geo 220214 sedimentologi modul 3 tektur sedimen bagian kedua

2. TEKSTUR BATUAN SEDIMEN (BAGIAN KEDUA)

3.1 Tujuan

Memberikan kompetensi bagi mahasiswa untuk mampu melakukan analisa tekstur batuan sedimen dan hubungannya dengan sifat porositas dan permeabilitas pada batuan.

3.2 Materi

Analisis tektur batuan sedimen dilakukan terutama untuk parameter bentuk butir, sortasi, dan porositas dan permeabilitas.

3.2.1 Analisis Bentuk Butir

Interpretasi atas proses berdasarkan bentuk butir yang rounded dimaknai sebagai butir yang telah mengalami transportasi relatif jauh dari sumber asalnya. Sebaliknya, bentuk butir angular berarti bahwa butir sedimen ditransport relatif dekat. Adapun hubungan antara roundness dan sphericity dalam kenampakan visual yang menghadirkan 12 kelas (Gambar 3.1)

Gambar 3.1 Power’s grain images yang digunakan untuk estimasi roundness butir sedimen.

Pemahaman atas roundness butir sedimen sebagai fungsi dari komposisi butir, ukuran butir, jenis dan jarak proses transportasi adalah sangat penting. Butiran yang keras dan resisten seperti quartz dan zircon tidak terlalu rounded jika dibandingkan dengan butir sedimen yang lunak seperti feldspars dan pyroxenes. Butiran berukuran pebbles dan cobbles lebih mudah menjadi rounded dibandingkan dengan butiran berukuran sand. Butiran mineral resisten yang berukuran lebih kecil dari 0,05- 0,1 mm tidak pernah terlihat

PRAKTIKUM SEDIMENTOLOGI Laboratorium Sedimentologi, Stratigrafi dan Analisis Basin

Program Studi Teknik Geologi Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

menjadi rounded pada berbagai media transportasi. Atas dasar faktor-faktor di atas, maka ukuran dan komposisi butiran yang sama ketika melakukan studi tentang roundness.

Bentuk butir sedimen dapat diamati pada sedimen dan batuan sedimen yang mempunyai ukuran fraksi kasar. Terutama untuk yang ukurannya masuk ke dalam kelas gravel. Dari bentuk butirnya, maka dapat diketahui bentuk asal dan sejarah transportasinya. Bentuk butir equant yang menunjukkan telah lama mengalami transportasi. Adapun bentuk yang memapan, biasanya berasal dari batuan berlapis, seperti batugamping atau batupasir. Namun, pada butiran berukuran sand atau lebih kecil, maka sebagain besar merupakan fungsi dari bentuk asal dari mineral. Hal ini berkenaan dengan kekerasan (hardness) dan data tahan (durability) dari mineral, misalnya quartz. Kalau butir sedimen berukuran kasar, maka sangat mungkin mengalami abrasi dan pecah selama transportasi.

3.2.2 Sortasi

Sortasi sering kali diperlukan ketika mendeskripsi sandstone. Derajat sortasi secara praktis di lapangan menggunakan komparator yang diberikan (Gambar 3.2 dan 3.3). Sortasi menunjukkan sedimentasi terjadi pada tingkat energi yang berbeda yang berimplikasi pada perbedaan ukuran butir sedimen yang diendapkan pada suatu tempat.

Gambar 3.2 Kenampakan sortasi (Compton, 1962 dalam Tucker, 1988)

3.3 Porositas dan Permeabilitas

Porositas batuan adalah rasio volume total rongga pori terhadap volume batuan. Batuan yang memiliki porositas efektif, sangat penting dan bernilai ekonomi.

Porositas = (Volume Total Rongga Pori/Volume Batuan) x 100

Porositas efektif dimaknai dengan kehadiran rongga pori yang saling terhubung di dalam batuan. Kondisi yang demikian membuat batuan memiliki kapasitas penyimpanan. Porositas efektif memberikan sifat permeabilitas dalam batuan. Permeabilitas dimaknai



sebagai kemampuan fluida untuk dapat mengalir melalui rongga pori yang ada di dalam batuan.

Permeabilitas:

Q = Debit aliran (cm3/detik) K = Permeabilitas ∆ = Gradien tekanan A = Luas penampang µ = Viskositas fluida (centipoise) L = Panjang

Batuan dengan porositas 20-35% adalah sangat istimewa karena perannya dapat sebagai aquifer atau reservoir. Adapun permeabilitas antara 10 – 100 milidarcy terkategori baik, dan nilai di atasnya tentu adalah sangat luar biasa tinggi.

Gambar 3.3 Estimasi sortasi ukuran butir sedimen (Harrell, 1984 dalam Boggs Jr, 2006)

Nilai porositas dan permeabilitas adalah berbeda antara satu jenis batuan dengan batuan lainnya. Permeabilitas batuan bernilai rendah apabila pori-porinya tidak terhubung. Namun, menjadi tinggi apabila pori-porinya saling terhubung (Gambar 3.4).



Gambar 3.4 Nilai poritas dan permeabilitas pada berbagai jenis batuan (Selley, 1996)

Sortasi butir sedimen memberikan dampak terhadap porositas dan permeabilitas batuan. Sortasi yang baik memiliki porositas dan permeabilitas yang baik. Sedangkan sortasi yang buruk memberikan porositas dan permeabilitas yang jelek (Gambar 3.5)

Gambar 3.5 Perbandingan antara butiran yang tertasi buruk dan yang tersortasi baik (Seley, 1996)

Hubungan antara bentuk butir dan roundness bertanggung jawab atas terbentuknya porositas antar butir (intergranular porosity). Menurut Fraser (1935) bahwa sedimen dengan butir yang spherical memiliki porositas yang rendah dibanding dengan sedimen yang kurang spherical.

