Batuan Sedimen

A. Proses Pembentukan Batuan Sedimen

Batuan sedimen terbentuk dari material endapan. Mula-mula, material endapan mengalami proses pengangkutan dari satu tempat (kawasan) sampai di lokasi di mana material tersebut berhenti berpindah. Selama proses pemberhentian ini, lokasi di mana material diendapkan secara terus-menerus akan mendapatkan suplai dari material endapan lainnya. Selanjutnya, material yang diendapkan akan mengalami pengerasan yang kemudian menjadi batu. Ilmu yang mempelajari batuan sedimen disebut dengan sedimentologi.

Gambar. Peta Geologi Jawa (Sumber: http://psg.bgl.esdm.go.id/)

Pada peta di atas menggambarkan bagaimana persebaran batuan yang menyusun Pulau Jawa. Pulau Jawa didominasi oleh batuan sedimen tersier dan kuarter. Sementara itu, hanya di beberapa daerah saja yang tersusun oleh batuan plutonik yang ditunjukkan warna merah. Pulau Jawa juga didominasi oleh batuan gunung api dan di beberapa tempat tersusun oleh batuan kapur.

Batuan sedimen terbentuk dari endapan yang dapat diangkut dengan tiga cara, yaitu: suspension, bed load, dan saltation. Ketiga jenis transport sedimen tersebut akan dijelaskan sebagai berikut.

1. Suspension

Gerak butir endapan yang sesekali bersinggungan dengan dasar sungai atau saluran disebut suspension. Butir endapan bergerak dengan lompatan yang jauh dan tetap di dalam aliran. Suspension umumnya terjadi pada butir endapan yang berukuran relatif kecil.

2. Bed load

Gerak butir endapan yang selalu berada di dekat dasar saluran atau sungai disebut bed load. Butir endapan bergerak dengan cara bergeser atau meluncur mengguling, atau dengan lompatan pendek. Cara ini umumnya terjadi pada butir endapan yang berukuran relatif besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah).

3. Wash load

Gerak butir endapan yang hampir tidak pernah bersinggungan dengan dasar sungai atau saluran disebut wash load. Pada wash load, butir endapan bergerak seperti digelontor oleh aliran dan tidak pernah menyentuh dasar sungai atau saluran. Cara ini umumnya terjadi pada butir endapan yang berukuran sangat  halus. Berbagai macam gerakan partikel endapan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Sifat pergerakan partikel-partikel dalam media air (Sumber: Noor, Djauhari, 2010)

Endapan akan menjadi batu melalui proses pengerasan atau pembatuan (litifikasi). Litifikasi terjadi disebabkan endapan terakumulasi dalam jumlah yang sangat banyak. Endapan yang terkumpul dalam satu lokasi saling menekan satu sama lain. Proses tersebut berlangsung terus-menerus dan dalam waktu yang lama. Selain itu, terbentuknya endapan menjadi batu juga melibatkan proses pemadatan (compaction), sementasi (cementation), dan diagenesa.

Batuan sedimen memiliki ciri-ciri yang berbeda dengan batuan lainnya. Ciri-ciri tersebut dapat dikenali dengan mudah di lapangan. Ciri-ciri batuan sedimen antara lain, yaitu: (1) berlapis (stratification), (2) umumnya mengandung fosil, (3) memiliki struktur sedimen, dan (4) tersusun dari fragmen butiran hasil transportasi. Ciri-ciri batuan sedimen dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.

Gambar. Contoh ciri-ciri batuan sedimen yang dapat ditemukan di lapangan (Sumber: Noor, Djauhari, 2012)

Keterangan:

  • Perlapisan: kebanyakan batuan sedimen mengalami perlapisan. Perlapisan pada batuan sedimen klastik 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.
  • Struktur sedimen: struktur sedimen juga menjadi penciri dari batuan sedimen, seperti struktur silang siur atau struktur riak gelombang.
  • Sifat klastik: sifat yang tersusun dari fragmen-fragmen lepas hasil pelapukan batuan yang kemudian tersemenkan menjadi batuan sedimen klastik.
  • Kandungan fosil: ciri yang mudah mengetahui batuan sedimen adalah kandungan fosil. Sungguhpun demikian, fosil terbentuk sebagai akibat dari organisme yang terperangkap ketika batuan tersebut diendapkan.

B. Klasifikasi Batuan Sedimen

Batuan sedimen dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu: batuan sedimen klastik dan nonklastik.

