Pasir Dan Batupasir

I. Batupasir

1.1 Pengertian Umum

Batupasir adalah batu yang terbentuk dari butir-butir yang saling terekat

dan tertekan oleh sebuah lapisan endapan yang ada di atasnya Batupasir ini

tersusun oleh material ukuran pasir (sebagai fragmen penyusun utama)

kemudian campuran matrik (fragmen sedimen lebih halus dari pasir) dan

semen (sebagai perekat semua fragmen yang ada yang biasanya berupa

mineral sangat halus berupa karbonat, silica, dan lain sebagainya yang hadir

saling mengunci akibat reaksi kimia selama proses lithifikasi terjadi. Secara

umum fragmen ukuran pasir ini berupa mineral atau fragmen batuan

(seukuran pasir tentunya dapat berasal dari batulanau, batulempung, atau

batuan beku halus/ bertekstur afanitik dan juga metamorf bertekstur halus.

Mineral yang umumnya terdapat pada batupasir adalah kuarsa, feldspar, dan

beberapa jumlah minor element asesoris. Batupasir adalah batuan sedimen

dengan komposisi penyusun berupa material material klastika terigen dengan

ukuran dominan yaitu 1/16 – 2 mm. Ukuran pastikel ini adlah material

sedimen pasir dalam skala wentworth

1

1.2 Konposisi

Sebagaimana diketahui batupasir ini disusun oleh material ukuran pasir yang

berfungsi sebagai fragmen penyusun utama dan juga campuran matriks (fragmen

sedimen yang memiliki ukuran lebih halus dari pasir) dan semen (sebagai perekat

semua fragmen yang ada, biasanya berupa mineral sangat halus berupa karbonat,

silika, dsbnya yang hadir saling mengunci/interlocking akibat reaksi kimia selama

litifikasi terjadi). Secara umum fragmen ukuran pasir berupa mineral ataupun

fragmen batuan (seukuran pasir tentunya dapat berasal dari batulanau,

batulempung, atau batuan beku halus/bertekstur afanitik, dan batuan metamorf

bertekstur halus). Mineral-mineral paling umum pengisi batupasir adalah kuarsa,

feldspar, dan beberapa jumlah minor dari mienral asesoris. Sementara fragmen

batuan (rock fragmen or lithic fragmen) disusun oleh fragmen batuan beku

bertekstur halus (andesit, basalt, tuf, dll), batuan metamorf (metakuarsit, sekis,

filit, slate, dan argilit), dan batuan sedimen bertekstur halus (pasir sangat halus,

silststone, shale, dan chert, batugamping).

I.2.1 Fragmen Penyusun Mineral

Kuarsa

2

Mineral ini memiliki resistensi tinggi terhadap pelapukan dan jumlahnya

melimpah di alam. Karena perilaku fisiknya yang tahan akan proses abrasi dan

resisten terhadap reaksi kimia (sukar bereaksi yang mengakibatkan disintegrasi)

menjadikan kuarsa sebagai material yang tahan terhadap proses recycling.

Mineral kuarsa dapat berasal dari batuan plutonik, khususnya yang bersifat felsic

seperti granit, metamor, dan batupasir yang lebih tua

Feldspar

Mineral feldspar ini memiliki kelimpahan jumlah yang cukup banyak di alam.

Mineral feldspar yang menyusun komposisi batupasir ini terbagi menjadi K-

felspar dan plagioklas. K-feldspar (atau dikenal juga sebagai potasium

feldspar) sedikit berbeda dengan kelompok feldspar lain (plagioklas). Mineral

ini memiliki rumus kimia KALSi3O8, memiliki kekerasan 6 (skala mohs) dan

dapat tertransport cukup jauh. Sementara Plagioclase feldspar (anortit-albit)

memiliki rumus kimia (Na, Ca) (Al,Si)Si2O8, memiliki skala mohs 6-6.5 dan

jumlahnya yang sangat melimpah.

Mineral Asesoris

Mineral asesoris tidak banyak hanya sekitar 2-3% mengisi komposisi

batupasir, mineral asesoris ini mengacu kepada semua jenis mineral selain dua

mineral yang disebutkan tadi, bisa mineral silikat dalam deret bowen (deret

olivin, piroksen, hondblenda, biotit, muskovit) maupun mineral asesoris

berupa mineral berat serpeti zirkon, apatit, turmalin, korundum, atau intan dan

logam ekonomis nativ.

