PROSES SEDIMENTASI DAN BATUAN SEDIMENFIRDAUS SULAIMAN Fisika Unhalu, 2011

Terbentuknya Batuan SedimenProses terbentuknya batuan sedimen dari batuan yang telah ada sebelumnya. sebelumnya. Material yang berasal dari proses pelapukan kimiawi dan mekanis, mekanis, ditransportasikan dalam bentuk larutan dan padat, dan padat, diendapkan sebagai sedimen, sedimen, yang kemudian terlitifikasi menjadi batuan sedimen. sedimen.

Pelapukan.

Differential weathering: terjadi karena batuan berbeda dalam komposisi weathering: & struktur yang menyebabkan perbedaan tingkat kecepatan pelapukan. Pelapukan terdiri dari 2 jenis: 1. Pelapukan mekanis 2. Pelapukan kimiawi

Pelapukan MekanisPelapukan mekanis terjadi bila gaya-gaya fisika gayamemecahkan material batuan menjadi potongan potonganpotongan yang lebih kecil dengan masih mempertahankan komposisi kimia batuan induknya. Proses pelapukan mekanis meliputi: Pembekuan es (frost action) Pelepasan tekanan (pressure release) Pemuaian dan penyusutan panas (thermal expansion and contraction) Pertumbuhan kristal garam (salt crystal growth) Aktifitas organisme

Pelapukan Mekanis akibat Pembekuan EsPelapukan akibat pembekuan es : terjadi ketika air meresap masuk kedalam bidang retakan dan mengembang ketika membeku. Pecahan-pecahan batuan akan Pecahanterbentuk ketika proses tersebut terjadi berulangkali.

Pelapukan Mekanis akibat Pelepasan TekananKekar lembaran pada granit terbentuk : ketika erosi menghilangkan batuan penutup dan menghilangkan gaya tekan yang ada. Batuan kemudian mengembang dan retakanretakan-retakan yang sejajar bidang permukaan terbentuk.

Proses seperti ini juga seringkali terjadi dalam proses penambangan (rock burst) yang membahayakan jiwa para penambang.

Pelapukan Mekanis akibat Pemuaian dan Penyusutan

Batuan merupakan konduktor panas yang jelek, sehingga bila terkena panas permukaan batuan akan lebih memuai daripada bagian dalamnya, mengakibatkan permukaan batuan mengalami keretakan. Mineral berwarna gelap lebih menyerap panas dibandingkan dengan mineral berwarna cerah, menyebabkan heterogenitas tingkat pemuaian antar mineral dalam suatu batuan.

Pelapukan Mekanis akibat Kristal GaramAir yang mengandung garam meresap kedalam kayu, dan ketika airnya menguap garam yang tertinggal mengembang dan memecahkan serat serat kayu.

Pelapukan Mekanis akibat Organisme

Akar pepohonan

Jamur

Pelapukan KimiawiPelapukan kimiwai : terjadi ketika material batuan mengalami perubahan komposisi (dekomposisi) oleh reaksi kimiawi. Umumnya ada 3 proses pelapukan kimiawi: Solusi contoh: CaCO3 + H2O + CO2 Ca+2 + 2HCO3Kalsit Air

Oksidasi contoh: 4Fe + 3O2 Hidrolisa contoh: 2KAlSi3O8Ortoklas Besi

Karbon dioksida

ion kalsium

ion bikarbonat

Oksigen

Oksida besi (Hematit)

2Fe2O3

+ 2H+ +ion hidrogen

Al2Si2O5(OH)4Lempung (Kaolin)

+ 2K+ion potassium

ion bikarbonat

2HCO3- + H2Oair

+

ion bikarbonat

2HCO3- + 4SiO2silika

Pelapukan Kimia akibat SolusiKetika pelarutan (solusi) terjadi, ion-ion suatu materi terpisah dalam ionsuatu cairan, dan material padat menjadi larut. Air merupakan pelarut yang efektif karena bentuk molekulnya yang asimetris, mempunyai muatan listrik positif pada ujung atom hidrogen dan muatan listrik negatif pada ujung oksigen. Diagram dibawah menunjukkan proses pelarutan (disolusi) sodium khlorida (NaCl) di dalam air.

