STRUKTUR SEDIMEN Struktur sedimen adalah kenampakan pada batuan sedimen sebagai akibat dari adanya proses pengendapan. Struktur ini merupakan sifat yang sangat penting pada batuan sedimen baik yang berada pada bagian atas, bagian bawah maupun bagian dalam lapisan. Struktur sedimen ini dapat digunakan untuk menentukan proses dan keadaan serta lingkungan pengendapan, arah arus pengendapan, kedalaman, energi, kecepatan dan hidrolika arah arus yang mengalir serta pada daerah batuan yang terlipat dapat dipakai untuk mengetahui bagian bawah dan bagian atas perlapisan. Struktur sedimen ini sebaiknya dilihat dan dipelajari pada suatu singkapan, bukan pada suatu contoh setangan atau sayatan tipis. Struktur sedimen berkembang melewati proses fisika dan atau kimia, sebelum, selama, dan sesudah pengendapan atau juga melalui proses jasad renik (biogenic). Krumbein dan Sloss (1963) membagi struktur sedimen menjadi 2 kelompok, yaitu Struktur sedimen primer dan struktur sedimen sekunder. Pettijohn (1975) membagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu Struktur Anorganik dan Struktur Organik. Selley (1980) mengelompokkan struktur sedimen berdasarkan asal usulnya menjadi 3 kelompok, yaitu : 1. Struktur sedimen sebelum pengendapan (Pre-depositional sedimentary structures) 2. Struktur sedimen saat pengendapan (Syn-depositional sedimentary structures) 3.
Struktur sedimen setelah pengandapan (Post-depositional sedimentary structures) Sedangakan struktur sedimen yang diakibatkan oleh kegiatan organisme dimasukkan dalam kelompok fosil sebagai trace fossil.
Tucker (1982) mengelompokkan struktur sedimen kedalam 4 kelompok, yaitu : 1. Struktur pengikisan (Erosional structures) 2. Struktur pengendapan (Depositional structures) 3. Struktur pasca-pengendapan (Post-depositional sedimentary structures) 4. Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures)
Untuk pembahasan tentang struktur sedimen dalam bab ini dipakai klasifikasi menurut Tucker, 1982. 1. Struktur Pengikisan (Erosional structures)
Struktur pengikisan adalah struktur yang terbentuk akibat adanya arus yang mengikis batuan yang lebih tua sebelum sedimen diendapkan diatasnya. Yang termasuk kelompok ini antara lain : a. Tikas garut (flute cast) Tikas garut ini terbentuk akibat pengikisan dan merupakan ciri dari endapan turbidit. Struktur ini berada dibawah permukaan dan memanjang sampai berbentuk segitiga dengan bagian yang membulat kearah hulu dan mempunyai panjang mulai dari beberapa millimeter hingga mencapai puluhan centimeter. Struktur ini merupakan petunjuk yang dapat digunakan untuk penentuan arah arus purba (paleo current) b. Tikas gores (groove cast) Tikas gores berbentuk punggungan memanjang pada permukaan lapisan, berkisar dari beberapa millimeter hingga beberapa centimeter. Struktur ini pada permukaan lapisan mungkin seluruhnya sejajar atau pula mungkin memperlihatkan beberapa arah. Struktur ini terbentuk melalui pengikisan alur yang dipotong terutama oleh objek yang terseret sepanjang arus dan merupakan pula ciri dari arus turbidit. Arah tikas gores ini menunjukkan arah arus yang mengendapkannya. c.
Tool mark
Struktur ini terbentuk ketika objek dibawa oleh arus sungai dan berhubungan dengan permukaan sedimen dibawahnya. Tanda ini terjadi sebagai akibat objek menggelinding, menusuk dan menyikat permukaan sedimen dibawahnya. Objek yang membuat tanda ini biasanya berupa mud clast, fragmen binatang dan rombakan tumbuhan. d. Merkah gerus (scour mark) Merkah gerus merupakan struktur dalam skala kecil dan terdapat pada bagian bawah perlapisan. Pada pandangan bidang biasanya memanjang dalam arah arus. Dengan bertambahnya ukuran, merkah gerus ini berangsur menjadi alur (channel). Ciri khas permukaan merkah gerus adalah pemotongan endapan yang terletak di bawah dan hadirnya sedimen kasar di atas permukaan gerusan. e. Channel Alur adalah struktur sedimen berskala besar, beberapa meter hingga kilometer panjangnya. Alur pula sering terisi oleh sedimen yang kasar daripada sedimen dibawahnya atau dengan sedimen yang berbatasan, dan sering berupa konglomerat alas (basalt conglometare).
