BAB IVSTRUKTUR SEDIMEN

Struktur sedimen merupakan pengertian yang sangat luas, meliputi kelainan dari perlapisan normal termasuk kelainan kofigurasi perlapisan dan/atau juga modifikasi dari perlapisan yang disebabkan proses baik selama pengendapan berlangsung maupun setelah pengendapan berhenti. Oleh sebab itu perlu kiranya dijelaskan dulu apakah sebenarnya yang dimaksud dengan perlapisan (bedding) itu, sehingga selanjutnya akan memperjelas batasan struktur sedimen.

Sebenarnya belum ada difinisi perlapisan yang memuaskan semua fihak, walaupun sebenarnya istilah perlapisan sudah luas sekali digunakan dalam pemerian runtunan sedimen. Difinisi yang paling luas digunakan adalah yang diusulkan Otto (1938), suatu perlapisan tunggal adalah satuan sedimentasi yang diendapkan pada kondisi fisik yang tetap konstan. Sejalan dengan itu mengartikan perlapisan sendiri sebagai bidang-bidang permukaan pengendapan yang disebabkan oleh suatu perubahan rezim sedimentasi dari waktu ke waktu. Perubahan ini meliputi:

A. Perubahan fisik (Gambar 4.1):

Gambar 4.1: Perlapisan yang disebabkan perubahan fisik (komposisi, ukuran, bentuk, orientasi dan kemasan (Collinson dan Thompson, 1988)

bentuk orientasi

komposisi ukuran

kemasan

Bidang perlapisan

1. perubahan butir, termasuk bentuk, ukuran, orientasi, kemasan dan komposisinya.

2. perubahan ragam batuan, misalnya dari batugamping kemudian napal.3. Perubahan warna walaupun masih mempunyai komposisi yang sama.

B. Perubahan kimia. Pada cairan yang membawa larutan sedimen perubahan temperatur, tekanan, dan konsentrasi ion akan menyebabkan perlapisan juga.

C. Proses biologi. Perbedaan populasi organisme dari waktu ke waktu akan menyebabkan perlapisan. Walaupun organisme yang mati tidak tersisa sebagai fosil (cacing misalnya) tetapi jejak akan ditemukan.

Perlapisan yang tebalnya >1 cm disebut lapisan (layer, bed atau strata), sedangkan yang <1 cm adalah perarian (lamination).

4.1 KLASIFIKASI STRUKTUR SEDIMEN

Para ahli mengelompokan struktur sedimen berdasarkan beberapa hal yang berbeda, misalnya: waktu terbentuknya disebandingkan dengan waktu pengendapan, penyebab terbentuknya, tempat dimana terdapat, arus yang membentuknya dan batuan yang umumnya dijumpai struktur tersebut. Dalam buku ini dipilih klasifikasi berdasarkan waktu terjadinyakemudian diikuti oleh dasar yang lainnya:

1. Struktur sedimen primer, dimana struktur sedimen itu terbentuk pada waktu pengendapan berlangsung

2. Struktur sedimen sekunder, struktur ini terbentuk setelah pengendapan sampai selama proses diagenesa.

Perlu dicatat bahwa struktur yang terbentuk setelah diagenesa yang disebabkan pengaruh dari luar, terutama teknonik, tidak lagi termasuk struktur sedimen. Struktur seperti itu disebut struktur tektonik.

4.1.A Struktur sedimen primerStruktur sedimen primer dibagi menjadi: kontemporer

terbentuk selama proses pengendapan dan penekontemporer terbentuk segera setelah sedimentasi tetapi sebelum diagenesa berlangsung. Struktur kontemporer dapat disebabkan karena organisme (seperti pertumbuhan koral, ganggang atau organisme lainnya) dan anorganik atau mekanik. Struktur sedimen primer yang mekanik inilah yang paling banyak dijumpai di alam.

Struktur penekontemporer juga dapat disebabkan karena organisme dan mekanik. Organisme dapat membuat lubang pada sedimen sebagai tempat untuk perlindungan atau mencari makanan. Sedangkan akibat mekanik di antaranya struktur akibat pengeluaran air (water escape structure), struktur kontorsi akibat liqufaction dan lengseran, dan struktur diagenesa seperti retakan desikasi, cetakan hujan dan geopetal.

