BAB IDASAR TEORI

1.1 Lingkungan Pengendapan Secara UmumLingkungan pengendapan adalah bagian dari permukaan bumi dimana proses fisik, kimia dan biologi berbeda dengan daerah yang berbatasan dengannya (Selley, 1988). Sedangkan menurut Boggs (1995) lingkungan pengendapan adalah karakteristik dari suatu tatanan geomorfik dimana proses fisik, kimia dan biologi berlangsung yang menghasilkan suatu jenis endapan sedimen tertentu. Nichols (1999) menambahkan yang dimaksud dengan proses tersebut adalah proses yang berlangsung selama proses pembentukan, transportasi dan pengendapan sedimen. Perbedaan fisik dapat berupa elemen statis ataupun dinamis. Elemen statis antara lain geometri cekungan, material endapan, kedalaman air dan suhu, sedangkan elemen dinamis adalah energi, kecepatan dan arah pengendapan serta variasi angin, ombak dan air. Termasuk dalam perbedaan kimia adalah komposisi dari cairan pembawa sedimen, geokimia dari batuan asal di daerah tangkapan air (oksidasi dan reduksi (Eh), keasaman (Ph), kadar garam, kandungan karbon dioksida dan oksigen dari air, presipitasi dan solusi mineral). Sedangkan perbedaan biologi (fauna dan flora) di tempat sedimen diendapkan maupun daerah sepanjang perjalanannya sebelum diendapkan.Fasies merupakan bagian yang sangat penting dalam mempelajari ilmu sedimentologi. Boggs (1995) mengatakan bahwa dalam mempelajari lingkungan pengendapan sangat penting untuk memahami dan membedakan dengan jelas antara lingkungan sedimentasi (sedimentary environment) dengan lingkungan facies (facies environment). Lingkungan sedimentasi dicirikan oleh sifat fisik, kimia dan biologi yang khusus yang beroperasi menghasilkan tubuh batuan yang dicirikan oleh tekstur, struktur dan komposisi yang spesifik. Sedangkan facies menunjuk kepada unit stratigrafi yang dibedakan oleh litologi, struktur dan karakteristik organik yang terdeteksi di lapangan. Kata fasies didefinisikan yang berbeda-beda oleh banyak penulis. Namun demikian umumnya mereka sepakat bahwa fasies merupakan ciri dari suatu satuan batuan sedimen. Ciri-ciri ini dapat berupa ciri fisik, kimia dan biologi, seperti ukuran tubuh sedimen, struktur sedimen, besar dan bentuk butir, warna serta kandungan biologi dari batuan sedimen tersebut. Sebagai contoh, fasies batupasir sedang bersilangsiur (cross-bed medium sandstone facies). Beberapa contoh istilah fasies yang dititikberatkan pada kepentingannya: Litofasies: didasarkan pada ciri fisik dan kimia pada suatu batuan Biofasies: didasarkan pada kandungan fauna dan flora pada batuan Iknofasies: difokuskan pada fosil jejak dalam batuanDaratanTerestrialPadang pasir (desert)

Glasial

Sungai

Encer (aqueous)Rawa (paludal)

Lakustrin

PeralihanDelta

Estuarin

Lagun

Litoral (intertidal)

Reef

LautNeritik (kedalaman 0-200 m)

Batial (kedalaman 200-2000 m)

Abisal (kedalaman >2000 m)

Tabel 1.1 Klasifikasi lingkungan pengendapan (Selley, 1988)1.2 Morfologi dan Lingkungan Pengendapan1.2.1 FluvialBerdasarkan morfologinya sistem sungai dikelompokan menjadi 4 tipe sungai, sungai lurus (straight), sungai teranyam (braided), sungai anastomasing, dan sungai kekelok (meandering).

