BAB.6 STRATIGRAFI REKAMAN

6.1 Pengertian Stratigrafi Rekaman (Stratigrafi Analisis)

Stratigrafi Rekaman (Stratigrafi Analisis) adalah bagian dari disiplin ilmu geologi yang

termasuk dalam cabang ilmu geologi sejarah. Pengertiannya adalah suatu data, tampilan dari

urutan-urutan lapisan yang berisikan informasi mengenai litologi batuan, struktur sedimen, tekstur,

fosil-fosil yang terkandung, fasies pengendapan, ulangan batuan (sekuen batuan) dan kontak

antar tiap lapisan batuan yang dapat menceritakan sejarah geologinya. Hal yang terpenting dalam

rekaman stratigrafi ini adalah dapat mengekspresikan 5 hal, yaitu:

1) Fasies pengendapan

2) Non depositional surface,

3) ketidakselarasan atau bidang erosi

4) Perulangan batuan

5) Suatu lingkungan pengendapan

Adanya perubahan lingkungan pengendapan Penafsiran dari rekaman stratigrafi dalam penentuan

lingkungan pengendapan memerlukan beberapa unsur yang saling dikombinasikan satu sama lain

yaitu :

1) Struktur sedimen

2) Analisa ukuran butir

3) Fosil (fosil utuh dan fosil jejak)

4) Sekuen vertikal dan hubungan lateral

5) Geometri dan penyebaran dari litologinya

6.2. Kegunaan Stratigrafi Rekaman

Kegunaan rekaman stratigrafi untuk analisis geologi suatu daerah adalah:

1. Mengekspresikan fasies pengendapan

Fasies adalah seluruh aspek dari suatu bagian permukaan bumi sepanjang interval yang pasti dari

waktu geologi (Teichert,1958 dalam Facies Model dari Walker,1984). Pendapat lain mengatakan

fasies adalah jangka waktu yang mengandung jumlah total dari aspek-aspek litologi dan

paleontologi pada sebuah unit stratigrafi (Gressly,1938 dalam facies models Walker,1984).

Analisa fasies pengendapan diperoleh dari observasi geometri, litologi, fosil dan struktur sedimen

yang dapat memberikan informasi tentang arus purba (paleocurrent). Setelah itu dilakukan

interpretasi tentang lingkungan pengendapan dan paleogeografi. Dari interpretasi kedua hal

tersebut dapat menunjukan suatu fasies model. Sehingga dapat ditarik kesimpulan tentang lokasi,

geometri dan aspek ekonomi. Fasies pengendapan yang didapatkan dari rekaman stratigrafi,

antara lain fasies (Walker, 1984): glasial; volkaniklastik; alluvial; fluvial; eolian; delta; barrier island;

shelf dan shallow marine; turbidite; trace fossil; karbonat; terumbu; dan evaporit.

2. Menunjukkan non depositional surface, ketidakselarasan atau bidang erosi

Kebanyakan lapisan-lapisan di permukaan menunjukkan waktu jeda yang sebentar. Jika waktu

jedanya lama, maka disebut dengan ketidakselarsan (unconformity). Hiatus merupakan waktu

jeda yang hadir pada bidang ketidakselarasan. Terminologinya adalah indikasi adanya sesuatu

yang hilang. Semua ketidakselarasan dan hiatus mempunyai jeda waktu minimal pada beberapa

cekungan. Umur dari jeda waktu minimal ini menunjukkan umur yang tepat/cocok dari

ketidakselarasan (Blackwelder,1910). Sedimen diantara bidang yang tidak menerus tidak selalu

ada di setiap tempat dalam kisaran waktu yang sama, tetapi dapat membatasi antara umur dengan

bidang ketidakmenerusan.

3. Menggambarkan perulangan batuan

Proses ini merupakan proses di mana beragam variasi dari sedimen terendapkan dalam sekuen

umum yang berulang. Gambaran perulangan batuan ini kemudian berhubungan dengan

lingkungan pengendapan serta arus pengendapan.

4. Menunjukkan suatu lingkungan pengendapan

Lingkungan pengendapan merupakan suatu tempat di muka bumi yang berupa cekungan yang

dapat digunakan sebagai tempat teronggoknya material-material sedimen yang dipengaruhi oleh

kondisi fisik, kimia, dan biologi.

5. Menunjukkan adanya perubahan lingkungan pengendapan

Ada 2 hal yang berperan utama terhadap keadaan ini, yaitu ruang akomodasi dan pasokan

sedimen. Adapun ruang akomodasi ini dapat dipengaruhi oleh tektonik dan perubahan muka air

laut. Adanya kenaikan muka air laut terhadap daratan, maka sedimen akan diendapkan jauh ke

arah daratan. Pola ini disebut sebagai coastal onlap. Kenampakan secara vertikal, disebut coastal

aggradation, merupakan jumlah kenaikan relatifnya dan mengesampingkan faktor dari pengaruh

yang lain atau tinggi muka air laut (sea level stand). Bila pada rekaman stratigrafi memperlihatkan

adanya kenampakan mengkasar keatas (coarsening upward), maka diinterpretasi telah terjadi

regresi, yaitu endapan yang terbentuk relatif ke arah laut. Dengan kata lain, disebut juga sebagai

progradasi. Bila pada rekaman stratigrafi memperlihatkan kenampakan menghalus keatas (fining

upward), makadiinterpretasi telah terjadi transgresi, yaitu endapan yang terbentuk relatif ke arah

darat atau dengan kata lain, disebut juga retrogradasi.

