BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Batuan Karbonat

Batuan karbonat adalah batuan dengan kandungan material karbonat

lebih dari 50 % yang tersusun atas partikel karbonat klastik yang tersemenkan

atau karbonat kristalin hasil presipitasi langsung (Rejers & Hsu, 1986).Bates

& Jackson (1987) mendefinisikan batuan karbonat sebagai batuan yang

komponen utamanya adalah mineral karbonat dengan berat keseluruhan lebih

dari 50 %. Sedangkan batugamping menurut definisi Reijers &Hsu (1986)

adalah batuan yang mengandung kalsium karbonat hingga 90 %. Sehingga

tidak semua batuan karbonat adalah batugamping.

Secara umum batuan karbonat ini mengandung fase primer, sekunder

dan butiran reworked. Fase primer ini merupakan mineral presipitasi yang

dihasilkan oleh organisme, sementara mineral karbonat sekunder dihasilkan

oleh presipitasi alami non organik yang terjadi saat proses diagenesis

berlangsung. Material reworked ini sama dengan mekanisme yang terjadi pada

batuan terigen klastik yaitu hasil abrasi pelapukan batuan sebelumnya.

Lime mud merupakan istilah untuk material karbonat dengan butiran

yang sangat halus lebih kecil dari ukuran pasir (kurang lebih kayak matrik or

lempung versi karbonatlah) dibagi dua jenis yaitu micrite yaitu butiran

karbonat berukuran <0.004 mm dan microsparite berukuran atnara 0.004 dan

0.06 mm (Raymond, 2002). Komponen - komponen lainnya ada juga semen

karbonat yang genetiknya lebih kearah diagenesis (sementasi) karbonat dan

fragmen yang lebih kasar dalam batuan karbonat dikenal sebagai allochem

(memliki jenis yang macam-macam. Secara umum dibagi dua , yaitu: yang

berasal dari cangkang fosil atau skeletal grain dan fragmen yang bukan dari

tubuh fosil atau murni hasil presiptasi).

2.2 Tekstur Batuan Karbonat

Kalsit bisa hadir dalam tiga bentuk tekstural:

2

1.      Butiran karbonat (carbonate grain) seperti ooid dan skeletal grain, yang

berukuran silt sampai yang kasar berupa agregat kristal kalsit,

2.     Mikrokistalin kalsit atau carbonate mudy ang secara tekstural analog

dengan mud di batuan sedimen silisiklastik namun lebih kecil lagi,

3.      Sparry calcite, yang mengandung kristal kalsit yang lebih ‘kasar’ hanya

terlihat dibawah mikroskop.

1.      Carbonate grain

Geologis pada awalnya menganggap batugamping merupakan batuan

kristalin dengan kandungan fosil dan garam karbonat hasil presipitasi

dalam air laut. Sekarang kita tahu bahwa batuan karbonat itu tidak hanya

bertekstur ‘kristalin’ tapi juga berupa agregat karbonat yang terikat semen

karbonat hasil presiptasi. Disamping butiran  yang mengalami transport

mekanis seperti sebelum diendapkan (klastik). Folk (1959) menggunakan

istilah allochem untuk jenis butiran karbonat yang tidak mengalami

persipitasi kimia normal bersama tubuh batuan. Seperti batuan sedimen

lainnya butiran karbonat juga bervariasi ada yang brukuran silt kasar

(0.02 mm), sand (lebih dari 2 mm). Karbonat grain dapat dibagi menjadi :

A.    Carbonate Clast (Lithoclast)

Merupakan fragmen batuan karbonat yang berasal dari hasil erosi

batugamping, di darat atau erosi secara pasial dan sempurna dari

sediemn karbonat yang terlitifikasi di dalam cekungan pengendapan

(Boggs, 2006). jika klas karbonat berasal dari batugamping lebih tua

yang hadir di darat dan sourcenya berasal dari luar cekungan

pengendapan (depositional basin), maka dikenal sebagai extraclast. Jika

berasal dari dalam basin karena erosi dari semiconsolidated arbonate

sediment di lantai laut, atau tidal flat yang berdekatan, atau carbonate

beach (beachrock) maka dikenal dengan intraclast. Perbedaan antara

ekstraklas dan intraklas memiliki implikasi yang penting terhadap

interpretasi dari sejarah transport dan pengendapan dari batugaming.