Gambar 1.1 Sketsa empat tipe sungaia.Straight : Sungai lurus umumnya berada pada daerah bertopografi terjal mempunyai energi aliran kuat atau deras. Energi yang kuat ini berdampak pada intensitas erosi vertikal yang tinggi, jauh lebih besar dibandingkan erosi mendatarnya. Kondisi seperti itu membuat sungai jenis ini mempunyai kemampuan pengendapan sedimen kecil, sehingga alirannya lurusnya tidak berbelok-belok atau low sinuosity. Karena kemampuan sedimentasi yang kecil inilah maka sungai tipe ini jarang yang meninggalakan endapan tebal. Sungai tipe ini biasanya dijumpai pada daerah pegunungan, yang mempunyai topografi tajam. Sedimen sungai lurus ini sangat jarang dijumpai dan biasanya dijumpai pada jarak yang sangat pendek. b.Meandering : Sungai kekelok adalah sungai yang alirannya berkelok-kelok atau berbelok-belok. Leopold dan Wolman (1957) menyebut sungai meandering jika sinuosity-nya lebih dari 1,5. Pada sungai tipe ini erosi secara umum lemah sehingga pengendapan sedimen kuat. Erosi horisontalnya lebih besar dibandingkan erosi vertikal, perbedaan ini semakin besar pada waktu banjir. Hal ini menyebabkan aliran sungai sering berpindah tempat secara mendatar. Ini terjadi karena adanya pengikisan horisontal pada tepi sungai oleh aliran air utama yang pada daerah kelokan sungai pinggir luar dan pengendapan pada kelokan tepi dalam. Kalau proses ini berlangsung lama akan mengakibatkan aliran sungai semakin bengkok. Pada kondisi tertentu bengkokan ini terputus, sehingga terjadinya danau bekas aliran sungai yang berbentuk tapal kuda atau oxbow lake.

Gambar 1.2 Morfologi tipe sungai meandering (Einsele, 1992)c.Braided : Sungai teranyam umumnya terdapat pada daerah datar dengan energi arus alirannya lemah dan batuan di sekitarnya lunak. Sungai tipe ini bercirikan debit air dan pengendapan sedimen tinggi. Daerah yang rata menyebabkan aliran dengan mudah belok karena adanya benda yang merintangi aliran sungai utama. Tipe sungai teranyam dapat dibedakan dari sungai kekelok dengan sedikitnya jumlah lengkungan sungai, dan banyaknya pulau-pulau kecil di tengah sungai yang disebut gosong. Endapannya selain berasal dari material sungai juga berasal dari hasil erosi pada bukit-bukit yang mengapitnya yang kemudian terbawa masuk ke dalam sungai. Runtunan endapan sungai teranyam ini biasanya dengan pemilahan dan kelulusan yang baik, sehingga bagus sekali untuk batuan waduk (reservoir). Pada umumnya sungai teranyam dicirikan bar yang banyak dan besar pada sungai dengan ukuran yang sangat bervariasi. Bar ini dapat dibagi dalam: longitudinal (pulau ditengah sungai yang mempunyai sumbu panjang sejajar dengan arah aliran sungai), linguoid (bar pada garis potong ke arah alur sungai merupakan ciri khusus pada aliran sungai braided), dan tranverse (muncul akibat riak air sungai yang besar sehingga mengakibatkan banjir).

Gambar 1.3 Struktur bar pada tipe sungai braided (Boggs, 2001)d.Anastomasing : Sungai anastomasing terjadi karena adanya dua aliran sungai yang bercabang-cabang, dimana cabang yang satu dengan cabang yang lain bertemu kembali pada titik dan kemudian bersatu kembali pada titik yang lain membentuk satu aliran.

Gambar 1.4 Morfologi tipe sungai anastomasing (Einsele, 1992)Energi alir sungai tipe ini rendah. Ada perbedaan yang jelas antara sungai teranyam dan sungai anastomosing. Pada sungai anastomasing adalah beberapa sungai yang terbagi menjadi beberapa cabang sungai kecil dan bertemu kembali pada induk sungai pada jarak tertentu. Pada daerah onggokan sungai sering diendapkan material halus dan biasanya ditutupi vegetasi.

Gambar 1.5 Ilustrasi lingkungan pengendapan sistem sungai1.2.2 Danau / LacustrinLacustrin atau danau adalah suatu lingkungan tempat terkumpulnya air yang tidak berhubungan dengan laut. Lingkungan ini mempunyai kedalaman bervariasi, lebar dan kadar garam yang berkisar dari air tawar hingga hipersaline. Pada lingkungan ini juga dijumpai adanya delta, pulau penghalang (barried island) hingga kipas bawah air yang diendapkan dengan arus turbidit. Danau juga mengendapkan klastika dan endapan karbonat termasuk oolit dan terumbu dari alga. Pada daerah beriklim kering dapat terbentuk endapan evaporit. Endapan dibedakan dari kandungan fosil dan aspek geokimianya.Visher (1965) dan Kukal (1971) membagi lingkungan lacustrin menjadi 2 yaitu danau permanen dan danau ephemeral. Danau permanen mempunyai 4 model dan danau ephemeral mempunyai 2 model seperti yang terlihat pada gambar tersebut.

