VIII

SAP VIII. BATUAN SEDIMEN NON SILISIKLASTIK

8.1 PENDAHULUAN

Batuan sedimen non silisiklastik, sering disebut batuan sedimen kimia, adalah batuan sedimen yang terbentuk dari proses pengkristalan mineral dari cairan, baik oleh proses kimia maupun biokimia. Batuan ini dibedakan dari batuan sedimen silisiklastik oleh tekstur, sifat kimia maupun mineralnya. Batuan sedimen non silisiklastik dikelompokkan berdasarkan komposisi mineral dan kimianya. Berdasarkan hal tersebut batuan sedimen non silisiklastik dibedakan menjadi batuan sedimen 1. karbonat, 2. evaporit, 3. silikaan, 4. kaya besi, 5. fosforit, 6. karbonan. Batuan sedimen karbonan merupakan batuan sedimen yang mengandung 10-29 persen material organik seperti batubara dan oil shale.

Dari ke enam tipe tersebut, batuan sedimen karbonat merupakan batuan yang paling dominan dan merupakan batuan nonsilisiklastik yang memiliki klasifikasi yang banyak digunakan. Batuan ini dapat dibedakan berdasarkan komposisi mineralnya seperti batugamping dan dolomit (dolostone), atau dibedakan berdasarkan macam butiran karbonat yang menyusunnya, seperti fosil dan oolit, serta perbandingan antara butiran karbonat dan lumpur karbonat. Batuan evaporit merupakan batuan nonsilisiklastik ke dua yang penting. Batuan ini dapat dikelompokkan berdasarkan komposisi mineralnya seperti karbonat, sulfat, dan klorida. Batuan nonsilisiklastik lainnya seperti rijang, batuan kaya besi, batuan fosforit dan karbonan tidak terlalu penting dalam jumlah keterdapatannya, tetapi batuan-batuan ini dapat mempunyai nilai ekonomis, sehingga mendapat perhatian cukup besar bagi ahli geologi.8.2 BATUAN SEDIMEN KARBONAT

Batuan sedimen karbonat merupakan batuan sedimen yang disusun terutama oleh mineral karbonat. Batuan karbonat yang utama adalah batugamping yang disusun terutama oleh mineral kalsit, dan dolomit atau dolostone yang terutama disusun oleh mineral dolomit. Batuan sedimen karbonat merupakan batuan sedimen yang cukup penting menyusun antara 10% - 20% batuan sedimen. Batugamping mempunyai variasi tekstur, struktur, dan fosil yang sangat banyak, yang dapat menjadi informasi yang sangat penting untuk mengetahui paleoenvironment, paleoekologi, evolusi kehidupan yang pernah ada, dan batuan ini memiliki nilai ekonomi yang tinggi sebagai bahan baku industri dan pertanian.Mineralogi

Komposisi kimia dan struktur kristal mineral karbonat dapat dilihat pada table 8.1 Sedimen karbonat modern terutama disusun oleh mineral aragonit. Aragonite kebanyakan dijumpai sebagai penyusun cangkang dan rangka organisme. Mineral kalsit kadangkala mengandung beberapa persen umsur magnesium. Ion magnesium dan ion kalsium dapat saling menggantikan di dalam struktur atom mineral kalsit, karena ke duanya mempunyai diameter ion dan muatan listrik yang sama.

Sedimen karbonat modern terutama disusun oleh mineral aragonit, sedang batuan sedimen purba terutama disusun oleh mineral kalsit dan dolomit. Kalsit merupakan mineral utama pada batugamping purba, sedangkan dolomit sebagai penyusun utama batuan dolomit. Mineral aragonit sangat jarang dijumpai pada batugamping purba, terutama pada batugamping yang berumur Kapur. Aragonit merupakan polimorfisme dari CaCO3 yang tidak stabil. Mineral ini dapat berganti menjadi kalsit pada lingkungan yang berair. Perbandingan dolomit dan kalsit lebih besar pada batuan karbonat purba daripada batuan karbonat modern, karena mineral kalsit dapat mengalami perubahan menjadi mineral dolomit selama proses diagenesis.Tabel 8.1 Komposisi kimia dan sistem kristal mineral karbonat yang umum dijumpaiMineralKomposisi kimiaSistem kristal

AragonitKalsit

Magnesit

Dolomit

Ankerit

Siderit

(CaCO3)

(CaCO3)

(MgCO3)

(CaMg(CO3)2

[Ca(Mg,Fe)(CO3)2]

Fe(CO3)Ortorombik

Hexagonal (rombohedral)

Heksagonal (rombohedral

Hexagonal (rombohedral)

Hexagonal (rombohedral)

Hexagonal (rombohedral)

Sifat Kimia

Unsur utama yang umum menyusun batuan karbonat adalah Ca, Mg, C, dan O. Selain itu sering juga dijumpai unsur lain sebagai pengotor seperti Si, Al, K, Na, dan Fe. Trace element yang sering dijumpai juga pada batuan karbonat adalah B, Be, Br, Cl, Co, Cr, Ga, Ge, dan Li. Konsentrasi unsure-unsur tersebut tidak hanya dikontrol oleh komposisi mineralnya, tetapi juga oleh kelimpahan butiran fosil di dalam batuan. Tekstur Karbonat

Kalsit sebagai mineral utama penyusun batuan karbonat, membentuk tiga macam tekstur yang berbeda, yaitu:

1. Butiran karbonat, seperti ooids dan skeletal, berukuran lanau atau lebih besar dari agregat kristal kalsit

2. Mikrokristalin kalsit (mikrit) atau lumpur karbonat, memiliki tekstur seperti lumpur pada batuan sedimen silisiklastik, tetapi tersusun oleh kristal kalsit yang berukuran halus.

