4-KULIAH PETROLOGI-KARBONAT 2011

KULIAH PETROLOGI

BATUAN KARBONAT

Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang fraksi karbonatnya (aragonit, kalsit, dolomit, magnesit, ankerit dan siderit) lebih besar dari fraksi non karbonat (Pettijohn, 1975).

Batugamping batuan sedimen terdiri dari kalsit (CaCO3) 100% atau kalsit dengan kadar Mg tinggi [Ca,Mg (CO3)]

dolostone : terdiri dari dolomit { CaMg (CO3)2 }dolostone : terdiri dari dolomit { CaMg (CO3)2 }

batuan karbonat terdiri dari butiran (framework) & matriks karbonat > 50%

Why Study Carbonates?

• Worldwide, carbonates contain ~60% / ~500 million barrels, of recoverable oil in giant fields (O&G Jour. 1983). This includes 2/3 major reserves in Mid East and 1/3 major reserves in N.America.

• Asian giants include: Arun, Bombay High, Natuna, • Asian giants include: Arun, Bombay High, Natuna, Luconia and Cepu

• Greenlee & Lehman (1992) estimate 16 million bbls oil-equiv. occur in Mioc/Oligocene carbonate buildups in SE Asia. These occur in a variety of limestone and dolomite reservoirs: reefs, layered muddy platforms, sand shoals, recrystallised dolomite, fractures and even caves.

Source : Robert Park Presentation, 2009

Global distribution of Middle Miocene (Serravallian) reefs

Mountains

Land

Shelf

Deep water

Upwelling zones

> 100m thick

10-100 m thick

< 10 m thick

No thickness data Fro

m K

iess

ling

et a

l., 1

999


Miocene Carbonate Hydrocarbon Reservoirs of S.E. Asia

• Central Luconia Platform 180 MMBO 34,925 TCF• Myanmar offshore 5,800 TCF• Gulf of Papua 1,685 TCF• NW Palawan 75 MMBO 4,500 TCF• S Con Basin ,Vietnam 3,550 TCF• Salawati Basin 450 MMBO 5,895 TCF• Arun + NE Sumatra 765 MMBC 15,000 TCF• NW Java 800 MMBO 1 TCF• Sunda Basin 750 MMBO • Bombay High, India 250 MMBO• Cepu ?

RKP 98Source : Robert Park Presentation, 2009

55.. DifferencesDifferences BetweenBetween CarbonatesCarbonates AndAnd ClasticsClastics

Komposisi kimia/mineral batuan karbonat :a. Aragonit CaCO3 (ortorombik) : hasil presipitasi langsung dari air laut secara

kimiawi atau berasal dari proses biogenic (ganggang hijau), bentuk serabut, dan tidak stabil.

b. Kalsit CaCO3 (heksagonal) : mineral lebih stabil, berbentuk hablur yaangbaik/spar, kalsit bila diberi alizarin red menjadi merah

c. High-Mg Calcite : kandungan MgCO3 ≥4%, terbentuk pada daerah yang hangat

d. Low-Mg Calcite : kandungan MgCO3 <4%, terbentuk pada daerah yang d. Low-Mg Calcite : kandungan MgCO3 <4%, terbentuk pada daerah yang dingin

e. Dolomit CaMg(CO3)2 (heksagonal) : berbentuk belah ketupat, tidak bereaksidengan alizarin red, kebanyakan hasil dolomitisasi dari kalsit

f. Magnesit MgCO3 (heksagonal) : biasanya berasosiasi dengan evaporitg. Siderit FeCO3 (heksagonal)h. Ankerite Ca(Fe,Mg)(CO3)2 (heksagonal)

Golongan batuan sedimen utama serta proses-proses pembentukannya (Koesoemadinata, 1985).

1. Butiran karbonat (carbonate grain) : butiran skeletal, ooid, pisoid, pelloid/pellet, agregat (lump/grapestone), litoklas (intraklas & ekstraklas)

2. Matrik berupa microcrystalline calcite/micrite atau lumpur karbonat/lime mud :agregat (kumpulan) kalsit/aragonit yang berukuran <4µm (sangathalus/lempung).

3. Semen (sparry calcite/sparite) : kristal-kristal kalsit granular yangterekristalisasi dalam rongga-rongga pada endapan karbonat atau batugamping,terutama dalam rongga-rongga antar butir dan dalam rongga fosil.

Butiran karbonat (carbonate grain) :Butiran karbonat (carbonate grain) :Butiran skeletal : fragmen bagian yangkeras dari organisme yang kalkareous dancangkang yang tidak pecah sepertimoluska, echinoid, ostrakoda, coral,algae, foraminifera, brachiopoda, dll.

Butiran karbonat (carbonate grain) :Butiran skeletal : fragmen bagian yang keras dari organisme yang kalkareous dancangkang yang tidak pecah seperti moluska, echinoid, ostrakoda, coral, algae,foraminifera, brachiopoda, dll.

1. Butiran karbonat (carbonate grain) :Ooid : butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elipsoid, berukuran 0,2-0,5 mmyang mempunyai 1 atau lebih struktur lamina yang konsentris (dari aragonit ataukalsit) dan mengelilingi inti partikel (fragmen cangkang, pelet atau kuarsa). Ooidterbentuk karena agitasi (pengayakan) pada lingkungan laut dangkal (<15 m), arusdasar yang kuat, salinitas tinggi dan jenuh kalsium bikarbonat.

Pisoid : butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elipsoid, yang mempunyaistruktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti partikel (fragmen cangkang,pelet atau kuarsa) seperti ooid, tetapi berukuran >2 mm bahkan beberapa puluhmm.