Gambar 1.6 Morfologi lingkungan lacustrinLitologi dari endapan lacustrine dapat berupa batulumpur, batupasir, konglomerat; kimiawi-biokimiawi evaporit, karbonat, phosphorite, dan endapan yang terbentuk dari kehidupan seperti skeletal karbonate dan gambut. Endapan danau purba ditemukan dengan luas beberapa ratus km2 hingga 130.000 km2, sedangkan danau moderen yang dijumpai, mempunyai luas puluhan km2 hingga 436.000 km2. Ketebalan sedimen endapan lacustrin berkisar dari beberapa meter hingga lebih dari 1000 m, namun pada umumnya kurang dari 300 m. Geometri endapan tersebut umumnya membentuk lingkaran dengan penampang vertikal berbentuk lensa.1.2.3 DeltaPada tahun 1975, M.O Hayes (Allen & Coadou, 1982) mengemukakan sebuah konsep tentang klasifikasi coastal yang didasarkan pada hubungan antara kisaran pasang surut (mikrotidal, mesotidal dan makrotidal) dan proses sedimentologi.

Gambar 1.7 Skema klasifikasi delta (Galloway, 1975)Pada tahun 1975, Galloway menggunakan konsep ini dalam penerapannya terhadap aluvial delta, sehingga disimpulkan klasifikasi delta berdasarkan pada dominasi energinya, yaitu :1. Delta sungai (fluvial-dominated delta)Delta sungai pada dasarnya dipengaruhi lingkungan yang disebabkan oleh energi sungai. Pengaruh energi sungai sangat dominan dan pengaruh dari pasang-surut serta gelombang sangat kecil. Delta jenis ini umumnya terbentuk pada mikrotidal regime dengan kemiringan beting (shelf) sangat besar (Nichols, 1999). Akibat dari pengaruh sungai yang sangat dominan, morfologi yang terbentuk sering memperlihatkan bentuk seperti kaki burung atau birdfoot dengan fluvial levees, interdistributary bays dan distributary mouth bar pada inlet.2. Delta pasang-surut (tide-dominated delta)Pada proses ini digambarkan bila pengaruh pasang surut lebih besar dari aliran sungai yang menuju muara sungai, arus yang dua arah dapat mendistribusikan kembali sedimen yang ada di muara, menghasilkan sand filled, flumee-shaped distributariesd. Delta pasang-surut biasanya terbentuk pada ujung teluk.Delta modern Ganga-Brahmaputra adalah sebuah contoh delta yang didominasi oleh pengaruh pasang surut. Bila dibandingkan delta Missisippi ukuran luas delta Brahmaputra tiga kali lebih besar (Boggs, 1995).Rata-rata keluarannya dua kali dibandingkan dengan delta Missisippi, khususnya pada saat musim hujan. Rata-rata daerah tidal sangat besar, sekitar 4 m dan pengaruh gelombang sangat kecil. sand yang ditransportasikan sangat intens selama musim hujan, dimana sand yang diendapkan serupa dengan braides stream. Pada jenis delta ini dicirikan dengan lingkungan tidal-flat, natural levees, dan fload basin, yang mana sedimennya halus diendapkan dari suspension.Pengaruh arus pasang surut yang kuat dimanisfestasikan oleh kehadiran jaringan tidal sand bars dan channel yang diorientasikan berbentuk kasar paralel terhadap arah aliran arus tidal. Tide dominated delta biasanya dapat dibedakan dari fluvial dominated delta dari munculnya struktur-struktur sedimen yang mencirikan tipe facies sedimen tidal (Allen & Coadou, 1982). 3. Delta ombak (wave-dominated delta)Penyebab pada system ini adalah aliran gelombang yang kuat dan perlambatan dari aliran sungai sehingga aliran sungai tertarik atau dibelokan di muara sungai. Distribusi endapan pada muara, dilakukan oleh gelombang dan di redistribusikan sepanjang delta front oleh arus long-shore sehingga bentuk gelombang yang timbul di shore-line lebih menonjol seperti di pantai yaitu barrier bars dan spit (menyebul).Berdasarkan fisiografinya, delta dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian utama, yaitu :1. Delta plain merupakan bagian delta yang berada pada bagian lowland yang tersusun atasactive channel dan abandoned channel .yang dipisahkan oleh lingkungan perairandangkal dan merupakan permukaan yang muncul atau hampir muncul. Delta Plaindicirikan oleh suatu distributaries dan interdistributaries area. Proses sedimentasiutama di delta plain adalah arus sungai, walaupun arus tidal juga muncul.Pada daerah dengan iklim lembab, Delta plain mungkin mengandungkomponen organik penting (gambut yang kemudian menjadi batubara). Gambutmerupakan kemenerusan dari paleosol ke arah downdip (terletak pada bidangkronostratigrafi yang sama) yang mewakili suatu periode panjang terbatasnya influkssedimen klastik.Kemudian Delta Plain Di bagi lagi menjadi 2 yaitu :- Upper Delta PlainMerupakan bagian delta yang berada di atas area pengaruh pasang surut (tidal)dan laut yang signifikan (pengaruh laut sangat kecil).