6.3 Stratigrafi dan Sedimentologi

Stratigrafi adalah studi batuan untuk menentukan urutan dan waktu kejadian dalam

sejarah bumi, sedangkan sedimentologi adalah studi tentang proses-proses pembentukan,

pengangkutan dan pengendapan material yang terakumulasi sebagai sedimen di dalam

lingkungan kontinen dan laut hingga membentuk batuan sedimen. Kedua subjek tersebut

mempunyai kaitan yang erat dan dalam penafsiran pengendapan. Kajian terhadap proses dan

produk sedimen memperkenankan kita kepada dinamika lingkungan pengendapan. Rekaman dari

proses pada batuan sedimen dapat dipakai untuk menjelaskan dan memperkenankan kita

menafsirkan batuan kedalam lingkungan tertentu. Untuk menentukan perubahan lateral dan

vertikal di dalam lingkungan masa lampau ini, diperlukan kerangka kerja kronologi.

Kerangka waktu disediakan oleh aspek-aspek stratigrafi yang berbeda dan memperkenankan kita

menginterpretasikan batuan sedimen ke dalam susunan dinamika lingkungan. Rekaman tektonik

dan proses iklim yang berlangsung sepanjang waktu geologi terdapat di dalam batuan seiring

dengan bukti evolusi kehidupan di bumi. Geologi secara tradisional telah dibagi kedalam

subdisiplin ilmu yang terfokus pada aspek-aspek geologi seperti paleontologi, geofisika,

mineralogi, petrologi, geokimia, dan sebagainya. Di dalam tiap sub-disiplin ilmu inilah, ilmu

pengetahuan telah dikembangkan sebagai teknik analitik baru yang telah diaplikasikan dan

dikembangkannya teori-teori inovatif. Seiring dengan berkembangnya kemajuan-kemajuan

dilapangan, maka diperkenalkannya integrasi dari kombinasi ide-ide dan keahlian dari berbagai

disiplin ilmu yang berbeda-beda.

Geologi adalah ilmu multidisiplin yang sangat baik dipahami jika aspek-aspek berbeda terlihat

berhubungan antara satu dengan lainnya. Sedimentologi dan stratigrafi adalah dua sub-disiplin

ilmu geologi yang utama, sering dibahas terpisah di masa lalu tapi sekarang dikombinasikan dalam

proses pengajaran, penelitian akademik dan aplikasi ekonomi. Dua ilmu ini dapat dibahas bersama

sebagai rangkaian kesatuan proses dan hasilnya, dalam ruang dan waktu. Sedimentologi

perhatiannya tertuju pada pembentukan batuan sedimen. Stratigrafi mempelajari perlapisan

batuan ini dan hubungannya dalam ruang dan waktu. Oleh karena itu masuk akal jika membahas

sedimentologi dan stratigrafi bersamaan. Faktanya, tidak mungkin memisahkan mineralogi

komponen batuan dan evolusi paleontologi dari stratigrafi. Namun bagaimanapun harus dibatasi

sampai topik-topik tertentu.

Istilah stratigrafi telah diperkenalkan sejak tahun 1852 oleh d’Orbigny, sedangkan konsep

perlapisan batuan sudah diperkenalkan sejak tahun 1667 oleh Nicholas Steno, melalui prinsip

superposisi. Stratigrafi mengalami kebangkitannya kembali dalam ilmu kebumian karena ide-ide

baru yang berkembang dalam beberapa tahun terakhir ini, khususnya konsep tentang “sikuen

stratigrafi”. Sedangkan tata nama satuan stratigrafi pada daerah yang berbeda serta dasar dasar

biostratigrafi untuk mendefinisikannya juga masih penting, sehingga stratigrafi pada saat ini sering

dimaksudkan sebagai perubahan lingkungan selama perkembangan cekungan sedimen. Stratigrafi

juga dikenalebagai kunci untuk memahami hampir semua proses bumi karena analisis stratigrafi

menyediakan informasi tentang peristiwa-peristiwa sepanjang sejarah bumi. Adapun geofisika

menyediakan dasar fisika dari perilaku litosfer tapi rekaman stratigrafi menyediakan bukti

bagaimana cara litosfer berperilaku seiring dengan waktu. Sedimentologi hanya ada sebagai

cabang ilmu geologi. Sedimentologi berkembang karena unsur-unsur stratigrafi fisika menjadi lebih

kuantitatif dan lapisan batuan dijelaskan berdasarkan proses fisika, kimia dan biologi yang

membentuknya. Tidak adanya terobosan besar sampai berkembangnya teori tektonik lempeng.

