BAB II

KONSEP DASAR LINGKUNGAN PENGENDAPAN

2.1 TINJAUAN UMUM

2.1.1 Pengertian Lingkungan pengendapan

Lingkungan pengendapan (sedimentary environment) didefinisikan sebagai suatu

tempat yang kompleks dimana sedimen diendapkan, karena adanya interaksi faktor fisika,

kimia, dan biologi (Kumbrain dan Sloss, 1963). Faktor fisika dikaitkan dengan proses

fisika, seperti densitas, viskositas, bahan dan medium sedimentasi, energi air laut, energi

kinetis pada angin, turbulensi dan arus ombak. Faktor kimia dikaitkan dengan proses

kimia, seperti perubahan temperatur atau iklim, perubahan salinitas, derajat keasaman-

kebasaan (pH), dan potensial oksidasi-reduksi (eH), sedangkan faktor biologi dikaitkan

aktivitas organisme ( struktur perubahan cangkang sebagai sedimen dan material organik

(C-H)). Faktor biologi ini merefleksikan aspek fisika dan kimia suatu endapan, karena

organisme sangat dipengaruhi oleh kondisi tersebut.

Lingkungan pengendapan dicirikan oleh parameter-parameter fisika, kimia, dan

biologi tertentu yang menghasilkan suatu tubuh batuan sedimen dengan sifat-sifat tekstur,

struktur, dan komposisi tertentu (Bogss, 1955). Hasil atau produk dari endapan

lingkungan pengendapan, khususnya lingkungan pengendapan sedimen seperti

lingkungan delta, reef, desert, submarine fans, lacustrine dan lingkungan lainnya.

Lingkungan pengendapan dapat dibatasi oleh erosi, non deposisi atau deposisis.

Umumnya lingkungan sub aerial merupakan hasil erosional sedangkan lingkungan sub

aquaous kebanyakan merupakan daerah pengendapan. Beberapa lingkungan alternatif

lainnya terjadi dalam fase lingkungan erosi, equilibrial dan deposisi :

1. Lingkungan erosional : Umumnya terestrial, biasanya ditampilkan sebagai ketidak

selarasan.

2. Lingkungan equibrial/non deposisi : terdapat di darat dan di laut, meliputi horison

tanah (laterit dan caliche), gamping tersemenkan dan manganese seabeds.

3. Lingkungan deposisi : Umumnya subaqueous (lingkungan terendam air) yang

ditampilkan da;am rekaman stratigrafi sebagai fasies sedimentasi.

Selley (1970), mengklasifikasikan lingkungan pengendapan sebagai berikut :

1. Kontinental

Konglomerat

Fluvial (Braided dan Meandering)

Lacustrine

Eolian

2. Shorelines

Lobate/Delta

Linear/Barrier (Karbonat dan Klastik)

Turbidit

Pelagic

Lingkungan sedimentasi utama dapat dibagi lagi menjadi sub lingkungan, misalnya

lingkungan fluvial terbagi menjadi active channel, overbank atau flod plain, abandoned

channel dan lain-lain.

2.1.2 Pengertian Fasies dan Model Fasies

Mutti dan Ricci Luchi (1972) mendefinisikan fasies sebagai suatu lapisan atau

kumpulan lapisan batuan yang memperlihatkan karakteristik litologi, geometri, dan

sedimentologi tertentu yang berbeda dengan lapisan atau kumpulan lapisan batuan yang

berada di sekitarnya. Dalam SSI (1996), fasies didefinisikan sebagai aspek fisika, kimia,

dan biologi suatu endapan dalam kesamaan waktu. Suatu faasies mencerminkan suatu

mekanisme pengendapan atau berbagai mekanisme yang bekerja secara serentak pada

waktu yang sama.

Suatu urutan kumpulan batuan sedimen yang diendapkan pada suatu lingkungan

paengendapan dan dapat dibedakan satu dengan lainnya berdasarkan litologi, geometri,

dan sedimentologinya disebut model fasies, (Walther 1984, dalam Blatt, Middleton, dan

Murray, 1972), pertama kali mengamati hubungan stratigrafi ke arah vertikal dalam suatu

daerah lingkungan pengendapan dan berpendapat bahwa sedimentasi urutan-urutan fasies

secara vertikal dapat mencerminkan urutan-urutan ke arah lateral (Walther Law;s). Hal

ini disebabkan oleh lingkungan pengendapan dari suatu interval waktu terbentuk

bersamaan dengan proses-proses transgresi dan regresi yang memungkinkan suatu

lingkungan pengendapan bertumpuk berada di atas lingkungan pengendapan yang lain.

