala horisontal dalam kolom tekstur yang terdiri dari lumpur (lempung+lanau), pasir (halus, sedang dan kasar) dan gravel. Dalam kolom tekstur dapat diberi simbol litologi dan struktur sedimen. Tingkat pemilahan butiran (sangat buruk, buruk, sedang, baik, sangat baik) dicatat dalam kolom keterangan dan buku laporan.

Aspek tekstur lain seperti morfologi butiran (derajad kebundaran, bentuk butiran dan sphericity) dan pabrik butiran (orientasi sumbu panjang butiran, imbrikasi butiran dan hubungan antara matriks dengan butiran) dicatat dalam kolom keterangan dan buku lapangan.

4.5. Struktur sedimen dan kontak Perlapisan

Struktur sedimen dan kontak perlapisan yang dijumpai di lapangan direkam dalam log dengan menggunakan simbol (Gambar 2). Struktur sedimen dapat dijumpai pada bagian bawah, atas atau bagian dalam lapisan. Karena itu kolom yang terpisah dapat digunakan untuk membedakan struktur sedimen permukaan dan internal jika keduanya dijumpai. Pengukuran, sketsa dan deskripsi struktur dicatat dalam buku lapangan.

Jenis kontak batuan apakah tegas-planar, tegas-erosional atau gradasional dapat ditunjukkan dalam kolom litologi dengan simbol garis lurus, bergerigi atau garis putus-putus.

4.6 Arah Arus Purba

Dalam log graphic, arah arus purba dapat dimasukkan dalam kolom terpisah disamping kolom struktur dengan simbol anak panah atau trend line. Pengukuran arah arus purba harus dicatat dalam buku lapangan.

4.7 Fosil

Dalam log graphic, fosil-fosil yang dijumpai dalam batuan diplotkan dengan menggunakan simbol pada kolom tersendiri (Gambar 2). Jika fosil merupakan penyusun utama batuan (seperti pada batu gamping), maka simbol fosil dapat diplotkan dalam kolom litologi. Hasil pengamatan fosil dicatat dalam buku lapangan.

4.8. Kolom Keterangan

Kolom keterangan dapat digunakan untuk merekam kenampakan-kenampakan khas yang dijumpai pada lapisan atau satuan batuan, seperti derajad pelapukan, kehadiran mineral autigenik (seperti pirit, glaukonit), data tambahan struktur sedimen, tekstur atau litologi. Nomor contoh, foto singkapan juga dapat dimasukkan dalam kolom tersebut.

5. Penentuan Bagian Bawah Atas Lapisan

Pada daerah yang terdeformasi kuat, lapisan batuan sering dijumpai dalam posisii tegak atau bahkan telah mengalami pembalikan. Dalam kondisi seperti itu, penentuan bagian bawah dan atas lapisan batuan sedimen sulit dilakukan. Struktur sedimen dapat digunakan untuk memecahkan persoalan tersebut.

Struktur sedimen yang dapat digunakan untuk menentukan bagian bawah-atas lapisan batuan sedimen antara lain

- Cross bedding dengan mengamati bagian lapisan yang terpancung.

- Scouring/channel : kontak erosi menunjukkan bagian bawah lapisan.

- Flute cast, load cast, groove cast, tool mark yang dijumpai pada bawah perlapisan. - Ripple, mudcrak : dijumpai pada bagian atas bidang perlapisan.

- Trace fossils.

C. TUJUAN INTSRUKSIONAL KHUSUS :

a. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan: prinsip-prinsip: asal-usul kejadian, klasifikasi, batuan sedimen, hubungan sedimentologi dengan disiplin ilmu geologi lainnya.

b. Setelah kuliah ini, mahasiswa dapat melakukan penelitian batuan sedimen, dengan metoda lapangan.

c. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan: aspek fisik butiran-butiran penyusun batuan, hubungan, dan makna penyebaran butiran tersebut dalam batuan sedimen

d. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan jenis-jenis batuan sedimen serta keterdapatannya di alam ini.

e. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan jenis-jenis, serta mekanisme pembentukan struktur sedimen.

f. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan model-model fasies pengendapan batuan sedimen, baik secara lateral maupun vertikal.

g. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat membuat kolom stratigrafi dan menganalisa kolom stratigrafi tersebut.

h. Setelah kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan manfaat data-data batuan sedimen dalam eksplorasi, eksploitasi sumber daya mineral, maupun dalam keteknikan.

F. DAFTAR PUSTAKA

1. Blatt, H.G.Middleton, R.Murray, 72; Origin of Sedimnetary rocks, Prentice-Hall Inc., New Yersey

2. Boggs, S. Jr. 1992, Petrology of Sedimentary Rocks, Macmillan Publishing Company, New York

3. Friedman., ……..Principle of An Introduction to Sedimentary Rock

4. Koesoemadinata R.P, 1982 “ Prinsip Sedimentologi” Jurusan Tektnik Geologi ITB.

5. Krumbein, W.C. & L.L., Sloss, 1983, Stratigraphy and Sedimentation, W.H.Freeman and Co., San Fransisco.

6. Salley,.R.C., 1980, Ancient Sedimentary Environments, Chapman & Hall, Ltd

7. Salley,.R.C., 1982, An Introduction to Sedimentology

8. Tucker, M. E., 1996, Sedimentary Rocks in The Field, 2 edition, John Wiley and Sons, Toronto

9. Tucker, …… An Introduction to Sedimentology Petrology John Wiley and Sons, Toronto

10. Blatt, H.G.Middleton, R.Murray, 72; Origin of Sedimnetary rocks, Prentice-Hall Inc., New Yersey

11. Friedman., ……..Principle of An Introduction to Sedimentary Rock

12. Krumbein, W.C. & L.L., Sloss, 1983, Str5atigraphy and Sedimentation, W.H.Freeman and Co., San Fransisco.

13. Salley,.R.C., 1980, Ancient Sedimentary Environments, Chapman & Hall, Ltd

14. Salley,.R.C., 1982, An Introduction to Sedimentology

15. Tucker, …… An Introduction to Sedimentology Petrology