Peloid/pellet : butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau runcing,tersusun oleh micrite tetapi tidak punya struktur dalam, berukuran <0,1-0,5 (lanau-pasir halus). Peloid berasal dari : sekresi organisme terutama organisme pemakanlumpur karbonat (deposit feeder) seperti gastropoda atau crustacea, yang disebutfaecal pellet; hasil disintegrasi dari ooid atau fragmen cangkang yang bundar olehorganisme pembor terutama endolithic (boring) algae; dan dari proses abrasiintraclast sehingga bagian pinggirnya menjadi tumpul dan cenderung berbentukbulat. Pellet cenderung berukuran kecil dan seragam, berbentuk teratur (oval-bundar) dan kandungan bahan organiknya tinggi. Pellet banyak dijumpai dilingkungan lagoon atau tidal flat (daerah berenergi rendah dan relatif tenang).

1. Butiran karbonat (carbonate grain) :Agregat (lump/grapestone) : kumpulan dari beberapa macam butiran karbonatyang tersemen bersama-sama selama sedimentasi (Tucker, 1982). Semennya bisaberupa semen mikrokristalin kalsit/aragonit atau semen zat organik. Agregatterbentuk pada lingkungan laut dangkal dimana energi arus dan gelombang relatifrendah.

Litoklas : butiran karbonat yang berupa fragmen batuan karbonat- Intraklas : fragmen batuan karbonat yang terbentuk lebih awal dan berasal daricekungan yang sama (pada seafloor, tidal flat atau beach rock)- Ekstraklas : fragmen batuan karbonat dari umur yang berbeda atau berasal daricekungan yang berbedacekungan yang berbeda

Klasifikasi Batuan Karbonat1. Klasifikasi Grabau (1904)Grabau mengklasifikasikan batugamping berdasarkan ukuran butir menjadi 5 yaitu :Calcirudite : batugamping yang ukuran butirnya lebih besar dari pasir (>2 mm).Calcarenite : batugamping yang ukuran butirnya sama dengan pasir (1/16 - 2 mm).Calcilutite : batugamping yang ukuran butirnya lebih kecil dari pasir (<1/16 mm).Calcipulverite : batugamping hasil presipitasi kimiawi seperti batugamping kristalin.Batugamping organik : batugamping hasil pertumbuhan organisme secara insitu sepertibatugamping terumbu dan stromatolite.

2. Klasifikasi Folk (1962)Berdasarkan perbandingan relatif antara allochem, micrite dan sparite serta jenis allochemBerdasarkan perbandingan relatif antara allochem, micrite dan sparite serta jenis allochemyang dominan, Folk mengklasifikasikan batugamping menjadi 4 yaitu (gambar 2.31) : batugamping tipe I allochemical rocks dengan sparry calcite cement, batugamping tipe II allochemical rocks dengan microcrystalline calcite matrix (allochemical>10%), batugamping tipe III orthochemical rocks (allochemical ≤10%), danbatugamping tipe IV autochthonous reef rocks. Batas ukuran butir yang digunakan Folk untuk membedakan antara allochem dan micriteadalah 4 micron (lempung).

Klasifikasi batugamping menurut Folk (1962)

3. Klasifikasi Dunham (1962)Dunham mengklasifikasikan batugamping berdasarkan tekstur pengendapan (yaitu derajat perubahan tekstur pengendapan, komponen asli terikat atau tidak terikat selama proses pengendapan, tingkat kelimpahan antara butiran dan lumpur karbonat) menjadi 5 yaitu : mudstone, wackestone, packstone, grainstone dan boundstone, sedangkan batugamping yang tidak menunjukan tekstur pengendapan disebut crystalline carbonate (Gambar 2.32).

Batas ukuran butir yang digunakan Dunham untuk membedakan antara butiran dan lumpur karbonat adalah 20 micron (lanau kasar). dan lumpur karbonat adalah 20 micron (lanau kasar). Klasifikasi batugamping yang didasarkan pada tekstur pengendapan dapat dihubungkan dengan fasies terumbu dan tingkat energi yang bekerja sehingga dapat untuk menginterpretasikan lingkungan pengendapan.

Klasifikasi batugamping menurut Dunham (1962)

4. Klasifikasi Embry & Klovan (1971)Embry & Klovan mengklasifikasikan batugamping berdasarkan tekstur pengendapan dan merupakan pengembangan dari klasifikasi Dunham yaitu dengan menambahkan kolom khusus pada kolom boundstone, menghapuskan kolom crystalline carbonate dan membedakan prosentase butiran yang berdiameter ≤2 mm dari butiran yang berdiameter >2 mm, ukuran butir ≥0,03-2 mm dan ukuran lumpur karbonat <0,03 mm.Embry & Klovan mengklasifikasikan batugamping menjadi 2 kelompok yaitu batugamping autochthon dan batugamping allochthon (Gambar 2.33).

Batugamping autochthon adalah batugamping yang komponen penyusunnya Batugamping autochthon adalah batugamping yang komponen penyusunnya berasal dari organisme yang saling mengikat selama pengendapannya. Batugamping ini dibagi menjadi 3 yaitu bafflestone (tersusun oleh biota berbentuk bercabang), bindstone (tersusun oleh biota berbentuk mengerak atau lempengan) dan framestone (tersusun oleh biota berbentuk kubah).

Batugamping allochthon adalah batugamping yang komponen penyusunnya berasal dari fragmentasi mekanik, kemudian tertransport dan diendapkan kembali sebagai partikel padat. Batugamping ini dibagi menjadi 6 yaitu : mudstone, wackestone, packstone, grainstone, floatstone dan rudstone. Klasifikasi Embry & Klovan sangat baik untuk mempelajari fasies terumbu dan tingkat energi pengendapan.

Klasifikasi batugamping menurut Dunham (1962) dan Embry & Klovan (1971)

PorositasPorositas adalah perbandingan antara volume rongga dengan volume total batuan (dinyatakan dalam persen). Porositas dapat diuji dengan meneteskan cairan (air) ke dalam batuan. Istilah yang dipakai adalah porositas baik (batuan menyerap air), porositas sedang (diantara baik-buruk), dan porositas buruk (batuan tidak menyerap air).

