Minggu, 27 Februari 2011

KOMPONEN DALAM BATUAN KARBONAT

Komponen penyusun batuan karbonat secara garis besar dibagi menjadi 3 (tiga) bagian yaitu: a. Butiran (skeletal, non-skeletal), b. matrix dan c. semen. Komponen tersebut tersusun oleh mineral-mineral karbonat yang berbeda.
Gambar 1 Diagram yang memperlihatkan hubungan antara zona-zona mineral karbonat terhadap lingkungan pengendapan pada laut modern.



BUTIRAN
Butiran atau grain adalah semua komponen dalam batuan karonat yang berkomposisi kalsium karbonat (CaCO3) baik yang berasal dari proses biologi seperti terumbu maupun dari proses biokimia. Butiran ini merupakan komponen yang menunjukkan kesan berbutir dengan batas-batas antar butir. Komponen tersebut dapat berupa hasil rombakan batuan karbonat itu sendiri atau batuan karbonat yang telah terbentuk sebelumnya (luar lingkungan pengendapan), fragmen-fragmen organisme ataupun hasil aktifitas organisme dan presipitasi mineral-mineral karbonat atau hasil diagenesis.
Jika dianalogikan terhadap batuan silisiklastik, butiran merupakan fragmen yang berada dalam massa matriks dan semen. Butiran dibagi menjadi dua kelompok yaitu yang berasal dari organisme atau skeletal dan yang berasal dari non-organisme atau non-skeletal.

A. Skeletal
Skeletal adalah komponen batuan karbonat yang berasal dari organisme baik dalam bentuk utuh maupun berupa fragmental. Komponen tersebut merupakan penyusun batuan karbonat yang umum dijumpai. Komponen ini dapat berupa organisme utuh (dikenal dengan fosil) atau sebagai fragmen-fragmen organisme. Jenis organisme yang bertindak sebagai komponen skeletal dalam batuan karbonat bervariasi sepanjang sejarah geologi. Penyusun batuan karbonat dalam hal ini diambil referensi adalah terumbu mulai dari kala Paleozoikum hingga Kenozoikum terlihat pada tabel 2.1.

Tabel 1 Kelompok utama pembentuk reef sepanjang sejarah geologi (sejak Archaean – Cenozoic) (Heckel, 1974).

Menurut Heckel (1974) terdapat unsur (organisme) utama yang menyusun batuan karbonat dari waktu ke waktu. Masing-masing Era mempunyai ciri khas organisme penyusunnya. Stromatolit umum dijumpai pada Era Proterozoic hingga Paleozoic. Namun pada mulanya organisme yang menyusun batuan karbonat (terumbu) tersebut keaneka ragaman masih sangat kecil dan semakin ke arah resen (umur muda) keaneka ragaman organisme pembentuk batuan karbonat semakin banyak. Diversitas (keaneka ragaman) jenis organisme mulai berkembang pesat pada Era Mesozoikum khususnya pada Zaman Karbon. Khusus untuk Tersier, organisme yang umum dijumpai adalah koral, algae dan foraminifera dengan spesies yang cukupberagam. Selain itu juga dijumpai molluska, stromatoporoid dan lain-lain.
Pada umumnya untuk batuan berumur Tersier, terutama pada kala Neogen maka komponen skeletalnya atau fosilnya hampir sama dengan yang hidup sekarang ini. Ada tiga kelompok utama penyusun batuan karbonat pada kala Tersier yaitu Algae, Koral dan Foraminifera (Gambar 2).
Gambar 2 Jenis-jenis skeletal yang umum dijumpai pada batuan karbonat. Sketsa organisme yang hidup sekarang berupa algae (A), koral (B), dan Sponge (C).