Setiap proses pengendapan akan memberikan suatu urutan model pengendapan

tertentu (model fasies) dan dapat memberikan gambaran lingkungan pengendapan yang

khas.

2.1.3 Hubungan Antara Fasies, Sekuen dan Stratigrafi

Pentingnya hubungan antara fasies dan lingkungan pengendapan dikemukakan

oleh Walther (1894), yang menyatakan bahwa “Variasi endapan dari suatu daerah fasies

yang sama dan mempunyai kemiripan jumlah batuan dari daerah fasies yang berbeda,

dibentuk berdampingan dengan yang lain dalam ruang, tapi dalam crustal akan terletak

diatasnya”. Sedangkan Middleton (1973) menyatakan bahwa sekuen vertikal tidak

terganggu dari suatu fasies digambarkan oleh lingkungan sekuen lateralnya.

Konsep ini kemudian dikembangkan oleh Busch (1971) yang mendefinisikan

terminasi genetik dan sekuen genetik. Genetik increment suatu perlapisan didefinisikan

sebagai massa batuan sedimen dalam suatu fasies/sub fasies yang berhubungan satu sama

lain secara genetik. Tipikalnya bisa terdiri dari sekuen prograding delta tunggal, yang di

dalamnya terdapat pro delta, delta slope dan delta front. Sekuen genetik perlapisan

merupakan suatu paket sedimenter yang tipe genetiknya sama.

Fasies sedimentasi cenderung tersusun dalam sekuen yang bisa diduga (Genetic

Increment). Sekuen cenderung mengalami perulangan sampai membentuk suatu sekuen

genetik. Kejadian ini merupakan suatu siklus sedimentasi. Proses umum siklus terjadi dua

(Beerbower, 1964), yaitu :

1. Mekanism Autocyclic : adalah bagian integral dari sistem pengendapan, misalnya

channel migration, channel diversion, bar migration.

2. Mekanism Allocyclic : dihasilkan dari perubahan internal terhadap unit sedimen,

misalnya pengangkatan, penurunan, variasi iklim dan perubahan eustatik.

Salah satu studi sedimentasi resent yang menarik adalah perpindahan sub

lingkungan secara lateral dari suatu daerah pengendapan ke daerah lainnya sehingga

akan menghasilkan sekuen sub fasies biasa. Hal ini menunjukkan begitu pentingnya

mekanisme autocyclic ini dalam menggambarkan siklus sedimen kuno, sedangkan

allocyclic biasanya dipengaruhi oleh tekanan (stress). Pengenalan sekuen asal autocyclic

dalam fasies sedimentasi cukup penting dalam mengenal lingkungan pengendapannya.

2.1.4 Metode Diagnosis Lingkungan Fasies Sedimentasi

Aturan umum diagnosis lingkunga sedimen harus didasarkan pada evaluasi yang

kritis dari semua data atau bukti yang ada. Sebagian data yang digunakan dalam studi

bawah permukaan ini antara lain penampang seismik dan well-log geofisika sebagai

sumber data utama serta sampel batuan dari data core dan cutting.

Teknik analisis lingkungan dapat dilihat dari lima parameter lingkungan fasies, yaitu :

1. Geometri

2. Litologi

3. Struktur sedimen

4. Pola arus purba

5. Fosil/ Paleontologi

a. Geometri

Bentuk menyeluruh dari fasies sedimentasi merupakan suatu fungsi topografi

pre-deposisi, lingkungan pengendapan, geomorfologi dan sejarah post-deposisinya.

Geometri fasies sedimentasi relatif lebih mudah untuk menentukan keberadaan

singkapan pada permukaan dan kenampakan singkapan yang baik. Pendekatan yang dulu

dipakai adalah memetakan geometri fasies dari data lubang bor, dimana interpretasi

lingkungannya dapat diketahui dari tiap sumur dengan menentukan lokasi pemboran

berikutnya pada posisi yang optimal. Sedangkan pendekatan yang sekarang dipakai

adalah survei seismik yang memungkinkan untuk memetakan suatu geometri fasies

sebelum dilakukan pemboran sumur-sumurnya. Interpretasi seismik terbaru dikenal

dengan istilah seismik stratigrafi, yang berguna untuk mengetahui stratigrafi dan konsep

fasies dalam interpretasi data seismik.

Parameter geometri berguna dalam mempelajari singkapan seperti channel atau

reef yang bisa dideteksi di bawah permukaan dengan seismik.

b. Litologi

Litologi fasies sedimentasi adalah parameter yang mudah diamati dan salah satu

pertimbangan lingkungan yang jelas.