Macam-macam porositas berdasarkan waktu terbentuknya :Porositas Primer : terbentuk pada saat diendapkan-diagenesis awal, contoh interkristalin, intrakristalin, intergranular, intagranularcontoh interkristalin, intrakristalin, intergranular, intagranularPorositas Sekunder : terbentuk selama diagenesis lanjut mesogenesis-telogenesis, contoh porositas yang terbentuk akibat retakan/fracturing, pengkerutan/shrinkage, dan pelarutan (butiran, semen, matriks)

Choquete and Pray (1970) mengklasifikasikan porositas batuan karbonat berdasarkan tiga kelompok yaitu tipe fabric selective, tipe not fabric selective dan tipe fabric selective or not (Gambar 34).

Gambar 34. Tipe-tipe porositas (Choquete and

Pray, 1970)

Carbonate Core Data

ANALYSES METHODS

Rock sample from core, cutted, grinding and prepared become thin section with thickness 0.03 mm.

The samples were impregnated with blue dyed epoxy, stained with alizarin red and potassium ferricyanide.

Then, thin section already for petrographic analysed using Nikon polarization microscope.

Carbonate Porosity Heterogeneity

2cm

1mm*1

*2

*3

*4

*5

*6

*1*2

*3

*4

*5

*6

*1

*2

2cm

*3

*4

*5

*6

Φ = 22%

Φ = 23%

Φ = 22%

Φ 22%Φ = 22% Φ = 22%

Φ = 23%

Φ = 23%

Φ = 22%

Φ = 23%Φ = 23% Φ = 23%

0 60

Frequency

Porosity (%)

Φ = 22%

Φ = 18%

Φ = 10%

Φ =11%Φ = 22% Φ = Φ = Φ = Φ = 50%

Φ = Φ = Φ = Φ = 60%

Φ = 24%

Φ = 22%

Φ = 22% Φ = 23%

0 60

Frequency

Porosity (%)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

1391.5 1391.54 1391.58 1391.62 1391.66 1391.7 1391.74

Sample Rate = 120 samples/ft (0.1 in; 2.5 mm)

Core Vuggy & Mini-Permeameter Analysis

Controls on Carbonate Productivity

Physical• Temperature - 20-300C

• Light - varies with water clarity and depth

• Bathymetry - shallow enough to sustain warm temperatures and afford ample

light penetration.

• Clarity - turbidity adversely affects filter feeders and

• light penetration

• Circulation - a feature of normal marine conditions and

required for nutrient supply

• Energy - tides, waves, currents and suspended matter may vary from high to low with attendant variations in types of organisms and sediment



Chemical

• Salinity - normal marine (32-38 meq/l)

• Nutrients - Steady supply• Nutrients - Steady supply

• Saturation - dependent upon temperature, pressure

(esp pCO2), salinity and concentrationof Ca++ and CO3

=

• Cementation (precipitation) - stabilises sediment, fills primary

pores



Biological• Growth Rates - faster rates produce more sediment and

bigger structures more quickly

• Growth Form - different growth forms reflect different • Growth Form - different growth forms reflect different

niches and produce different types of

sediment

• Mineralogy - aragonite, high mag. Calcite (HMC),

low mag. calcite (LMC)

• Binding, trapping & baffling

• Bioturbation - ingestion and egestion


• The platform margin and slope• Ramps• Rimmed shelves Attached platforms• Escrapment margins

SISTEM PENGENDAPAN KARBONAT

• Escrapment margins• Detached platform (Isolated Platform)

Carbonate Depositional Settings

• Range from patch reefs to extensive platforms covering 1000s square km with thick sediment accumulations rivalling those of many deltaic systems.those of many deltaic systems.

• The large volume of sediment production and numerous associated potential reservoir sites make carbonate rocks an important economic system in which to explore for hydrocarbons

Platform types vs. substratum

Rimmed Shelf

10 - 100 km

Sea LevelSea Level

Ramp

10 - 1,000 km

Sea LevelSea Level

Isolated Platforms

10 - 1,000 km

Sea LevelSea Level

Rimmed Shelf

Epeiric Platform

100 - 10,000 km

Sea LevelSea Level

Ramp

The Platform Margin

• Carbonate Ramp

• Ramp and Rimmed Rim• Ramp and Rimmed

• Isolated Platform

Rim

Sedimentation environment and carbonate facies standar fasies belt (Wilson, 1975)

DIAGENESIS BATUAN KARBONAT

Diagenesis : • Proses ubahan temperatur rendah, pembentukan batuan sedimen• Perubahan secara kimiawi, fisika dan biologi, sebagai hasilnya tekstur & mineralogi berubah

6 Proses Utama Diagenesis :sementasimikritisasi (microbal micritization)neomorfismedisolusidisolusikompaksidolomitisasi

DIAGENESIS

lingkungan near-surface marine, meteoric environment, deep-burial environmentproses-proses :

sementasi, mikritisasi (oleh organik), neomorfisme, disolusi, kompaksi,dolomitisasi

neomorfisme : proses penggantian mineral yang sejenis (polimorf); biasanyalebih kasar

mineralogi : aragonit, kalsit, dolomit (karbonat), lain-lain (kuarsa, felspar, minerallempung, fosfat, oksida besi, sulfida, evaporit)

3 lingkungan diagenesis (utama) :- marine (dibawah lantai samudera/sea floor); shallow- & deep water &

zone intertidal - supratidal- near-surface meteoric : terjadi setelah deposisi, atau pada kedaan uplifted

setelah burial- lingkungan burial : 10-ratusan meter : rekristalisasi, metamorfosis

Sementasiisopachous , gravity (stalactitic) & meniscus, fibrous, syntaxial (semen spar kalsit

melingkupi butiran, dan optis kontinu), equent spar – drusty mosaic,poikilotopic (seperti syntaxial, tetapi tidak optis kontinu).