Ekstraklas biasanya mengandung iron-stained rim (pengotor besi) yang

3

dibawa saat pelapukan terjadi, yang dapat hadir dalam bentuk urat. tapi

tetap saja distingsi (perbedaan) ini cukup sulit untuk diamati.

litoklast memiliki range dari sangat halus sampai ukuran pasir dan

gravel, namun fragmen yang umum hadir seukuran pasir, menunjukan

tekstur yang sama dengan butiran klas (litik) lainny tapi butiran

subangular bahkan angular mengidikasikan sejarah transport dan

kematangan dan sebagainya. beberapa klas menunjukan struktur dan

tekstur internal seperti laminasi, klas yang lebih tua, butiran

silisiklastik, fosil, ooid, atau pellet, tapi kebanyakan homogen secara

internal. litoklas ini tidak melimpah jumlahnya dalam batuan karbonat

jika dibandingkan dengan komponen karbonat lainnya.

Dari penjelasan diatas kurang lebih litoklas (intraklas dan

ekstraklas) analog dengan lithic fragmen di batuan sedimen kasar

silisiklastik. yaitu berasal dari hasil pelapukan batuan karbonat

sebelumnya.

B.     Skeletal Grain (butiran cangkang)

Butiran ini berasal dari fragmen tubuh (cangkang) fosil organisme.

Menurut beberapa penulis (Nichols, Raymond, Boggs, dan Tucker)

cangkang pada batuan karbonat kebanyakan disusun oleh aragonit

(polymorf dari kalsit) yang mana menurut dunham dapat berubah

menjadi kalsit selama proses diagenesis terjadi.

C.    Non skeletal grain (butiran non-cangkang)

Ini adalah fragmen non cangkang (non fosil). Tekstur ini termasuk

jenis yang banyak dijumpai dalam fragmen karbonat. Tekstur ini

memiliki jenis yang bermacam-macam, menurut Folk (1959, dalam

Tucker 1990) dibagi kedalam: coated grain (ooid, oncoid, pisoid, dan

lain lain) dan non-coated grain (peloid, aggregate, dan clast) atau dalam

boggs (2006) seperti dijelaskan diatas ada lithoclast (intra  dan

ekstraklas), ooid, peloid, dan aggregate grains.

4

  Ooid dan Pisoid

Menurut Tucker (1990) Ooid merupakan tipe non skeletal yang

coated grain (butirannya diselimuti laminasi atau lapisan tipis

karbonat). menurut Boggs butiran ini menyerupai nucleous (inti) yang

diselimuti oleh laminasi tipis karbonat. nucleous ini isinya bisa berupa

material terigen (butir pasir), cangkang fosil, butiran karbonat, atau apa

saja.

Menurut boggs (2006), coated grain ini terbentuk akibat saturasi

larutan karbonat dalam air (laut or danau or dimana aje) dimana

bottom current (arus bawah) yang kuat terjadi menyebabkan agitasi

dan saturasi yang tinggi dari larutan ion karbonat dalam fluida

memugkinkan presipitasi karbonat (kalsit atau aragonit) membungkus

material (nucleous) tadi dan tadaaaa… terbentuklah coated grain

(ooid). batuan karbonat yang dibentuk dari fragmen fragmen ooid ini

terkadang dikenal oolite (makanya ada istilah oolitic grainstone,

wackestone dan lain lain).

Gambar 2.1 Ooid melalui Mikroskop

Ooid dengan ukuran yang lebi besar >2 mm disebut sebagai pisoid

(batuan dengan fragmen pisoid dinamakan pisolite). Pisoid sendiri

secara umum tidak begitu speris dari ooid dan strukturnya bisanya

crenulated. Beberapa pisoid dapat dibentuk oleh alga, membentuk pola

trapping.

5

Gambar 2.2 Pisoid pada Batuan

Ada juga rodhoid (atau rhodolith) jenis tipe khas lainnya dari coated

grain carbonate yang ini yang menyerupai coral yang dibentuk oleh

alga merah.

  Peloid atau Pellet

Peloid merupakan jenis fragmen karbonat non skeletal yang tidak

memiliki struktur internal dan ukuran dari peloid ini lebih kecil dari

ooid (0.03-0.1 mm), secara umum peolid ini berasal dari fecal pellets

yaitu kotoran hewan laut yang mensekresikan lumpur karbonat yang

tidak dapat dicerna ketika hewan - hewani ini makan. Bentuknya kecil,

oval sampe bulat, dan bisa memiliki ukuran yang bermacam-macam .