Suatu konsep penafsiran batuan dalam proses modern yang menyokong sedimentologi modern

dimulai pada abad 18 dan 19 (‘the present is the key to the past’).

Sedimentologi berkembang karena penelitian yang lebih tertuju pada interpretasi batuan sedimen

dan mulai mencakup petrologi sedimen, yang sebelumnya lebih atau sedikit terpisah dari

stratigrafi. Sekarang subjeknya meliputi semua hal dari analisis sub-mikroskopik butir hingga

evolusi paleogeografi seluruh cekungan sedimen. Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari

sedimen atau endapan (Wadell, 1932). Sedangkan sedimen atau endapan pada umumnya

diartikan sebagai hasil dari proses pelapukan terhadap suatu tubuh batuan, yang kemudian

mengalami erosi, tertansportasi oleh air, angin, dll, dan pada akhirnya terendapkan atau

tersedimentasikan. Sedimentasi adalah suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh

media air, angin, es, atau gletser di suatu cekungan. Sedangkan batuan sedimen adalah suatu

batuan yang terbentuk dari hasil proses sedimentasi, baik secara mekanik maupun secara kimia

dan organik.

6.3.1 Proses Sedimentasi Secara Mekanik

Terbentuk dari akumulasi mineral-mineral dan fragmen-fragmen batuan. Faktor-faktor yang

penting antara lain:

a. Sumber material batuan sedimen. Sifat dan komposisi batuan sedimen sangat

dipengaruhi oleh material-material asalnya. Komposisi mineral-mineral batuan sedimen

dapat menentukan waktu dan jarak transportasi, tergantung dari prosentasi mineral-

mineral stabil dan nonstabil

b. Lingkungan pengendapan. Secara umum lingkungan pengendapan dibedakan dalam

tiga bagian yaitu: Lingkungan Pengendapan Darat, Transisi dan Laut. Ketiga lingkungan

pengendapan ini, dimana batuan yang dibedakannya masing-masing mempunyai sifat dan

ciri-ciri tertentu.

c. Pengangkutan (transportasi). Media transportasi dapat berupa air, angin maupun es,

namun yang memiliki peranan yang paling besar dalam sedimentasi adalah media air.

Selama transportasi berlangsung, terjadi perubahan terutama sifat fisik material-material

sedimen seperti ukuran bentuk dan roundness. Dengan adanya pemilahan dan pengikisan

terhadap butir-butir sedimen akan memberi berbagai macam bentuk dan sifat terhadap

batuam sedimen.

d. Pengendapan. Pengendapan terjadi bilamana arus/gaya mulai menurun hingga berada di

bawah titik daya angkutnya. Ini biasa terjadi pada cekungan-cekungan, laut, muara sungai,

dll.

e. Kompaksi. Kompaksi terjadi karena adanya gaya berat/gravitasi dari material-material

sedimen sendiri, sehingga volume menjadi berkurang dan cairan yang mengisi pori-pori

akan bermigrasi ke atas.

f. Lithifikasi dan Sementasi. Bila kompaksi meningkat terus menerus akan terjadi

pengerasan terhadap material-material sedimen. Sehingga meningkat ke proses

pembatuan (lithifikasi), yang disertai dengan sementasi dimana material-material sedimen

terikat oleh unsur-unsur/mineral yang mengisi pori-pori antara butir sedimen.

g. Replacement dan Rekristalisasi. Proses replacement adalah proses penggantian

mineral oleh pelarutan-pelarutan kimia hingga terjadi mineral baru. Rekristalisasi adalah

perubahan atau pengkristalan kembali mineral-mineral dalam batuan sedimen, akibat

pengaruh temperatur dan tekanan yang relatif rendah.

h. Diagenesis. Diagenesis adalah perubahan yang terjadi setelah pengendapan

berlangsung, baik tekstur maupun komposisi mineral sedimen yang disebabkan oleh kimia

dan fisika.

6.3.2 Proses Sedimentasi Secara Kimiawi dan Organik

Terbentuk oleh proses-proses kimia dan kegiatan organisme atau akumulasi dari sisa kerangka

organisme. Sedimen kimia dan organik dapat terjadi pada kondisi darat, transisi, dan lautan,

seperti halnya dengan sedimen mekanik. Masing-masing lingkungan sedimen dicirikan oleh paket

tertentu fisik, kimia, dan biologis parameter yang beroperasi untuk menghasilkan tubuh tertentu

sedimen dicirikan oleh tekstur, struktur, dan komposisinya. Kita mengacu kepada badan-badan

khusus seperti endapan dari batuan sedimen sebagai bentuk. Istilah bentuk mengacu pada satuan

stratigrafi dibedakan oleh litologi, struktur, dan karakteristik organik yang terdeteksi di lapangan.