Sementasi- zone vadose : semen meniscus, mikrostalaktit (diatas muka air)- zone phreatic : semen circumgranular (fig.4.6;4.7)- zone marin dangkal : fibrous, fibrous – bladed, menjarum, botryoida (fig.5.2; 5.3)

POROSITAS SEKUNDER Eogenetis stage : periode setelah pengendapan sampai berakhirnya aktifitas

air meteorik dan air laut normal (normal marine waters)

porositas : dimodifikasi oleh proses-proses disolusi, sementasi,dolomitisasi

lingkungan meteoric phreatic, meteoric vadose, shalloe – deep lingkungan meteoric phreatic, meteoric vadose, shalloe – deep marine, evaporite marine

Mesogenetic stagefase burial ; burried at depth below the majoe influence of surficial

diagenetic processes

modifikasi porositas lambat, didominasi oleh proses-proses yang berkaitan dengan kompaksi

interval waktu mesogenetic agak panjang (lama) --� mengakibatkanmodifikasi porositas cukup intensif; biasanya destruktif

Telogenetic stageberasosiasi dengan ketidak selarasan

3 Lingkungan/rejim diagenesis batuan karbonat/sedimen karbonat :1. The sea-floor and shallow marine subsurface regim

� mikritisasi akibat boring organisme (algae, bakteri, fungi,moluska, dll)

� sementasi oleh aragonit & high- magnesian calcite, dolomit(khusus di batugamping modern/resen); macam-macamsementasi :

- berbentuk kristal mikrit (jenis magnesian calcite)sekitar butiran

- fibrous hingga bladed crystals- fibrous rind & isopachous (identik fibrous rinds

apabila ketebalannya sama)- meniscus & pendant/gravitational cement umumnya di- meniscus & pendant/gravitational cement umumnya di

beachrock- mesh of needle-like crystals- botryoidal

� disolusi : terjadi diluar zone I (zone presipitasi &sementasi); akibatnya semua sedimen karbonat pada kondisiair lebih dalam dan latitude tinggi berkomposisi dominanbutiran skeletal

� neomorfisme : kombinasi inversi dan rekristalisasi(Folk,1965)

- inversi dari aragonit menjadi kalsit(kalsitisasi)- rekristalisasi : perubahan menghasilkan kristal

berukuran lebih kasar; tanpa perubahan mineralogi- terjadi pada kondisi air lebih dalam d.p. zone I

2. Diagenesis pada lingkungan meteorikSedimen karbonat yang semula diendapkan di rejim marin dapat berinteraksi/dibawa ke lingkungan meteorik melalui beberapa cara a.l. :

- pengisian seluruh sedimen secara lengkap dari cekungan karbonat dangkal (shallow carbonate basin) ke/atau diatas muka laut; contoh shoaling upward

- turunnya muka laut � batuan karbonat tersingkap- late-stage uplift & unroofing of older carbonates�proses yang terjadi mencakup :

- simple corrosion akibat air hujan, biojenik, - mixing corrosion akibat percampuran air laut - air

meteorik - hydrostatic corrosion : akibat meningkatnya tekanan

hidrostatis sesuai dengan kedalaman, dibawah water tablehidrostatis sesuai dengan kedalaman, dibawah water table- presipitasi kalsit low Mg lebih umum d.p. proses

disolusi unsur tsb

�diagenesis di lingkungan zone vadose :- rongga diisi oleh udara dan air- 2 bagian (Longman, 1980) : zone soil atau zone larutan, dan zone

presipitasi- disolusi :

alterasi kalsit Mg menjadi kalsit, neomorfisme aragonit � kalsitsementasi kalsit : jenis meniscus atau pendant, syntaxial,dll.

� dilingkungan zone phreatik- terletak dibawah zone vadose; dibawahnya zone campuran

(mixing zone)- rongga terisi penuh oleh air- sementasi jenis isopachous dominan; semen syntaxial

� dilingkungan zone campuran- proses disolusi lebih dominan d.p. presipitasi- kalau terbentuk kalsit, akan terjadi dibagian bawah- semakin kebawah, semen kalsit akan lebih banyak Mg nya

� diagenesis di lingkungan meteorik telogenetik� diagenesis di lingkungan meteorik telogenetik- disolusi dominan :

karst terbentuk apabila cuaca humid�menghasilkan porositas jenis vugs, caves, cavern

3. Diagenesis di lingkungan deep burial environment� proses-proses yang terjadi :

- kompaksi secara fisik : grainpacking & reorientasi butirandeformasi butiran � pressure dissolution (chemicalcompaction) - hasilnya stylolitic textureflattening grains/pelletsbutiran hancur, dll

- sementasi : - bladed-prismatic cement, - coarse mozaic calcispar- poikilotopic calcite- coarse dolomite- coarse anhydrite- coarse anhydrite

- neomorfisme,- aggrading- & deggrading- neomorphism- aggrading neomorpism :� perubahan kristal aragonit menjadi mikrit� lumpur karbonat � mikrospar � lumpur karbonat, fosil, dll � kristal lebih kasar

(pseudospar)� 3 macam fabric hasil neomorfisme :

- granular- radial-fibrous- syntaxial rims

- replacement : penggantian oleh mineral lain : hematit, rijang, dolomit- disolusi

POROSITASPERBANDINGAN JUMLAH RONGGA TERHADAP VOLUME TOTAL (%)

MACAM-MACAM (BERDASARKAN WAKTU TERBENTUKNYA)

POROSITAS PRIMER DAN SEKUNDER

POROSITAS PRIMER : TERBENTUK PADA SAAT DIENDAPKAN –DIAGENESIS (DIAGENESIS AWAL)

POROSITAS SEKUNDER : TERBENTUK SELAMA DIAGENESIS LANJUTMESOGENESIS – TELOGENESIS (DEEP BURIAL – UPLIFTED)

POROSITAS PRIMER : INTERKRISTALIN, INTRAKRISTALIN, INTERGRANULAR,INTRAGRANULAR

POROSITAS SEKUNDER :

- akibat retakan/fracturing, - pengkerutan/ shrinkage- pelarutan (dissolution) : butiran, semen, matriks, dll

Tipe-tipe porositas (Choquete and Pray, 1970)

Batugamping Boundstone, terlihat adanya coral, rekahan dan stylolit

Lokasi : Gunung Hawu

Batugamping Boundstone, terlihat adanya branching coral, rekahan dan stylolit


Batugamping Boundstone, terlihat adanya masif head coral, dan porositas vuggy

Lokasi : Pasir Lampegan

Batugamping Boundstone, terlihat adanya Bindstone coral dengan kenampakan encrusting algae, rekahan dan stylolit