2. Struktur Pengendapan (Depositional structures) Struktur pengendapan adalah struktur sedimen yang terjadinya bersamaan dengan pengendapan. Struktur pengedapan ini terdapat pada bagian atas dan bagian bawah perlapisan. Yang termasuk dalam struktur pengendapan antara lain :
a. Masif Bila tidak menunjukkan struktur dalam lapisan (Pettijohn & Potter, 1964) atau ketebalan lapisan lebih dari 120 cm ( Mc. Kee & Weir, 1953). Faktor kemungkinan pembentukan struktur masif ini yaitu : Pertama, saat diendapkan memang tidak mempunyai struktur sedimen, Kedua, struktur pengendapannya telah dirusak oleh beberpa proses seperti bioturbasi, rekristalisasi dan pengeringan. Struktur ini dibentuk dalam keadaan yang cepat dan umumnya berupa endapan turbidit, aliran butir (grain flow) dan aliran debris (debris flow). b. Perlapisan sejajar
Bila bidang perlapisannya saling sejajar dengan ketebalan lapisan lebih dari 1 cm. Perlapisan ini terbentuk akibat adanya perubahan dalam butiran sedimen, warna maupun susunan mineraloginya.
c. Laminasi ; Perlapisan sejajar yang ketebalannya kurang dari 1 cm. d. Perlapisan pilihan (Gradded bedding) Bila perlapisan disusun atas butiran yang berubah teratur dari halus ke kasar (bersusun terbalik : inverse gradding)maupun dari kasar ke halus pada arah vertical, struktur ini merupakan cirri dari suatu sedimentasi pada arus yang pekat.
e. Perlapisan silang-siur ( Cross bedding) dan Laminasi silang-siur (Cross Lamination)
Perlapisan atau laminasi yang membentuk sudut terhadap bidang lapisan yang berada diatasnya atau dibawahnya dan dipisahkan oleh bidang erosi, struktur ini terbentuk akibat intensitas arus yang berubah-ubah. f. Gelembur (Ripple) Struktur ini terbentuk pada permukaan lapisan yang dikontrol oleh arus yang mengalir baik oleh air, angin maupun gelombang. Gelembur yang berasal dari arus disebut current ripple, oleh angina disebut wind ripple dan oleh gelombang disebut wave ripple. Skala yang lebih besar disebut sebagai Dune (Gumuk Pasir). Variasi ripple antara lain : Swaley & Hummocky, Herringbone, Symetry & Asymetry Ripple dll.
g. Rainspot Rainspot adalah cekungan kecil yang terbentuk oleh butiran air hujan pada permukaan batuan sedimen berbutir halus yang masih lunak. Struktur ini berguna untuk menentukan lapisan atas dan lapisan bawah dari suatu perlapisan terutama pada lapisan yang miring maupun terbalik. 3. Struktur sedimen pasca-pengendapan (Post-depositional sedimentary structures) Struktur sedimen setelah pengenapan ini terbentuk melalui gerakan sedimen (nendatan) dan lainnya melalui reorganisasi bagian dalam seperti pengeringan dan pembebanan. Prosesproses kimia-fisika setelah pengendapan menghasilkan stylolite, solution dan nodule. a. Nendatan (slump) dan longsoran (slide) Pada daerah yang miring, masa sedimen dapat diangkut sepanjang lereng. Bergeraknyya masa sedimen dapat mengakibatkan perubahan pada bagian dalam masa sedimen itu. Gerakan seperti ini disebut longsoran (slide). Jika masa sedimen secara internal berubah selama gerakan sepanjang lereng disebut nendatan (slump). Masa yang mengalami nendatan menunjukkan lipatan-lipatan minor. Kehadiran nendatan dan longsoran dalam suatu runtunan dapat ditentukan dari terdapatnya lapisan diatas dan dibawah perlapisan tersebut tidak terganggu. Struktur yang sering juga muncul akibat adanya longsoran maupun pembebanan dapat menimbulkan struktur Growth Fault. b. Sandstone dike dan sand volcano
