BAB IV Fasies Batugamping - · PDF fileBatuan berwarna abu-abu terang - kecoklatan, keras dan...
-
Upload
nguyenkhuong -
Category
Documents
-
view
246 -
download
6
Transcript of BAB IV Fasies Batugamping - · PDF fileBatuan berwarna abu-abu terang - kecoklatan, keras dan...
Fasies Batugamping
36
BAB IV
FASIES BATUGAMPING FORMASI TENDEH HANTU
4.1 Pendahuluan
Batuan Karbonat adalah batuan sedimen yang terdiri dari garam karbonat.
Dalam prakteknya adalah gamping (limestone) dan dolomit (Koesoemadinata, 1987).
Batuan karbonat penting dipelajari karena mempunyai keistimewaan dalam cara
pembentukannya, yaitu bebas dari detritus daratan, tetapi yang lebih penting adalah
turut sertanya bio-organisme yang banyak membentuk kerangka organik (frame
builder). Selain itu batuan karbonat banyak mengandung fosil-fosil penunjuk umur
suatu batuan. Batuan karbonat merupakan batuan reservoir lebih dari 1/3 cadangan
hidrokarbon dunia dan juga batuan karbonat dapat digunakan sebagai bahan untuk
material konstruksi.
Mineral karbonat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok utama yaitu
aragonit, kalsit dan dolomit. Aragonit (CaCO3) mempunyai bentuk kristal
orthorombik dan merupakan bentuk yang paling tidak stabil, sering berubah menjadi
kalsit. Kalsit (CaCO3) mempunyai bentuk kristal heksagonal, lebih stabil, dan
kebanyakan batugamping terdiri dari mineral kalsit ini. Dolomit dapat dibedakan dari
kalsit karena mengandung ion-ion tambahan seperti Mg dan Fe2+.
Sedimentasi batuan karbonat memerlukan lingkungan pengendapan yang
khusus yaitu hangat, laut dangkal dengan air yang jernih, bebas dari klastik detritus
dan lebih bersifat autochonous. Umumnya pada iklim tropis-semi tropis atau iklim
panas dengan penguapan yang tinggi. Konfigurasi cekungan dan energi air juga
merupakan faktor dominan yang mengontrol pembentukan fasies dari batuan karbonat
tersebut. Konfigurasi dan tingkatan energi air ini berkaitan erat dengan kedalaman dan
jangkauan sinar matahari dengan pH air laut umumnya berkisar (7.8-8.3). Laut yang
terlalu dalam akan menyebabkan terjadinya ”partial pressure” CO2 terlalu tinggi
sehingga terjadi pelarutan kembali sebagai Ca(HCO3)2, yaitu kira-kira pada
kedalaman 5500 m (Carbonate Compensation Depth). Sedangkan sinar matahari
diperlukan organisme untuk melakukan fotosintesis. Salah satu produk yang
Fasies Batugamping
37
dihasilkan fotosintesis ini adalah O2 yang dapat menyebabkan pergeseran
kesetimbangan kimia ke arah karbonat sehingga terjadilah pengendapan karbonat.
Jadi disini terlihat jelas hubungan adanya turut sertanya peranan biota dalam
pengendapan karbonat.
Sistem pengendapan karbonat secara sederhana dapat diperoleh dari
persamaan reaksi berikut:
CO2 + H2O H2CO3 .........(i)
H2CO3 H+ + HCO3-
.........(ii)
H+ + CO32- HCO3
- .........(iii)
CaCO3 Ca2+ + CO32-
.........(iv)
CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+ + 2HCO3-
.........(v)
Peningkatan konsentrasi CO2 akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke
arah kanan dan menyebabkan pelarutan kalsium karbonat. Peningkatan CO2 dapat
disebabkan oleh bertambahnya kedalaman, input air meteorik atau penambahan CO2
dari hasil penguraian material organik. Sebaliknya, penurunan konsentrasi CO2 akan
menyebabkan reaksi bergeser ke arah kiri dan terjadi pengendapan karbonat.
Penurunan konsentrasi CO2 ini dapat disebabkan oleh evaporasi, peningkatan
temperatur air laut oleh pemanasan matahari, dan pengikatan CO2 oleh organisme
melalui proses fotosintesis.
Komponen-komponen utama penyusun batuan karbonat terdiri dari :
Butiran, yang dapat dibagi lagi menjadi:
Kerangka organik (frame builder) yaitu struktur tumbuh dari gamping yang
tersusun atas koral, bryozoa dan alga.