Sebuah bentuk sedimen dengan demikian merupakan satuan batuan itu sendiri, karena

pengendapan dalam lingkungan tertentu, dan memiliki pengaturan sifat-sifatnya sendiri. Lithofacies

dibedakan oleh ciri-ciri fisik seperti warna, litologi, tekstur, dan struktur sedimen. Biofacies

didefinisikan pada karakteristik palentologic dasar. Inti penekanan adalah bahwa lingkungan

depositional menghasilkan bentuk sedimen. Karakteristik properti dari bentuk sedimen yang pada

gilirannya merupakan refleksi dari kondisi lingkungan deposional.

Stratigrafi adalah studi batuan untuk menentukan urutan dan waktu kejadian dalam sejarah bumi.

Dua subjek yang dapat dibahas untuk membentuk rangkaian kesatuan skala pengamatan dan

interpretasi. Studi proses dan produk sedimen memperkenankan kita menginterpretasi dinamika

lingkungan pengendapan. Rekaman-rekaman proses ini di dalam batuan sedimen

memperkenankan kita menginterpretasikan batuan ke dalam lingkungan tertentu. Untuk

menentukan perubahan lateral dan temporer di dalam lingkungan masa lampau ini, diperlukan

kerangka kerja kronologi.

Ilmu bumi secara tradisional telah dibagi kedalam sub-disiplin ilmu yang terfokus pada aspek-

aspek geologi seperti paleontologi, geofisika, mineralogi, petrologi, geokimia, dan sebagainya. Di

dalam tiap sub-disiplin ilmu ini, ilmu pengetahuan telah dikembangkan sebagai teknik analitik baru

yang telah diaplikasikan dan dikembangkannya teori-teori inovatif. Diwaktu yang sama karena

kemajuan-kemajuan dilapangan, maka diperkenalkannya integrasi kombinasi ide-ide dan keahlian

dari berbagai disiplin ilmu yang berbeda-beda. Geologi adalah ilmu multidisiplin yang sangat baik

dipahami jika aspek-aspek berbeda terlihat berhubungan antara satu dengan lainnya.

Sedimentologi perhatiannya tertuju pada pembentukan batuan sedimen. Kemudian batuan

sedimen dibahas hubungan waktu dan ruangnya dalam rangkaian stratigrafi di dalam cekungan-

cekungan sedimen. Metode-metode yang dipakai oleh para akhli sedimentologi untuk

mengumpulkan data dan bukti pada sifat dan kondisi pengendapan batuan sedimen meliputi:

1. Mengukur dan menggambarkan singkapan dan distribusi satuan batuan:

a. Menggambarkan formasi batuan, proses formal mendokumentasikan ketebalan,

litologi, singkapan, distribusi, hubungan kontak formasi lain

b. Pemetaan distribusi satuan batuan atau unit batu

2. Deskripsi batuan inti (dibor dan diambil dari sumur eksplorasi selama pemboran)

3. Sekuen stratigrafi. Menjelaskan perkembangan satuan batuan dalam cekungan

4. Menggambarkan litologi dari batuan. Petrologi dan petrografi; khususnya

pengukuran tekstur, ukuran butir, bentuk butiran (kebundaran), pemilahan dan

komposisi sedimen

5. Analisis geokimia batuan. Geokimia isotop, termasuk penggunaan penanggalan

radiometrik, untuk menentukan umur batuan, dan kemiripan dengan daerah

sumber batuan (source rock).

6.3.3 Melihat dunia hanya dari sebutir pasir

Ukuran ruang dan waktu dalam sedimentologi dan stratigrafi menempati urutan utama. Di satu sisi,

perilaku bumi mengelilingi matahari mengontrol iklim dunia yang mempengaruhi proses

sedimentasi. Disisi lain, sifat partikel lempung yang panjangnya dalam ukuran mikrometer juga

menentukan karakter batuan sedimen. Skala-waktu stratigrafi adalah keseluruhan sejarah bumi,

periodenya 4,5 milyar tahun, meskipun demikian peristiwa sedimentasi tunggal dapat terjadi dalam

hitungan detik. Untuk mempertimbangkan semua ini dalam urutan yang logis maka skala-waktu

dan ruang dapat ditempatkan pertama kali sebagai faktor pengontrol dari keseluruhan, atau dapat

dimulai dari unsur terkecil dan peristiwa periode-terpendek. Dan hal ini tergantung pada pilihan kita

dimana setiap pendekatan memiliki keuntungan dan kerugian masing-masing. Skala yang berbeda

saling berhubungan dan tidaklah mungkin melewati pokok-pokok urutan yang tegas dari arah

manapun.