4.1.A.a Struktur sedimen primer karena sedimentasi mekanik

Struktur sedimen primer hasil sedimentasi mekanik ini dapat dibagi berdasarkan arus yang membentuknya, yakni:a. Struktur sedimen dari suspensib. Struktur sedimen dari arus traksi c. struktur sedimen dari kombinasi suspensi dan arus traksid. struktur sedimen gelombang oksilasi

a. Struktur sedimen dari suspensiSuspensi yang banyak dibicarakan dan memang lebih banyak

membentuk struktur sedimen adalah arus turbit. Di bawah ini struktur yang dibentuknya:1. Laminasi sejajar (parallel-lamination, Gambar 4.2a)2. Laminasi bergelombang (wavy-lamination, Gambar 4.2b)3. Lapisan bersusun normal (normal graded bedding, Gambar 4.2c)4. Lapisan bersusun terbalik (reverse grading, Gambar 4.2d)5. Masa tak terorganisasi contohnya: disorganized pebbly

conglomerate, laharic breccia (Gambar 4.2e)

b. Struktur sedimen hasil arus traksiSifat-sifat umum struktur sedimen hasil arus traksi ini umumnya

merupakan lapisan yang menyusut (silang) terhadap bidang sedimentasi dan berkelompok menjadi set, co-set dan composite set. Struktur hasil arus traksi ini adalah:

1. Laminasi gelembur arus (current ripple lamination)2. Lapisan silang-siur (cross-bedding)

Laminasi gelembur gelombang dan lapisan silang-siur dibedakan berdasarkan ukurannya:

-micro cross-lamination (1-10 cm)-cros-bedding (10-100 cm)-mega cross-bedding (>100 cm)

Berdasarkan batas permukaan setiap set:-datar -mangkuk (concave)-baji (wedge)

Berdasarkan besar sudutnya:-bersudut kecil (<10o)-bersudut besar (>10o)

Berdasarkan ukurannya (ketebalannya):-kecil, ketebalan <0.04 m-besar, ketebalan >0.04 m

Bersadarkan bentuknya:-planar, tabuler (Gambar 4.3a)-mangkok (through, Gambar 4.3b)-epsilon (Gambar 4.3c)

Gambar 4.3: Silang siur planar pada batugamping Formasi Wonosari di daerah Semanu, Wonosari

3. Lapisan sejajar (parallel lamination)4. Struktur pergentengan atau imbrikasi (struktur seperti susunan geteng)5. Struktur pejal atau masif atau tanpa struktur.

c. Struktur sedimen hasil kombinasi traksi dan suspensi (Gambar 4.4)

1. Struktur linzen2. Struktur wavy (ripple lamination)3. Struktur flaser

4. Struktur ripple in phase5. Struktur climbing ripple6. Struktur akrasi7. Sigmudal cross-bedding

d. Struktur hasil gelombang oksilari (Gambar 4.4)1. Gelembur gelombang

Skala kecil (1-10 cm)-Memanjang (longitudinal)-Sinous-Eliptik-bundar

2. Humocky cross-stratification yang dibentuk gelombang badai Skala besar (1-5 m)

-Bulat telur, melingkar-Membentuk silang siur mengipas (bagian bawah tak tererosi, bagian atas terpancung)

4.1.A.b Struktur sedimen penekontemporerStruktur ini terjadi pada waktu sedimen dalam keadaan padat

A

B

C

Gambar 4.2: Jenis perlapisan (Campbell, 1967 dan Reineck dan Singh, 1973 dalam Collinson dan Thompson, 1989)

dan penuh air, sehingga keadaan sedimen semiplastik.1. Struktur pengeluaran air (water escape structure)

-Dish structure (struktur mangkok)-Pillar structure-Cas heave

2. Struktur kontorsi-liquafaction-convolute-Slump structure

4.1.B Struktur cetakan post sedimentasi1. Cetakan hujan2. Cetakan desikasi3. Cetakan kristal garam, es

4.1.C Struktur biogenesa (Gambar 4.5)1. Galian2. Jejak rayapan (track and trail)3. Bioturbasi4. Mottling

Gambar 4.3: Klasifikasi silang-siur berdasarkan beberapa hal menurut Cambell (1967) dan Reineck dan Singh (1973)

Gambar 4.4: Diagram silang-siur hummocky dimana terjadi berselingan dengan batulumpur berbioturbasi (Walker, 1984).