Bioklastik yang terdiri dari fragmen atau cangkang-cangkang binatang
contohnya foraminifera, moluska, brachiopoda dan koral (lepas-lepas).
Intraklastik (fragmen non organik), yang merupakan hasil fragmentasi dari
batuan atau sedimen gamping sebelumnya.
Chemiklastik, yaitu butir-butir yang terbentuk di tempat sedimentasi karena
proses kimiawi seperti koagulasi, akresi, penggumpalan dan lain-lain.
Fasies Batugamping
38
Matriks (massa dasar), atau disebut micrite (Folk, 1959 dalam Koesoemadinata,
1987) yaitu butir-butir halus (1 -5 µm) dari karbonat yang mengisi rongga-rongga
dan terbentuk pada waktu sedimentasi. Umumnya dibawah mikroskop hampir
opaque. Matriks ini dapat dihasilkan dari pengendapan langsung sebagai jarum
aragonit secara kimiawi/biokimiawi, yang kemudian berubah menjadi kalsit,
ataupun dari hasil abrasi oleh pukulan-pukulan gelombang.
Semen (sparry calcite atau spar) (Folk, 1952,1962 dalam Koesoemadinata, 1987)
yaitu butir-butir kalsit yang bersih dan transparan berukuran (0,02 – 1 mm) yang
berfungsi sebagai semen. Umumnya di bawah mikroskop tampak bersih atau
putih.
4.2 Fasies Batugamping.
Fasies dapat didefinisikan sebagai karakter tubuh batuan berdasarkan
kombinasi litologi, struktur fisik, atau biologi yang mempengaruhi aspek pembedaan
tubuh batuan satu dengan lainnya (Sandi Stratigrafi Indonesia, 1996).
Penentuan fasies pada penelitian ini didasarkan pada pengamatan komponen
penyusun batugamping (biota, mikrit, semen), tekstur, struktur dan porositas, melalui
pengamatan megaskopis dalam skala singkapan dengan menggunakan klasifikasi
Embry&Klovan (1972) (gambar 4.1) dan Koesoemadinata (1983 dalam
Koesoemadinata, 1987) (gambar 4.2) dan mikroskopis melalui sayatan petrografi
dengan menggunakan klasifikasi Dunham (1962), sedangkan analisa lingkungan
pengendapan dari fasies karbonat merujuk pada standar fasies belt menurut Wilson
(1975).
Fasies Batugamping
39
Gambar 4.1 Klasifikasi batuan karbonat menurut tekstur pengendapan
(modifikasi Dunham, 1962 dan Embry&Klovan, 1972)
G
LIMESTONE CLASSIFICATION Dunham (1962)
Embry & Klovan (1972) R.P. Koesoemadinata (1983)
Gambar 4.2 Klasifikasi batuan karbonat menurut Koesoemadinata (1983 dalam Koesoemadinata, 1987)
Fasies Batugamping
40
Berdasarkan penelitian lapangan, terdapat beberapa fasies-fasies batugamping yaitu :
4.2.1 Fasies Reef
Secara umum fasies reef terdiri dari koral pada posisi tumbuh dimana jarak
antara koral diisi oleh lumpur karbonat, pecahan koral, foraminifera besar dan biota
lainnya. Seringkali tumbuh bersama dengan pengkerakan alga merah. Batuan
berwarna abu-abu terang dan umumnya padat, masif, tidak berlapis hingga berlapis
buruk, tanpa porositas primer.
Berdasarkan jenis koral, berikut dapat dibagi menjadi subfasies yaitu:
Masisve head coral framestone. Fasies ini terdiri dari umumnya koloni
massive head coral (lokasi H4-H), seperti brain coral, meandrina dan sebagainya
dengan pengkerakan alga merah (foto IV.1). Fasies packestone, kaya akan
foraminifera yang umumnya ditemui diantara koloni koral. Batuan ini sangat massive,
padat dan umumnya berwarna putih. Rekristallisasi sering terjadi.
Foto IV.1 Singkapan Batugamping fasies framestone
Fasies Batugamping
41
Platy koral framestone. Fasies ini terdiri dari platy coral, dengan bentuk
memanjang dan sejajar dengan perlapisan (lokasi H19-C). Pada framework
boundstone ini terdapat pocket foraminifera packestone hingga wackestone. Batuan
ini umumnya massive dan berlapis buruk.