3. Sparry kalsit (sparit), terdiri dari kristal kalsit yang ukurannya lebih kasar daripada butiran karbonat. Butiran karbonat

Butiran karbonat yang menyusun batuan karbonat menunjukkan adanya proses pengangkutan mekanik sebelum mengalami pengendapan. Folk )1959) menamakan butiran karbonat ini sebagai material allochem. Butiran karbonat mempunyai ukuran mulai dari lanau kasar sampai berukuran pasir, tetapi kadangkala yang berukuran lebih besar sering juga dijumpai. Butiran karbonat dapat dikelompokkan menjadi 5 macam tipe yang dibedakan dari ukurannya, struktur dalam, dan originnya, yaitu carbonat clast, skeletal partikel, oolit, peloid, dan lum[ps atau grapestone.

Carbonate clasts. Carbonat clast merupakan fragmen batuan hasil proses rombakan batugamping yang telah ada. Jika fragmen tersebut berasal dari lua cekungan sedimentasi disebut lithoclasts, sedangkan jika berasal dari dalam cekungan sedimentasi disebut intraclast. Meskipun membedakan antara litoclast dengan intraclast sangat penting untuk interpretasi proses pengangkutan dan pengendapan batugamping, tetapi keduanya sangat sulit untuk dibedakan. Kadangkala keduanya disebut limeclast.

Limeclast berukuran mulai dari sangat halus sampai gravel, tetapi pada umumnya berukuran pasir. Butirannya umumnya sudah mengalami pembundaran yang menunjukkan butiran ini sudah mengalami proses transportasi.

Skeletal partikel. Skeleal partikel dalam batugamping merupakan fosil atau fragmen fosil, dan merupakan material alokem yang sangat umum dijumpaidalam batugamping. Oolit. Istilah oolit atau coated grains, digunakan secara umum untuk butiran karbonat yang mempunyai inti, yang tersusun oleh fragmen cangkang, pellet, atau butiran kuarsa. Bentuk oolit sferical atau subsferikal, dengan beberapa lapisan yang konsentris. Oolit terbentuk pada kondisi saturasi kalsium bikarbonat tinggi dengan arus dasar yang kuat. Ooloit purba disusun oleh mineral kalsit, sedang oolit modern disusun oleh mineral aragonit. Meskipun oolit mempunyai struktur dalam yang konsentris, tetapi kadang-kadang oolit mempunyai struktur dalam yang radial yang terbentuk kemungkinan karena adanya proses rekristalisasi. Oolit yang ukurannya lebih besar dari 2 mm disebut pisolit.

Peloid. Peloid merupakan butiran karbonat yang disusun oleh mikrokristalin atau kriptokristalin kalsit atau aragonitb yang tidak menunjukkan adanya struktur dalam.Peloid berukuran lebih kecil daripada oolit, dan biasanya brukuran mulai dari ukuran lanau sampai pasir halus. Peloid yang sering dijumpai adalah pelet yang dihasilkan oleh organisme. Pelet berukuran kecil dan seragam, bentuknya membundar atau oval, mempunyai kangungan material organik yang tinggi, sehingga berwarna gelap.

Lumps and grapstone, merupakan butiran karbonat yang bentuknya tidak beraturan terdiri dari gabungan 2 atau lebih butiran karbonat

Microcrystalline calcite (Mikrit)Merupakan butiran karbonat yang berukuran halus antara 1 5 . , dan merupakan matrik yang mengisi rongga diantara butiran karbonat.yang ukurannya lebih besar (allochem). Mikrit sering juga disebut lumpur karbonat.Mikrit kadangkala hadir sebagai matrik diantara butiran karbonat yang ukurannya lebih besar. Batugamping yang terutama disusun oleh mikrit hampir sama dengan batuan silisiklastik yangf berbutir halus seperti mudstone atau shale. Batugamping yang dominan disusun oleh mikrit menunjukkan bahwa batugamping tersebut terbentuk pada kondisi air yang tenang. Sparit (sparry calcite)

Beberapa batugamping mengandung kristal kalsit yang berukuran antara 0.02 0.1 mm, tidak berwarna atau berwarna putih. Kristal kalsit demikian disebut sparry calcite atau sparit. Sparit dibedakan dari mikrit oleh ukurannya yang lebih besar dan bentuknya yang tidak beraturan, tidak mempunyai struktur dalam dan terbentuk dari proses kristalisasi. Sebagai komponen batuan karbonat, sparit dikelompokkan kedalam material ortochem, sedang mikrit termasuk komponen allochem. Dibawah mikroskup polarisasi, sparit kadang mengisi pori antar batuan atau lainnya sebagai semen. Kehadiran sparit yang mengisi rongga antar butiran menunjukkan bahwa pada proses sedimentasi rongga antar butiran ini tidak terisi oleh lumpur karbonat, dan oleh lingkungan dengan energi tinggi lumpur ini terbawa arus.