Batugamping Boundstone kontak erosional dengan batugamping bioklastik


Batugamping bioklastik dengan butiran kuarsa pada dasar bidang erosional


B

A. Morfologi terjal Batugamping Berlapis

B. Perselingan Batugamping Packstone dengan Batulempung karbonatan (napal)

C. Batugamping Rudstone

Lokasi : Pasir Cikamuning

A

C

Morfologi terjal Batugamping Boundstone

Lokasi : Gunung Masigit

Perselingan Batugamping Platy Coral Boundstone dengan Batugamping Branching Coral Bafflestone

Lokasi : Gunung Pawon

•Shelf deposit•Didominasi oleh platy, branching dan head corals.•Merupakan sekuen pendangkalan.•Umur : Miosen Bawah

Profil dan singkapan Batugamping Batuputih yang menunjukan jurus dan kemiringan N30E/80oE

Lokasi : Batuputih-Samarinda

Equant –drusty

cement

mikritisasi

neomorfisme

d

mikrit

Dolomitisasi (warna putih/tak berwarna) : d

d

No. Batuan

Warna : warna yang representatif

Tekstur : Ukuran Butiran, Pemilahan, Kebundaran Butiran, Kemas, Abrasi, Kontak Antar Butiran

Butiran : Jenis (butiran skeletal, ooid, pellets, litoklas, butiran terigen), Matrik : mikrit, Semen : Sparry Calcite; Prosentase

Struktur : Struktur Sedimen Fisika dan Biogenik; Perlapisan (Strike-dip, Tebal), Organic Tracks Struktur : Struktur Sedimen Fisika dan Biogenik; Perlapisan (Strike-dip, Tebal), Organic Tracks & Trails, Organic Burrow, Stylolite, dll.

Porositas : Baik (menyerap air), Sedang (diantara baik-buruk), Buruk (Tidak menyerap air); Jenis Porositas (vuggy, fracture, intercrystalline, mouldic, dll), Prosentase; Kekompakan :

getas, kompak, lunak, keras, dll.

Nama Batuan: Batugamping Bioklastik, Kalkarenit, Mudstone, Wackestone, Packstone, Grainstone, Boundstone, dll.

Diagenesis : Kompaksi, Dissolution, Dolomitisasi, Replacement, Neomorfisme, dll

DESKRIPSI BATUAN – PRAKTIKUM PETROLOGI

Nama : Asep Kelompok : Senin 10.00-12.00

NIM : 12003001 Asisten : Kabayan

Batugamping Bioklastik Numulites (Numulites Packstone), abu-abu-putih kecoklatan, berukuran pasir sedang-sangat kasar (0,3-1,5 mm), terpilah sedang, membundar-menyudut tanggung, kemas terbuka, grain supported, butiran terdiri dari fosil foraminifera besar (numulites), foraminifera plankton, dan kuarsa, butiran tertanam dalam matrik mikrit, semen kalsit, struktur sedimen boring dan stylolit, porositas sedang, jenis porositas vuggy dan fracture,

Fosil Numulites Matriks

porositas sedang, jenis porositas vuggy dan fracture, kompak. Batugamping dipotong oleh urat-urat kalsit yang saling berpotongan, lebar urat kalsit 1-3 mm.

Foraminifera besar/Numulites (45%), 1-1,5 mm, abu-abu, membundar-menyudut tanggung.

Foraminifera plankton (5%), 0,3-0,4 mm, putih-abu-abu, membundar-membundar tanggung.

Kuarsa (5%), 0,6-1 mm, putih, membundar-menyudut tanggung.

Matrik (30%), sangat halus, coklat-abu-abu, berupa mikrit.

Semen (10%), sangat halus, putih, kristalin, berupa kalsit, mengisi pori-pori batuan dan mengisi rekahan.

Porositas (5%) berupa porositas vuggy dan fracture. Gambar batuan

10 cm

15 cm

Porositas vuggy

No. sampel :Nama batuan : PACKSTONE / GRAINSTONE .............................(DUNHAM, 1962)Lokasi :

Deskripsi mikroskopis :Tekstur : - klastik, terpilah baik/sedang/buruk, kemas terbuka/tertutup Butiran : ........ % ; terdiri dari fragmen fosil berupa foraminifera, alga, koral, dll; berbentuk utuh/pecah-pecah; dan butiran detritus berupa kuarsa/plagioklas/hornblende/dll/fragmen batuan (andesit,basalt,batulempung,sekis/dll, berukuran pasir halus/sedang/kasar/kerikil (0,3 – 1,3 mm), berbentuk menyudut,membundar,dll Matrik :........ %, berupa lumpur karbonat, mulai terekristalisasi menjadi mikrokristalin kalsit (mikrit)Semen :…%, spari kalsit/mikrospar kalsitPorositas :…..%, interpartikel/intrapartikel/moldic,dll

FORAMINIFERA (......%)berupa foraminifera besar/kecil, berbentuk utuh/pecah-pecah; kamarnya mulai terisi oleh semen kalsitALGA (......%)ALGA (......%)berbentuk memanjang utuh/pecah-pecah, dllKUARSA (.....%)sebagai butiran detritus (.......%) : segar / agak lapuk /lapuk ; hadir sebagai kuarsa monokristalin/polikristalin, berukuran ..... - ..... mm ; menyudut/ membundar; pemadaman bergelombangPLAG (.....%)sebagai butiran deritus (.......%) : segar / agak lapuk /lapuk ; kembar - berukuran ..... - ..... mm ; menyudut/ membundar; zonasi ; - komposisi ...............................; terubah menjadi………FRAG BATUAN (.....%)hadir sebagai fragmen andesit/basalt/batulempung/sekis/batusabak/tuf (.......%) : - berukuran ..... - ..... mm ; menyudut/ membundar, segar / agak lapuk /lapuk ; MATRIK LUMPUR KARBONAT (….%)hadir mengikat butiran/fragmen, berwarna coklat keruh, terkristalisasi menjadi mikrokristalin kalsit.SEMEN (….%)semen kalsit, mengisi ruang antar butiran/fragmen, bentuk kristal anhedral/subhedral/dll