Mineral mafic seri bowen juga hadir sebagai sisa-sisa mineral yang

bertahan terhadap proses erosi saat transportasi dan alterasi selama proses

diagenesis.

Mineral autigenik

Mineral ini hadir bukan dibawa oleh transportasi bersama butiran

terigen klastik lainnya, melainkan hadir secara insitu akibat kondisi kimia

3

tertentu pada daerah tersebut. Glaukonit, klorit, zeolit dan mineral mineral

lainnya dapat hadir melalui proses diagentik atau proses tertentu.

1.2.2 Fragmen penyusun berupa Fragmen batuan (fragmen litik)

Pecahan batuan sumber purba dapat lapuk tertransportkan berukuran berbagai

jenis klastika sedimen (skala wentworth) berupa bongkah, kerakal, kerikil, dan

pasir tentunya. Litik fragmen ini dapat berasal dari semua jenis batuan dengan

syarat batuan provenence haruslah bertekstur halus.

1.3 Matriks

Material butiran yang berukuran lebih halus yang menjadi tempat fragmen

pasir tertanam disebut matriks dengan ukuran matriks kurang dari 0.03 mm (Boggs,

2006) dan mengisi ruang antar butiran. kebanyakan mateiral penyusun matrik adalah

lempung seperti illite (K2[Si6Al2]Al4O20(OH)4], smectite (montmorillonite) [(Al,

Mg)8(Si4O10)3(OH)10.12H2O], kaolinite (Al2Si2O5(OH)4], dan chlorite [(Mg,

Fe)5 (Al, Fe3+)2Si3O10(OH)8]. Hampir semua mineral lempung dibentuk hasil

pelapukan subaerial dan hidrolisis, meskipun pada kondisi pelapukan subaqueous

(dalam air) juga dapat menghasilkan mineral lempung dan diagenesis akibat burial.

Keberadaan matrik dalam batupasir ini menurut pettijohn, Potter, dan Siever, 1987)

dikontrol oleh tiga faktor:

1. Pelapukan dan erosi dari batuan provenance yang mana matrik berasal. Dua

jenis dari material detrital diketahi mampu menjadi matrik batupasir ketika

lapuk,yaitu kelomok filosilikat-lempung, mika, dan klorit yang secara primer

dapat menjadi matrik-dan fragmen batuan yang tidak stabil, rock fragmen ini

secara mudah teralterasi oleh proses diageneis dan metamorfisme tingkat

rendah.

2. Kombinasi proses kimia pada lingkungan pengendapan. Sebagai contoh,

kecepatan arus dan dansitas mengontol jumlah material matrik berbutir halus

yang tertransportasikan dan diendapkan bersama pasir. Selain itu kontrol

keasaman (pH), potensial Oksidasi (Eh), stabilitas berbagai fase mineral

4

selama dan setelah pengendapan, stabilitas filosilikat, secara khusus

dikontrol oleh kimia dari dasar dan air pori.

3. Proses diagensis. Proses proses rekristalisasi, neokristalisasi, dan deformasi

ringan, fragmen batuankaya lempung semuanya memainkan peranan penting

dalam produksi matrik dari butiran detritus yang telah ada (sedimen pasir

yang diendapkan). Feldspar akan teralterasi digantikan oleh mineral lempung

atau mika; klorit baru dan lempung terbentuk dari hasil presipitasi larutan

intergranular (antar butir) dan air laut; mineral lainnya, bahkan kuarsa, dapat

digantikan oleh lempung.

Diketahui enam jenis material matrik dan semen yang diketahui dalam

batupasir (Dickinson, 1970) yaitu:

(1) detrital, mud seperti lempung atau disebut protomatriks(terbawa

langsung saat pengendapan),

(2) protomatrix yang terreksritalisasi atau disebut orthomatrix,

(3) deformasi dan reksritaslisasi dari fragmen litik disebutpseudomatrix,

(4) polimineralik yang terbentuk dari hasil neokristalisasi saat diagnesis

terjadi dan alterasi dari butiran framework yang menyusun batupasir disebut

juga epimatrix,

(5) semen filosilikat homogen, termasuk smektit, klorit, klorit-

vermikulit, kaolinit, cheladoniteillite, dan muscovite,

(6) semen nonfilosilikat, menagndung mineral mineral seperti kalsit,

uarsa, dolomit, hematit, mineral mineral fosfat, oksida mangan, dan zeolit.

