BAB VIIIPAPARAN KARBONAT

VIII SISTEM PENGENDAPAN DAN FASIES MODELS

VIII.I Tata Letak Pengendapan

Sebagian besar sedimen karbonat terutama diendapkan pada paparan laut dangkal (platform). Karbonat platform dapat juga terjadi pada tepi blok kratonik dalam cekungan intrakratonik, melintasi top bank-bank lepas pantai, dan daerah daerah positif lainnya pada paparan (Wilson & Jordan, 1983). Sedimen karbonat mungkin juga dijumpai pada beberapa bagian lingkungan laut marginal, seperti pantai, dan tidal flats.

Pada bab ini, penulis membatasi hanya membahas sedimen karbonat paltform. Berdarkan sifat tepi (edge) platform-nya, ada tiga tipe dasar platform karbonat yang dapat dikenali (Harris Moore, & Wilson, 1985), yaitu :

Paparan karbonat rimmed Paparan karbonat unrimmed, termasuk paparan terbuka dan

karbonat ramps Karbonat platform terisolasi.

VIII.I.I Paparan Karbonat Rimmed

Adalah plaform dangkal yang ditandai oleh perubahan lereng yang jelas pada bagian tepi luarnya (outer) kedalam air yang lebih dalam. Pada daerah perubahan (break) ini biasanya berupa barier yang hampir mendekati menerus disepanjang tepi platform. Barier ini biasanya berupa tertumbu buildup karena koral tumbuh subur didaerah ini atau gundukan pasir skeletal/ooids yang dapat menyerap atau menghalangi energi gelombang dan membatasi sirkulasi air, sehingga menghasilkan lingkungan paparan energi rendah kearah darat, yakni berupa lingkungan “lagoon” atau berpotensi terbentuknya lingkungan evaporit. Kearah darat, lagoon tersebut berangsur ke lingkungan tidal flat berenergi rendah dibanding dengan pantai zona pantai yang berenergi tinggi.

VIII.I.2. Paparan Karbonat Unrimmed

Unrimmed atau open paltform adalah paparan yang tidak ditandai oleh barier marginal yang jelas. Paparan ini biasanya terjadi

112

pada bank-bank tropis besar yang dingin dan dalam semua karbonat daerah dingin (James & Kendall, 1992).

Ramp adalah platform paparan unrimmed dengan kemiringan landai (kurang dari I derajat) pada daerah endapan air dangkal menerus ke arah slope dengan hanya sedikit perubahan (break) kemiringan ke dalam fasies yang lebih dalam. Perubahan kemiringan pada ramp ini tidak ditandai oleh trend terumbu yang jelas, tetapi gundukan pasir diskontinyu mungkin dijumpai disepanjang tepi paparan ini, dimana energi air tinggi. Sirkulasi air yang melintasi platform unrimmed mungkin cukup untuk perkembangan energi tinggi zona pantai disepanjang pantai moderat disamping formasi skeletal atau gundukan pasir ooid-pellet sepanjang tepi paparan. Jadi, karbonat platform paparan unrimmed dipengaruhi oleh proses fisika yang seperti paparan silisiklastik.

VIII.1.3 Platform Terisolir

Platform terisolir (isolated platform) adalah platform air dangkal dengan kemiringan landai, lebar sepuluh sampai ratusan kilometer, biasanya terletak pada lepas pantai paparan kontenental dangkal, yang dikelilingi oleh air dalam yang bekisar dari beberapa ratus sampai beberapa kilometer kedalamannya.

VIII.2 Proses Pengendapan

Tidak seperti pengendapan sedimen silisiklastik, yang dikontrol terutama oleh prosesfisika. Proses pengendapan karbonat terutama dikontrol oleh kombinasi proses fisika, kimia, biokimia, dan biologi. Pengendapan batuan karbonat sebagian besar adalah proses autochthonous, sedangkan silisiklastik sebagian besar allochthonous dimana material diperoleh dari sumber ekstrabasinal.

Meskipun, proses pengendapan batuan karbonat umumnya dipengaruhi oleh proses kimia dan biologi, namun distribusi selanjutnya batuan karbonat juga dipengarhi oleh energi yang bekerja selama pembentukan dan pengendapan batuan tersebut.

VIII.2.1 Endapan Badai

Badai sapat sangat cepat dan radikal merubah disribusi sedimen pada bagian-bagian paltform. Diatas dasar gelombang badai. Meskipun pengaruhnya pada karbonat air dangkal adalah sangat jelas, tetapi harus diingat bahwa gelombang yang dihasilkan oleh badai dapat mencapai kedalaman yang sangat dalam. Nelson, dkk. (1982) mencatat bahwa gelombang badai menghasilkan arus dengan

113

kecepatan lebih dari 11 cm/detik pada kedalaman dibawah 100 m di dataran Three King, New Zeland bagian utara.