Sparit dapat juga terbentuk oleh rekristalisasi dari mikrit pada waktu proses diagenesis. Sparit hasil proses rekristalisasi kadang sangat sulit dibedakan dengan sparit sebagai semen. Meskipoun demikian membedakan keduanya sangat penting, karena jika salah menentukan sparit sebagai semen atau hasil rekristalisasi dapat mengacaukan dalam interpretasi lingkungan pengendapan dan klasifikasi batuan karbonat. Klasifikasi Batuan Karbonat

Banyak klasifikasi batuan karbonat telah dibuat, tetapi sampai saat ini belum ada satupun yang dapat memuaskan semua pihak. Meskipun demikian ada beberapa klasifikasi yang sering digunakan oleh para ahli geologi. Klasifikasi batuan karbonat ini akan dibahas pada matakuliah Petrologi Batuan Karbonat.Endapan sedimen dan batuan yang mempunyai kadar karbonat lebih dari 50% mineral karbonat, disebut sebagai batuan karbonat atau batugamping. Mineral karbonat yang umum dijumpai adalah kalsit (CaCO3) yang merupakan mineral penyusun utama batugamping. Selain itu umumnya dijumpai pula mineral karbonat lain seperti aragonit dan dolomit. Sedimen karbonat pada saat ini umumnya diendapkan di laut dan hanya sedikit di antaranya terdapat di daerah terestrial.

Hasil presipitasi mineral karbonat melalui proses kimia atau biokimia menghasilkan material yang bervariasi, misalnya cangkang organisme yang tergantikan oleh mineral kalsit. Mineral kalsit (CaCO3) dan dolomit (CaMg(CO3)2) merupakan mineral utama penyusun batugamping, dapat berjumlah lebih dari 90%. Kita dapat lebih banyak mengetahui kondisi masa lalu pada permukaan bumi berdasarkan data yang terekam pada batugamping, dari pada data yang sama pada kelompok batuan sedimen lainnya. Sebab yang pertama adalah karena batugamping mempunyai tekstur dan struktur yang mengindikasikan adanya proses erosi, transportasi, dan pengendapan. Kedua, karena dalam batugamping juga terdapat fosil yang dapat mencerminkan umur dan lingkungan hidupnya. Ketiga, komposisi kimia pada batugamping merefleksikan kondisi kimia pada proses pelarutan yang dialaminya. Jadi, melalui studi batugamping dapat menginterpretasikan iklim, kedalaman air, gelombang, temperatur, salinitas, dan kedalaman proses pembebanan, yang terjadi pada batugamping. Sehingga dapat direkonstruksikan model pengendapan dan sejarah geologi yang pernah dialaminya (Scoffin, 1987).

Pada awalnya para ahli petrologi membagi batugamping berdasarkan ukuran butir penyusun batugamping : calcilutite (butiran berukuran < 63m), calcarenite (butiran berukuran 63m - 2mm), dan calcirudite (butiran berukuran > 2mm), Grabau (1924, dalam Scoffin, 1987). Penggunaan tersebut pada saat ini sudah jarang digunakan, karena bersifat deskriptif. Pengelompokan batugamping sekarang lebih banyak menggunakan klasifikasi Dunham (1962) yang disempurnakan oleh Embry dan Klovan (1972, dalam Flugel, 1982), sebab bersifat genetik (Gambar 1.3 dan Gambar 1.4).

Folk (1962, dalam Scoffin, 1987) membagi 3 bagian dalam batugamping, yaitu :

Butiran (grain), (Folk juga menyebutnya sebagai allochems). Butiran terdiri dari intraklas, pellet, ooids, fosil dan skeletal grain, dan oncoid. Intraklas merupakan endapan sedimen yang terendapkan kembali (synsedimentary resediments), contohnya mud pebbles, dan grapestones. Pellets berbentuk membundar tanggung, berbentuk bola, pada umumnya tidak mempunyai struktur dalam dan berukuran antara 0,03 mm dan 0,15 mm, tetapi pada umumnya berukuran 0,008 0,04 mm. Ooid berbentuk bola, mempunyai struktur dalam, berukuran kurang dari 2 mm. Apabila berukuran lebih besar dari 2 mm disebut sebagai pisoid (pisolite). Oncoid merupakan partikel iregular yang terbentuk dari biogenik dan mekanikal. Struktur dalamnya tidak simetri.

Matriks mikrokristalin (microcrystalline matrix / micrite). Mikrit berukuran 1 sampai 4 mikron atau < 3,5 mikron. Penamaan mikrit hanya digunakan untuk pengamatan sayatan tipis dan SEM, berwarna abu abu kecoklatan di bawah mikroskop polarisasi. Dalam bentuk sampel setangan, lebih dikenal dengan sebutan mudstone, dan calcilutite.

Semen kalsit spary (sparry calcite cement), yang merupakan hasil presipitasi dari pelarutan setelah pengendapan pada pori intergranular. Sparit berukuran 10 mikron, dan kristal kristalnya berwarna transparan di bawah mikroskop polarisasi.

Pembagian klasifikasi oleh Dunham (1962) yang disempurnakan oleh Embry dan Klovan (1972) berdasarkan lumpur karbonat (mud supported) dan butiran (grain supported) (dalam Flugel, 1982). Dunham menggunakan kombinasi nama berdasarkan tekstur pengendapan, yaitu berupa tipe butiran dan kandungan lumpur (mud), contohnya Ostracod lime mudstone, dan Crinoid lime packstone. Kemudian Embry dan Klovan (1972, dalam Flugel, 1982) menggunakan istilah floatstone dan rudstone setelah meneliti mengenai batugamping terumbu. Istilah ini hanya dapat digunakan pada batugamping allochthonous.

Tipe SMF

(1)Ciri ciri

(2)Zona fasies

(3)

1Spiculate. Mudstone lempungan hitam atau wackestone kaya akan kandungan organik, atau siliceous spiculitic calcisiltite. Biasanya terdapat orientasi spicules, umumnya siliceous monaxons, pada umumnya tergantikan oleh kalsit.FZ 1 basin, lingkungan laut dalam dengan sedimentasi lambat.