Pokok awal dari sedimentologi adalah ‘sebutir pasir’. Unsur terkecil-partikel pasir, kerakal, mineral

lempung, potongan cangkang, filamen alga, endapan kimia dan penyusun lain yang membuat

sedimen dibahas terlebih dahulu, bersama dengan proses yang menggerakkan dan

mengendapkannya. Kemudian dibahas lingkungan pengendapan material-material ini, tempat

dimana sedimen terakumulasi membentuk batuan sedimen dan menjadi perlapisan dalam

stratigrafi. Proses tektonik dan iklim mengontrol pola-pola skala besar stratigrafi selama batuan

mengisi cekungan sedimen yang terlihat di saat ini dan dalam batuan di seluruh dunia.

6.3.4 Proses dan produk

Sifat alami material sedimen memiliki keragaman asal usul (origin), ukuran, bentuk dan komposisi.

Partikel seperti butir dan kerakal mungkin berasal dari erosi batuan yang lebih tua atau langsung

disemburkan dari gunungapi. Organisme membentuk sumber material yang sangat penting, dari

filamen mikroba yang bergerak dengan kalsium karbonat hingga semua atau hancuran cangkang,

karang koral, tulang belulang dan debris tanaman. Dalam beberapa situasi, pengendapan

langsung mineral dari larutan di dalam air juga berkontribusi kepada sedimen. Pembentukan tubuh

sedimen melibatkan pengangkutan partikel menuju lokasi pengendapan atau pertumbuhan kimia

atau biologi dari material didalam suatu tempat. Akumulasi sedimen di dalam suatu tempat

dipengaruhi oleh sifat kimiawi, temperatur dan karakter biologi dari susunan tempat tersebut.

Proses pengangkutan yang membawa material di dalamnya adalah termasuk pergerakan air,

udara, es atau aliran massa. Tipe dan kecepatan media pengangkut, dan jumlah dan ukuran

material yang dibawa, akan ditentukan oleh sifat alami sedimen yang kemudian terakumulasi.

Proses transportasi dan pengendapan dapat ditentukan dengan melihat lapisan-lapisan individu

dari sedimen. Ukuran, bentuk dan distribusi partikel semuanya menyediakan petunjuk bagaimana

material terangkut dan terendapkan. Proses juga melibatkan pembentukan struktur dalam sedimen

yang terawetkan dalam batuan. Struktur sedimen primer seperti riak gelombang (ripple) dalam

pasir dapat terlihat terbentuknya saat ini, baik di dalam lingkungan alami maupun dalam

laboratorium, dan kondisi kecepatan aliran dan kedalaman air yang terukur. Dengan mengenali

ukuran dan bentuk riak gelombang yang sama dalam batuan sedimen maka mungkin dianggap

bahwa terbentuknya pada kecepatan dan kedalaman aliran yang sama.

Dengan mengamati proses pembentukan batuan sedimen maka memungkinkan membuat

perkiraan kondisi fisika, kimia dan biologi yang ada pada waktu sedimentasi. Keadaan yang

mungkin mempengaruhi adalah salinitas, kedalaman dan kecepatan aliran dalam danau atau air

laut, kekuatan dan arah angin dan rentang pasang-surut (tidal) dalam susunan laut dangkal. Suatu

anggapan yang mendasar dibuat dalam menginterpretasi proses sedimentasi dari karakter batuan

sedimen yang artinya bahwa hukum-hukum dari proses fisika dan kimia yang mengaturnya tidak

berubah selama waktu tersebut. Dengan membandingkan proses saat ini dan produknya dengan

karakteristik batuan sedimen, kondisi fisika, kimia dan biologi pada saat terbentuknya sedimen

dapat ditentukan.

6.3.5 Lingkungan sedimen dan fasies

Lingkungan pada semua tempat di darat atau di laut dipengaruhi oleh proses fisika dan kimia yang

berlaku dan organisme yang hidup di bawah kondisi itu pada waktu itu. Oleh karena itu suatu

lingkungan pengendapan dapat mencirikan proses-proses ini. Sebagai contoh, lingkungan fluvial

(sungai) termasuk saluran (channel) yang membawa dan mengendapkan material pasiran atau

kerikilan di atas bar di dalam channel. Ketika sungai banjir, air menyebarkan sedimen yang relatif

halus melewati daerah dataran banjir (floodplain) dimana sedimen ini diendapkan dalam bentuk

lapisan-lapisan tipis. Terbentuklah tanah dan vegetasi tumbuh di daerah dataran banjir. Dalam

satu rangkaian batuan sedimen, saluran dapat diwakili oleh lensa batupasir atau konglomerat yang

menunjukkan struktur internal yang terbentuk oleh pengendapan pada saluran gosongpasir.

Susunan dataran banjir akan diwakili oleh lapisan tipis batulumpur dan batupasir dengan akar-akar

dan bukti-bukti lain berupa pembentukan tanah.