Gelombang badai dan arus menyebabkan pergerekan kembali sedimen-sedimen secara intekstensif dan mentransportasi pasir dan lumpur ke arah cekungan. Lapisan grainstone-packstone yang ditinggalkannya dengan struktur sedimen yang khusus akan berselang-seling dengan wakstone-mudstone bioturbasi fairweather (gambar VIII-!). Grainstone hummocky cross stratification dan graded grainstone-packstone adalah dua jenis tempestite (endapan badai ) yang biasanya terbentuk antara fairweather wave base dan strorm. Lapisan tempestite dapat berkisar dari fairweater berkisar dari selang-seling grainstone-mudstone sampai grainstone amalgamasi tergantung pada kedalaman air, frekuensi dan intensitas badai, serta jarak daerah sumber atau garis pantai (Sami& descrocers, 1992). Ciri-ciri lainnya yang terbentuk oleh badai pada sedimen tempestite meliputi scoured based, swaly cross stratification, grading, gutter casts, interferensi ripple caps, shelll cocuina dan horison-horison kondensasi (Kreisa 1981)

Endapan badai dapat dikenali dengan evalusasi bukti-bukti geomorfologi, stratigrafi, dan biostratinomik. Bukti morfologi meliputi formasi pada spillover lobes offbank dan sand lobe onbank (Aigner, 1985) yang nampak berkembang setelah lintasan topan melewati daerah air dangkal (Iiine, 1977). Bukti stratigrafi meliputi lapisan skeletal sharp based yang biasanya menutupi permukaan erosi dan sekuen menghalus keatas (Aigner, 1985). Sedangkan bukti biostratinomik meliputi kerang-kerang (shells) yang bersambung tersimpan sangat baik meskipun bergerak dari posisi asalan kehidupannya. Ini terjadi karena kerang-kerang tertimbun dengan cepat oleh sedimen-sedimen yang tertranspor oleh badai dan sedikit kesempatan untuk terpilah-pilah oleh proses biologi dan fisika. Badai biasanya menstraportasinya atau menggerakan material skeletal massa besar dari tempat pertumbuhannya. Jadi kepala koral dapat tertransport untukjarak tertentu sebelum diendapkan pada tempet-tempet di platform. Proses ini mungkin dipercepat jika dasar koral sebelumnya diperlemah oleh proses erosi biologi.

VIII.3 Model Fasies Batuan Karbonat

Pembahasan model fasies karbonat ini, penulis hanya mendiskusikan model fasies karbonat platform rimmed. Gambar VIII-2, menunjukan fasies untuk platform unrimmed, sebagai berikut :

Fasies laut dalam Kedalaman air fasies ini biasanya lebih dari beberapa ratus

meter, dan jadi dibawah dasar gelombang (wave base). Kolom air seperti ini, umumnya, teroksigenasi, salinitas laut normal, dan sirkulasi

114

arus adalah baik tetapi tenang. Fauna bentonik air dalam dijumpai dan mereka tersimpan sebagai abradeb dan seluruhnya fosil. Struktur pelubangan berlimpah dan nodular bedding bisanya dijumpai.

Fasies Tepi CekunganModel fasies ini terletak diantara ujung slope dan dibawah

platform yang memproduksi karbonat. Sedimen yang diendapkan pada fasies ini diperoleh dari platform melalui sedimen aliran gravitasi, sedimen slide/slumps, dan suspensi.

Fasies Foreslope Fasies foreslope umumnya terletak diatas batas bawah air yang

teroksigenasi dan dari atas sampai dibawah dasar gelombang. Inklinasi slope lebih dari 40o dan umumnya tidak stabil. Pengendapan dimulai dari proximal atau sedimen aliran gravitasi densitas tinggi dan slides/slumps.

Fasies Tepi PlatformReef-dominated Ada tiga tipe profil organik buildup tepi paparan yang mungkin

dijumpai (Gambar VIII-3), yaitu : Type 1 - downslope lime-mud accumulations Type II - Knol reefs sepanjang profil lereng landai Type III - Framebuilt organic reefs

Type I terbentuk oleh akumulasi karbonat lumpur dan akumulasi jatuhan organik yang terdiri dari gamping lumpur bioklastik atau “belt mounds” pada foreslope tepi paparan dengan slope atas berupa fasies pantai dan kepulauan, Fasies tepi Type II terdiri mounds, organisme - organisme pembentuk kerangka organik berupa isolated clumps atau encrusting sheets, atau organisme-organisme yang tumbuh diatas dasar gelombang (wave base), dan akumulasi debris yang stabil. Sedangkan fasies tepi paparan type III adalah pinggiran terumbu yang terbentuk oleh kerangka seperti kumpulan koral alga modren dengan bentuk sessile berkembang melalui dasar gelombang kedalam zona ombak. Contoh terumbu tepi seperti ini biasanya memiliki lereng yang terjal dan banyak debris talus.