Fabrik butiran (grain fabric) menunjukkan cara butir sedimen tersusun. ditentukan oleh dua hal, pertama kemas butiran (grain packing) dan orientasi butiran (grain orientation). Kemas butiran menunjukkan susunan kubik memiliki porositas yang lebih besar dibanding susunan rombohedral (Gambar 3.6).



Gambar 3.6 Susunan butir sedimen berpengaruh terhadap porositas. Susunan kubik memberikan porositas sebesar 47,64% sedangkan susunan rombohedral memberikan poositas sebesar 26,95% (Seley, 1996).

Orientasi butiran sangat ditentukan ketika sedimen tertransportasi (Gambar 3.7). Arah aliran yang membawa butir sedimen, kadangkala membentuk “imbrication”, dimana butir kerikil (pebble) yang diendapkan menunjukkan pengendapan butir sedimen dengan sumbu panjang yang paralel terhadap arah aliran. Selain itu, butiran juga tersusun miring dengan mendongak ke atas (dipping gently up curent).

Gambar 3.7 orientasi butir sedimen (A, B, dan C dipengaruhi oleh arus; D

Sedimen yang diendapkan, selanjutnya mengalami kompaksi akibat pembebanan dari sedimen di atasnya. Kompaksi menyebabkan susunan butir sedimen berubah. Kontak antara satu butir sedimen dengan butir lainnya pun juga berubah. Pola kotak ini biasanya diamati pada sayatan tipis batupasir (sandstones). Empat jenis kontak, yakni tangential



contact ~ point contact; Long contact yang menunjukkan garis kontak yang lurus, concavo-convex contact menunjukkan garis kontak yang mengkurva; dan sutured contact yang menunjukkan pola “stylolitic interpenetration” pada garis kontak (Gambar 3.8).

Gambar 3.8 Ilustrasi tentang kontak antar butir sedimen (Taylor, 1950 dalam Seley, 1996)

Butiran dengan ukuran sand menunjukkan hubungan butiran dengan butiran (grain to grain contact). Hal ini menunjukkan kemas yang didukung oleh butiran (grain/clast supported fabric). Conglomerate yang diendapkan karena aliran fluida membentuk kemas yang demikian juga. Namun, conglomerate sebagai glacial deposit, mud-flow deposit, dan debris-flow deposit menunjukkan matrix-supported fabric. Pada fabrik yang demikian menunjukkan tidak adanya grai to grain contact, melaikan ada pengambangan (float) butiran pebbles di dalam matrik sand atau mud. Hal ini menunjukkan bahwa endapan dihasilkan dari proses longsor (mass transport) dan sedikit terjadi reworking pada lokasi pengendapan (Gambar 3.9).

Gambar 3.9 Grain/clast-supported fabric dan matrix-supported fabric



Maturitas tekstural (textural maturity) pada batuan sedimen dapat diketahui dari sortasi, roundness dan kandungan matrix. Pada tektural yang belum matang (immature texture) pada sandstone ditunjukkan dengan sortasi yang jelek, bertuk butir yang angular, dan mengandung matrik. Sedangkan yang sangat matang (super mature) ditunjukkan dengan sortasi yang baik, well rounded, dan tidak ada matrik.



LEMBAR KERJA TEKSTUR BATUAN SEDIMEN (BAGIAN KEDUA)

Nama Praktikan :

NIM :

Kelompok :

Nama Asisten :

1. Bentuk butir dari kelas angular – very angular, sub angular – sub rounded, dan rounded – well rounded. Silahkan observasi bentuk butir pada boks 1, 2 dan 3. Perhatikan bentuk sphericity dari sampel, maka bagilah butiran menurut kategori Low Sphericity dan High Sphericity.

No./nama Boks

Proporsi dari butiran

High Sphericity Low Sphericity 1

Very Angular – Angular

2 Sub

Angular – Sub

Rounded

3 Rounded –

Well Rounded

Kesimpulan dari hasil observasi atas hubungan kedua kategori sphericity dan kelas roundness di atas



2. Pengamatan dan pengukuran bentuk butir sedimen menurut kelas Discoid/Oblate, Equant, Bladed, dan Rod/Prolate berdasarkan rasio sumbu panjang, menengah dan pendek dari butir sedimen (lihat materi 2.2.2). Silahkan observasi pada Boks 1a dan 1b Gravel berukuran Granule – Pebble.

No Boks/Nama

Kelas Bentuk Butir Sedimen dan

Proporsi (%) kehadiran tiap kelas butir sedimen

Kesimpulan

Boks 1 a Gravel – Granule

Discoid = ................%

Equant = ................%

Bladed = ................%

Rod = ................%

Total = 100%

Boks 1 b Gravel – Pebble

Discoid = ................%

Equant = ................%

Bladed = ................%

Rod = ................%

Total = 100%

3. Sortasi Butir Sedimen menurut kelas very well sorted, well sorted, moderately sorted,

poorly sorted, very poorly sorted (lihat Gambar 3.1). Silahkan melakukan observasi boks ukuran pada boks 1.a gravel – granule; 1.b. gravel – pebble untuk sedimen; dan observasi hubungan grain dan matrix pada boks 1 grain supported fabric dan boks 2 matrix supported fabric.

No./nama Boks

Jenis Sortasi Orientasi butir

(grain orientation) Ada/Tidak

Kesimpulan

1.a Gravel – Granule

1.b Gravel – Pebble



No./nama Boks

Jenis Sortasi Orientasi butir

(grain orientation) Ada/Tidak

Kesimpulan

1 Grain

supported fabric

2 Matrix

supported fabric

geo 220214 sedimentologi modul 3 tektur sedimen bagian kedua

Documents