Organisme sebagai penyusun batuan karbonat khususnya pada kala Tersier (sejak 65 juta tahun lalu) sangat beragam. Berdasarkan tabel 2.1 terlihat bahwa jenis, sebaran dan bentuk organisme berkembang pesat pada waktu tertentu. Beberapa jenis organisme yang umum dijumpai pada Zaman Tersier adalah Koral, Algae, sponges dan Foram (Gambar 3- 5).
Gambar 3 Kenampakan singkapan dari koral yang dijumpai pada lower teras batugamping Selayar di daerah Bira, Kab. Bulukumba (A). Foto sayatan tipis yang memperlihatkan fosil foraminifera besar (B) yang juga tersebar luas dalam batuan karbonat.
Gambar 4 Komponen batuan karbonat berupa fragmen-fragmen algae merah (Corallinaceae) (A), Foram besar (B) dan koral (C). A dan B dalam sayatan tipis, C dalam bentuk poles. Lokasi batugamping Selayar, Bira.
Gambar 5 Komponen batuan karbonat berupa koral soliter dari skerattinian dalam hand specimen (A), sayatan tipi yang memperlihatkan fragmen Halimeda, tanda panah (B). Lokasi batugamping Selayar, Bira.

B. Non-Skeletal
Komponen Non-skeletal adalah material penyusun batuan karbonat yang berasal dari non organisme. Material tersebut terakumulasi pada suatu cekungan atau lingkungan pengendapan dengan proses yang berbeda-beda. Komponen-komponen tersebut adalah lithoklas (intraklas dan ekstraklas), ooids, peloids dan coated grain. Sedangkan yang berasal dari organisme dengan proses tertentu misalnya onkoliths, rhodoliths.

Lithoklas.
Lithoklas dalam beberapa literatur dikenal sebagai lime-clast atau intraclast. Dalam buku ini peristilahan lithoklas diambil dari Tucker & Wright (1990) yang mencakup intraklas & ekstraklas (Gambar 2.11). Intraklas adalah komponen karbonat yang merupakan hasil rombakan batuan karbonat dalam lingkungan pengendapan yang sama, sedangkan ekstraklas adalah komponen karbonat hasil rombakan dari batuan karbonat yang telah ada di luar lingkungan pengendapannya.

Ooid (oolit)
Ooid (atau oolite) adalah butiran yang berbentuk bulat, lonjong dan memperlihatkan struktur dalam baik secara konsentris maupun tangensial dengan suatu inti (nuclei) yang komposisinya bervariasi. Cortex tersebut adalah halus dan terlaminasi secara rata pada bagian luarnya, tetapi laminae individu mungkin lebih tipis pada titik-titik sudut tajam intinya. Bentuk nucleus tersebut tipikal spheroid atau elipsoid dengan derajat sphericity meningkat kearah luar (Gambar 6).
Gambar 6 Komponen dalam batuan karbonat berupa lithoklas jenisnya belum diketahui dengan pasti. Contoh setangan (hand speciment) berupa slab dari batugamping Selayar (A), sayatan tipis yang menunjukkan beberapa ukuran dan batas butir yang tegas (Kendall, 2005) (B).

Ooid dapat diklasifikasikan berdasarkan microfabriknya atau mineraloginya. Namun ooid dapat menjadi sulit dikenali bilamana mengalami diagenesis yang terutama terjadi pada ooid berasal dari aragonit yang telah terganti oleh kalsit. Proses pembentukan ooid bisa pada daerah beragitasi atau bernergi tinggi dan akan menghasilkan ooid dengan struktur dalam yang konsentris. Selain itu ooid juga terbentuk pada lingkungan air tenang dengan struktur dalam tangensial (Gambar 8 B).
Gambar 7 Sketsa kenampakan melintang sayatan oolit (ooid) yang memperlihatkan struktur dalam (radial dan konsentris). (Sumber: An Overview of Carbonates, Kendall, 2005).
Gambar 8 Fotograf dari ooid (bulat putih bersih) dan mineral terrigenous (kuarsa) warna bening (A), ooid dalam bentuk sayatan tipis yang memperlihatkan struktur dalam dan beberapa ooid intinya telah melarut (B). (Sumber: An Overview of Carbonates, Kendall, 2005).