Packestone Lepidocyclina disusun oleh butiran (28%) yang berukuran 0,12–8,75 mm, terdiri dari foraminiferabesar, foraminifera kecil, koral, alga merah, alga hijau, brachiopoda, echinoderma yang tertanam dalammatriks (22%) berupa mikrit dan semen (44%) berupa sparry calcite, dan pirit, tekstur grain supported,terpilah buruk, kontak antar butiran mengambang, terdapat struktur stilolit yang diisi oleh mineral lempung.Porositas sebesar 6% berupa porositas vuggy, dan fracture.Foraminifera besar (9%) terdiri dari Lepidocyclina, Heterostegina, Spiroclepeus, berbentuk utuh dan pecahan,berukuran 0,45-4 mm, cangkangnya mengalami mikritisasi dan sebagian berupa fibrous calcite, dankamarnya terisi oleh sparry calcite dan pirit. Koral (6%) berbentuk pecahan, berukuran 1,25-8,75, di antarakoral diisi oleh mikrit, tubuh koral mengalami pelarutan, kemudian diisi oleh sparry calcite. Alga merah danhijau (5%) berbentuk utuh dan pecahan, berukuran 0,23-2,125 mm, pada bagian cangkangnya mengalamimikritisasi. Foraminifera kecil (3%) berbentuk utuh dan pecahan, berukuran 0,14-0,43 mm, pada bagiancangkangnya berupa fibrous calcite dan mengalami mikritisasi, kamarnya terisi oleh sparry calcite dan pirit.Brachiopoda (3%) berbentuk utuh dan pecahan, berukuran 0,12-2 mm, memperlihatkan struktur fibrouscalcite, dan pada bagian cangkangnya mengalami mikritisasi. Echinoderma (2%) berbentuk utuh, berukuran0,65 mm, mengalami sementasi berupa syntaxial rim cement. Matriks mikrit (22%) hadir mengikat butiran,0,65 mm, mengalami sementasi berupa syntaxial rim cement. Matriks mikrit (22%) hadir mengikat butiran,berwarna coklat keruh, sebagian besar mengalami neomorfisme menjadi microspar. Semen (44%) berupasparry calcite, dan pirit, yang mengisi ruang antar butir dan kamar-kamar fosil. Tipe semen terdiri dari micritic,fibrous, syntaxial, sparry dan equant.

Tahap diagenesis yang dapat diamati dalam sayatan tipis :• Diagenesis pertama terjadi dalam lingkungan marine phreatic, yang ditandai oleh mikritisasi dan sementasifibrous calcite.

• Diagenesis kedua terjadi dalam lingkungan burial, yang ditandai oleh neomorfisme mikrit menjadimicrospar, dan kompaksi yang ditandai pembentukan stilolit dan fracture yang membentuk porositasfracture.

• Diagenesis ketiga terjadi dalam lingkungan fresh water phreatic, yang ditandai oleh pelarutan pada tubuhkoral, kemudian ruang hasil pelarutan ini diisi oleh sparry calcite dan sementasi syntaxial overgrowth calcitepada echinoderma.

• Diagenesis keempat terjadi dalam lingkungan vodose zone, yang ditandai oleh pelarutan yang membentukporositas vuggy.

CLASSIFICATION

Classification of mud rock (Tucker, 2001) Classification of sandstone (Pettijohn, et al., 1987)

Classification of sandstone porosity (Pittman, 1979)

Classification of carbonate (Dunham, 1962)

Classification of carbonate porosity (Choquete and Pray, 1970)

Diagenetic processes and diagenetic environment (Tucker & Wright, 1990)

Diagenetic processes and diagenetic environment (Moore, 1989)

SUMMARY

Lithology / Carbonate Facies :

1. Red Algae Wacke-Packstone/Coral-Red Algae Packstone

2. Dolomitized Wackestone/Dolomitized Red Algae Wackestone

3. Benthonic Foraminifera Wacke-Packstone

4. Corals Wacke-Packstone

5. Larger Foraminifera Packstone

6. Echinoderms Packstone 6. Echinoderms Packstone

7. Calcareous Sandy Siltstone

8. Calcareous Subarkose

Red Algae Wacke-Packstone/Coral-Red Algae Packstone

Red Algae Wacke-Packstone consist of carbonate grain 31-54%, mud-grain supported,

poorly sorted, floating, point and long contact, angular-rounded in grain shape. The

grains are bounded by matrix 5-22% and cement 22-40%. Rock porosity of vug and

intercystal type is 4-24%.

Carbonate grain consist of red algae, corals, echinoderms, molluscs, larger foraminifera,

benthonic foraminifera, planktonic foraminifera, quartz. Matrix consist of micrite.

Carbonate cement consist of calcite, dolomite, and hydrocarbon. Type of cement consist Carbonate cement consist of calcite, dolomite, and hydrocarbon. Type of cement consist

of syntaxial, pendant, micritic, acicular, circumgranular isopachus acicular, sparry and

equant.

Red Algae Packstone/Coral-Red Algae Packstone

Dolomitized Wackestone

Dolomitized Wackestone consist of carbonate grain 6-30%, mud supported, poorly

sorted, floating contact, angular-rounded in grain shape. The grains are bounded by

matrix 4-10% and cement 48-79%. Rock porosity of vug, fracture and intercystal type is

5-20%.

Carbonate grain consist of red algae, larger foraminifera, quartz, benthonic

foraminifera, echinoderms, corals, molluscs, planktonic foraminifera, and indeterminate

bioclasts. Sample B#36 content red algae 15% (Dolomitized Red Algae Wackestone).

Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite and

hydrocarbon. Type of cement consist syntaxial, poikilotopic, micritic, sparry and equant.