Dalam deskripsi batuan sedimen ke dalam lingkungan pengendapan, istilah fasies sering

digunakan. Satu fasies batuan adalah tubuh batuan yang berciri khusus yang mencerminkan

kondisi terbentuknya (Reading & Lovell, 1996). Mendeskripsi fasies suatu sedimen melibatkan

dokumentasi semua karakteristik litologi, tekstur, struktur sedimen dan kandungan fosil yang dapat

membantu dalam menentukan proses pembentukan. Jika cukup tersedia informasi fasies, suatu

interpretasi lingkungan pengendapan dapat dibuat. Lensa batupasir mungkin menunjukkan

channel sungai jika endapan dataran banjir ditemukan berasosiasi dengannya. Namun

bagaimanapun, saluran yang terisi dengan pasir terdapat juga di dalam susunan yang lain,

termasuk delta, lingkungan pasangsurut dan lantai laut dalam. Pengenalan saluran yang terbentuk

bukanlah dasar yang cukup untuk menentukan lingkungan pengendapan. Fasies pengendapan

batuan sedimen dapat digunakan untuk menentukan kondisi lingkungan ketika sedimen

terakumulasi.

6.3.6 Lingkungan sedimen tua dan modern

Kombinasi proses fisika, kimia dan biologi yang bekerja dalam setiap tempat dan setiap waktu

adalah hal yang unik, produk dari proses-proses ini jenisnya tak terhingga. Dari sudut pandang

ilmu pengetahuan, proses yang menentukan pembentukan batuan sedimen harus diteliti berurut

untuk menentukan proses fisika yang terdapat di dalam lingkungan, sifat kimiawi air, dan

sebagainya. Untuk tujuan tersebut kita dapat mempertimbangkan sejumlah lingkungan yang

memiliki karakterisitik yang dapat dikenali.

Kategori-kategori lingkungan ini terdiri dari anggota-anggota dan berada di sepanjang lingkungan

pengendapan. Kemungkinan keberagaman dari karakter khusus dari lingkungan tertentu tidak ada

habisnya dan juga mungkin ada situasi peralihan atau menengah di antara dua tempat. Contoh,

pada batas apa sebuah pond pada lingkungan dataran banjir dipertimbangkan sebagai danau?

Bahaya kesalahan interpretasi harus selalu dijaga dalam pikiran kita: suatu rangkaian batupasir

tipis dan lapisan batulumpur mungkin memiliki karakter umum pengendapan dalam kondisi laut

dalam tapi kehadiran rekahan-rekahan dalam batulumpur akan menjadi bukti jelas bahwa

singkapan tersebut adalah singkapan darat (subaerial), sehingga tidak sesuai dengan

pembentukan di dalam air dalam.

Cara untuk membahas lingkungan pengendapan adalah memulainya dari daerah pegunungan

dimana pelapukan dan erosi menghasilkan detritus klastik, dan turun hingga dasar laut dalam.

Karakter lingkungan kontinen, pantai dan laut dangkal diantaranya dipengaruhi oleh suplai detritus

klastik, curah hujan, temperatur, produktivitas biogenik, topografi di darat dan batimetri di laut.

Beberapa proses mungkin sangat umum dalam banyak lingkungan yang berbeda: pengendapan

dari suspensi material berbutir halus membentuk lapisan lumpur yang mungkin terdapat di atas

dataran banjir, di dalam danau, laguna, teluk, lingkungan paparan bagian luar dan laut terdalam.

Proses-proses yang unik untuk susunan tertentu: aliran bolak-balik yang teratur berkaitan dengan

pasang surut adalah ciri unik lingkungan laut dangkal dan pantai. Secara umum, kombinasi

proses-proses dapat merupakan karakter dari setiap lingkungan pengendapan. Asosiasi proses-

proses pengendapan dapat merupakan karakteristik lingkungan pengendapan yang berbeda dan

memperkenankan kepada kita untuk mengenali sejumlah kategori lingkungan utama.

6.3.7 Distribusi Geografi Lingkungan dan Fasies

Lingkungan pengendapan dengan jelas memiliki luas lateral yang terbatas. Suatu sungai dapat

menjadi delta dengan kondisi laut dangkal dan laut yang lebih dalam semakin ke arah lepas pantai

(offshore). Di sepanjang garis pantai, mungkin ada pantai dan mungkin pula ada laguna di

belakangnya. Di semua tempat, pada waktunya nanti akan menjadi tempat terakumulasinya

sedimen, yang mungkin memiliki banyak kesamaan atau perbedaan di beberapa bagian-bagian

bumi yang lain, baik di lingkungan pengendapan darat maupun laut. Batas antara lingkungan

pengendapan mungkin tajam, seperti tepi beberapa danau, atau bergradasi, dimana kondisinya

secara progresif berubah seiring dengan kedalaman offshore dalam susunan laut dangkal. Ada

variasi dalam dimensi dan luas lingkungan ini. Suatu pantai mungkin hanya beberapa meter

lebarnya tapi bentangannya puluhan kilometer di sepanjang garis pantai. Daerah bukit pasir

aeolian di gurun dapat meliputi puluhan hingga ribuan kilometer persegi.