1. Batuan sedimen klastik (detrital)

Batuan sedimen klastik memiliki susunan kimia yang sama dengan bahan asalnya. Artinya, batuan sedimen klastik hanya mengalami penghancuran secara mekanik dari besar menjadi kecil. Batuan sedimen klastik dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis batuan atas dasar ukuran butirnya. Contoh batuan sedimen klastik dapat dilihat dalam tabel di bawah ini.

Gambar. Klasifikasi ukuran butir dalam batuan sedimen klastik (Sumber: Lutgens, Frederick K & Tarbuck, Edward J. 2012)

Gambar di atas menunjukkan klasifikasi batuan sedimen klastik. Batuan sedimen klastik dikelompokkan menjadi beberapa jenis batuan atas dasar ukuran butirnya. Salah satu contoh batuan sedimen klastik adalah konglomerat dan breksi. Kedua batu tersebut dibedakan berdasarkan bentuk butirnya. Konglomerat memiliki butir membundar, sedangkan breksi memiliki bentuk butir yang menyudut.

a. Tekstur

Tekstur yang terdapat dalam batuan sedimen terdiri dari fragmen batuan/mineral dan matrik (masa dasar). Adapun yang termasuk dalam tekstur pada batuan sedimen klastik terdiri dari: besar butir (grain size), bentuk butir (grain shape), kemas (fabric), pemilahan (sorting), sementasi, kesarangan (porosity), dan kelulusan (permeability). Tekstur batuan sedimen klastik akan dijelaskan sebagai berikut.

  • Besar butir (grain size) adalah ukuran butir dari material penyusun batuan sedimen diukur berdasarkan klasifikasi Wenworth.
  • Bentuk butir (grain shape) pada sedimen klastik dibagi menjadi: rounded (membundar), sub-rounded (membundar-tanggung), sub-angular (menyudut-tanggung), dan angular (menyudut).
  • Kemas (fabric) adalah hubungan antara masa dasar dengan fragmen batuan/mineralnya. Kemas pada batuan sedimen ada 2, yaitu: kemas terbuka, yaitu hubungan antara masa dasar dan fragmen butiran yang kontras sehingga terlihat fragmen butiran mengambang di atas masa dasar batuan. Kemas tertutup, yaitu hubungan antar fragmen butiran yang relatif seragam, sehingga menyebabkan masa dasar tidak terlihat.
  • Pemilahan (sorting) adalah keseragaman ukuran butir dari fragmen penyusun batuan. Contoh pemilahan lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Contoh bentuk pemilahan pada batuan sedimen (Sumber: Noor, Djauhari, 2012)

Gambar di atas memperlihatkan pemilahan batuan yang seragam dan tidak seragam. Pemilahan batuan dikatakan baik jika material batuan memiliki ukuran yang seragam seperti pada gambar sebelah kanan. Sebaliknya, gambar di sebelah kiri memperlihatkan contoh pemilahan batuan sedimen yang kurang baik.

  • Sementasi adalah bahan pengikat antar butir dari fragmen penyusun batuan. Macam dari bahan semen pada batuan sedimen klastik adalah: karbonat, silika, dan oksida besi.
  • Kesarangan (porocity) adalah ruang yang terdapat di antara fragmen butiran yang ada pada batuan. Jenis porositas pada batuan sedimen adalah porositas baik, porositas sedang, dan porositas buruk.
  • Kelulusan (permeability) adalah sifat yang dimiliki oleh batuan untuk dapat meloloskan air. Jenis permeabilitas pada batuan sedimen adalah permeabilitas baik, sedang, dan buruk.

b. Struktur

Struktur batuan sedimen dibagi menjadi 3, yaitu: struktur batuan sedimen primer, sekunder, dan organik.

1) Struktur batuan sedimen primer

Struktur batuan sedimen primer terjadi pada saat proses sedimentasi. Struktur batuan sedimen primer dapat digunakan untuk mengidentifikasi mekanisme pengendapan. Contoh struktur batuan sedimen primer yang dapat ditemukan di lapangan seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Berbagai struktur batuan sedimen primer (Sumber: Noor, Djauhari, 2012)

Gambar di atas adalah contoh-contoh struktur batuan sedimen primer. Struktur batuan sedimen primer ditandai dengan adanya arah aliran dan perlapisan. Keterangan struktur batuan sedimen primer lebih jelasnya seperti di bawah ini.