2Microbioclastic calcisiltite. Bioklas kecil dan peloid berukuran butir sangat halus grainstone atau packstone, umumnya terdapat struktur silang siur.FZ 1, FZ 2, merupakan open sea shelf dekat dengan lower slope, FZ3, shelf margin terdalam.

3Pelagis mudstone dan wackestone. Matriks mikrit mengandung sebaran mikrofosil pelajik (misalnya radiolaria atau globigerina) atau megafauna (misalnya graptolites atau fragmen cangkang pelesipoda).FZ 1 dan 2

4Microbreccia atau bioclastic lithoclastic packstone. Pada dasarnya Polymict atau monomict. Juga kuarsa, rijang, dan detritus karbonat.FZ3, FZ 4, endapan talus fore slope. Termasuk pada sedimen ini adalah allodapic limestones (Meischner ,1965).

5Grainstone packstone atau floatsone dengan kehadiran bioklas dari reef dwellers dan reef builders. Pengisian geopetal dan dampak umbrella dari infiltrasi endapan sedimen berukuran halus.FZ 4, tipe fasies reef flank.

6Reef rudstone dengan bioklas besar atau koloni yang rusak pada pembentukan kerangka, tidak ada material matriks.FZ 4, pada daerah fore-reef slope, debris dari daerah reef, umumnya merupakan zona energi tinggi.

7Boundsatone. Organisme sessile in situ. Subtipe framestone, bindstone, dan bafflestone. FZ 5, reef organic, sering terdapat pada platform margin.

8Wackestone dengan seluruh organisme yang akan menjadi mikrit. Hanya pada beberapa bioklas. Melindungi epifauna dan infauna.FZ 2, FZ 7, shelf lagoon dengan sirkulasi terbuka, keadaan air tenang di bawah dasar gelombang.

9Bioclastic wackestone atau bioclastic micrite. Fragmen dari bermacam macam organisme dapat saja bertekstur sama. Bioklas dapat saja termikritisasi.FZ 2, FZ 7, air dangkal dengan sirkulasi terbuka pada atau hanya di bawah dasar gelombang.

10Packstone wackestone dengan coated dan worn bioclasts.FZ 2, FZ 7, textural inversion, partikel dominan dari lingkungan energi tinggi pada shoals dan bergerak turun pada slope lokal menjadi endapan air tenang.

11Grainstones dengan coated bioclasts dalam semen sparry.FZ 6, winnowed platform edge sands, merupakan daerah dengan aksi gelombang yang konstan, atau di atas dasar gelombang.

12Coquina, bioclastic packstone, grainstone atau rudstone dari kumpulan organisme, yang didominasi oleh bagian dari organisme, misalnya dasyclads, shells, atau crinoidsFZ 6, umumnya pada slope dan shelf edges.

13Oncoid biosparite grainstoneFZ 6, energi tinggi, air sangat dangkal.

14Lags. Coated dan worn particles, bercampur dengan ooids dan peloids, dengan fosfat, juga litoklas allochthonous, biasanya dalam lapisan tipis.FZ 6, merupakan akumulasi lambat dari material kasar pada zona winnowing.

15Oolites dengan sortasi baik, ooid terbentuk baik dengan mikrostruktur tangensial, umumnya berdiameter dari 0,5 sampai 1,5 mm, fabric umumnya overpacked, terdapat struktur silang siur.FZ 6, merupakan lingkungan energi tinggi pada oolite shoals, beaches, dan tidal bars.

16Grainstone dengan pellet. Kemungkinan fecal pellet, pada daerah yang tercampur dengan kumpulan cangkang ostracods atau foraminifera.FZ 7, FZ 8, merupakan daerah air dangkal sangat panas dengan sirkulasi air sedang.

17Grapestones, pelsparite atau grainstone dengan kumpulan butiran (grapestones dan lumps), terisolasi dan agglutinated peloids, beberapa merupakan partikel berstruktur dalam (coated particle).FZ 7, FZ 8, merupakan shelf dengan restricted water sirculation dan tidal flats.

18Foraminiferal atau dasycladacean grainstones dengan konsentrasi pada butiran butiran cangkang binatang tersebut.FZ 7, FZ 8, merupakan daerah tidal bar dan channels pada laguna.

19Loferite, laminasi mudstone wackestone, terkadang tergolong ke dalam pelsparite dengan fenestral fabrics. Sering terkumpul sebagai ostracod peloid, sporadic faraminifera, gastropods, dan ganggang.FZ 8, very restricted bays dan ponds.

20Algal stromatolite mudstone.FZ 9, umumnya pada zona intertidal.

21Spongiostrome mudstone. Tufted algal fabris dalam sedimen lumpur mikrit berbutir halus. FZ 8, pada daerah tidal ponds.

22Mikrit dengan oncoid besar, wackestone atau floatstone.FZ 8, merupakan lingkungan air tenang, air dangkal, backreef, seringkali pada daerah edges of ponds atau channels.

23Tidak berlaminasi, homogeneous unfossiliferous pure micrite, terkadang kristal kristalnya berasal dari evaporasi mineral.FZ 8, FZ 9, merupakan daerah hipersaline tidal ponds.

24Rudstone atau floatstone dengan litoklas kasar dan bioklas. Klas biasanya terdiri dari mikrit atau calcisiltite, terkadang bertektur imbrikasi dan silang siur, matrix sparse.FZ 8, terbentuk sebagai endapan lag pada daerah tidal channels (intraformational breccia).

Sampel yang akan ditentukan jenis fasiesnya, pertama kali dilihat persentase butiran dan lumpur penyusun batugamping tersebut. Kemudian tentukan nama sampel tersebut berdasarkan klasifikasi Dunham (1962) yang disempurnakan Embry dan Klovan (1972, dalam Flugel, 1982).