Branching coral bafflestone. Fasies ini umumnya terdiri dari branching coral
(lokasi H8-D) dan bryozoa, kebanyakan berada pada posisi tumbuh (framework),
beberapa fragmennya pecah, dan dilingkupi matriks lumpur karbonat. Branching
coral ini mewakili lingkungan subwave base dari organic buildup.
Fasies Floatstone. Secara umum komponen penyusun fasies ini berupa
fragmen/pecahan- pecahan koral dan batugamping lainnya yang berbentuk menyudut
(foto IV.2). Umumnya berwarna abu-abu gelap yang dilingkupi oleh matriks lumpur
karbonat yang berwarna lebih terang (lokasi H17-D). Proporsi material penyusun
berupa lumpur karbonat cukup dominan pada fasies floatstone ini sehingga butiran
umumnya mengambang pada massa dasar lumpur karbonat tersebut.
Foto IV.2 Singkapan batugamping Fasies Floatstone
Fasies Batugamping
42
Fasies ini terdiri dari fragmen koral dan batugamping lainnya berbentuk
menyudut, umumnya berwarna abu-abu yang dilingkupi oleh matrik lumpur karbonat
yang berwarna lebih terang. Fragmen terpilah buruk, ukuran sangat bervariasi. Fasies
floatstone ini biasanya ditemukan pada daerah dekat dengan pertumbuhan terumbu
(organic build up) dan lingkungan berenergi sedang-tinggi.
Fasies reef ini diasumsikan mewakili bagian organic buildup dari paparan
karbonat menurut Wilson (1975). Keempat subfasies ini seringkali tercampur bersama
dan tidak dapat dipisahkan membentuk kompleks batugamping terumbu.
4.2.2 Fasies Wackestone - Packestone
Fasies ini terdiri dari butiran halus hingga kasar batugamping klastik dengan
tekstur wackestone – packestone yang seringkali tercampur bersama dan tidak dapat
dipisahkan.
Fasies wackestone. Terdiri dari batugamping klastik dengan tekstur wackstone
dimana lumpur karbonat cukup melimpah (foto IV.3). Butir umumnya berupa
foraminifera besar dan foraminifera kecil, brachiopoda, echinodermata, alga serta
pecahan fragmen koral dalam keadaan utuh atau pecah dengan kelimpahan yang
cukup kecil (>10%). Batuan berwarna abu-abu terang - kecoklatan, keras dan
kompak. Fasies wackestone umumnya dijumpai berupa perselingan dengan fasies
packestone.
Foto IV.3 Singkapan batugamping fasies
wackestone
Fasies Batugamping
43
Sayatan tipis memperlihatkan bahwa tekstur berupa mud-grain supported,
terpilah buruk, kontak antar butiran mengambang, kompak, tertanam dalam matriks
mikrit dan semen umumnya sparry calcite yang mengisi rongga-rongga dalam batuan,
porositas yang teramati berupa porositas vuggy yang di dalamnya dilapisi sementasi
kristal kalsit. Fasies wackestone umumnya ditemukan pada daerah paparan laut
dangkal dekat dengan pertumbuhan terumbu dan dekat dengan darat, yang
menunjukan lingkungan berenergi lemah-sedang.
Fasies Packestone. Fasies batugamping ini umumya massif, berlapis dan
terdiri dari butiran kasar hingga sangat kasar dalam keadaan utuh atau pecah dengan
tekstur grain supported dengan kelimpahan mud yang cukup banyak. Komponen
bioklastik umumnya terpilah buruk, terdiri dari cangkang foraminifera, alga, dan
fragmen bioklastik lainnya, seperti pecahan koral, dan sebagainya (foto IV.4).
Foraminifera besar sering kali cukup melimpah seperti cangkang genus
Lepidocyclina, dan orbitoid lainnya seperti Heterostegina dan Miogipsinoides. Batuan
ini berwarna abu-abu gelap hingga terang, keras, padat dan kompak dengan fragmen
yang cenderung memperlihatkan orientasi perlapisan.
Sayatan tipis memperlihatkan bahwa tekstur klastik grain supported, terpilah
sedang-buruk, kemas terbuka, kompak, tertanam dalam matriks mikrit dan semen
umumnya sparry calcite yang mengisi rongga-rongga dalam batuan, porositas yang
teramati berupa porositas vuggy yang di dalamnya dilapisi sementasi kristal kalsit.