Peloid (Pellet)
Peloid merupakan suatu komponen karbonat berukuran pasir, dengan ukuran rata-rata 100-500µm yang tersusun oleh kristal-kristal karbonat. Peloid umumnya berbentuk rounded – subrounded, spherical, ellipsoid hingga tak beraturan dan tidak mempunyai struktur dalam. Istilah tersebut murni deskriptif yang dikemukakan oleh McKee & Gutschick (1969). Istilah Pellet juga umum digunakan tetapi mempunyai konotasi untuk peloid yang berasal dari aktifitas organisme atau faecal pellet (Gambar 9).
Peloid merupakan komponen penting didalam batuan karbonat dangkal. Seperti pada Great Bahama bank bagian barat dari P. Andros, dimana pelet menutupi kurang lebih 10.000 km2. Peloid menyusun lebih dari 30% total sedimen dan 75% pasir. Pada daerah-daerah berenergi rendah seperti sedimen-sedimen lagun di daerah Balize, peloid juga umum dijumpai pada batugamping berenergi rendah di daerah laut dangkal, atau pada lingkungan laut yang tertutup.
Gambar 9 Sketsa kenampakan butiran peloid dengan lingkungan pembentukannya. Berbeda dengan ooid yang terbentuk pada daerah agitasi, maka peloid merupakan komponen batuan karbonat yang terbentuk pada lingkungan enrgi rendah seperti lagoon.
Gambar 10 (A) kenampakan butiran peloid modern, (B) kenampakan peloid dalam bentuk sayatan tipis yang tidak memperlihatkan struktur dalam.

Banyak peloid merupakan butiran yang telah mengalami diagenesa atau mikritisasi seperti fragmen-fragmen organisme dan akhirnya membentuk peloid. Sumber lain dari peloid adalah berasal dari butiran karbonat (lithoklas) yang telah mengalami mikritisasi dan tidak menampakkan struktur asal sehingga membentuk peloid.

Coated grains
Sejumlah carbonated-coated grains kadang tidak konsisten dalam penggunaan terminologinya sehingga kadang memunculkan masalah dalam interpretasinya. Memang hampir semua ahli petrografi batuan karbonat nampaknya mempunyai defenisi sendiri-sendiri. Coated grains terjadi secara poligenetik dengan perbedaan proses yang membentuk tipe butiran sama dan banyak dari proses ini belum dimengerti. Selanjutnya coated grain sama dapat terjadi pada lingkungan yang berbeda sama sekali yang menjadikan penggunaannya dalam interpretasi lingkungan pengendapan sangat susah.
Beberapa ahli masih memberikan istilah yang berbeda pada obyek yang sama. Istilah-istilah tersebut misalnya macro-oncoid, pisovadoid, cyanoid, bryoid, turberoid, putroid dan walnutoid (Peryt, 1983a). Peristilahan ini sudah terlalu jauh dan barangkali istilah yang membingungkan tersebut tidak akan dibahas dalam buku ini. Penjelasan yang paling baru mengenai istilah coated grain yakni yang dilakukan oleh Peryt (1983b) yang mengajukan klasifikasi lain yang menggunakan sistem genetik dan generik untuk pengklasifikasian butiran ini.
Banyak klasifikasi, termasuk klasifikasi Peryt, membedakan dua kategori besar tentang coated grains: terbentuk secara kimia (khususnya ooids) dan terbentuk secara biogenik (oncoids). Tetapi sering tidak mungkin untuk membuktikan apakah suatu coated grain telah terbentuk secara biogenik dan banyak ooid (biasanya yang diklasifikasikan terbentuk secara kimia) terbentuk langsung secara biogenik atau mungkin pertumbuhannya dipengaruhi secara biokimia. Didalam klasifikasinya, Flügel (1982) dan Richter (1983a) mengambil suatu pendekatan kearah lebih deskriptif terhadap istilah ooid dan oncoid. Defenisi berikut dimodifikasi dari peneulis tersebut diatas dan menekankan pada sifat dari bentuk cortikal laminae dan kontinuitas.
Oncoid (atau oncolith) merupakan suatu coated grain dengan cortex kalkareous dari laminae yang irreguler dan sebagain overlapping. Bentuk oncoid tersebut irregular dan dapat memperlihatkan struktur biogenik. Beberapa bentuk tidak mempunyai nucleus jelas (Gambar 10).
Gambar 10 Kenampakan sayatan tipis oncoid dimana intinya merupakan ooid yang mengalami perkembangan membentuk oncoid. (Sumber: An Overview of Carbonates, Kendall, 2005).