Dolomitized Wackestone

Benthonic Foraminifera Wacke-Packstone

Benthonic Foraminifera Wacke-Packstone consist of carbonate grain 36-44%, mud-grain supported, poorly-moderately sorted, point and long contact, angular-rounded in grain shape. The grains are bounded by matrix 18-20% and cement 22-34%. Rock porosity of vug, mouldic, fracture and intercystal type is 8-16%. Carbonate grain consist of benthonic foraminifera, large foraminifera, echinoderms, corals, planktonic foraminifera, quartz, molluscs, red algae. Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite and hydrocarbon. Type of cement consist micritic, syntaxial, acicular and equant.

Corals Wacke-Packstone

Corals Wacke-Packstone consist of carbonate grain 31-58%, mud-grain supported,

poorly sorted, floating, point and long contact, angular-rounded in grain shape. The

grains are bounded by matrix 7-15% and cement 20-51%. Rock porosity of vug, mouldic,

fracture and intercystal type is 4-16%.

Carbonate grain consist of corals, benthonic foraminifera, molluscs, quartz, red algae,

planktonic foraminifera, larger foraminifera, echinoderms, and indeterminate bioclasts.

Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite, and hydrocarbon. Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite, and hydrocarbon.

Type of cement consist of micritic, sparry, syntaxial, acicular, pendant, and equant.

Corals Wacke-Packstone

Larger Foraminifera Packstone

Larger Foraminifera Packstone consist of carbonate grain 37-41%, mud-grain supported, poorly sorted, point and long contact, angular-rounded in grain shape. The grains are bounded by matrix 6-17% and cement 36%. Rock porosity of vug, mouldic, fracture and intercystal type is 10-17%. Carbonate grain consist of larger foraminifera, echinoderms, molluscs, corals, benthonic foraminifera, planktonic foraminifera, quartz. Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite, quartz, and hydrocarbon. Type of cement consist of micritic, sparry, syntaxial, acicular, circumgranular isopachus acicular and equant.

Echinoderms Packstone

Echinoderms Packstone consist of carbonate grain 37-44%, mud-grain supported, poorly sorted, point and long contact, angular-rounded in grain shape. The grains are bounded by matrix 8-10% and cement 25-33%. Rock porosity of vug, moldic, fracture and intercrystal type is 20-23%.

Carbonate grain consist of echinoderms, red algae, larger foraminifera, benthonic foraminifera, molluscs, planktonic foraminifera, quartz. Matrix consist of micrite. Carbonate cement consist of calcite, dolomite, and hydrocarbon. Type of cement consist of micritic, syntaxial, pendant, and equant.

Calcareous Sandy Siltstone

Calcareous Sandy Siltstone composed of grains 31-42%, grains consist of monocrystalline quartz, feldspar, fossil (benthonic foraminifera, planktonic foraminifera and indeterminate bioclasts) and mica, grain size is from very fine silt to very coarse sand grained (<0.01-1.75), with its mode of 0.02-0.06 mm, moderately sorted, point and long grain contacts, angular-subrounded in grain shape.

The grains are bounded by matrix 33-41% and cement 19-22%. Matrix consist of detrital clay and carbonate ooze. Cement consists of clay minerals, calcite, and hydrocarbon filling the pore spaces of the rock. Rock porosity of dissolution and fracture type is 6-7%.

Calcareous Subarkose

Calcareous Subarkose composed of grain 48%, grains consist of monocrystalline quartz, polycrystalline quartz, feldspar, lithic fragment (chert), mica, fossil (planktonic foraminifera, benthonic foraminifera and indeterminate bioclasts), grain size is from fine silt to very coarse sand grained (0.01-1.55), with its mode of 0.08 mm, moderately sorted, point and long grain contacts, angular-subrounded in grain shape.

The grains are bounded by matrix 20% and cement 22%. Matrix consist of detrital clay and carbonate ooze. Cement consists of calcite, clay minerals and hydrocarbon filling the pore spaces of the rock. Rock porosity of dissolution and fracture type is 10%.

The diagenetic process and stage which can be analyzed in carbonate rocks :

• The first diagenesis occurs in marine phreatic, which are identified by microbial micritization and cementation of acicular and circumgranular isopachus acicular type calcite.

• Second diagenesis occur in mixing zone, which are identified by dolomitization and forming intercrystal porosity.

Diagenetic Process and Diagenetic Environment

• Third diagenesis occur in vadose zone, which are identified by dissolution forming vug and moldic porosity, micrite envelope cement and pendant cement.

• Fourth diagenesis occur in fresh water phreatic, which are identified by dissolution forming vug and moldic porosity, cementation of equant, circumgranular equant, and syntaxial overgrowth cement type, and dedolomitization.

• The fifth diagenesis occur in burial zone, which are identified by dolomitization, neomorphism micrite to microspar and pseudospar, and compaction forming point and long grain contacts and fracture porosity, cementation of poikilotopic and sparry cement type.

The diagenetic process which can be analyzed in siliciclastic rocks :

• Compaction which was identified by point and long grain contacts.

• Cementation of clay minerals, calcite, and hydrocarbon.

• Recrystallization of clay matrix.

• Replacement of grains by calcite.

• Dissolution of grains, matrix and cement.

• Secondary porosity due to dissolution and fracture.