Butiran dan lumpur karbonat penyusun batugamping tersebut memberikan ciri tersendiri, yang dapat menandakan tipe SMF sampel tersebut. Setelah menentukan jenis SMF berdasarkan ciri butiran dan lumpur karbonat, lalu menentukan zona fasies berdasarkan tipe SMF dengan menggunakan tabel tipe standar mikrofasies Wilson (1975) dan Flugel (1972, dalam Flugel, 1982).

Setiap sampel diplot pada skema sekuen standar mikrofasies Wilson (1975, dalam Flugel, 1982), sesuai dengan zona fasies setiap sampel. Setelah semua tipe SMF diplot, maka model lingkungan pengendapan dua dimensi daerah penelitian dapat dilihat. Kemudian model tersebut dibuat ke dalam model lingkungan pengendapan tiga dimensi.

Ada 24 tipe SMF pada batuan karbonat yang dibedakan berdasarkan klasifikasi Dunham (1962, dalam Flugel, 1982). Tipe SMF secara umum digunakan untuk membedakan batuan karbonat berdasarkan keragaman partikel partikel penyusun batuan karbonat. SMF tipe 15 dicirikan oleh grainstone oolit yang mengindikasikan energi tinggi pada lingkungan air dangkal. SMF tipe 15 tidak berhubungan dengan oomikrit yang merupakan hasil dari akumulasi ooid pada lingkungan air tenang. SMF 7 termasuk framestones, bindstones, dan bafflestones. Bindstones juga ada pada SMF tipe 19, 20, dan 21. Diagenetik bindstone dibentuk oleh interaksi organisme yang saling mengikat dan tersementasikan secara cepat yang tidak termasuk pada SMF tipe 7 (Flugel, 1982; Gambar 1.

8.3 EVAPORIT

Batuan evaporit merupakan semua batuan yang terbentuk dari pengkristalan larutan jenuh oleh proses evaporasi. Batuan ini terbentuk pada semua jaman dalam waktu geologi, tetapi sangat umum pada batuan yang berumur Kambrium, Perm, Trias, dan beberapa pada Jura dan Kapur. Meskipun tidak sepenting batuan karbonat, tetapi endapan evaporit ketebalannya ada yang mencapai beberapa ratus meter.Komposisi

Endapan evaporit terutama disusun oleh gipsum, anhidrit dan halit. Meskipun ada sekitar 80 mineral evaporit telah dikenali, tetapi hanya sekitar duabelas mineral yang cukup penting sebagai pembentuk batuan evaporit. Batuan evaporit dapat dikelompokkan menjadi endapan marin dan non marine. Berdasarkan komposisi kimianya endapan evaporit dapat dikelompokkan menjadi kelompok mineral klorida, sulfat, dan karbonat.Klasifikasi Struktur endapan evaporit

Endapan evaporit yang disusun oleh kalsium sulfat didominasi oleh gipsum yang dapat mengalami ubahan menjadi anhidrit. Proses dehidrasi gipsum menjadi anhidrit dapat juga terjadi karena proses pembebanan sampai kedalaman beberapa ratus meter. Oleh sebab itu endapan kalsium sulfat yang berumur tua kebanyakan dijumpai sebagai anhidrit. Anhidrit dapat berubah kembali menjadi gipsum apabila endapan tersebut mengalami pengangkatan hingga ke permukaan bumi pada lingkungan air dengan salinitas rendah. Berdasarkan fabrik, perlapisan dan struktur dalamnya endapan anhidrit dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu nodular anhidrit, laminasi anhidrit, dan anhidrite masif.Nodular anhydrite merupakan batuan anhirit yang bentuknya tidak beraturan yang dipisahkan antara satu dengan lainnya oleh matrik yang terdiri dari garam atau batuan karbonat. Laminasi anhydrite, merupakan batuan anhidrit yang berlapis tipis berwarna putih dan berselingan dengan laminasi yang berwarna abu-abu gelap dari dolomite atau material organik. Anhidrite masif merupakan batuan anhidrit yang tidak memiliki internal structure.8.4 BATUAN SEDIMEN SILIKAAN (CHERT)

Batuan sedimen silikaan merupakan batuan sedimen yang berbutir halus, kompak, dan sangat keras, terutama disusun oleh SiO2 yang terdiri dari mineral-mineral kuarsa, kalsedon, dan opal, dengan sedikit pengotor butiran silisiklastik dan mineral-mineral diagenetik. Kelompok batuan ini sering dikenal dengan nama rijang (chert). Meskipun batuan ini dapat terbentuk mulai dari umur Prakambrium sampai Tersier, tetapi merupakan batuan yang sedikit sebagai penyusun batuan sedimen.

Ada beberapa nama yang diberikan untuk bermacam rijang tergantung pada warna, tekstur, dan inklusi di dalamnya. Flint nama lain dari chert terutama yang berupa nodul dan banyak terbentuk pada chalk yang berumur Kapur. Jasper merupakan rijang yang berwarna merah karena tingginya kandungan mineral hematit.Novacullite merupakan batuan silika yang berbutir halus dan sangat berat. Porcellanite merupakan batuan silikaan yang berbutir halus dengan tekstur spperti porselen. Siliceous sinter merupakan batuan silikaan yang porous dengan densitas yang rendah berwarna terang dan terbentuk dari endapan pada mata air panas dan geyser.

Chert dapat dikelompokkan menjadi bedded chert dan nodular chert.