Faktor Pengontrol Tingkat Pelapukan KimiawiPelapukan kimiawi bekerja pada permukaan batuan, dimana prosesnya berjalan dari luar ke arah dalam. Beberapa faktor yang mengontrol tingkat kecepatan pelapukan kimiawi adalah: Ukuran partikel Iklim Jenis material induk

Ukuran Partikel dan Tingkat PelapukanLuas Permukaan =6 m2 Luas Permukaan =12 m2 Luas Permukaan = 24 m2

1m 0,5 m 1m 0,5 m 0,25 m 0,25 m

Ketika batuan terbelah menjadi bongkah-bongkah bongkahberukuran kecil maka luas permukaannya bertambah namun volumenya tetap. Semakin luas permukaan suatu batuan, semakin intensif proses pelapukan yang dialaminya.

Iklim dan Tingkat Pelapukan

) oC

25

( t a r 15 5 0 -5 -15

m n h u t a r p m e T-25 0 50 100 150 200 250

Hujan tahunan rata-rata (cm) rata-

Material Induk dan Tingkat Pelapukan

Stabilitas Mineral Silikat

Pelapukan Membola

(b)

(c)

(a) (b) (c)

Pelapukan membola terjadi ketika tubuh batuan terbelah-belah terbelaholeh bidang kekar dan mengalami proses pelapukan kimia. Proses pelapukan kimia tersebut berjalan paling intensif pada bagian sudut dan tepi bongkah. Ketika suatu bongkah telah terlapukkan menjadi bola, seluruh permukaannya akan mengalami proses perlapukan dengan intensitas yang sama dan tidak akan ada lagi perubahan bentuk; yang berubah hanyalah ukuran bolanya saja yang terus mengecil.

(a)

TanahTebal dan tipisnya tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: Jenis batuan induk (komposisi mineral batuan induk) Relief topografi permukaan bumi Iklim Organisme WaktuLapisan tipis materi organik Zona pelepasan Zona akumulasi Sebagian berubah dari material induk

Terbentuknya Batuan SedimenProses terbentuknya batuan sedimen dari batuan yang telah ada sebelumnya. Material yang berasal dari proses pelapukan kimiawi dan mekanis, ditransportasikan dalam bentuk larutan dan padat, dan diendapkan sebagai sedimen, yang kemudian terlitifikasi menjadi batuan sedimen.

Butiran SedimenBesar Butir adalah ukuran butir dari material penyusun batuan sedimen diukur berdasarkan klasifikasi Wentword.

SKALA WENTWORDUkuran Butir >256 64 256 4 64 2-4 1/16 2 1/256 1/16 1/256 < Nama Boulder (Bongkah) Cobble (Berangkal) Pebble (Kerakal) Granule (Kerikil) Sand (pasir) Silt (Lanau) Clay (Lempung)

Butiran Sedimen

Sand: Coarse, medium, fine

Boulders, cobbles, pebbles

Clay and silt

Transportasi SedimenButiran partikel sedimen dipindahkan oleh agen transportasi sedimen: Air Angin Glasial Selama proses transportasi, setiap butiran sedimen mengalami: Abrasi yang mengurangi ukuran partikel dan menghaluskan permukaan butiran (rounded) Sortasi (distribusi ukuran butir dalam satu kumpulan butiran sedimen)

Transportasi Sedimen

Sifat pembulatan (rounding) dan pemilahan (sorting) butiran sedimen. wellwell-sorted, well-rounded gravel. wellpoorly sorted, angular gravel. Semakin jauh jarak transportasi, semakin kecil ukuran partikel sedimen dan semakin halus permukaan partikel (well-rounded). (wellSemakin tinggi dan lama durasi kerja energi agen transportasi, semakin seragam/tersortasi ukuran butiran sedimen (well-sorted). (well-