Oncoids dapat diklasifikasikan pada tipe struktur biogenik yang dikandungnya, contoh oncoid yang terbentuk oleh coating algae merah disebut rhodolith (atau rhodoids). Suatu batuan terbuat dari oncoid harus disebut oncolite. Beberapa peneliti membatasi istilah terhadap nodul algae tetapi penggunaan ini penuh dengan masalah.
Istilah pisoid utamanya digunakan dalam petrografi tetapi tidak ada konsensus muncul untuk defenisinya. Flügel (1982) menganggap pisoid sebagai non marine ooid, sedangkan kebanyakan peneliti menekankan pisoid untuk ooid dengan diameter lebih besar dari 2 mm (Leighton & Pendexter, 1962; Donahue, 1978). Disamping lebih besar dari ooid, pisoid mempunyai laminae yang kurang teratur.
Peryt (1983b) telah mendefinisikan tiga kategori ukuran untuk coated grain yang didasarkan pada diameternya: microid (<2 mm), pisoid (2 - 10 mm) dan macroid (> 10 mm). Pembagian ini telah digunakan oleh Peryt sebagai prefiks (contoh untuk mendefinisikan oncoid besar sebagai macro-oncoid), tetapi sistemnya kemudian diketahui tipe genetik, interpretatif yang masih sangat diragukan (Richter, 1983a).
Krumbein (1984) mengklasifikasikan ooid dan oncoid pada sifat keteraturan bentuk dan kontinuitas laminae, dan dia mengenali micro-oncoid seperti dijelaskan diatas tetapi kemudian menambahkan suatu termiologi genetik berdasarkan pada apakah secara keseluruhan butiran merupakan biogenik atau abiogenik. Klasifikasi ini memperkenalkan oolite dan oncolite sebagai suatu kumpulan dari coated grain yang terbentuk secara biogenik dan ooloid serta oncoloid sebagai kumpulan dari butiran yang terbentuk secara abiogenik. Karena tidak mungkin menjelaskan apakah banyak coated grain adalah biogenik atau tidak, sistem klasifikasi terakhir tidak digunakan dan diharapkan tambahan istilah membingungkan terakhir tersebut tidak akan dipakai dalam literatur.
Cortoid adalah tipe lain dari coated grain yang dikenal oleh beberapa peneliti (Flügel, 1982). Cortoid adalah butiran yang diselimuti oleh micrite envelope, dianggap terbentuk oleh endholitic micro-organisme. Butiran ini bukan sebenarnya butiran tetapi memperlihatkan alterasi pada permukaan butiran. Tetapi banyak micrite envelope berasal dari penambahan yan terbentuk oleh enkrustasi dari micro-organisme yang sebagian merupakan endolithic dan sebagian epilithic (Kobluk & Risk, 1977a,b). Butiran ini mengandung suatu tipe coated grain non laminated, untuk itu istilah cortoid beralasan untuk dapat digunakan.

2.2 MATRIKS (MIKRIT)
Matriks adalah komponen batuan karbonat yang secara teoritis berukuran halus (<4 mm). Matriks atau mikrit (Folk, 1962) atau mud (Dunham, 1962) adalah komponen batuan karbonat yang terbentuk bersama butiran dan bertindak sebagai matriks. Komponen ini sangat umum dijumpai dalam batuan karbonat dan diinterpretasi terbentuk pada lingkungan berenergi rendah. Matriks harus dibedakan dengan mikrit yang terbentuk melalui proses diagenesis (mikritisasi). Mikrit yang terbentuk dengan proses tersebut bisa berasal dari komponen lain seperti butiran atau semen. Jika dianalogikan dengan batuan sedimen silisiklastik, matriks disamakan dengan lempung yang terendapkan pada lingkungan berenergi rendah. Konsekwensinya adalah warnanya menjadi relatif lebih gelap baik dalam bentuk outcrop (Gambar 2.17B) maupun dalam bentuk sayatan tipis (Gambar 11C).