Secara umum, fasies packstone ini ditemukan pada daerah paparan laut dangkal dekat
dengan pertumbuhan terumbu dan lingkungan berenergi lemah-sedang. Setempat
dapat dijumpai pirit dan butiran kuarsa yang mengindikasikan lingkungan reduksi dan
fasies dengan kandungan pirit dan kuarsa ini diasumsikan mewakili endapan pada
bagian shelf lagoon.
Fasies Batugamping
44
4.3 Lingkungan Pengendapan Reef
Dalam studi ini, dengan melakukan identifikasi jenis fasies dan distribusi
fasies, dapat digambarkan model lingkungan pengendapan karbonat daerah ini.
Lingkungan pengendapan fasies karbonat ini dibedakan satu sama lain berdasarkan
hubungan asosiasi standar mikrofasies (tabel 4.1) yang merujuk pada model paparan
karbonat Wilson (1975 dalam Boggs, 1992). Wilson (1975 dalam Boggs, 1992)
menentukan nama dari suatu standar mikrofasies berdasarkan jenis butiran (kerangka
organik/bioklastik/intraklastik/chemiklastik) yang dominan, data paleontologi,
kelimpahan micrite dan karbonat fabrics, yang berdasarkan pada klasifikasi Dunham
(1962) dan Embry & Klovan (1972). Lingkungan pengendapan fasies karbonat di
daerah penelitian dibagi menjadi dua, yaitu: lingkungan shelf lagoon dan organic
build up. Penyebaran lateral dari lingkungan fasies karbonat Formasi Tendeh Hantu
ini dapat dilihat pada Gambar 4.3 berikut.
Foto IV.4 Singkapan batugamping fasies packestone
Fasies Batugamping
45
SMF‐1 Spiculite SMF‐2 Mikrobioklastik
SMF‐3 Pelagic lime mudstone SMF‐4 Microbreccia atau bioclastic‐lithoclastic packstone
SMF5 Bioclastic grainstone‐packstone; floatstone
SMF‐6 Reef rudstone
SMF‐7 Boundstone (framestone, bindstone, bafflestone)
SMF‐8 Whole fossil wackestone
SMF‐9 Bioklastik wackestone atau bioclastic micrit
SMF‐10 Bioklastik coated dan worn pada mikrit, packstone‐wackestone
SMF‐11 Bioklastik coated pada sparite, grainstone
SMF‐12 Coquina, bioklastik grainstone atau rudstone, shell hash
SMF‐13 Onkoid biosparite grainstone SMF‐14 Lag
SMF‐15 Oolit, ooid grainstone SMF‐16 pelsparite, atau peloidal grainstone
SMF‐17 Grapestone pelsparite atau grainstone
SMF‐18 Foraminifera atau dasycladacean grainstone
Gambar 4.3 Peta penyebaran fasies batugamping.
Fasies Batugamping
46
Organic Build up.
Lingkungan pengendapan organic build up umumnya merupakan asosiasi dari SMF-
7, SMF-11 dan SMF-12 (tabel 4.1). Akan tetapi pada daerah penelitian, lingkungan
pengendapan ini dapat diwakili oleh standar mikrofasies SMF-7 saja, yaitu
Boundstone. Pada lingkungan organic build up ini, fasies yang dijumpai berupa masif
tak berlapis coral boundstone seperti masif framestone, platy coral boundstone, dan
bafflestone. Karakter ekologi bervariasi tergantung pada energi air, tingkatan slope,
produktivitas organik, sejumlah bangunan kerangka, binding dan trapping, frekuensi
dari subaerial exposure dan konsekuen sementasi.