Struktur ini relatif jarang dijumpai, mudah ditentukan oleh memotongsilangnya dengan lapisan sekitarnya dan diisi dengan pasir. Sand volcano berbentuk kerucut dengan suatu cekungan pada pusatnya yang terdapat pada bidang perlapisan c. Dish dan Pillar structure Struktur ini terdiri dari laminasi yang cekung keatas, biasanya beberapa sentimeter lebarnya, dipisahkan oleh zona tanpa struktur (pillar). Dish dan Pillar structure dibentuk oleha air yang lewat sedimen secara mendatar dan keatas (fluid escape) dan umumnya terbentuk pada endapan kipas bawah laut. d. Load structure Struktur pembebanan (load structure) dibentuk melalui tenggelamnya suatu lapisan kedalam lapisan yang lain. Tikas beban (load cast) biasanya terdapat pada dasar batupasir yang terletak diatas batulumpur. Lumpur yang ada dapat diinjeksikan keatas kedalam batupasir membentuk struktur flame. Juga sebagai akibat pembebanan, biasanya pasir dapat tenggelam kedalam lumpur membentuk struktur ball dan pillow.
e.
Deformed bedding Deformed bedding dan istilah seperti disrupted, convolute dan conturted bedding dapat diterapkan pada perlapisan sejajar, perlapisan silang-siur dan laminasi silang-siur yang dihasilkan selama pengendapan telah terganggu, tetapi tidak ada pergerakan sedimen secara mendatar dalam skala besar. Convolute bedding terdapat dalam laminasi silang-siur, dengan laminasi diubah dalam bentuk antiklin dan sinklin. Convolute seperti ini sering tidak asimetri atau menungging kearah arus purba, sedangkan conturted dan disrupted tidak menunjukkan orientasi. f. Nodule Nodule juga disebut konkresi, biasanya terbentuk dalam sedimen setelah pengendapan. Mineralmineral yang sering terdapat pada nodul adalah kalsit, dolomit, siderit, pirit, colophane dan kuarsa. Nodul kalsit, pirit dan siderit diameternya bisa beberapa milimeter sampai beberapa sentimeter, biasanya terdapat dalam batuan lumpur. Nodul chert biasanya terdapat dalam batugamping, nodul kalsit dan dolomit kadang-kadang terdapat dalam batupasir. Bentuk nodule bervariasi, bisa bulat, pipih, memanjang dan bisa juga tidak teratur.
4. Struktur sedimen asal jasad (Biogenic sedimentary structures)
Fosil jejak dapat diinterpretasikan aktifitas binatangnya yang menyebabkan timbulnya struktur ini, tetapi sifat alami binatangnya sendiri sulit untuk ditentukan karena organisme yang berbeda sering mempunyai cara hidup yang sama. Suatu binatang dapat menghasilkan struktur yang berbeda tergantung pada tingkah lakunya dan sifat sedimen seperti ukuran butir, kandungan air dan sebagainya. Struktur buluh (burrow) biasanya dibuat oleh crustacea, anellid, bivalve dan echinoid, sedangkan permukaan track dan trail dibuat oleh crustacea, trilobite, annelid, gastropod dan vertebrata. Struktur yang agak mirip buluh (burrow) dapat dihasilkan oleh akar tumbuhan, walapun yang terakhir sering mengandung karbonat a. Bioturbation Bioturbation menunjukkan gangguan sedimen oleh organisme.
b. Trace fossil (fosil jejak) Fosil jejak adalah struktur sedimen yang dihasilkan pada sedimen yang tidak terkonsolidasi oleh kegiatan organisme. Kelompok utama yang terdapat pada permukaan lapisan dan permukaan bawah lapisan adalah crawling, grazing (Jejak makan) dan resting (Jejak istirahat), sedangkan yang terdapat dalam lapisan adalah struktur feeding (Jejak sedang mencari makan) dan dwelling (Jejak menguni). Jejak merayap biasanya dihasilkan oleh crustacea, trilobita dan annelid/Vertebrata seperti dinosaurus meninggalkan cetakan kaki sebagai fosil jejak. Struktur biogenik ini mempunyai pola terputar, meandering dan radial. Struktur menghuni (Dwelling structure) adalah macam-macam buluh (burrow) dari bentuk tebing tegak sampai hurup U, orientasinya bia tegak, mendatar atau miring dengan perlapisan.