Lingkungan sedimen klastik tidak hanya berfungsi dalam penentuan lingkungan

pengendapan dimana ia diendapkan tetapi juga dapat mengetahui sejarah trnsportasi dan

tipe batuan asalnya. Beberapa peneliti memakai tekstur sedimen untuk menentukan

lingkungan sedimennya (Folk, 1967 ; Miola & Wesser, 1968 ; Pettijohn et al, 1972 dan

Selley, 1982). Filosofi dasar yang dipakai yaitu bahwa sedimen lingkungan resent bisa

diketahui satu sama lain dari evaluasi statistik teksturnya.

Parameter litologi yang umum dikenal ada dua jenis, yaitu :

Terigen, berhubungan dengan ukuran butir sebagai indek tingkat energi, dimana kontrol

proses tekstur lebih berperan dibandingkan kontrol lingkungan,

Karbonat, menyangkut litofasies dengan karakteristik tipe butiran sebagai lingkungan

yang spesifik.

Kesimpulannya, litologi fasies sedimen memegang peranan penting sebagai petunjuk

lingkungan pengendapannya. Ukuran butir, pemilahan, bentuk dan tekstur batuan

biasanya menggambarkan tingkat energi dan proses lingkungannya.

c. Struktur Sedimen

Struktur lebih mudah dipelajari pada kondisi singkapan yang baik. Di bawah

permukaan, hanya struktur sedimen dapat menentukan suatu lingkungan pengendapan,

misalnya glasial, aquaous/sub-aerial dan lain-lain, yang dicirkan dengan kedalaman dan

tingkat energi lingkungan serta kecepatan, hidrolik dan arah arus yang berkembang

(Allen 1967, 1982 ; Collison dan Tonipson, 1982 ; Reinneck & Singh, 1980 ; and Selley,

1982). Umumnya struktur sedimen menggambarkan suatu proses pengendapan, tapi

beberapa proses khusus terjadi dalam lingkungan tertentu, seperti cross bedding sebagai

hasil arus traksi bisa terjadi dari alluvial fans sampai shelf sea.

Struktur sedimen dikelompokkan menjadi :

1. Stuktur primer (fisik)

Terdiri dari struktur anorganik organik (trace fossils).

2. Struktur sekunder (kimia)

Meliputi : konkresi diagenetik, dan lain-lain.

Berdasarkan klasifikasi genetiknya, sturtur sedimen dibagi :Kelompok Contoh Asal (origin)

Pre-deposisional Channel, Flute marks,

groove marks, scour marks

Erosional

Syn-deposisional Flat bedding, cross bedding,

cross lamination

Deposisional

Post-deposisional Slumps, slides, load casts Deformasional

d. Pola Arus Purba

Sumber data untuk mengetahui pola arus purba adalah dari Dipmeter, dimana

untuk menentukan arus purba fasies tersebut melibatkan deskripsi dan interpretasi.

Analisa arus purba melibatkan :

a. Pengukuran orientasi struktur sedimen yang jelas di lapangan (misalnya : arah

kemiringan cross bedding, sumbu channel, dan lain-lain).

b. Deduksi arah arus purba tiap titik sampel.

c. Preparasi peta regional arus purba.

d. Integrasi peta arus purba dengan analisis fasies lainnya untuk menentukan

lingkungan dan paleogeografinya.

Ppenyelidikan motif dip dari log dipmeter secara empirik :

Motif Dip Profil Gamma

1. Uniform (schlumberger green) Uniform (serpih) – dip

deposisional

2. Upward Increasing (schlumberger

blue)

Upward decreasing-upward

coarsening sand

3. Upward decreasng (schlumberger red) Upward increasing-upward

fining sand

4. Random (bag o’nails) Uniform (pasir) – massive sand

5. Upward increase & decline Gamma increase & declines;

crevasse splay overlain by

channel (or fault, or conformity,

but dip motif not then generally

correlative with gamma curve).

e. Fosil/Paleontologi

Paleontologi identik dengan keberadaan fosil. Fosil merupakan salah satu

metode yamg cukup penting dalam pengenalan lingkungan pengendapan. Pemakaian

fosil untuk identifikasi lingkungan pengendapan harus memperhatikan dua asumsi, antara

lain :

Fosil tersebut tertimbun di tempat hidupnya.

Habitat fosil bisa diketahui dari morfologinya.

Dari semua perbedaan fosil, terdapat dua tipe penting dalam analisis lingkungan

pengendapan yaitu microfossils dan trace fossils. Mikrofosil dapat diamati dari well-

cutting dan dalam volume kecil batuan, misalnya foraminifera, ostracoda, mikroplankton

dan polynomorfik. Salah satu kelompok fosil yang berguna dalam analisis lingkungan

adalah burrows, tracks dan trail, yang termasuk dalam trace fossils. Sedangkan mikrofosil

sangat terbatas sekali kegunaannya.