Membedakan berbagai tipe matrik dan semen dari berbagai jenis batuan

mungkin akan cukup sulit. Tapi analisis tekstural, kimia, dan petrografi yang

detil dapat digunakan untuk membedakan mana kandungan detritus dan non

detritus. (Almon, Fullerton, dan Davies, 1976).

1.4 Semen

5

Dua kelompok utama material penyusun semen adalah silika dan karbonat.

Semen silika hadir dari hasil overgrowth (saling tumbuh), misalnya dua partikel

kuarsa yang bersentuhan dan tumbuh kemudian merekat pada kedua sisinya akibat

aktivitas pelarutan oleh air tanah selama proses diagenesis atau proses proses lain

yang kompleks. Tidak semua batupasir memiliki struktur overgrowth yang bersemen

silika umum pada batupasir kaya kuarsa (quartz arenite sanstone). Semen silika tidak

selalu berasal dari kuarsa, hasil larutan mineral mineral silikat yang lain juga ikut

menymbangkan silika pada semen (karena sifatnya yang lebih mudah terdisintegrasi

oleh proses kimia dibandingkan kuarsa yang lebih resisten).

Kelompok semen kedua yang banyak dijumpai pada batupasir adalah semen

karbonat, seperti kalsit dan dolomit. Tentu saja semen karbonat in berasal dari larutan

garam kalsium karbonat yang kemudian terpresipitasi membentuk semen.

Semen semen lain berupa mineral autogenik klorit, zeolit, dan glaukonit juga

bisa hadir sebagai pengganti semen silika dan karbonat pada kondisi tertentu. Semua

semen pada batupasir adalah merupakan mineral sekunder yang dimana

pembentukannya terjadi setelah pengendapan.

1.4 Struktur

Struktur dalam batupasir hampir memborong semua jenis struktur sedimen

yang telah kita diskusikan. Struktur ini dapat bersifat mesoskopis sampai

makroskopis. Struktur mesoskopis yaitu seluruh struktur yang dijumpai baik secara

internal dalam beds maupun pada skala antar bed. Sedangkan sturktur makroskpis

dinsini menunjukan struktur tubuh formasi batupasir secara menyeluruh dan bentuk

fisik persebarannya terhadap formasi lain. Struktur mesoskopis yah yang banyak kita

jumpai di lapangan seperti pada tabel di bawah ini.

Tabel 1. Struktur mesoskopis pada batupasir

6

Semua jenis strutkur mau baik depositional (bedding, cross, ripple,

lamination, dll) maupun erosional (sourr, flute, channel, dll), atau deformational

structure (slump or slide, breccias, covolute lamination, dissh pillar, ball and pillow,

load casat dll), atau diagenetic structure (concretion, syolites, dan lain lain).

1.5 Tekstur

Tekstur batupasir secara umum adalah epiklastik (istilah umum untuk tekstur

batuan sedimen yang tersusun berupa yang terbentuk di permukaan (epi=surface) dan

mengandung akumulasi butiran (clast) baik dari membundar-menyudut yang

terpaketkan bersama. Batupasir memiliki komposisi fragmen utama berupa kuarsa,

feldspar, dan fragmen batuan yang terikat bersama pada batas kontak butir, atau

antara kontak butiran dan matrik yang terikat oleh kristalisasi semen dalam pori

batuan; atau kombinasi proses proses ini.

1.6 Penamaan dan Klasifikasi Batupasir

7

Klasifikasi Pettijohn (1975)

Penamaan batupasir beradasarkan komposisi mineralogi dan material penyusunnya

dengan memplot klasifikasi pettijohn (1975) atau dikenal juga dengan QFL plot

(Quartz, Feldspar, Lithic fragment) dan lain sebagainya. Komponen utama adalah tiga

material kerangka penyusun batupasir berukuran pasir yaitu kuarsa, feldspar, dan

fragmen batuan (Fragmen litik). QFL merupakan unsur paling utama dalam

klasifikasi manapun, pada klasifikasi pettijohn menambahkan unsur matrik agar

klasifikasi lebih sistematis bukan terpaku hanya pada kompenen butiran kasar

penyusun. Dari klasifikasi tersebut lahirlah nama-nama batupasir seperti quartz

arenite, quartz wacke, feldspathic wacke, greywacke, lithic arenite, lithic wacke, dan

lain sebagainya.

Gambar 4. Klasifikasi Pettijohn

Berdasarkan diagram QFL diatas, fragmen penyusun utama pasir dalam

klasifikasi ada tiga komponen yaitu kuarsa (Q), Feldspar (k-feldspar dan plagioklas

yaitu F) dan fragmen batuan (lithic fragment L), bidang lateral yang membentuk

adalah meningkatnya kandungan matrik dalam batuan, bila matrik kurang dari 15%

maka batuan disebut batupasir arenite dan bila matrik barada pada kisaran 15%-75%

dinamakan batupasir wacke (greywacke) bila lebih dari 75% disebut mudstone

(bukan pasir lagi udah gak ada yang kasar. Selanjutnya tiga komponen utama ini

8

(QFL) menjadi panamaan bagian depan yang dipadankan dengan sifat kandungan

matriknya tadi (arenite dan wacke) misalnya quartz arenite, quartz wacke, feldspahtic

arente, dan sebagainya. Kuarsa menjadi dominasi dalam penamaan (menjadi quarzt

arenite or wacke) bila kandungannya terhadap komposisi batuan mencapai minimal

95%. Kemudian feldpar dikatakan akan menjadi batupasir feldspathic (arenite atau

wacke) bila kandungannya dalam fragmen mencapai minimal 25% dari total fragmen

penyusun, begitu juga dengan fragmen litik (fragmen batuan) minimal harus 25% dari

komposisi total fragmen penyusun. dan perbandingan antara feldspar dan fragmen

litik bila komposisinya melimpah lihat yang dominan dengan batas perbandingan

50%.

Klasifikasi Gilbert

Gambar 5. Klasifikasi Gilbert

Skema diatas hampir sama dengan pettijohn (1975) hanya berbeda kadar

persentase matrik pengisi. Pada pettijohn matrik sampai 15% batupasirnya disebut

juga arenite, tapi di Dott (1962 dalam Guilbert 1982) batupasir dikatakan arenite jika

matriknya kurang dari 5%. Untuk komposisi komponen QFL, kuarsa minimal 90%

artinya komposisi yang lain (Feldspar dan Litik) minimal 10% untuk menaruh nama

feldspathic atau litik di depan.

9

Klasifikasi Folk

Gambar 6. Klasifikasi Folk

Pada klasifikasi folk kurang lebih ada dua kelompok nama arkos dan

arenit, dan quartzarenite. Pada klasifikasi Folks keberadaan matriks diabaikan,

tapi bukan berarti kadar matrik diabaikan dalam penjelasannya. Kadar matrik

digunakan untuk mengetahui kadar kematangan (maturitas) dari batupasir.

Pada klasifikasi Folk ini semua yang berhubungan dengan feldspar (kaya

feldspar) maka batuannya akan disebut arkose , sedangkan untuk rock fragme,

akan jadi arenite dan turunannya. Kadar persentase kuarsa yang cukup tinggi

bila mencapai 75% dan kandungan fragmen lain (feldspar dan rock fragment)

menurun maka batuannya diberi nama menjadi ‘sub’, subarkose dan

sublitharenite. Untuk kadar kuarsa >95% dinamakan quartz arenite.

Jenis-jenis batupasir :

Batupasir Kuarsa (Quartz Arenites): berasosiasi dengan sedimen eolian,

beach, shelf (lingkungan kerak stabil), tingkat kematangan: matang (mature)

hingga sangat matang (supermature), interbedded dengan shallow marine

limestone, umumnya memiliki struktur sedimen lapisan bersilang, mineralogi

kuarsa, rijang kuarsit lebih dari 90%, semen silika, karbonat, hematit.

10

Gambar 2. Batupasir Kuarsa

Batupasir Arkose (Arkoses): memiliki butiran feldspar dengan persentase

yang tinggi, warnanya merah atau merah muda, lingkungan non-marine

(sering fluviatil pada iklim semi-arid), tingkat kematngan: matang (mature)

atau submatang (submature), mineralogi: kuarsa < 90% (rata-rata 50-60%),

feldspar > fragmen litik 10-75% (rata-rata 20-40%), semen karbonat, silika,

feldspar, hematit, mineral sulfat (barit, pirit, mineral lempung).

Gambar 3. Batupasir arkose

Batupasir Litik (Litharenites): penamaan tergantung dari jenis fragmen butiran

yang hadir, lingkungan deltaik atau fluviatil, mineraalogi fragmen litik 10-

80%, feldspar, kuarsa, semen karbonat, silika, mineral lempung, oksida besi,

pirit, matriks lempung / klorit (kalau ada).

Batupasir wacke (Greywacke): sebagian besar keras dan berwarna abu-abu

gelap dengan matriks melimpah, feldspar dan butiran litik umumnya hadir,

diendapkan oleh arus turbidit pada cekungan air dalam, menunjukkan struktur

sedimen turbidit.

11

II. Pasir

Pasir merupakan material sedimen yang menjadi komposisi batupasir dimana

material-materialnya belum mengalami kompaksi, sementasi maupun proses

diagenesis yang lainnya. Pasir dapat digolongkan menjadi tiga kategori utama:

(1) Pasir terigen (terrigeneous sand)

Pasir terigen adalah pasir yang terbentuk akibat pelapukan dan penghancuran

batuan tua. Pasir tu diangkut, dipilah, dan diubah oleh aliran fluida (air atau

udara) serta berasal dari daerah sumber yang terletak di luar cekungan

pengendapannya.

(2) Pasir karbonat (carbonate sand)

Sebagian besar pasir karbonat merupakan endapan bahari dan terutama

disusun oleh rangka binatang, oolit, serta intraklas yang terbentuk pada tempat

yang relatif berdekatan dengan lokasi pengendapannya (partikel

intraformasional). Material penyusun pasir karbonat terbentuk dalam

cekungan pengendapan serta bukan merupakan material rombakan yang

merupakan produk penghancuran batuan tua. Salah satu pengecualian untuk

itu adalah partikel-partikel karbonat yang terbentuk akibat erosi yang sangat

cepat pada paket batugamping dalam suatu sabuk orogen. Pasir karbonat yang

disusun oleh partikel-partikel yang disebut terakhir ini pada dasarnya

merupakan pasir terigen yang berasal dari batugamping dan dolomit tua.

(3) Pasir piroklastik (pyroclastic sand).

Pasir piroklastik adalah pasir yang terbentuk akibat letusan gunungapi.

Pasir piroklastik dapat diendapkan dalam lingkungan yang beragam, baik

12

lingkungan terestris maupun lingkungan akuatis. Istilah

vulkaniklastik (volcaniclastic)juga diterapkan pada sebagian pasir, yakni pasir

yang kaya akan material vulkanik. Pasir vulkaniklastik dapat berupa pasir

piroklastik maupun pasir terigen (jika berasal dari volcanic terrane).

Tipe suatu pasir akan menjadi sukar untuk ditentukan apabila pasir itu

mengandung material yang asal-usulnya beragam. Pada pasir seperti itu, material

piroklastik bisa bercampur dengan material terigen dan karbonat dalam proporsi yang

bervariasi.

2.1 Daerah akumulasi batupasir

Dengan pengecualian untuk pasir karbonat dan pasir piroklastik, pasir

terutama ditemukan di sungai dan pesisir. Dalam jumlah yang lebih sedikit, pasir

juga ditemukan pada gumuk dan laut dangkal. Pasir aluvial mencakup pasir yang

ditemukan pada kipas aluvial, alur sungai, dataran banjir, delta danau, dan delta

laut. Sebagian besar pasir sungai berasosiasi dengan alur sungai, meskipun

sebagian diantaranya dapat keluar dari alur dan mem-bentuk endapan limpah

banjir pada dataran banjir. Pasir pesisir tidak hanya mencakup gisik, namun juga

gosong lepas pantai, delta pasut, dan (pada beberapa kasus) pasir dataran pasut.