- Lower Delta PlainSublingkungan ini terletak pada interaksi antara sungai dan laut yangterbentang mulai dari batas surutnya muka air laut yang paling rendah hinggabatas maksimal air laut pada saat pasang.2. Front Delta merupakan sublingkungan dengan energi tinggi, dimana sedimensecara konstan dirombak oleh arus pasang surut (tidal), arus laut sepanjang pantai(marine longshore current) dan aksi gelombang (kedalaman 10 meter atau kurang).Endapan pada delta front meliputi sheet sand delta front, distributary mouthbar, endapan river-mouth tidal, near shore, longshore, dan endapan stream mouthbar. Delta front terdiri dari zona pantai dangkal yang berbatasan dengan delta plainDelta front ditunjukkan oleh suatu sikuen yang coarsening upward berskalabesar yang merekam perubahan fasies vertikal ke arah atas dari sedimen offshoreberukuran halus atau fasies prodelta ke fasies shoreline yang biasanya didominasibatupasir. Sikuen ini dihasilkan oleh progradasi delta front dan mungkin terpotongoleh sikuen fluvial distibutary channel atau tidal distributary channel saatprogradasi berlanjut (Serra, 1985).3. Prodelta merupakan lingkungan transisi antara delta front dan endapanmarine shelf. Merupakan bagian dari delta di bawah kedalaman efektif erosigelombang, terletak di luar delta front dan menurun ke lantai cekungan sehinggatidak ada pengaruh gelombang dan pasang surut dimana terjadi akumulasi mud,umumnya dengan sedikit bioturbasi . Sedimen yang ditemukan pada bagian delta initersusun oleh material sedimen berukuran paling halus yang terendapkan darisuspensi.Struktur sedimen masif, laminasi, dan burrowing structure. Seringkalidijumpai cangkang organisme bentonik yang tersebar luas, mengindikasikan tidakadanya pengaruh fluvial (Davis, 1983). Endapan prodelta terdiri dari marine danlacustrine mud yang terakumulasi dilandas laut (seaward). Endapan ini berada dibawah efek gelombang, pasang surut dan arus sungai.1.2.4 MarineSebagai akibat dari pergerakan lempeng - lempeng di bumi, terbentuklah relief. Tidak hanya di daratan yang memiliki relief namun juga di lautan. Berikut bentuk morfologi di dasar laut :a. Continental Shelf (Paparan Benua)Paparan benua (continental shelf) merupakan kelanjutan wilayah benua (kontinen). Kedalamannya 200 m. Paparan benua ini terdiri dari lereng curam suatu dataran yang diikuti oleh kenaikan secara mendatar dari dataran itu. Lebar Paparan Benua sangat bervariasi. Lebar rata-rata Paparan Benua adalah sekitar 80 km (50 mil). Kedalaman Paparan Benua juga bervariasi, tetapi umumnya terbatas pada air dangkal dari 150 m (490 kaki). Kemiringannya biasanya cukup rendah, pada urutan 0,5 ; bantuan vertikal juga minim, kurang dari 20 m (66 kaki).

Gambar 1.8 Daerah Continental ShelfPaparan benua merupakan suatu sistem dinamik yang dikontrol oleh tiga faktor:(1) laju sedimentasi bahan-bahan yang dari daratan ke laut(2) laju energi yang cukup untuk menggerakkan sedimen ke, di sekitar dan keluar paparan(3) erosi dan naik-turunnya muka lautb. Continental RiseContinental Rise adalah dasar laut dengan sudut kemiringan landai sekitar 0.1% dan merupakan bagian batas benua yang sesungguhnya yang langsung berbatasan dengan dasar samudera. Continental rise memiliki lebar hingga ratusan kilometer dari dasar slope hingga ke dataran abisal. Relief continental rise umumnya kurang dari 20 m kecuali di sekitar gunung laut.Continental rise tersusun dari sedimen yang diturunkan dari benua dan batas yang bersebelahan. Arus membawa sedimenmenuruni slope dan menumpuk di dasarnya. Lebar continental rise dapat hanya beberapa kilometer hingga ratusan kilometer.

Gambar 1.9 Skema penampang lingkungan pengendapan laut (Sam Boggs, 1987)

13