Karena dihasilkan oleh aktivitas pencernaan organisme maka sortasi

dari bentuk peloid ini cukup bagus jadi bukan berhubungan dengan

mekanisme transport arus yang ‘mematang’kan bentuk dari peloid ini

sehingga membundar seperti ooid. Maka boleh dikatakan peloid ini

terbentuk di lingkungan arus yang lebih tenang, dimana organisme bisa

hidup dan sinar matahari cukup.

6

Gambar 2.3 Pellet melalui Mikroskop

  Matrik (Micrite)

Micrite bisa hadir sebagai matrik mengisi ruang antar butir

karbonat, atau bisa juga menjadi penyusun utama batugamping

(mudstone). Batugamping yang disusun oleh micrite secara

keseluruhan analog dengan batulempung atau shale pada batuan

sedimen silisiklastik. Kehadiran micrite dalam batugamping umumnya

diinterpratisikan sebagai indikasi pengendapan pada lingkungan air

yang tenang dimana memungkinkan terjadinya pengendapan material

halus ini. Sementara itu pengendapan sedimen karbonat pada

lingkungan dimana bottom current atau wave energy cukup kuat

umumnya mud-free, karena secara selektif carbonate mud akan hilang

dari lingkungan ini.

Berdasarkan pertimbangan kimia, carbonate mud atau mikrit secara

teoritis terbentuk dari hasil presipitasi aragonit, kemudian nantinya

akan terkonversi menjadi kalsit, dari permukaan air yang kelewat

jenuh dengan kalsium bikarbonat. Geologist tidak begitu yakin

mengenai seberapa banyak aragonit yang dibentuk dari hasil proses

inorganik ini pada laut modern. Banyak mud karbonat modern

terbentuk hasil presipitasi inorganik yang akankita elaskan nani. Proses

proses ini termasuk didalamnya rusaknya calcareous algae di laut

7

dangkal menghasilkan carbonate mud, dan dihasilkan oleh nanofoisl

karbonat (< 35 mm) seperti coccolith di laut dalam yang menghasilkan

calcite mud or lumpur kaslit (chalk).

  Semen (Sparry calcite)

Pada kebanyakan batugamping terdapat mineral kalsit yang besar

besar (0.02-0.1 mm), semen hasil presipitasi mineral kalsit yang sangat

halus sehingga membentuk kristal kalsit yang besar atau juga

terkadang menjadi media tempat tertanamnya micirite (matriks

karbonat). Dibawah sayatan tipis (mikroskop polarisasi) kristal kalsit

yang super halus ini akan berwarna putih. Jenis komponen karbonat ini

oleh banyak penulis dinamakan sparry calcite atau sparite.

Kehadiran semen sparry calcite dapat dibedakan dengan butiran

karbonat lainnya karena tidak punya struktur internal dan hadir

mengisi ruang sisa pada butiran (pori batuan). Kehadiran dari semen

sparry calcite ini mengindikasikan bahwa pori batuan (void) tidak

terisi oleh lime mud (micrite) saat pengendapan terjadi, menunjukan

pengendapan yang terjadi pada kondisi agitated-water (air yang tidak

tenang, bergejolak).

Sparry calcite dapat terbentuk pada batugamping purba melalui

kristailsasi dari pengendapan primer butiran ataupun mikrit selama

proses diagenesis. Sparry calcite dibentuk oleh rekristalisasi yang

mungkin dapat lebih sulit diidentifikasi dengan yang prosesnya

diagentik maupun yang non diagenetik karena saking super halusnya

itu butiran. Sehingga sering terjadi eror dalam interpretasi lingkungan

pengendapan dan klasifikasi batugamping (Boggs, 2006 hal 167).

2.3 Lingkungan Pengendapan Karbonat

Batuan karbonat dilaut bisa terbentuk diberbagai tempat mulai dari laut

transisi sampai deep basin (laut dalam). Perhatikan skema yang dibuat oleh

Wilson ( 1975 ).

8

Gambar 2.4 Lingkungan Pengendapan Wilson, 1975

Terdapat sembilan lingkungan pengendapan dari marine carbonate rock

yang diketahui dari rekaman geologi (Bathurst 1975, J.L Wilson, 1975; J.F

Read, 1980), lingkungan lingkungan ini adalah: basin, slope, ramps, shelf

margin, foreslope, reefs, dan carbonte builds up lainnya, open shelves, shoals,

dan platform marine environment. tiap lingkungan ini dicirikan oleh kehadiran

fasies karbonat yang khas: litofasies, struktur, dan fosil yang hadir.

Konfigurasi  batas kontinental yang hadir adalah satu dimana ada reef dan

lereng curam di depanya (ke arah laut dalam) kedua contental rise dengan

carbonate ramp.

9