Bentuk ButirBentuk butir (Kebundaran Butir) hanya bisa di amati pada batuan sedimen klastik kasar, dibagi menjadi : kasar, dibagi Wellrounded (membundar baik), baik), Semua permukaan konveks, hampir equidimensional, sferoidal. Rounded (Membundar ), Pada umumnya permukaan permukaan bundar, ujung ujung dan tepi tepi butiran bundar. SubSub-rounded (Membundar tanggung), Permukaan umumnya datar dengan ujung ujung yang membundar. SubSub-angular (Menyudut tanggung), Permukaan umumnya datar dengan ujung ujung yang tajam. angular (Menyudut), Permukaan (Menyudut), konkaf dengan ujungnya yang tajam .

Rounded

Partially rounded

Angular

Kemas & PemilahanKemas (Fabric) adalah hubungan antara masa dasar dengan fragmen batuan / mineralnya. Kemas pada batuan sedimen ada 2, yaitu : Kemas Terbuka, yaitu hubungan antara masa dasar dan fragmen butiran yang kontras sehingga terlihat fragmen butiran mengambang diatas masa dasar batuan, batuan, Butiran tidak saling bersentuhan Kemas tertutup, yaitu hubungan antar fragmen butiran yang relatif seragam, sehingga menyebabkan masa dasar tidak terlihat), Butiran terlihat), saling bersentuhan

Kemas & PemilahanPemilahan (Sorting) : keseragaman ukuran butir dari fragmen penyusun batuan. Semakin seragam ukuran dan besar butirnya maka pemilahan semakin baik. Ada 3 macam sorting: sorting: Well sorted : terpilah baik Moderately sorted : terpilah sedang Poor sorted : terpilah buruk

Well sorted

Poorly sorted

Moderately sorted

Proses LitifikasiProses litifikasi adalah proses perubahan sedimen menjadi batuan sedimen. Litifikasi melibatkan dua proses: Kompaksi (pemadatan), melibatkan proses pembebanan dan dapat mengurangi volume hingga 40% (untuk sedimen lumpur). Sementasi (penyemenan), melibatkan senyawa terlarut yang meresap melalui medium air kedalam rongga antar sedimen, umumnya terdiri dari: Kalsium karbonat (CaCO3) Silika (SiO2) Oksida besi (Fe2O3) hematit Hidroksida [FeO(OH)] limonit Kompaksi berlaku efektif untuk butiran sedimen berukuran lumpur, sedangkan untuk yang berukuran pasir dan yang lebih besar lagi memerlukan sementasi.

Proses LitifikasiRounded clasts Kerikil >2mm Kompaksi/Sementasi

Konglomerat

Breksi sedimenAngular clasts Pasir 1/16 mm - 2mm Kompaksi/Sementasi

BatupasirLanau (silt) 1/256 - 1/16 mm Kompaksi/Sementasi

Siltstone

Lempung (clay) 2 mm Komposisi Fragmen batuan membundar Fragmen batuan menyudut 1/16 - 2 mm Mineral kuarsa dominan Kuarsa dan felspar Kuarsa, felspar, lempung dan fragmen batuan < 1/256 mm Laminasi masif Nama Batuan Konglomerat Breksi Batupasir Kuarsa Batupasir Arkose Batupasir Graywacke

Serpih Lempung

Klasifikasi Batuan Non-Klastik NonBATUAN SEDIMEN NON-KLASTIKKelompok An-organik Tekstur Klastik atau Non-klastik Klastik atau Non-klastik Non-klastik Non-klastik Non-klastik Biokimia Klastik atau Non-klastik Non-klastik Non-klastik Komposisi Calcite, CaCO3 Dolomite, CaMg(CO3)2 Mikrokristalin quartz, SiO2 Halite, NaCl Gypsum, CaSO4-2H2O Calcite, CaCO3 Mikrokristalin Quartz Sisa Tumbuhan yang terubah Nama Batuan Batugamping Klastik Dolomite Rijang (Chert) Batu Garam Batu Gypsum Batugamping Terumbu Rijang (Chert) Batubara