Gambar 11 Endapan mikrit atau matrik yang terperangkap pada sea grass di daerah dangkalan (A). Outcrop yang menunjukkan mikrit (warna abu-abu) dengan tekstur wackestone (B). Internal sedimen yang terdiri atas mikrit (panah) (C). (Sumber: An Overview of Carbonates, Kendall, 2005).

2.3 SEMEN
Semen merupakan komponen batuan karbonat yang mengisi pori-pori dan merupakan hasil diagenesis atau hasil presipitasi dalam pori batuan dari batuan yang telah ada. Semen sering disamakan dengan sparit hasil neomorphisme, padahal sparit hasil neomorphisme adalah perubahan (rekristalisasi) dari komponen karbonat yang telah ada.
Beberapa jenis semen yang dikenal dalam batuan karbonat moderen adalah fibrous, botroidal, isophaceous, mesh of needles dll (Gambar 12). Jenis semen tersebut tergantung pada lingkungan pembentuk semen yang dikenal sebagai lingkungan diagenesis. Penjelasan lebih lengkap tentang semen dibahas pada bab diagenesis batuan karbonat.
Kenampakan lapangan dari semen adalah bening seprti kaca, sedangkan dibawah mikroskop memperlihatkan warna tranparan. Semen dapat terbentuk pada ruang antar komponen dan dapat juga terbentuk pada ruang dalam komponen atau ruang hasil pelarutan (Gambar 12).
Gambar 12 Kenampakan jenis-jenis semen dan jenis mineral pembentuk semen pada batuan karbonat. Jenis semen yang umum dijumpai pada laut dangkal menurut James & Choquette, 1990.

Beberapa contoh semen dalam batuan karbonat yang banyak dijumpai pada karbonat modern khususnya pada daerah terumbu adalah fibrous dan botryoidal. Jenis semen tersebut dapat dijumpai pada batugamping Selayar yang memperlihatkan beberapa jenis (Gambar 13) yaitu fibrous, granular dan bladed.
Gambar 13 Semen jenis fibrous dan granular yang dijumpai pada batugamping Selayar. Radial fibrous cement yang menyemen fragmen Halimeda (A) dan stratigrafi semen dengan tiga fase pekembangan (B).

Selain tinjauan morfologi semen, semen juga dapat dianalisis melalui bentuk kristalnya seperti granular (equant), bladed, dan menjarum (fibers) (Gambar 2.20). Bentuk kristal semen tersebut dibedakan dengan memperhatikan perbandingan panjang sumbu-sumbu kristalnya. Bentuk equant memiliki sumbu kristal yang sama panjang antara sumbu a, b, dan c atau 2 : 1. Sedangkan bentuk kristal blades adalah semen dengan panjang sumbu kristal yang tidak sama dimana perbandingannya antara 1 : 2 sampai 1:6 antara sumbu a, b dengan sumbu c. Bentuk kristal menjarum (fibers) jika panjang sumbu c-nya lebih besar dari 1:6.
Gambar 14 Bentuk kristal semen karbonat yang terdiri atas granular (equants), melembar (blades) dan menjarum (fibers). Sumber Tucker & Wright (1990).

Selain dari bentuk kristalnya jenis semen juga dapat dibedakan berdasarkan morfologi semennya seperti blade rim cement, granular cement, meniscus cement dan microstalactitic cement (Gambar 15).
Gambar 15 Morfologi semen seperti bladed cement (A), meniscus cements (B), granular cements (C) dan microstalactitic cements (D). Bar adalah 1 mm.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar