Batuan Sedimen

Pengertian

Batuan sedimen adalah suatu akumulasi atau kempulan material batuan terlapukkan atau terurai dari batuan induk yang terbentuk di permukaan bumi kemudian diendapkan pada suatu cekungan dibawah kondisi temperatur dan tekanan rendah serta mempunyai karakteristik tentang lingkungan pengendapannya (Pettijohn,1974). Definisi ini meliputi material batuan sedimen dengan beberapa akumulasi, seperti material frakmental yang berasal dari kegiatan vulkano, disertai terbang di udara dan terdeposisi di dalam kondisi padat mungkin terbentuk pada temperatur dan tekanan yang tinggi. Seperti deposisi yang terbentuk di lantai samudera dengan tekanan yang sangat besar dari pada normal.

Mempelajari batuan sedimen tdak lepas keterkaitannya dari disiplin ilmu geologi lainnya, seperti : mineralogi, geokimia, dan geologi kelautan dengan kontribusinya terhadap pengendapan batuan sedimen (Pettijohn,1974). Secara genetiknya, batuan sedimen dibagi menjadi dua golongan (Pettjohn.1975) yaitu: 

1.    Batuan Sedimen Klastik.

Yaitu batuan sedimen yang terbentuknya berasal dari hancuran batuan lain. Kemudian tertransportasi dan terdeposisi, yang selanjutnya mengalami diagenesa.

2.    Batuan Sedimen nonKlastik.

Yaitu batuan sedimen yang tidak mengalami proses transportasi. Proses pembentukannya adalah kimiawi dan organis.

·         Sifat-sifat utama batuan sedimen :

1.   Adanya bidang perlapisan yaitu struktur sedimen yang menandakan adanya proses sedimentasi.

2.  Sifat klastik / fragmen yang menandakan bahwa butir-butir pernah lepas, terutama pada golongan detritus.

3.   Sifat jejak atau adanya bekas-bekas tanda kehidupan (fosil).

4.   Jika bersifat hablur, selalu monomineralik, misalnya : gypsum, klasit, dolomit dan rijing.

·         Ciri-ciri Batuan Sedimen :

Pada umumnya batuan sedimen dapat dikenali dengan mudah dilapangan dengan adanya perlapisan. Perlapisan pada batuan sedimen disebabkan oleh (1) perbedaan besar butir, seperti misalnya antara batupasir dan batulempung; (2) Perbedaan warna batuan, antara batupasir yang berwarna abu-abu terang dengan batulempung yang berwarna abu-abu kehitaman. Disamping itu, struktur sedimen juga menjadi penciri dari batuan sedimen, seperti struktur silang siur atau struktur gelembur gelombang. Ciri lainnya adalah sifat klastik, yaitu yang tersusun dari fragmen-fragmen lepas hasil pelapukan batuan yang kemudian tersemenkan menjadi batuan sedimen klastik. Disamping itu kandungan fosil juga menjadi penciri dari batuan sedimen, mengingat fosil terbentuk sebagai akibat dari organisme yang terperangkap ketika batuan tersebut diendapkan.  

A.   Sedimen Klastik

1.  Struktur

Struktur sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal dari batuan sedimen yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan energy pembentuknya. Studi struktur paling baik dilakukan dilapangan (Pettijohn, 1975). Berdasarkan asalnya, struktur sedimen yang terbentuk dapat dibagi menjai tiga macam yaitu :

Struktur Sedimen Primer : Terbentuk karena proses sedimentasi, dapat merefleksikan mekanisme pengendapannya, antara lain : perlapisan, gelembur-gelombang, perlapisan silang-siur, konvolut, perlapisan bersusun, dll.

Struktur Sedimen Sekunder : Terbentuk setelah proses sedimentasi, sebelum atau setelah diagenesa. Menunjukkan keadaan lingkungan pengendapannya, misal : cetak suling, cetak beban, dll.

Struktur Sedimen Organik : Struktur yang terbentuk oleh kegiatan organisme seperti molusca, cacing, dan binatang lainnya, misal : kerangka, laminasi pertumbuhan, dll.