2.2. STUDI LINGKUNGAN PENGENDAPAN

2.2.1 Delta

Delta merupakan suatu lingkungan yang dicirikan oleh sedimen yang telah

mengalami transportasi sampai akhir (channel) oleh suatu arus benua (continent water)

dengan dominasi oleh endapan sub aquaeous dan sub aerial pada batas air tenang

(standing water), dimana saluran tersebut masih aktif mengisi(Serra,1990).

Berdasarkan proses yang berpengaruh dalam pembentukan ddelta dapat

diklasifikasikan menjadi tiga jenis :

a. Delta dominasi sungai

Lingkungan pengendapan pada delta yang didominasi oleh sungai terbentuk

apabila gelombang, arus pasang surut dan arus sepanjang pantai lemah maka muatan

sedimen yang berasal dari sungai tinggi dan akan terjadi progradasi yang cepat kearah

laut.

b. Delta dominasi pasang surut

Daerah ini memiliki tingkat pasang surut yang tinggi, sehongga aliran balik yang

terjadi pada distribusi channel kemungkinan merupakan sumber energi utama dalam

pembentukan dan pemisahan sedimen.

Delta dominasi gelombang

Lingkungan ini dipengaruhi oleh aktivitas gelombang yang kuat, endapan mouth

bar yang terbentuk terus menerus mengalami rework menjadi suatu seri superimposed

coastal barriers. Secara keseluruhan lingkungan ini menunjukan suatu sekuen yang

mengkasar keatas

Secara umum menurut Serra, 1990 lingkungan pengendapan delta dapat dibagi

kedalam beberapa sub lingkungan sebagai berikut :

1. Delta plain

Merupakan bagian dari delta yang bersifat sub aerial, dimana pola

sedimentasinya dipengaruhi oleh proses fluvial dan juga dipengaruhi proses dari sub

lingkungan delta plain ini terdiri dari :

Upper Delta Plain

Bagian dari delta plain yang terletak diatas areal tidal atau laut, dimana

lingkungan pengendapan pada daerah ini memiliki karakteristik yang sama dengan

endapan yang berada di daerah fluvial. Endapan dari upper delta plain secara umum

terdiri dari endapan distributary channel dan juga lake fill.

Distribustary channel dibagi atas endapan meandering dan endapan braided.

Endapan ini ditandai dengan adanya bidang erosi pada bagian dasar dan cenderung

memperlihatkan pola menghalus keatas. Struktur sedimen yang umum ditemui adalah

current ripple, cross bedding, scour fill dan lensa lempung. Point bar pada distributary

channel terbentuk apabila terjadi perpindahan pada chanelnya. Sedangkan natural levee

berasosiasi dengan distributary channel sebagai tanggul alam yang memisahkan dengan

interdistributary bay, dengan sedimen yang berupa pasir halus, lempung dan rombakan

material organic yang terbentuk sebagai material hasil luapan selama banjir.

Lake fill merupakan bagian upper delta plain, dimana endapannya sangat

dipengaruhi oleh iklim setempat. Endapan lake fill pada umumya terbentuk pada kondisi

reduksi dan terdiri atas batulempung dan batulanau yang terbentuk saat banjir dengan

kandungan organic yang tinggi, dengan pola umum memperlihatkan pola mengkasar

keatas. Pengisisan dari endapan ini dapat terbentuk dengan arus yang tinggi terutama

pada saat pembentukan crevasse splay. Crevasse splay tersusun atas pasir dengan struktur

sedimen bentukan arus dengan permukaan bidang reaktifitas yang terbentuk erosi

lembaran (Reading, 1978).

b. Lower Delta Plain

Lower delta plain merupakan bagian dari dimana didaerah ini terjadi interaksi

antara sungai dan laut yaitu low tide-mark sampai batas pasang surut (tidal). Endapan

meliputi distributary channel (abandoned distributary deposit) dan interdistibutary

areas(bay fill deposit). Pada daerah lower delta plain, channel yang terbentuk bersifat

lebih kompleks dari channel yang terbentuk di daerah upper delta plain. Sedangkan

interdistributary area yang terbentuk terdiri atas interdistributary bay, tanggul alam,

rawa dan crevasse splay

Interdistributary bay merupakan daerah yang terletak diantara distributary

channel, dan pada umumnya meliputi daerah terluas pada lower delta plain. Daerah ini

berhubungan dengan laut dan dikelilingi oleh marshes dan distributary channel. Daerah

ini merupakan lingkungan dengan kecepatan arus yang paling rendah, tidak berelief

dengan akumulasi sedimen yang sangat lambat. Pada daerah ini terbentuk endapan

berukuran lanau sampai lempung yang sangat dominan. Struktur sedimen yang dijumpai

pada umumya parallel leminasi dan burrowing structure. Pada marshes dan swamp

terbentuk endapan material organic (peat, lignit, coal) dengan kenampakan berlapis

dalam jumlah yang cukup besar. Pola sedimentasi endapan bay fill pada umumnya

menunjukan pola mengkasar keatas.