Sedimen yang terendap akan menunjukkan variasi lateral yang mencerminkan perubahan

lingkungan. Contoh, moraine (akumulasi debris batuan yang dibawa oleh gletser dan berada di

depan dan sisi gletser) di hidung gletser akan terdiri dari lumpur, pasir dan kerikil yang terpilah

buruk, tapi sungai es yang mengalir menjauh dari gletser akan mengendapkan pasir dan kerikil

yang terpilah lebih baik. Suatu danau es yang berada dekatnya kemungkinan merupakan lokasi

pengendapan lumpur dan lanau. Oleh karena itu sedimen yang jelas berbeda ini akan membentuk

sub-lingkungan tertentu pada waktu yang sama dan hanya terpisah beberapa meter hingga

kilometer.

Dalam rekaman stratigrafi, perbedaan sedimen ini akan terdapat berdampingan: suatu

konglomerat lumpuran, pasiran terbentuk oleh moraine, lensa dan lapisan batupasir dan

kongomerat diendapkan oleh sungai, dan laminasi batulumpur dan batulanau yang terakumulasi di

dalam danau. Oleh karena itu rekonstruksi lingkungan purba (paleoenvironment) dapat juga

termasuk distribusi susunan geografi lingkungan pengendapan yang berbeda-beda. Dengan

melihat distribusi lateral fasies sedimen dalam batuan berumur sama kita dapat merekonstruksi

paleoenvironment dan keseluruhan paleogeografi.

6.3.8 Perubahan lingkungan dan fasies seiring dengan waktu

Permukaan bumi ini dinamis pada semua skala ruang dan waktu. Bentangalam secara terus-

menerus mengalami perubahan oleh batuan yang tererosi dari satu tempat dan bergerak ke

tempat lain oleh gaya gravitasi, air, angin dan es. Semakin lama gunung-gunung akan tergerus

rata dan lautan terisi sedimen. Gunung-gunung baru diciptakan oleh pergerakan lempeng tektonik

di seluruh permukaan bumi, dan gerakan lempeng-lempeng ini dapat menghasilkan daerah baru

sebagai tempat terakumulasinya sedimen. Proses-proses ini telah berlangsung ribuan juta tahun.

Potongan-potongan kerak bergerak di permukaan bola bumi dan membawa lingkungan

pengendapan bersamanya, merubah lingkungan pengendapan dan terkadang mengubahnya

menjadi daerah pengangkatan dan erosi.

Lempeng-lempeng ini bergerak melewati jalur iklim yang berbeda-beda karena lempeng ini

bergerak, dan iklim dunia berubah dalam periode yang pendek dan panjang. Oleh karena itu

lingkungan pengendapan selalu terus berubah, meskipun tingkat perubahan terhadap waktu

mungkin cukup lambat untuk memperkenankan kondisi agar tetap selama jutaan tahun. Suatu

daerah sedimentasi kontinen di dalam channel sungai, daerah limpah banjir (overbank) dan danau

dapat terbanjiri oleh laut dan menjadi daerah sedimentasi laut dangkal. Daerah laut dangkal

hangat tropis dengan karang koral mungkin terangkat, tererosi dan ditutupi oleh pasir gurun.

Percepatan pembentukan lapisan es selama periode iklim dingin dapat mengubah rawa pantai

bervegetasi menjadi daerah moraine es. Perubahan lingkungan pengendapan disebabkan oleh

proses tektonik dan iklim yang terekam dalam fasies sedimen batuan. Sedimen terakumulasi dan

batuan terbentuk di dalam lingkungan yang berbeda-beda, menumpuk di atas yang lain,

memberikan rekaman stratigrafi mengenai perubahan-perubahan di dalam lingkungan ini.

Stratigrafi analisis terhadap batuan sedimen dapat diinterpretasikan ke dalam perubahan

lingkungan pengendapan sepanjang waktu geologi dan perubahan ini akhirnya dapat dihubungkan

dengan proses tektonik dan iklim.

6.3.9 Korelasi Stratigrafi dan Umur Geologi

Untuk mendapatkan objektivitas dalam penafsiran batuan sedimen ke dalam dinamika bumi

diperlukan kerangka kerja waktu. Kita perlu tahu apa yang terjadi pada hal-hal tertentu dalam

urutan waktu untuk merekonstruksi paleoenvironment dan paleogeografi. Oleh karena itu

diperlukan korelasi batuan yang akan menjelaskan kepada kita batuan mana yang terbentuk pada

waktu yang sama. Urutan-urutan peristiwa yang terjadi menjelaskan kepada kita bagaimana

kondisi dalam suatu daerah berubah, jadi kita perlu menentukan umur relatif unit-unit batuan yang

berbeda, yang mana yang lebih tua dan yang mana yang lebih muda. Untuk mengetahui tingkat

proses geologi yang bekerja di masa lampau, diperlukan beberapa penanggalan yang akan

memberikan kita kerangka kerja waktu dalam skala tahunan.