     Contoh Struktur Batuan Sedimen Klastik :

-   Masif : Batuan masif bila tidak menunjukan struktur dalam (Pittijohn & Potter, 1964) atau ketebalan lebih dari 120 cm ( Mc.Keee & Weir, 1953)

-  Graded Bedding (perlapisan pilihan) : Lapisan yang dicirikan oleh perubahan yang granual dari ukuran butir penyusunnya bila bagian bawah kasar dan ke atas semakin halus disebut normal grading. Sebaliknya apabila dari halus ke atas makin kasar disebut Inverse grading.

-   Laminasi : Perlapisan dan struktur sedimen yang mempunyai ketebalan kurang dari 1 cm terbentuk bila pola pengendapannya dengan energi yang konstan (homogen).

-   Cross Lamination : Secara umum dipakai untuk lapisan miring dengan ketebalan kurang dari 5 cm, dengan fareset ketebalannya lebih dari 5 cm, merupakan struktur sedimentasi tunggal yang terdiri dari urut-urutan sistematik, perlapisan dalam disebut fereset bedding yang miring terhadap permukaan umum sedimentasi.

-  Cross Bedding : Secara umum bentuk fisik dari cross bedding sama seperti bentuk fisik cross lamination, yang membedakan hanyalah ketebalannya, yaitu lebih dari 5 cm untuk cross bedding.

-   Clastic Imbrication : Adalah suatu struktur sedimentasi yang dicirikan oleh fragmen-fragmen tabular yang overlaping dan  menunjukkan arus ke atas pada daerah yang berbatu-batu atau pada daerah yang miring. Kenampakan penjajaran material seperti susunan genting, disebabkan pengulangan energi transportasi. Biasanya pada daerah fluvial.

-  Primary Current Kineation : Adalah struktur sedimentasi yang berbentuk gars pada di dalam batuan yang terbentuk oleh arus utama, sering diterapkan pada batuan sedimen yang biasanya menunjukkan pelusuran suatu garis tunggal dari kumpulan cangkang atau fosil.

-   Fosil Orientation : Adalah struktur sedimen yang menunjukkan orientasi tertentu dari kumpulan fosil yang menunjukkan arah arus sedimentasi yang diakibatkan oleh pengenangan yang energi transportasinya berkurang, sedangkan fosilnya sendiri mempunyai bentuk-bentuk yang dapat berorientasi.

- Load Cast : Adalah struktur sedimen yang terbentuk akibat tubuh sedimen yang mengalami pembebanan oleh material sedimen lain di atasnya.

-   Flute cast : Adalah struktur sedimen yang berupa celah dan terputus-putus serta berbentuk kantong, dengan ukuran 2 – 10 cm, struktur ini terbentuk pada batua dasar akibat pengaruh aliran turbulen dari air merupakan gerusan dari media transportasi yang membawa material kemudian material-material tersebut mengisinya yang biasa berupa pasir, atau scour yang telah terisi oleh lapisan pori di atasnya.

-  Mud Cracks : Adalah struktur sedimen yang brupa retakan-retakan pada tubuh sedimen bagian permukaan, biasanya pada tubuh campur yang berkembang sifat kohesinnya. Hal ini akibat perubahan suhu (pengeringan) dan pengerutan.

-  Tool Marks : Adalah material-material pasir yang terbawa arus mengerus permukaan lumpur dan meninggalkan jejak menjadi tempat berkumpul material pasir tersebut dan gerakan merupakan tonjolan lapsan pasir ke bawah.

-   Rain Print : Adalah suatu lubang lingkaran atau elips kecil yang terbentuk di atas lumpur yang masih basah oleh air hujan yang kemudian setelah lumpur itu kering diatasnya terendapkan lapisan batu pasir atau silstone.

- Flame Structure : Adalah struktur sedimen yang berupa bentukan dari lumpur yang licin dan memisahkan ke bawah membesar membentuk load cast dari pasir pada kontak antara lempung dan pasir.

-  ”Ball”, ”Pillow”, or ”Pseudonodule Structure” : Adalah suatu bentukan akibat gaya beban dari atas pada shate oleh batu pasir dimana shale tersebut belum dapat benar. Bila bentukan tersebut masih menyambung disebut Pillow atau bantal dan bila sudah lepas disebut Ball Structure.

-  Convolute Bedding : Adalah structure devormasi dari suatu lapisan yang membentuk perlapisan meliuk-liuk dengan ketebalan lapisan 2 – 25 cm.