2. Delta Front

Delta Front merupakan bagian dari lingkungan delta yang berenergi tinggi karena

secara berkala mengalami reworked diakibatkan oleh arus pasang surut dan arus

sepanjang pantai.

Pola pengendapan pada delta front adalah sekuen skala besar yang semakin keatas

semakin kasar. Dimana sekuen tersebut merupakan data perubahan fasies kearah atas dari

pasir berbutir haluslepas pantai atau pro delta yang didominasioleh batupasir.sekuen

tersebut merupakan hasil dari proses progradasi delta front dan memungkinkan terpacung

bagian atasnya oleh sekuen fluvial atau tidal distributary channel sebagai kelanjutan dari

proses progradasi.

Ednapan delta front sendiri terdiri atas lembaran pasir distributarymouth bar,

river-mouth tidal range deposit, nearshore, longshore dan stream bar deposit

2.2.2 Continental Shelf

Continental Shelf merupakan bagian dari paparan yang berada diantara garis

pantai dan batas paparan, atau diatasnya continental slope. Karakteristik morfologi dan

sedimennya sangat khusus. Permukaan continental shelf lebih halus, tertutup oleh

berbagai macam perlapisan batuan. Karakter batuan sedimennya mengalami perubahan

dari satu area ke area lainnya tergantung dari perbedaan gelombang, tektonik, kondisi

iklim dan supply sedimennya.

Endapan Continental Shelf purba merupakan rekaman strtigrafi batuan yang

cukup penting. Sedimen yang diendapkan tidak hanya dipengaruhi oleh endapan

Continental Shelf purba, tapi juga oleh endapan dan aspek struktur yang berasal dari

epicontinental seaways.

Setting dari Continental Shelf

Kondisi dari lingkungan ini tidak bisa terlepas dari hubungan fasiesnya secara

lateral, system lingkungan pengendapan, dan tektonik yang ada.

a. Hubungan fasies secara lateral.

Continental Shelf secara umum terbentuk oleh beberapa fasies sedimen, disatu

pihak modern Continental Shelf dibatasi oleh lingkungan pantai dan Continental Slope.

Dilain pihak endapan ini dicirikan oleh barrier bars, river valleys yang diakibatkan oleh

arus dan gelombang laut.

b. Sistem lingkungan pengendapan terdiri dari :

1) Glaciated shelves

2) Shelves off large deltas

3) Shelves dengan coral reefs

4) Shelves bordered oleh rocky bank dan island

5) Shelf yang berhubungan dengan tektonik lempeng

c. Tektonik

Tektonik disini berpengaruh dalam hal pengangkatan paparan benua secara

progradasi, dan Continental shelf mengalami sedimentasi akibat efek gelombang arus

yang berasal dari laut.

Karakter Sedimen pada Continental Shelf

Faktor yang berpengaruh atau mengontrol terhadap komposisi dan tekstur

Continental shelf adalah :

1) Fluktuasi air laut terhadap transport sedimentasi

2) Topografi dasar laut

3) Arus regional yang berkembang

4) Proses sedimentasi

Pada proses pengendapan sedimentasi, batupasir mendominasi bagian dalam paparan dan

besar butir pada dasar sedimen berkurang di laut akibat energi transport di laut dalam

bertambah.

Stratigrafi regional dan analisis sedimentasi dapat membedakan shelf

paleoenvironments dengan paleoshorelines.secara umum, yaitu tekstur dan struktur yang

diperlihatkan oleh ancient shelf deposited hampir sama dengan coastal counterparts.

Endapan batupasir pada ancient shelf dicirikan oleh hubungan unit litologi yang

saling selaras, hal ini memandakan adanya peningkatan fluktuasi dibeberapa tempat

dengan energi yang tinggi membentuk pola unit batuan pada paparan laut terbuka.

Struktur sedimen primer pada shelf deposit banyak dipengaruhi oleh aktivitas

organisme(bioturbation), dibuktikan dengan data core.