Sand shoalsFasies ini biasanya berbentuk beting (shoals) pantai, tidal bars,

dan pulau pasir. Pasir karbonat terakumulasi pada kedalamann air beberapa meter. Biasanya lingkungannya teroksigenasi baik tetapi tidak baik untuk kehidupan laut karena perubahan dasar lapisan.

Fasies Paparan Laut Terbuka

115

Kedalaman airnya dangkal, beberapa puluh meter dan salinitas bervariasi dari laut normal sampai beberapa variasi salinitas. Sirkulasi air moderat dan fauna laut relatif terbuka atau fauna laut sedikit tertutup mungking dijumpai, tergantung pada kedalaman dan sirkulasi air. Sedimen yang biasa dijumpai adalh grainstone sampai wakstone dengan struktur burrowing sering dijumpai, Patch reef atau bioherm mungkin dijumpai juga jika kondisi laut terbuka.

Fasies Paparan tertutup dan Pertida Fasies ini umumnya dijumpai pada lingkungan paparan dalam

tertutup, lagoons, tidal flats, dan tidal chennels. Dalam linkungan yang subagueous, yang mungkin dijumpai adalah wackstones, pacstone sampai grainstone. Sedangkan dalam lingkungan intertidal sampai supratidal mungkin dijumpai peloidal wackstones sampai grainstone, unit-unit stromatolitic, dan intraclastic endapan badai. Didaerah dimana aktitas gelombang terjadi, bioklastik dan oolitic grainstone mungkin dijumpai disepanjang garis pantai. Fauna yang dijumpai terbatas, terutama gastropods, algae, foraminifera tertentu, dan ostracods.

Gambar II-I : Penyebaran sedimen karbonat laut dangkal modern (Wilson, 1975)

116

Gambar II-3 : Pengaruh salinitas terhadap penyebaran binatang dan tumbuhan moderen (Heckel, 1972)

117

118

Tabel III-I : Mineralogi kelompok besar yang dihasilkan oleh organisme karbonat (setelah Scholle, 1978)

Gambar III-I : Menunjukkan komposisi kimia dan mineral pada batuan karbonat Garrels, R.M., et al., 1971)

119

Gambar III-3: Diagram yang menggambarkan ukuran fraksi butiran yang dihasilkan oleh :

(A) Pengrusakan mekanik pada Halimeda dan koral skeleton acropora dan

(B) Pengrusakan secara biologi koral massVIIIe oleh sponge dan ikan (Scoffin, 1987).

120

Gambar III-2A : Mikrostruktur skeletal yang dapat dilihat dalam penampang tipis dibawah bidang cahaya terpolarisasi dan cross nikol (Scoffin, 1987).

121

Gambar III-2B : Mikrostruktur skeletal yang dapat dilihat dalam penampang tipis dibawah bidang cahaya terpolarisasi dan cross nikol (Scoffin, 1987)

122

Gambar III - 4 : Lithoklast yang meliputi intraklast dan ekstraklast

123

Gambar III - 5 : Intraklast yang terdiri dari jenis torehan atas

124

125

Gambar III - 6 : Menggambarkan Grapestones, yaitu aggregat butiran dan resembles bunches of grapes.

Gambar III - 7 : Menggambarkan jenis ooids modern dan purba

126

Gambar III - 8 : Peloids dan fecal pellets yang terbentuk karena eksresi, mikritisasi butiran, atau sebagai intraklast kecil

127

128

Gambar VIII-1 : Menunjukkan endapan badai (Tempestite), yang terdiri dari intraklastik grainstone berbutir kasar berangsur ke atas grainstone berbutir halus dan ditutupi oleh lapisan mudstone nodular.

Gambar VIII-2 : Model Fasies untuk Platform Karbonat Rimmed (Wilson, 1975)

129

Gambar VIII-3 : Tiga Tipe Karbonat tepi Platform : I - downslope lime mud accumulation, II - knol reefs along gentle slopes, dan III - Framebuilt, organic reef rims (Wilson, 1975).

Gambar V-I : Menggambarkan Regim Diagenesa Batuan Karbonat (Moore C.H., 1989)

130

Gambar V-2 : Memperlihatkan bebagai macam semen yang berbentuk dalam batuan karbonat selama diagenesa. (James, N.P., et al., 1983)

Gambar V-3 : Kurva hipotetek yang menggambarkan hubungan porositas terhadap kedalaman untuk berbagai proses diagenesa (Choquette, P.W.,et al).

131

132