-   Channels : Adalah Struktur sedimen yg mempunyai ciri erosional yang kelal-kelok atau bercabang dan merupakan bagian dari sistem transportasi terpadu akibat erosi permukaan dari media transportasi yang mempunyai energi penggerusan cukup besar.

-   Dish and Pillow Structure : Adalah struktur sedimen yang terbentuk oleh bantal dan mangkok yang terbentuk oleh sedimen pasir yang belum terkonsolidasi telah tertimbun sedimen lain di atasnya sehingga mengalami penekanan ke bawah.

-  Low Relief Erosion Surface : Adalah struktur sedimen yang terbentuk relief rendah pada permukaan tubuh sedimen akibat proses erosi.

-  Hard Ground Mass : Adalah struktur sedimen yang terbentuk akibat dari akumulasi material sedimen yang khas di dalam tubuh sedimen lain yang relatif lebih lunak.

Struktur batuan sedimen yang penting adalah perlapisan. Struktur ini umum terdapat pada batuan sedimen klastik yang terbentuknya disebabkan beberapa faktor, antara lain:

a.   Adanya perbedaan warna mineral.

b.   Adanya perbedaan ukuran butir.

c.   Adanya perbedaan komposisi mineral.

d.  Adanya perbedaan macam batuan.

e.   Adanya perbedaan struktur sedimen.

f.   Adanya perbedaan perubahan kekompakan.

Table. Pembagian lapisan menurut ketebalannya ( Mc. Kee & Weir, 1953 )

Nama Lapisan Sedimen	Ketebalan ( cm )
Lapisan sangat tebal	> 120
Lapisan tebal	60 – 120
Lapisan tipis	5 – 60
Lapisan sangat tipis	1 – 5
Laminasi	0,2 – 1
Laminasi tipis	< 0,2

2.   Tekstur

Tekstur adalah suatu kenampakan yang berhubungan dengan ukuran dan bentuk butir serta susunannya (Pittijohn, 1975). Butiran tersusun dan terikat oleh semen dan masih adanya rongga di antaranya butirnya. Pembahasan tekstur meliputi :

a.  Ukuran Butir (Grain Size)

Table. Skala Wentworth

NAMA BUTIR	Ukuran Butir (mm)
Bongkah (boulder) Brangkal (couble) Krakal (pcebble) Pasir sangat kasar (very coarse sand) Pasir kasar (coarse sand) Pasir sedang (medium sand) Pasir halus (fine sand) Pasir sangat halus (very fine sand) Lanau (silt) Lempung (clay)	256 256 – 64 64 – 4 4 – 2 2 – 1 1 – ½ ½ - ¼ ¼ - 1/8 1/16 – 1/256 1/256

b.  Pemilahan (Sorting)

Pemilahan adalah keseragaman dari ukuran besar butir penyusun batuan sedimen, artinya bila semakin seragam ukurannya dan besar butirnya maka pemilahan semakin baik. Pemilahan yaitu keseragaman butir didalam batuan sedimen klastik. Beberapa istilah yang biasa dipergunakan dalam pemilahan batuan, adalah:

-  Well sorted                   : terpilah baik

-  Medium sorted             : terpilah sedang

-  Poor sorted                  : terpilah buruk

c.    Kebundaran (Bentuk Butir)

Kebundaran adalah nilai membulat atau meruncingnya butiran dimana sifat ini hanya bisa diamati pada batuan sedimen klastik kasar.

-   Wellrounded (membundar baik) : Semua permukaan konveks, hampir equidimensional, sferoidal.

-  Rounded (membundar) : Pada umumnya permukaan-permukaan bundar, ujung-ujung dan tepi-tepi butiran bundar.

-  Subrounded (membundar tanggung) : Permukaan  umumnya datar dengan ujung-ujungnya yang membundar.

-   Subangular (menyudut tanggung) : Permukaan pada umumnya datar dengan ujung-ujung tajam.

-   Angular (menyudut) : Permukaan konkaf dengan ujungnya tajam.

d.  Kemas (Fabric)

-   Kemas terbuka : Butiran tidak saling bersentuhan.

-   Kemas tertutup : Butiran saling bersentuhan satu dengan yang lainnya.

e.  Shape

Shape adalah bentuk daripada butiran tersebut, dapat dibedakan menjadi empat macam.

-   Golongan pertama (I) oblate/labular

-   Golongan kedua (II) equent/equiaxial

-   Golongan ketiga (III) bladed/triaxial

-   Golongan keempat (IV) prolate/ rod shaped

f.   Porositas

Porositas suatu batuan adalah perbandingan seluruh permukaan pori dengan volume dari batuan. Pembagian porositas biasa dipergunakan sebagai berkut:

-  Negligible        : 0-5%

-  Poor                 : 5-10%

-  Fair                  : 10-15%

-  Good               : 15-20%

-  Very good       : 20-25%

-   Exellent           : 25-40%

g.  Permeabilitas

Permeabilitas sukar ditentukan d bawah mikroskop, tetapi dapat dikira-kira melalui porositas. Salah satu metoda pendekatan untuk mengetahui permeabilitas adalah dengan menempatkan setetes air pada sekeping yang kering dan mengamati kecepatan ar merembes. Istilah yang biasa digunakan adalah:

-  Fair                  : 1,0 – 10 md

-  Good               : 10 – 100 md

-  Very good       : 100 – 1.000 md

3.    Komposisi Batuan Sedimen Klastik

Komposisi pada batuan sedimen klastik bisa dikelompokkan berdasarkan kandungan mineral dan fungsinya dalam batuan sedimen di bagi menjadi 3 jenis, yaitu :

a.   Fragmen

Yaitu butiran yang berukuran lebih besar, dapat berupa mineral, pecahan batuan, cangkang fosil dan zat organik.

b.   Matriks (massa dasar)

Yaitu butiran yang lebih kecil dari fragmen, terendapkan bersama – sama dengan fragmen, terdapat di sela – sela fragmen sebagai massa dasar. Seperti fragmen, matrik dapat berupa mineral, pecahan batuan maupun fosil. Matrik sangat halus sehingga aspek geometri tak begitu penting, terdapat di antara butiran sebagai massa dasar.

c.    Semen

Yaitu material yang sangat halus ( hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop ) diendapkan setelah fragmen dan matrik, sebagai pengisi rongga serta pengikat antar butir sedimen, dapat berbentuk amorf maupun kristalin. Semen umumnya terdiri dari :

-    Semen karbonat ( kalsit, dolomit )

-    Semen silika ( calsedon, kuarsit )

-    Semen oksida ( limonit, hematit, dan siderit )

Pada sedimen berbutir halus ( lanau atau lempung ) tidak terdapat semen, karena tidak adanya rongga atau ruang antar butir.

B.   Sedimen Nonklastik

1.   Struktur

Reksi kimia, aktifitas gunung berapi dam organisme adalah faktor-faktor yang mempengaruhi terbentuknya batuan sedimen berstruktur nonklastik. Macam-macam struktur nonklastik:

a.   Fossiliferous, struktur yang menunjukan adanya fosil.

b.  Oolitik, struktur dimana fragmen klastik diselubungi oleh mineral non klastik, bersifat konsentris dengan diameter kurang dari 2 mm.

c.   Pisolitik, sama dengan oolitik tetapi ukuran diameternya lebih dari 2 mm.

d.  Konkresi, sama dengan oolitik namun tidak konsentris.

e.  Cone in cone, struktur pada batu gamping kristalin berupa pertumbuhan kerucut per kerucut.

f.   Bioherm, tersusun oleh organism murni insitu.

g.   Biostorm, seperti bioherm namun bersifat klastik.

h.  Septaria, sejenis konkresi tapi memiliki komposisi lempungan. Cirri khasnya adalh memiliki rekahan-rekahan tak teratur akibat penyusutan bahan lempungan tersebut karena proses dehidrasi yang kemudian celah-celahnya terisi oleh mineral karbonat.

i.   Goode, banyak dijumpai pada batugamping, berupa rongga-rongga yang terisi oleh Kristal-kristal yang tumbuh kearah pusat rongga tersebut. Kristal dapat berupa kalsit maupun kuarsa.

j.    Styolit, kenampakan bergerigi pada batugamping sebagai hasil pelarutan.

2.   Tekstur

Tekstur dalam batuan sedimen nonklastik dibedakan menjadi dua macam :

a.  Kristalin : Tekstur ini terdiri dari kristal-kristal yang interlocking, yaitu kristal-kristal yang saling mengunci satu dengan yang lain.

b.  Amorf : Tekstur ini terdiri dari mineral yang tidak membentuk kristal-kristal atau amorf (nonklastik), umumnya berukuran lempung atau koloid, contoh : rijang masif.

3.   Komposisi Batuan Sedimen Nonklastik

Komposisi mineral pada batuan sedimen nonklastik biasanya sederhana terdiri dari satu atau dua mineral contoh :

-   Batugamping " kalsit, dolomite 
-   Chert " kalsedon
-   Gypsum " gypsum 
-   Anhidrit " anhidrit

    

Klasifikasi Batuan Sedimen

A.    Sedimen Klastik

Batuan  sedimen klastik terbentuk sebagai akibat pengendapan kembali batuan rombakan asal, baik batuan beku, metamorf, ataupun betuan sedimen yang lebih tua. Adapun fragmentasi batuan asal dimulai dari pelapukan, baik mekanik maupun kimiawi, lalu tererosi, tertransportasi lalu terendapkan pada sebuah cekungan pengendapan lalu mengalami proses diagenesa yaitu proses perubahan-perubahan pada temperature rendah yang meliputi kompaksi, sementasi, rekristalisasi, autogenesis, dan metasomatisme.

B.    Sedimen Non Klastik

Batuan sedimen non klastik terbentuk karena proses pengendapan secara kimiawi dari larutan maupun hasil aktivitas organik dan umumnya tersusu oleh authigenic minerals. Authigenic minerals adalah mineral yang terbentuk pada lingkungan sedimentasi. Misal : Gypsum, Anhydrite, Kalsit, Halit.

·   Batuan Sedimen Karbonat : Batuan karbonat adalah batuan sedimen dengan komposisi yang domonan (lebih dari 50%) terdiri dari mineral-mineral atau garam-garam karbonat, yang dalam praktek secara umum meliputi batugamping dan dolomite.

·   Karbonat Klastik : Batugamping klastik adalah batugamping yang terbentuk dari pengendapan kembali detritus batugamping asal.   Contoh : Kalsirudit, Kalkarenit, Kalsilutit.
 

Tabel 7. Klasifikasi batuan sedimen tekstur karbonat klastik

Nama Butir	Ukuran butir	Nama Batuan
Rudite	>1	Kalsirudit
Arenit	0,062 - 1	Kalkarenit
Lutite	< 0,062	Kalsilutit

Komposisi Mineral : Terdapat pemerian fragmen, matrik dan semen hanya terdapat perbedaan istilah (Folk, 1954), meliputi :

a.    Allochem : sama seperti fragmen pada batuan sedimen klastik. Macam-macam Allochem :

-  Kerangka organisme (skeletal), berupa cangkang binatang atau kerangka hasil pertumbuhan.

-  Interclass, merupakan butiran-butiran dari hasil abrasi yang telah ada.

-  Pisolit, merupakan butiran-butiran oolit berukuran lebih dari 2mm.

-  Pellet, fragmen menyerupai oolit tetapi tidak menunjukan struktur konsentris.

b.   Mikrit : Merupakan agregat halus berukuran 1-4 mikro, berupa Kristal-kristal karbonat terbentuk secara biokimia atau kimia langsung dari presipitisasi dari air laut dan mengisi rongga antar butir.

c.   Sparit : Merupakan semen yang mengisi ruang antar butir dan rekahan, berukuran halus (0,02-0,1 mm), dapat terbentuk langsung dari sedimentasi secara insitu atau rekristalisasi dari mikrit.

·   Karbonat nonklastik : Pemeriannya sama dengan pemerian pada batuan sedimen non klastik lainnya hanya saja dalam jenis batuan memakai karbonat non klastik.

·  Batugamping non klastik : Terbentuk dari proses kimia maupun aktifitas organisme dan umum monomineralik. Dapat dibedakan menjadi :

-   Hasil biokimia                        :    bioherm, biostorm

-   Hasil larutan kimia                  :    travertine, tufa

-   Hasil replacement                   : batugamping fosfat, batugamping dolomite, batugamping silikat, dll.