Bedded chert , terdiri dari chert yang berlapis dengan tebal perlapisan beberapa sentimeter atau lebih dan umumnya berselingan dengan lempung silikaan. Batuan ini biasanya berasosiasi dengan batuan vulkanik bawah laut, batugamping pelagik, dan batuan turbidit karbonat atau silisiklastik. Pada umumnya batuan ini juga disusun oleh sisa organisme dengan cangkang silika. Yang termasuk dalam bedded chert antara lain diatomeous deposits, radiolarian deposits, siliceous spiculae deposits, bedded chert yang mengandung sedikit atau tidak cangkang silikaan,

Nodular chert, merupakan tubuh chert yang bentuknya agak membundar, atau lensa atau tidak beraturan dengan ukuran mulai dari beberapa sentimeter sampai puluhan sentimeter. Pada umumnya tidak mempunyai struktur dalam (internal structures). Batuan ini berwarna hijau dan hitam. Terbentuk pada batuan karbonat laut dangkal dan biasanya terkonsentrasi sejajar dengan bidang perlapisan, oleh proses diagenesa.dengan menggantikan mineral karbonat dan fosil.

Chert disusun terutama oleh mineral kuarsa yang berbutir halus.Tergantung pada umurnya, chert dapat dibagi menjadi 3 tipe berdasarkan teksturnya, 1. mikrokuarsa, disusun terutama oleh buiran kuarsa yang sangat halus dengan ukuran 1-5 mikron dan bentuknya hampir ekuidimensional, 2. chalchedonic quartz, berbentuk kristal kuarsa menjarum yang sangat tipis dengan ukuran sekitar 0.1 mm. yang radial. Dan 3 megakuarsa, bentuknya equant memanjang dengan ukuran lebih dari 20 mikron.

Chert terutama disusun oleh SiO2 dengan sedikit unsur-unsur Al, Fe, Mn, Ca, Na, K, Mg, dan sedikit unsur lainnya. Unsur-unsur tambahan ini terutama terdapat dalam mineral pengotor autogenic seperti hematite, firit, dan material piroklastik. Jumlah SiO2 dalam chert bervariasi mulai dari 99% sampai kurang dari 66% pada nodul-nodul chert. Aluminium merupakan unsur yang paling sering terdapat dalam chert, diikuti oleh Fe, Mg, atau K, Ca, dan Na.8.5 BATUAN SEDIMEN MENGANDUNG BESI

Batuan sedimen mengandung besi merupakan batuan sedimen yang mengandung 15% atau lebih besi (Fe), yang terdiri dari 21,3% Fe2O3 atau 19,4% FeO. Batuan sediment yang mengandung besi dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu chemical iron rich sediment, iron rich shales, dan miscellaneous iron rich deposite. Diantara semuanya, iron formation dan ironstone merupakan batuan kaya besi yang penting dari batuan sediment yang kaya besi. Ke duanya dibedakan dari umur, sifat fisik, dan mineraloginya.Iron Formation & Ironstone

Iron formation adalah batuan sediment kaya besi yang berumur dari Prakambrium Awal hingga Kambrium, meskipun batuan ini awalnya diketahui berumur Prakambrium. Batuan ini terdiri dari lapisan yang dapat dibedakan yang tersusun oleh lsapisan yang kaya besi dengan lapisan yang kaya rijang dengan ketebalan berkisar antara 50 sampai 600 meter. Tekstur batuan iron formation dikenali seperti tekstur pada batugamping. Dimroth mengenali tipe tekstur iron formation ekivalen dengan mikrit, pellet, intraclast, oolitik, pisolitik, dan stromatolit. Struktur sediment yang dikenali pada batuan ini adalah struktur silang-siur, lapisan bersusun, load cast, ripple mark, erosion channel, rekahan, dan slump structure. Struktursedimen struktur sediment inimenunjukkan bahwa batuan iron formation terbentuk oleh proses pengangkutan dan pengendapan mekanik.

Ironstone merupakan batuan sedimen kaya besi yang berumur fanerozoik, terutama pada Palezoik Awal dan Jura. Rentang waktu pembentukan batuan ini mulai dari Prakambrium Tengah hingg Pliosen.Karakteristik batuan ini adalah tipis, masif atau berlapis dengan ketebalan beberapa meter hingga beberapa puluh meter. Ironstone pada umumnya berselingan dengan batuan karbonat, mudrocks, dan batupasir halus yang terbentuk pada lingkungan laut dangkal. Umumnya bertekstur oolitik. Dan mengandung fosil yang sebagian atau seluruhnya sudah mengalami penggantian oleh mineral-mineral besi. Struktur sedimen yang sering dijumpai adalah cross-bedding, ripple mark, scour and fill, dan burrows.Fasies mineral pada iron formation dan ironstone

Berdasarkan pada kelimpahan mineral kaya besi, ada 4 macam fasies mineral pada batuan sediment kaya besi, yaitu oksida, silikat, karbonat, dan sulfide.(Tabel 8.2) Tabel 8.2. Mineral Utama mengandung besi yang terdapat batuan sediment kaya besi

Kelompok MineralMineralKomposisi kimia

OksidaGoethite

Hematite

Magnetite

FeOOH

Fe2O3Fe3O4

SilikatChamosite

Greenalite

Glauconite

Stilpnomelane

Minnesoteite (iron talc)

3(Fe,Mg)O- (Al,Fe)2O3 2SiO2 nH2O

FeSiO3 nH2O

KMg (Fe,Al)(SiO2)6. 3H2O

2(Fe,Mg)O (Fe,Al)2O3 5SiO2 3H2O

(OH)2(Fe,Mg)3Si4O10

SulfidaPyrite

Marcasite

FeS2FeS2

KarbonatSiderit

Ankrite

Dolomite

CaCO3

FeCO3Ca(Mg,Fe)(CO3)2CaMg(CO3)2CaCO3

Iron-rich Shales

Phyritic black shales terbentuk dalam asosiasi antara Prakambrium iron formation dan Fanerozoik ironstone, dengan karakteristik berlapis tipis, dengan kandungan sulfide sekitar 75%. Mineral firit tersebar didalam batuan lempung karbonan inidan dalam beberapa batugamping, juga sebagai nodul, laminasi, dan hasil penggantian cangkang fosil atau mineral besi lainnya. Bog iron ores merupakan sedimen kaya besi yang terbentuk terutama pada danau airtawar pada dataran tinggi. Sedimen ini mempunyai sifat mulai dari keras, oolitik, pisolitik, dan konkresi hingga lunak dan earthy. Iron rich laterit atau laterit besi merupakan sedimen kaya besi yang dihasilkan dari proses pelapukan kimia. Manganese crust and noduls merupakan nodul mangan yang terbentuk di dasar laut dalam seperti Samudera Pasifik, Atlantik dan Hindia dimana proses sedimentasi sangat rendah. Ada dua tipe nodul mangan, yaitu nodul mangan kaya besi (kandungan Fe 15-20%) dan miskin besi (kandungan Fe kurang dari 6%). Selain besi dan mangan nodul mangan juga menganbung unsur-unsur Cu, Co, Ni, Cr, dan V. Iron-rich mud

Endapan sedimen yang mengandung logam dapat juga terbentuk pada endapan laut, terutama pada lingkungan dekat dengan pemekaran lantai dasar samudera. Endapan ini terbentuk akibat proses hidrotermal dari material yang berasal dari mantel bumi yang bereaksi dengan air laut. Endapan sedimen ini sangat kaya akan Fe, Mn, Cu, Pb, Zn, Co, Ni, Cr, dan V.

Endapan plaser mineral berat

Endapan plaser adalah endapan yang terbentuk oleh proses mekanik yang merupakan konsentrasi dari butiran mineral dengan spesifik gravity yang besar. Endapan ini pada umumnya terbentuk di lingkungan pantai atau aluvial. Mineral-mineral yang menyusun endapan plaser pada umumnya adalah mineral magnetit, hematit, dan ilmenit yang berukuran pasir. Pada umumnya endapan plaser terbentuk pada kala Plistosen hingga Holosen. Ketebalan endapannya pada umumnya tidak lebih dari 2 meter.

Komposisi Kimia

Komposisi kimia endapan sedimen yang mengandung besi sangat tergantung pada tipenya dan mempunyai rentang yang sangat besar, sehingga sangat sulit untuk menentukan komposisi rata-ratanya. Senyawa yang dominan menyusun sedimen kaya besi adalah Fe2O3, FeO, dan FeS. Beberapa unsur yang sering juga dijumpai pada sedimen kaya besi adalah Al, Mn, Mg, dan Ca. 8.6 BATUAN SEDIMEN FOSFORIT

Kandungan fosfat dalam batuan sediment biasanya digambarkan dengan jumlah kandungan P2O5. Batuan sediment mengandung fosfat adalah batuan sedimen yang kandungan P2O5 nya lebih besar dari 20%. Batuan sediment yang kaya fosfor disebut batuan fosfat, fosfat batuan, fosfat atau fosforit. Batulumpur dan batugamping yang kandungan P2O5 kurang dari 20%, tetapi kandungan fosfornya lebih banyak dibanding unsur lainnya disebut posphatic shale dan posphatic limestone. Sedimentary phosphate terbentuk pada batuan yang berumur sejak Prakambrian sampai Holosen.

Tipe Endapan Fosfat

Batuan sedimen kaya fosfat dapat membentuk perlapisan yang sangat bervariasi mulai dari ketebalan beberapa milimeter sampai beberapa meter. Bahkan ada endapan fosfat yang ketebalannya sampai beberapa ratus meter meskipun tidak seluruhnya disusun oleh fosfat. Batuan fosforit pada umumnya berselingan dengan shale, chert, limestone, dan dolomit,atau kadang-kadang dengan sandstone. Batuan sedimen fosforit biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat perlapisannya dan tipe material fosfat yang menyusunnya. Batuan sedimen fosforit dikelompokkan menjadi 5 macam yaitu bedded phosphorite, bioclastic phosphorite, nodular phosphorite, pebble-bed phosphorite, dan endapan guano.Bedded phosphorite, membentuk perlapisan yang dapat dibedakan dengan ketebalan yang bervariasi, umumnya berselang seling atau menjemari dengan mudrocks, chert, dan batuan karbonat. Mineral fosforit terbentuk sebagi pellet, oolit, pisolit, fragment brachiopoda, dan lainnya serta sebagai semen. Sedimen ini terbentuk pada paparan samudera.

Bioclastic phosphorite merupakan endapan fosfat yang disusun terutama oleh rombakan rangka vertebrata seperti tulang-tulang ikan, gigi ikan hiu, dan lainnya. Endapan ini mengalami pengayaan P2O5 pada waktu proses diagenesa.

Nodul fosfat berwarna hitam sampai hitam kecoklatan, bentuknya sferikal sampai tidak beraturan dengan ukuran mulai dari beberapa sentimeter sampai beberapa meter. Nodul ini ada yang masif dan ada yang mempunyai struktur dalam yang berbentuk konsentris. Di dalam nodul fosfat kadang dijumpai butiran pelet, atau gigi ikan hiu dan fosil lainnya. Nodul fosfat terbentuk pada waktu proses diagenesis.Pebble-bed phosphorite disusun oleh nodul fosfat, rombakan batugamping fosfat, dan fosil fosfatan yang terbentuk dari pengendapan kembali batuan fosfat.