SMF‐19 Loferite SMF‐20 Alga stromatolit mudstone SMF‐21 Spongiostrome mudstone fabric SMF‐22 Mikrit dengan onkoid besar
SMF‐23 Mikrit murni homogen tak berlaminasi dan unfossiliferous
SMF‐24 Rudstone atau floatstone dengan lithoklastik kasar dan/bioklastik
Tabel 4.1 Standar mikrofasies (SMF) karbonat berdasarkan Wilson (1975 dalam Boggs, 1992)
Foto IV.5 Morfologi build up, kumpulan patch reef membentuk linier reef
Fasies Batugamping
47
Lingkungan pengendapan organic buildup ini merupakan perkembangan dari
beberapa patch reef yang tumbuh dan berhubungan satu sama lain membentuk linier
reef (foto IV.5). Lingkungan pengendapan organic buildup ini berada pada bagian
selatan dan sebagian di utara penyebaran batuan karbonat. Lingkungan ini yang
diwakili oleh fasies boundstone yang dapat dijumpai pada beberapa lokasi. Secara
umum, baik fasies head coral boundstone, fasies branching coral bafflestone dan
platy coral boundstone, sering ditemukan berselingan dan secara lateral dekat
proximity. Lingkungan fasies-fasies ini diperkirakan berada pada lingkungan tanpa
aktivitas gelombang yang besar, seperti pengendapan lumpur karbonat yang berada
diantara kerangka koral, yang menghasilkan batuan non porous padat masif. Pada
beberapa lokasi, hanya branching coral berkembang, yang menggambarkan
lingkungan yang lebih dalam dibanding head coral, atau setempat berkembangnya
fasies platy coral yang menunjukkan lingkungan yang lebih dalam dari reef utama.
Shelf Lagoon
Lingkungan pengendapan shelf lagoon pada daerah penelitian diwakili oleh asosiasi
standar mikrofacies SMF-9, SMF-10 (tabel 4.1). Umumnya lingkungan ini juga
merepresentasikan asosiasi beberapa standar mikrofasies lainnya seperti SMF-8,
SMF-16, SMF-17 dan SMF-18. Batuan penyusun fasies ini umumnya berwarna abu-
abu gelap dan berlapis baik dengan ukuran butir relatif kasar. Butiran penyusun
batuan ini berupa foraminifera, alga, brachipoda, fragmen coral dan bioklastik lainnya
dalam keadaan relatif utuh, terpilah sedang, kemas terbuka dengan massa dasar
lumpur karbonat (foto IV.6).
Selain itu, bukti lain yang mengindikasikan bahwa lingkungan pengendapan
fasies ini terletak pada lagoon yakni setempat dapat dijumpai pirit yang
mengindikasikan kondisi reduksi dimana sirkulasi di lingkungan berjalan kurang baik.
Seringkali fragmen kuarsa dengan ukuran bervariasi juga ditemukan pada fasies ini.
Jadi dapat disimpulkan bahwa lingkungan pengendapan batuan ini berada pada
belakang reef di bagian lagoonal.
Fasies Batugamping
48
Gambar 4.4 Standar paparan karbonat berdasarkan Wilson (1975 dalam Boggs, 1992)
Fasies Batugamping
49
Pada lingkungan shelf lagoon ini, kedalaman air umumnya dangkal sekitar
kedalaman beberapa puluh meter dengan tingkat salinitas yang bervariasi. Variasi
salinitas air di lingkungan ini berkisar dari essensial marine normal hingga variasi
salinitas tertentu dan sirkulasinya menengah hingga buruk.
Foto IV.6 Wackestone yang berlapis sebagai penciri lingkungan shelf Lagoon.
Fasies Batugamping
50
4.4 Diagenesa Batuan Karbonat
Diagenesa merupakan perubahan kimia-fisika dan biologi dari batuan sedimen
yang terjadi setelah atau hampir bersamaan dengan proses pengendapan namun tidak
termasuk proses pelapukan dan proses lain yang melibatkan temperatur dan tekanan
yang tinggi yang disebut metamorfisme (Bates dan Jacson, 1980 dalam Boggs, 1992).
Diagenesa karbonat meliputi seluruh proses yang mempengaruhi sedimen
setelah pengendapan sampai mencapai lingkungan metamorfisme tingkat awal dan
tekanan yang dinaikkan (Tucker dan Wright, 1990 dalam Boggs, 1992). Hal-hal yang
membedakan proses diagenesa batuan karbonat dengan batuan sedimen siliklastik
lainnya adalah batuan karbonat hanya terdiri dari beberapa mineral utama (aragonit,
kalsit dan dolomit) yang lebih mudah mengalami perubahan dalam proses diagenesa,
lebih mudah dirusak oleh proses fisika ataupun oleh organisme.
Pengontrol utama dari proses diagenesa adalah komposisi dan mineralogi
sedimen asal, komposisi cairan pori serta kecepatan aliran fluida. Selain itu, faktor
sejarah geologi sedimen tersebut seperti pengangkatan dan perubahan muka air laut
juga akan mempengaruhi proses diagenesa. Proses diagenesa tahap dini bila batuan
Foto IV.7 Proses pelarutan sebagai salah satu proses diagenesa