4.2 PENGAMATAN STRUKTUR SEDIMENSetiap jenis struktur sedimen terbentuk karena pengaruh dalam

dan luar tersendiri. Sehingga untuk merekam data di lapangan dibutuhkan cara tersendiri pula. Di bawah ini adalah beberapa contoh pemerian struktur sedimen di lapangan. PerlapisanAmati besar butir, ketebalan, hadir tidaknya lineasi arus primer dan lineasi sebagian (upper flow regime), kehadiran perarian lempung atau lanau (lower flow regime). Catat pergantian ke struktur sedimen yang lain, dan catat arah arus primer.

Silang siurCatat ukuran butir, ketebalan set, arah dan kemiringan perlapisan, arah dan kemiringan silang siur, jika pada bidang datar catat arah bidang bagi mangkok dan arah gerakan, keadaan permukaan bagian bawah, keadaan sentuhan alas dari foreset strata, gambaran interfal dari cross-strata (ketebalan, bersusun, regressive riples, permukaan aktif kembali, clay atau carbonaceous drapes, slumped forset, dll.); ketebalan dan keadaan coset, peralihan ke struktur sedimen lain.

Ripple beddingCatat ketebalan set dan coset, arah dan kemiringan cross-beds, ukur tinggi dan panjang gelombang kalau terekam ripple bedform; kalau

dalam bidang datar catat bentuk ripplenya, panjang crest, curvative, bifurcation dll.; catat parameter yang berbeda seperti bentuk simetri, flaser-bedding, tulang ikan, planed ripple, ladder ripple dll.

4.3 Aplikasi struktur sedimenSeperti dijelaskan di depan bahwa pada hakekatnya struktur

sedimen adalah bentuk kelainan dari perlapisan normal. Kelainan-kelainan ini disebabkan berbagai ragam penyebab yang belum semuanya dapat dijelaskan. Dengan menafsirkan penyebab kelainan-kelainan inilah kita dapat mempelajari proses pengendapan batuan yang mengandung struktur sedimen tersebut.

Analisa struktur sedimen membutuhkan beberapa tahapan (Selley, 1988):

pengukuran struktur sedimen di lapangan,a. pemilihan (deduksi) arus purba (palaeocurrent),b. manipulasi data arus purba danc. pemilihan (deduksi) lereng purba (paleoslope).

Ke dua pemilihan (butir b dan d) perlu diperhatikan. Pemilihan pertama, beberapa jenis struktur sedimen tidak menunjukan arah arus yang sebenarnya. Silang-siur (foresets) sering membuat sudut atau bahkan tegak lurus dengan arus sebenarnya, bahkan antidune memberikan gambaran yang terbalik dengan arus sebenarnya. Sehingga sebelum diukur, struktur sedimen harus diperhatikan dengan saksama di lapangan untuk diketahui jenis dan penyebabnya.

Gambar 4.5: Hubungan antara struktur sedimen biologi dengan lingkungan pengendapan batuan.

Sedangkan pemilahan terakhir (butir d) dimaksudkan pembototan pada setiap jenis struktur sedimen. Silang siur memberikan gambaran arus lokal dibandingkan dengan dune yang lebih regional. Akan tetapi dune lebih lokal dibandingkan struktur alur sungai (channel).

Pemanfaatan struktur sedimen, terutama yang dibentuk oleh aktifitas organisme, sudah lama dipergunakan sebagai indikator penentuan lingkangan pengendapan batuan sedimen (Gambar 4.5). Jejak binatang akan banyak ditemukan pada daerah yang sering terbuka (tidak dibawah air), sebaliknya penggalian binatang akan banyak ditemukan di daerah yang sering atau selalu di bawah air. Daerah dimana energi tinggi, galian akan cenderung mendatar; sebaiknya yang energinya relatif rendah binatang akan cenderung menggali tegak lurus dasar air.

Aplikasi analisa struktur sedimen pada pencarian mineral adalah dalam analisa bentuk tubuh lapisan yang mengandung mineral ekonomis, emas misalnya. Dengan analisa arus purba (palaeocurrent) dapatlah direka penyebaran dan bentuk tiga demensi dari suatu tubuh lapisan yang berpotensi mengandung mineral ekonomis.