Endapan guano disusun oleh kotoran burung atau kelelawar yang telah bereaksi dengan limestone membentuk endapan calcium phosphate.

Batuan sedimen posfat disusun oleh mineral apatit dan variasinya seperti fluorapatit [Ca5(PO4)3F], Chlorapatit[Ca5(PO4)3Cl], dan hydroxyapatit [Ca5(PO4)3OH]. Sebagian besar batuan sediment fosfat merupakan carbonate hydroxyl fluorapatite atau disebut francolite. Batuan ini mengandung lebih 10% ion karbonat yang dapat mensubstitusi ion fosfat. 8.7 BATUAN SEDIMEN KARBONAN

Sebagian besar batuan sedimen mengandung sedikit material organik ysng terdiri dari sisa-sisa tumbuhan dan binatang. Beberapa material organik terbentuk pada batuan sedimen termasuk batuan yang berumur PraKambrium. Kandungan material organik pada batulumpur rata-rata 2,1 persen berat, 0,29% dalam batugamping, dan 0,05% dalam batupasir. Sedangkan kandungan material organik dalam batuan sedimen rata-rata 1,5%. Material organik mengandung sekitar 50 sampai 60% karbon.

Ada beberapa macam batuan sedimen yang kandungan material organiknya relatif besar di atas rata-rata. Lempung hitam dan lempung bitumineous mengandung sekitar 3 sampai 10% material organik. Oil shale atau kerogen shale mengandung sekitar 25% atau lebih, dan batubara disusun lebih dari 70% material organik.

Ada tiga macam material organik yang terakumulasi pada lingkungan subaerial dan subaqueous yaitu humus, peat dan sapropel. Humus adalah material organik yang terakumulasi di dalam soil. Peat adalah material organik yang terakumulasi di lingkungan air tawar, atau brackish-water swamps yang tergenang dengan kondisi anaerob. Sapropel adalah material organik yang sangat kecil (jasad renik) yang terakumulasi di dalam danau, laguna atau laut pada kondisi oksigen yang rendah. Jasad renik ini adalah fitoplankton, zooplankton, spora dan fragmen tumbuhan yang lebih besar.

Sedimen karbonan dapat digolongkan berdasarkan kelimpahan dan macam material organik yang menyusunnya. Berdasarkan hal tersebut sedimen karbonan dibagi menjadi tiga, yaitu coal, oil shale, dan asphalt. Kandungan material organik dalam sedimen tersebut paling sedikit 10 20 persen.

Batubara merupakan batuan sedimen karbonan yang paling dominan. Batubara disusun terutama oleh material organik dan beberapa pengotor didalamnya seperti debu atau material silisiklastik lainnya. Kebanyakan kandungan debu dalam batubara kurang dari 50%, tetapi ada juga yang mencapai 70-80% seperti bonecoal. Karena komposisi batubara sangat bervariasi maka sulit untuk mendefinisikan batubara dengan pasti. Batubara dapat didefinisikan sebagai batuan yang mudah terbakar yang mengandung lebih dari 70% material karbonan yang terbentuk akibat proses kompaksi.

Berdasarkan pada derajat (rank) proses pembatubaraan (coalification, carbonification), batubara dikelompokkan menjadi peat, lignit, bituminous, subbituminous, dan antrasit. Peat disusun oleh sisa-sisa organik yang belum terkonsolidasi dengan kadar air yang tinggi. Lignit atau sering juga disebut brown coal merupakan batubara dengan tingkatan yang paling rendah, berwarna coklat atau hitam kecoklatan, kadar air cukup tinggi dan umumnya masih memperlihatan sisa-sisa tumbuhan asal. Bituminous coal merupakan batubara yang keras, kadar air dan volatilnya lebih sedikit dari pada lignit dan kadar karbon yang lebih tinggi. Subbituminous coal, mempunyai sifat diantara lignit dan bituminous coal. Antrasit merupakan batubara dengan tingkatan yang paling tinggi, keras, berat, kadar karbon lebih dari 90%, berwarna hitam mengkilap, dan mempunyai pecahan konkoidal.

8.8 Pertanyaan1. Sebutkan macam-macam mineral karbonat lengkap dengan komposisi kinianya.

2. Bedakan antara mikrit dan sparit, dan bagaimana proses pembentukkannya.

3. Sebutkan macam batuan evaporit yang penting

4. Sebutkan macam-macam rijang dan apa yang mendasari perbedaan tersebut.

5. Apa yang dimaksud batuan sedimen kaya besi dan sebutkan macamnya.

6. Sebutkan mineral utama yang menyusun sedimen kaya besi7. Sebutkan macam batubara berdasarkan derajad pembatubaraan dan sebutkan masing-masing sifat fisiknya.

8. Apa yang dimaksud dengan batuan fosforit.

9. Sebutkan macam-macam batuan fosforit lengkap dengan karakteristiknya.

Gambar 1.3. Klasifikasi batugamping menurut Dunham (1962)

Gambar I.4. Klasifikasi batugamping menurut Embry dan Klovan (1972)

Tabel 1.1. Klasifikasi Standar Mikrofasies (Wilson, 1975, dan Flugel, 1972, dalam Flugel, 1982).

(1) (2) (3)

Gambar 1.5. Skema standar mikrofasies (SMF) Wilson (1975, dalam Flugel, 1982).

PAGE 65