Pasir eolus mencakup gumuk pantai dan medan gumuk di gurun. Pasir laut

umumnya berupa pasir paparan. Walau demikian, sebagian pasir diangkut

melewati tepi paparan oleh arus turbid untuk kemudian diendapkan pada tonjolan

benua serta lekukan-lekukan terisolasi yang ada di laut-dalam.

Pasir merupakan sedimen kontinental; sebagian besar berasal dari wilayah

benua dan diendapkan pada wilayah benua. Perlu dijelaskan disini bahwa tempat-

tempat akumulasi pasir yang paling umum pada masa sekarang bersifat linier

(gisik dan sungai). Walau demikian, sebagian pasir purba membentuk endapan

stratiform yang tersebar luas. Perbedaan antara lokasi pengendapan pasir masa kini

yang umumnya bersifat linier dengan pasir purba yang memperlihatkan

13

penyebaran yang luas mengindikasikan bahwa tubuh pasir yang memiliki

penyebaran luas merupakan produk pergeseran lokasi pengendapan dari waktu ke

waktu, akibat migrasi sungai pada arah lateral, atau akibat transgresi dan regresi

garis pantai.

2.2 Lingkungan Pengendapan Pasir

Tidak semua lingkungan pengendapan pasir terepresentasikan secara

seimbang dalam rekaman geologi. Dalam endapan Paleozoikum di bagian tengah

Pegunungan Appalachia, dimana pasir membentuk sektiar 23% total penampang

stratigrafi di daerah itu (Colton, 1970), diperkirakan bahwa setengahnya atau lebih

dari setengahnya merupakan endapan sungai, sekitar 1/4 diantaranya merupakan

turbidit bahari, dan sisanya merupakan endapan litoral dan laut-dangkal. Tidak

satupun diantara pasir itu yang merupakan endapan eolus.

Pasir masa kini, dengan beberapa pengecualian, merupakan material yang

terpilah baik hingga terpilah sedang. Selain itu, dengan pengecualian untuk pasir

yang berasal dari pasir tua yang sangat matang, pasir masa kini umumnya tidak

membundar.

Komposisi, baik komposisi mineral maupun komposisi kimia, pasir masa

kini juga sangat bervariasi. Komposisi pasir masa kini tampaknya lebih tergantung

pada ukuran partikel dan litologi batuan sumber, bukan pada iklim, lingkungan,

atau agen pengendapan. Komponen penyusun sebagian besar pasir berupa kuarsa,

felspar, dan fragmen batuan. Pasir masa kini mengandung felspar dalam kisaran 1–

77%. Pasir sungai mengandung felspar 22%, sedangkan pasir gisik dan pasir gumuk

masing-masing mengandung felspar sekitar 10%. Tingginya kadar felspar dalam

pasir sungai mungkin dapat dinisbahkan pada inklusi material glasial dalam jumlah

yang “terlalu” banyak. Relatif rendahnya kadar felspar dalam pasir gisik dan pasir

gumuk mungkin terjadi karena masuknya pasir yang lebih matang dari batuan-

batuan yang ada di sekitar dataran pantai.

14

Untuk dapat mengenal fragmen batuan, pasir yang diteliti harus cukup

kompak sedemikian rupa sehingga dapat disayat dan diamati dengan metoda dan

teknik yang biasa digunakan dalam analisis sayatan tipis batupasir purba. Data hasil

penelitian seperti itu, sebagaimana yang kita miliki saat ini, memperlihatkan bahwa

pasir sungai masa kini banyak mengandung fragmen batuan

Dari penjelasan singkat di atas dapat disimpulkan bahwa pasir sungai masa

kini rata-rata mengandung 22% felspar, 20% fragmen batuan, dan—dengan

menganggap bahwa pasir masa kini hanya disusun oleh felspar, fragmen batuan,

dan kuarsa—58% kuarsa.

Sebagaimana yang mungkin telah diperkirakan, komposisi kimia pasir masa

kini mencerminkan komposisi mineralnya.

15