  • Laminasi sejajar, yaitu laminasi batuan yang tersusun secara horisontal dan saling sejajar satu dengan yang lainnya.
  • Riak gelombang sejajar, yaitu bentuk permukaan perlapisan bergelombang karena adanya arus sedimentasi.
  • Hearing bone atau tulang ikan silang siur, yaitu bentuk lapisan yang terpotong pada bagian atasnya oleh lapisan berikutnya dengan sudut yang berlainan dalam satu satuan perlapisan.

2) Struktur batuan sedimen sekunder

Struktur batuan sedimen sekunder terjadi pada saat sebelum dan sesudah sedimentasi. Struktur batuan sedimen sekunder merefleksikan lingkungan pengendapan, keadaan dasar permukaan, lereng, dan kondisi permukaan. Contoh struktur batuan sedimen primer yang dapat ditemukan di lapangan seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Berbagai struktur dalam batuan sedimen (Sumber: Noor, Djauhari, 2012)

Gambar di atas adalah contoh-contoh struktur batuan sedimen sekunder yang dapat ditemukan di lapangan. Keterangan mengenai contoh gambar di atas sebagai berikut.

  • Flute cast adalah struktur batuan sedimen berbentuk seruling dan terdapat pada dasar suatu lapisan, dapat dipakai untuk menentukan arus purba.
  • Load cast adalah struktur batuan sedimen yang terbentuk pada permukaan lapisan akibat pengaruh beban endapan di atasnya.

3) Struktur batuan sedimen organik

Struktur batuan sedimen organik terjadi akibat proses biogenik atau organisme. Struktur batuan sedimen organik ditandai dengan adanya sisa-sisa organisme yang menempel pada batuan. Contoh struktur batuan sedimen organik dapat dilihat seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Contoh struktur batuan sedimen organik (Sumber: Noor, Djauhari, 2012)

Keterangan:

  • Tracks (jejak berupa tapak organisme)
  • Burrows (lubang atau bahan galian hasil aktivitas organisme)
  • Grazing Traces Dwelling

2. Batuan sedimen nonklastik

Batuan sedimen nonklastik terbentuk dari proses kimiawi. Contoh batu Halit yang berasal dari hasil evaporasi. Selain itu, batuan sedimen nonklastik dapat juga terbentuk dari hasil proses organik, seperti limestone.

Batuan sedimen nonklastik memiliki beberapa kelompok. Pengelompok-kan ini didasarkan atas proses pembentukannya, yakni secara kimiawi atau organik. Kelompok batuan sedimen nonklastik, antara lain: batuan sedimen evaporit (evaporites), karbonat (carbonates), batugamping dan dolomit (limestones and dolostone), serta batuan bersilika (siliceous rocks), rijang (chert).

a. Batuan sedimen evaporit

Batuan sedimen evaporit terbentuk sebagai hasil proses penguapan (evaporation) air laut. Proses ini mengakibatkan tertinggalnya bahan kimia. Akhirnya, bahan kimia tersebut akan menghablur apabila hampir semua kandungan air manjadi uap. Proses penguapan ini memerlukan sinar matahari yang cukup lama. Contoh batugaram (rock salt) yang berupa Halite (NaCl).

Gambar . Halit di Death Valley National Park, California (Sumber: http://en.wikipedia.org/)

Gambar di atas adalah Devil’s Golf Course yang merupakan bagian dari Death Valley National Park, California. Di taman nasional ini terdapat bekas danau air asin yang merupakan daerah terendah di Amerika Serikat, yaitu Badwater Basin dengan kedalaman 282 kaki (86 m) di bawah permukaan laut. Sisa dari cekungan tersebut saat ini banyak terdapat Halit yang terbentuk karena penguapan. Contoh lain batu Halit dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Halit (Sumber: http://en.wikipedia.org/)

Pada gambar di atas, Halit berwarna putih, orange, dan biru. Biasanya, Halit berwarna putih. Percampuran warna di atas sebagai akibat adanya radiasi dari mineral kalium. Contoh Halit di atas ditemukan di New Mexico.

b. Batuan karbonat

Batuan sedimen karbonat terbentuk dari hasil proses kimiawi dan biokimia. Batuan sedimen karbonat tersusun atas mineral kalsit dan dolomit. Contoh dari batuan ini adalah Travertin seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Terras Ttravertin di Mammoth Hot Springs (Sumber: http://id.wikipedia.org/)