Umur relatif batuan dapat ditentukan oleh hubungan stratigrafi yang sederhana. Contoh, rangkaian

perlapisan yang tidak terdeformasi, lapisan bagian atas lebih muda daripada lapisan di bawahnya.

Di dalam lapisan-lapisan ini terdapat perubahan kandungan fosil yang dapat diamati. Bentuk

organisme berubah seiring waktu, oleh karena itu tipe-tipe fosil tertentu merupakan karakteristik

periode tertentu pula dalam sejarah bumi. Kita dapat menggunakan kehadiran atau ketiadaan fosil

untuk menaruh batuan dalam urutan stratigrafi. Batuan yang mengandung karakteristik fosil yang

sama dapat dipertimbangkan kira-kira berumur sama. Dalam beberapa keadaan tingkat peluruhan

radioaktif unsur isotop dalam batuan dapat digunakan untuk menghitung umur isotop untuk

batuan. Kombinasi teknik stratigrafi yang berbeda-beda telah digunakan untuk merekonstruksi

kolom statigrafi semua batuan dan peristiwa-peristiwa dapat dihubungkan dan skala waktu geologi

absolut untuk tiap-tiap peristiwa dapat tersedia. Skala-waktu geologi dikonstruksi dari informasi

stratigrafi yang ada dalam batuan dengan kerangka kerja waktu untuk tiap peristiwa dalam sejarah

bumi.

6.3.10 Sejarah bumi, Tektonik Global, Iklim dan Evolusi

Stratigrafi menyediakan rekaman sejarah bumi dan dengan itu banyak bukti-bukti bagaimana

planet bekerja sebagai unit fisika, kimia dan biologi. Rangkaian batuan sedimen menunjukkan

bagaimana area akumulasi (cekungan sedimen) terbentuk dan terisi. Rekaman ini dapat

diinterpretasikan sebagai akibat perilaku litosfer ketika mengalami gaya peregangan (extensional)

dan tekanan (compressional) tektonik lempeng. Besar dan tingkat proses tektonik dapat ditentukan

dari rekaman stratigrafi. Pengamatan geofisika dan interpretasi struktur litosfer, dan aktivitas

volkanik dan seismik pada batas lempeng, telah dimengerti sebagai dinamika tektonik lempeng,

tapi rekaman stratigrafi telah menyediakan kerangka kerja waktu untuk memahami bagaimana

bumi bekerja.

Sebagai tambahan untuk rekaman sejarah tektonik, batuan sedimen mengandung informasi

tentang perubahan iklim lokal dan global sepanjang waktu geologi. Beberapa lingkungan sedimen

sangat sensitif terhadap iklim, khususnya temperatur dan curah hujan. Contoh, karang koral

dipercaya hanya tumbuh subur di dalam laut yang relatif dangkal dan hangat dan akumulasi

mineral evaporit hanya terbentuk di dalam tempat dimana tingkat penguapan melebihi tingkat

curah hujan. Petunjuk yang tidak langsung fluktuasi iklim datang dari rekaman bukti perubahan

muka air laut yang ada di dalam batuan sedimen. Salah satu penyebab kenaikan muka air laut

adalah mencairnya tudung es kontinen kutub yang terjadi ketika temperatur global mengalami

kenaikan. Di dalam kasus ini rekaman stratigrafi tidak hanya menjelaskan tentang peristiwa masa

lampau tapi juga petunjuk tentang masa depan ketika iklim global berubah.

Fosil dalam batuan sedimen adalah rekaman kehidupan lampau di atas bumi. Fosil ini

menyediakan bukti prubahan dalam bentuk kehidupan seiring waktu dan dari sini diperoleh banyak

informasi teori proses evolusi yang mendasarinya. Rekaman sangatlah tidak lengkap, tapi

kecenderungan umum telah jelas dan peristiwa pembentukan spesies baru (speciation) dan

kepunahan didokumentasi oleh muncul dan hilangnya fosil spesies, genus dan famili tertentu.

Perdebatan tentang penyebab kepunahan kelompok-kelompok besar seperti dinosaurus

semuanya berdasarkan interpretasi bukti fisika, kimia dan biologi yang ditemukan dalam rekaman

stratigrafi.

Stratigrafi analisis yang terkandung di dalam batuan dapat digunakan untuk menentukan

bagaimana proses tektonik lempeng bekerja selama periode waktu yang panjang dan bagaimana

iklim bumi berubah-ubah di masa lampau, seperti halnya menyediakan petunjuk-petunjuk proses

evolusi kehidupan. Cekungan sedimentasi suatu cekungan yang terjadi akibat proses tektonik

dimana tempat tersebut menjadi wadah untuk menampung segala proses sedimentasi. Apabila

kita berbicara mengenai cekungan sedimentasi, maka sama saja kita membayangkan sebuah

baskom dimana baskom tersebut merupakan tempat untuk menampung air.