STRUKTUR BATUAN SEDIMEN Struktur sedimen adalah kenampakan batuan sedimen dalam dimensi yang lebih besar, merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal batuan sedimen dan diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan energi pembentuknya. Pembentukannya dapat terjadi pada waktu pengendapan
maupun
setelah
proses
pengendapan.
(Pettijohn&Potter,1964;
Koesoemadinata,1981) Berikut adalah tabel klasifikasi struktur sedimen oleh Pettijohn (1975). Pada dasarnya klasifikasi ini adalah struktur yang terbentuk secara organik (struktur yang terbentuk oleh organisme) dan anorganik. Struktur anorganik dibedakan lagi menjadi 2, yaitu struktur primer dan struktur sekunder. Struktur primer Struktur ini terbentuk karena proses sedimentasi dengan demikian dapat menggambaarkan mekanisme pengendapannya, antara lain : perlapisan, silang siur, konvolut, dll. Struktur sekunder Merupakan struktur yang terbentuk setelah proses sedimentasi dan sebelum atau saat
diagenesa.
Hal
ini
juga
menggambarkan
keadaan
lingkungan
pengendapannya, seperti : tracks,trails, and burrow, load cast, dll. Klasifikasi Struktur Batuan Sedimen (Pettijohn, 1975) Inorganic Structures Mechanical (primer) A. Bedding Geometry
Chemical (secondary) A. Solution structures
1. Laminations
1. Stylolites
2. Wavy bedding
2. Corrosion zones
B. Bedding internal structures 1. Cross bedding
Organic Structures A. Petrifactions B. Bedding (weedia and other stromatolites)
3. Vugs oolicasts C. Miscellaneous and so on
1. Borings
2. Ripple bedding B. Accretionary structures
2. Tracks and trails
3. Graded bedding
1. Nodules
3. Cast and molds
4. Growth bedding
2. Concretions
4. Fecal pellets and
C. Bedding plane markings (on sole)
3. Crystal aggregate
coprolites
(spherulites and 1. Scour or current mark (flutes) 2. Tool marks
rosettes) 4. Veinlets 5. Color banding
(grooves, and soC. Composite structure on) D. Bedding plane markings (on surface)
1. Geodes 2. Septaria 3. Cone in cone
1. Wave and swash marks 2. Pits and prints (rain, so on) 3. Parting lineation E. Deformed bedding 1. Load and founder structures 2. Synsedimentary folds an d breccias 3. Sandtsne dikes and sills
Genesa Struktur Batuan Sedimen : Laminasi, Silang siur, Gradasi, dan Perlapisan 1. Perlapisan Struktur perlapisan merupakan sifat utama dari batuan sedimen klastik yang menghasilkan biddang-bidang sejajar sebagai hasil dari proses pengendapan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kenampakan adanya struktur perlapisan antara lain: 1. Adanya perbedaan warna mineral
2. Adanya perbedaan ukuran besar butir 3. Adanya perbedaaan komposisi mineral 4. Adanya perubahan macam batuan 5. Adanya perubahan struktur sedimen 6. Adanya perubahan kekompakan batuan 7. Adanya perbedaan porositas batuan Berdasarkan ukuran tebalnya lapisan, Mc Kee dan Weir mengklasifikasikan perlapisan batuan menjadi: a. Laminasi tipis
< 2mm
b. Laminasi
2 mm – 1 cm
c. Lapisan sangat tipis
5 – 60 cm
d. Lapisan tebal
60 – 120 cm
e. Lapisan sangat tebal
> 120 cm
Dalam buku Geologi (Soetoto,2001:40), perlapisan dapat juga dibedakan menjadi : (A) Paralel, dimana perlapisan batuan terjadi secara sejajar (paralel) (B) Silang siur (cross bedding/current bedding), yang diakibatkan oleh kegiatan arus air atau angin dengan arah bervariasi (C) Bersusun (graded bedding), dimana terjadi gradasi ukuran butir dari kasar ke halus, atau sebaliknya yaitu dari halus ke kasar.
Gambar 3: macam struktur perlapisan batuan sedimen klastik (Soetoto, 2001:40) 2. Laminasi
Laminasi adalah perlapisan dan struktur sedimen yang mempunyai ketebalan kurang dari 1 cm. Terbentuk bila poola pengendapannya disertai dengan energi yang konstan (homogen), dan biasanya terbentuk dari suspensi tanpa energi mekanis.
Gambar 4: kenampakan struktur laminasi pada batupasir (sumber: http://s691.photobucket.com/albums/vv272/conan_hifans/kebumianzone/geo/?action=view&curr ent=plate10.jpg) 3. Silang siur atau cross bedding Sebenarnya silang siur ini terbagi menjadi 2 jenis, antara lain cross lamination dan cross bedding itu sendiri. a. Cross lamination Secara umum digunakan untuk lapisan miring dengan ketebalan kurang dari 5 cm, dengan faraset ketebalannya kurang dari 5 cm, merupakan struktur sedimentasi tunggal yang terdiri dari uruturutan sistematik, perlapisan dalam disebut faraset bedding yang miring terhadap permukaan umum sedimentasi. Terbentuk karena perpindahan riple atau gelombang-gelombang pori yang masing-masing urut berukuran kurang dari 5 cm. b. Silang siur atau Cross bedding Secara fisik, kenampakan cross bedding sama dengan cross lamination, perbedaannya terletak pada ketebalannyaa. Silang siur atau cross bedding memiliki ketebalan lebih dari 5 cm sedangkan cross lamination kurang dari 5 cm. Silang siur atau cross bedding dihasilkan dari migrasi riple yang cukup besar atau oleh gelombang-gelombang yang membawa pori dimana masing-masing lapisan berukuran lebih dari 5 cm. Perlapisan ini membentuk sudut terhadap bidang lapisan yang di atas atau di bawahnya dipisahkan oleh bidang erosi, terbentuk akibat dari intensitas arus yang berubah-ubah. 4. Gradasi
Struktur gradasi pada sedimen terlihat apabila terjadi perubahan yang granual dari ukuran butir penyusunnya bila bagian bawah kasar dan bagian atasnya semakin halus. Gradasi ini disebut dengan normal grading. Sebaliknya, apabila dari bawah ke atas ukuran butir penyusun batuan semakin mengkasar, disebut inverse grading. Normal graded bedding terjadi karena pengendapan yang terjadi secara bertahap sesuai penenangan energi transportasi. Sedangkan inverse graded beding terjadi jika pengendapan berlangsung pada fase regresi. Gradasi dapat digunakan sebagai penunjuk batas lapisan atas dan batas lapisan bawah batuan. Karakteristik Struktur sedimen Menurut Bouma (1962) dalam hal pengenalan endapan turbidit salah satu ciri yang penting adalah struktur sedimen, karena mekanisme pengendapan arus turbid memberikan karakteristik sedimen tertentu. Banyak klasifikasi struktur sedimen hasil mekanisme arus turbid, salah satunya karakteristik genetik dari Selly (1969). Selly (1969) mengelompokan struktur sedimen menjadi 3 berdasarkan proses pembentukannya : a)
Struktur Sedimen Pre-Depositional
Merupakan struktur sedimen yang terjadi sebelum pengendapan sedimen, yang berhubungan dengan proses erosi oleh bagian kepala (head) dari suatu arus turbid (Middleton, 1973). Umumnya pada bidang batas antara lapisan batupasir dan serpih. Beberapa struktur sedimen yang antara lain flute cast, groove cast. b)
Struktur Sedimen Syn-Depositional
Struktur yang terbentuk bersamaan dengan pengendapan sedimen, dan merupakan struktur yang penting dalam penentuan suatu endapan turbidit. Beberapa struktur sedimen yang penting diantaranya adalah perlapisan bersusun, perlapisan sejajar dan perlapisan bergelombang. c)
Struktur Sedimen Post-Derpositional
Struktur sedimen yang dibentuk setelah terjadi pengendapan sedimen, yang umumnya berhubungan dengan proses deformasi. Salah satunya struktur pembebanan.