Batugamping batuan sedimen terdiri dari kalsit (CaCO3) 100% atau kalsit dengan kadar Mg tinggi [Ca,Mg (CO3)]

dolostone : terdiri dari dolomit { CaMg (CO3)2 }

batuan karbonat terdiri dari butiran (framework) & matriks karbonat > 50%

Terdiri dari material karbonat berukuran pasir dan lumpurTerdiri dari material karbonat berukuran pasir dan lumpurMaterial organik lebih banyakTerdapat berupa terumbu, mound atau bank

TERDIRI DARI 6 KOMPONEN UTAMATERDIRI DARI 6 KOMPONEN UTAMAbb ButiranButiranbb Lumpur Lumpur karbonatkarbonat & & mikritmikrit//mikrosparmikrosparbb KomponenKomponen terigenterigenbb Semen Semen kalsitkalsit sparsparbb Mineral Mineral autijenikautijenik ((dolomitdolomit, mineral non , mineral non karbonatkarbonat) ) bb RonggaRongga

ButiranButiran (the (the allochemicalallochemical component)component)non skeletal : non skeletal : ooidsooids (< 2mm), (< 2mm), pisoidspisoids, coated grains (, coated grains (intiinti : : fosilfosil), ),

intraclastsintraclasts, , extraclastsextraclastsintraclastsintraclasts, , extraclastsextraclastsskeletal components : skeletal components : fosilfosil

Lumpur Lumpur karbonatkarbonat-- matriksmatriks diantaradiantara butiranbutiran; material ; material alogenikalogenik ((lumpurlumpur karbonatkarbonat) )

maupunmaupunautigenikautigenik ((mikrokristalinmikrokristalin))

-- mikritmikrit ((mikrokristalinmikrokristalin ukuranukuran < 5 < 5 λλm); m); mikrosparmikrospar (5(5--15 15 λλm)m)

KomponenKomponen terigenterigen : non : non karbonatkarbonat ((kuarsakuarsa, , felsparfelspar, , dlldll))

Semen Semen kalsitkalsit spar : spar : mengisimengisi antaraantara butiranbutiran / / ronggarongga; ; lebihlebih kasarkasar daridari mikritmikrit

KLASIFIKASI - berdasarkan ukuran butir : kalsirudit (> 2mm), kalkarenit (62 λm – 2 mm), kalsilutit (< 62 λm)

Klasifikasi R.I. Folk : - berdasarkan komposisi : alochem, matriks dan semen- Bio (butiran skeletal), oo (ooid), pel (peloid), intra (intraklas)- macam-macam : Biosparit (komponen bioklas, dominan kalsit

spar); pelsparit, oosparit, intrasparit, biolithit (berasal dari terumbu)

Klasifikasi Dunham (1962):berdasarkan tekstur --� proporsi dari butiran vs. matriks

Grainstone : butiran tanpa matriksMudstone : matriks, butiran sedikit Wackestone : matriks > butiran; butiran mengambang di dalam

matriksPackstone : butiran > matriks; butiran saling bersinggungan, hadir

matriks

Klasifikasi A.F. Embry & J.E. Klovan :

Floatstone: (seperti packstone)- terdiri dari > /mencapai 10% butiran berukuran > 2mm

- butiran tertanam dalam matriks lumpur .

Rudstone: (seperti grainstone)- 10% atau lebih ; spar dijumpai pada ruang antar butiran - butiran berukuran > 2mm

Boundstone: - terdiri dari kerangka( korals dan stromatolite)

Embry and Klovan (1971) membagi boundstone menjadi 3 kelompok :(sekarang lebih dikenal sebagai modifikasi dari Dunham.sbb.:

Bafflestone: “organisms acted as baffles"Bindstone: "organisms encrusting and binding"Framestone "organisms building a rigid framework"

Klasifikasi menurut Folk- berdasarkan % kehadiran (1) allochems, (2) calcite cement / 'spar",

dan (3) matriks kalsit berukuran kriptokristalin (“micrite”) –mikrokristalin.

- allochemallochem : : intraklasintraklas, , ooidsooids, pellets, , pellets, bioklasbioklas..

- intraklasintraklas : : “intra-formational rock fragments”terdiri dari kalsit kriptokristalin - mikrokristalinatau terdiri dari bioklas berukuran halus (ostrakoda)bentuk lebih membundar; ukuran umumnya > 2mm hingga kurang dari beberapa cm.hingga kurang dari beberapa cm.

- Ooids :butiran karbonat berukuran < 1 mm; bentuk membundar

(spherical);konsentris; utk ooid berukuran lebih kasar (> beb.mm) disebut pisolit.

- Pellets : Butiran terdiri dari kalsit / aragonit berukuran kriptokristalin – mikrokristalinukuran maksimum < 2mm, memanjang (elips)

- Bioklas :cangkang organisme berkomposisi kalsit/aragonit

DIAGENESIS

lingkungan near-surface marine, meteoric environment, deep-burial environmentproses-proses :

sementasi, mikritisasi (oleh organik), neomorfisme, disolusi, kompaksi,dolomitisasi

neomorfisme : proses penggantian mineral yang sejenis (polimorf); biasanya biasanya

lebih kasar

mineralogi : aragonit, kalsit, dolomit (karbonat), lain-lain (kuarsa, felspar, mineral lempung, fosfat, oksida besi, sulfida, evaporit)

3 lingkungan diagenesis (utama) :- marine (dibawah lantai samudera/sea floor); shallow- & deep water &

zone intertidal - supratidal- near-surface meteoric : terjadi setelah deposisi, atau pada kedaan

upliftedsetelah burial

- lingkungan burial : 10-ratusan meter : rekristalisasi, metamorfosis

Calcite Group(hexagonal)

Dolomite Group(hexagonal)

AragoniteGroup(orthorhombic)

mineral

formula

mineral

formula

mineral

formula

Calcite CaCO3Dolomite

CaMg(CO3)2

Aragonite

CaCO3

Magnesite

MgCO

3

Ankerite

Ca(Mg,Fe)(CO )

Witherite

BaCO3site 3 e O3)2

te

Siderite,

FeCO3Kutnohorite

Kalsit dan aragonit dijumpai dalam bentuk : butiran,lumpur,sparbutiran : pecahan karbonat, oolit,peloid,partikel skeleton, partikel komposit

(termasuk fragment batuan)

Aphanocrystalline Under 0.0039 mm

Very finely crystalline 0.0039 to 0.0156 mm

Finely crystalline 0.0156 to 0.0625 mm

Medium crystalline 0.0625 to 0.25 mm

Coarsely crystalline 0.25 to 1.00 mm

Very coarsely crystalline 1.00 to 4.00 mm

Extremely coarsely crystalline Over 4.00 mm

4-KULIAH PETROLOGI-KARBONAT 2011

Documents

Transcript of 4-KULIAH PETROLOGI-KARBONAT 2011