Gambar di atas dapat mendeskripsikan bagaimana terbentuknya Travertin yang ada di Yellostone National Park. Teras Travertin merupakan kolam air di daerah karts yang mengalir dari satu lantai tinggi ke lantai yang lebih rendah. Selanjutnya, air akan menguap dan kalsium karbonat diendapkan seperti tampak pada gambar. Contoh Travertin yang ada di Indonesia dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Travertin di Pulau Wetar, Maluku Barat Daya (Sumber: Geomagz, Desember 2012)

Gambar di atas adalah contoh Travertin yang ada di Kecamatan Wetar, Maluku Barat Daya. Travertin terbentuk dari hasil endapan kalsium karbonat melalui air panas. Dengan demikian, air panas yang mengalir menunjukkan adanya penerobosan di dalam tanah melalui formasi batugamping. Travertin yang terbentuk di Sungai Desa Lurang ini muncul pada satuan tuf riolitik pada batuan vulkanik sakir.

c. Batuan sedimen silika

Batuan sedimen silika tersusun dari mineral silika (SiO2). Batuan ini hasil dari proses kimiawi dan atau biokimia yang berasal dari kumpulan organisme berkomposisi silika seperti: diatomae, radiolaria dan sponges. Contoh batuan silika adalah rijang seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Batu Rijang di Kali Muncar, Karangsambung, Kebumen

Batu rijang (chert), yang ditemukan di Kali Muncar merupakan batuan yang sangat keras dan tahan terhadap proses lelehan, masif, atau berlapis. Batu rijang terdiri dari mineral kuarsa mikrokristalin, berwarna cerah hingga gelap. Sebenarnya, batu rijang termasuk batuan sedimen laut dalam yang tersingkap, sehingga dapat dikatakan inilah batuan tertua yang menjadi pondasi Pulau Jawa.

d. Batuan sedimen organik

Batuan sedimen organik terjadi karena selama proses pengendapannya mendapat bantuan dari organisme. Organisme tersebut dapat berupa sisa, rumah atau bangkai binatang laut yang tertimbun di dasar laut seperti kerang, terumbu karang, tulang belulang, lapisan humus di hutan, dan sebagainya. Contoh yang paling baik adalah batubara seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar. Antrasit, batubara dengan kualitas terbaik (Sumber: http://id.wikipedia.org/)

Batubara terbentuk dari serpihan daun dan batang tumbuhan yang tebal dalam suatu cekungan (biasanya dikaitkan dengan lingkungan daratan). Material endapan ini mengalami tekanan yang tinggi dan termampatkan. Akhirnya, endapan ini berubah menjadi bahan hidrokarbon batubara. Ilustrasi pembentukan batubara sampai dengan antrasit dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Tahapan pembentukan batubara (Sumber: http://tambangunp.blogspot.com/)

Gambar di atas menjelaskan pembentukan batubara. Batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses pembusukan, pemampatan, dan perubahan sebagai akibat pengaruh kimia dan fisika. Proses pembentukan dari sisa-sisa tumbuhan menjadi gambut kemudian menjadi batubara muda sampai batubara tua. Pembentukan batubara terbagi dalam dua tahap, yaitu:

1) Tahap biokimia

Pada tahap ini, terjadi proses pembusukan sisa-sisa tumbuhan yang disebabkan oleh kerja bakteri anaerob. Produk dari proses ini adalah gambut, sehingga tahap ini sering disebut penggambutan (patification).

2) Tahap geokimia

Tahap ini disebut sebagai proses pembatubaraan (coalification). Dalam hal ini, ditunjukkan dengan bertambah gelapnya warna dari  massa  pembentuk batubara, naiknya tingkat kekerasan, dan terjadinya perubahan tekstur. Pada proses ini terjadi proses perubahan dari gambut menjadi lignit, sub-bituminus dan antrasit menjadi menjadi meta-antrasit. (d3d1sasmito)

Referensi:

  • Mc Knight, Tom L & Hess, Darrel, 2008. Physical Geography: A Landscape Appreciation 9th . Pearson Prentice Hall.
  • Lutgens, Frederick K & Tarbuck, Edward J. 2012. Essentials of Geology 11th. New Jersey:  Pearson Prentice Hall. Pearson Education, Inc.
  • Noor, Djauhari. 2012. Pengantar Geologi. Bogor: Pakuwon University Press.
  • Berbagai sumber

Tinggalkan komentar