Fasies dan Diagenesa Batuan Karbonat
Batuan
karbonat merupakan salah satu jenis batuan sedimen non silisiklastik. Batuan
ini mengandung fraksi karbonat yang lebih besar jumlahnya daripada fraksi
non karbonat, jumlah fraksi karbonatnya lebih dari 50%. Selama pembentukannya,
batuan karbonat melalui serangkaian proses-proses yang disebut diagenesa. Jadi,
diagenesa adalah perubahan yang terjadi pada sedimen secara alami, sejak proses
pengendapan awal hingga batas dimana metamorfisme akan terbentuk. Setelah
proses pengendapan berakhir, sedimen karbonat mengalami proses diagenesa yang
dapat menyebabkan perubahan kimiawi dan mineralogi untuk selanjutnya mengeras
menjadi batuan karbonat.
Proses
diagnesa sangat berperan dalam menentukan bentuk dan karakter akhir batuan
sedimen yang dihasilkannya. Proses diagenesa akan menyebabkan perubahan
material sedimen. Perubahan yang terjadi adalah perubahan fisik, mineralogi dan
kimia. Pada batuan karbonat, diagenesa merupakan proses transformasi
menuju batugamping atau dolomit yang lebih stabil.
Secara
umum penggambaran diagenesa batuan karbonat adalah sebagai berikut:
Proses-proses diagenesa batuan
karbonat meliputi:
·
Pelarutan
(Dissolution)
Pelarutan
merupakan proses dimana komponen karbonat larut saat fluida pori undersaturated
(tidak jenuh) oleh material-material karbonat. Proses ini dibantu dengan adanya
mineral yang bisa larut serta memiliki pH rendah. Proses pelarutan ini banyak
terjadi di lingkungan darat ataupun pada daerah rembesan (perlokasi) dari air
meteoric (air hujan/air tawar).
·
Sementasi
(Cementation)
Sementasi
merupakan proses presipitasi yang terjadi saat lubang antar pori batuan
karbonat terisi oleh fluida jenuh karbonat. Pada proses ini terjadi perekatan
butiran-butiran sedimen oleh material lain yang terbentuk kemudian. Material
ini dapat berasal dari air tanah atau pelarutan mineral-mineral dalam sedimen
itu sendiri.
Proses
ini merupakan proses diagenetik yang penting untuk semua jenis batuan sedimen,
termasuk didalamnya batuan karbonat. Di lantai laut, sementasi terjadi di air
hangat dalam pori dari butiran ruangan antar butiran karbonat. Air pori,
peningkatan temperatur, dan penurunan tekanan parsial dari karbondioksida merupakan
faktor-faktor yang diperlukan untuk presipitasi semen kalsit ini. Pada proses
sementasi ini diperlukan suplai kalsium karbonat secara mutlak. Sifat sementasi
ini berlawanan dengan pelarutan, dimana sementasi membuat mineral semen
(karbonat) terpresipitasi, sementara pelarutan akan merusak struktur mineral
yang telah terbentuk.
·
Dolomitisasi
(Dolomitization)
Dolomitisasi
merupakan proses penggantian mineral-mineral kalsit menjadi dolomit. Dolomit
mempunyai komposisi CaMg(CO3)2 dan secara kristalografi serupa dengan
kalsit, namun lebih besar densitasnya, sukar larut dalam air, dan lebih mudah
patah (brittle). Secara umum, dolomit lebih porous dan permeable dibandingkan
limestone. Dalam proses dolomitisasi, kalsit (CaCO3) ditransformasikan menjadi
dolomite (CaMg(CO3)2) menurut reaksi kimia :
2CaCO3
+ MgCl3 ==> CaMg(CO3)2 + CaCl2
Menurut
para ahli, batugamping yang terdolomitasi mempunyai porositas yang lebih besar
dari pada batugamping itu sendiri. Dolomitisasi bisa terjadi dilaut
dangkal-campuran fresh dan sea water, tidal flat, di danau, lagoon, dll,
apalagi kalau ada batuan yang mengandung Mg yang dilewati sungai-sungai dan
membawanya ke lingkungan dimana batu gamping berada atau terjadi.
·
Aktivitas
Organisme (Microbial Activity)
Aktifitas
organisme merupakan proses diagenesa yang dipercepat atau dipacu oleh proses
diagenesis lainnya. Organisme yang menyebabkan proses ini merupakan organisme
yang sangat kecil (mikrobia) dimana aktivitas jasad renik sangat berhubungan
dengan proses dekomposisi material organik. Proses dekomposisi material organik
akan mempengaruhi pH air pori sehingga mempercepat terjadinya reaksi kimia
dengan mineral penyusun sedimen. Aktifitas mikrobia antara lain fermentasi,
respirasi, pengurangan nitrat, besi, sulfat dan pembentukan gas metana.
Organisme dalam lingkungan pengendapan karbonat merework sedimen dalam bentuk
jejak boring, burrowing, dan sedimen-ingesting activity (memakan dan mencerna
sedimen). Aktivitas ini akan merusak struktur sedimen yang berkembang pada
sedimen karbonat dan meninggalkan jejak-jejak aktivitasnya saat organisme ini
beraktivitas. Kebanyakan bioturbasi terjadi pada sedikit di bawah permukaan
pengendapan, setelah pengendapan material sedimen dengan kedalaman beberapa
puluh sentimeter. Proses ini akan membentuk kenampakan yang khas pada batuan
sedimen yang disebut struktur sedimen.
·
Mechanical
Compaction
Mechanical
compaction merupakan proses diagenesa yang terjadi akibat adanya peningkatan
tekanan overburden. Proses kompaksi menyebabkan berkurangnya porositas batuan,
karena terjadi juga thining (penipisan) dari bed (perlapisan batuan) pada
kedalaman dangkal. Seiring bertambahnya kedalaman, tekanan juga akan bertambah,
sedangkan porositas karbonat berkurang sampai setengahnya atau lebih (porositas
saat batuan mengendap) sekitar 50-60% pada kedalaman sekitar 100 m (Boggs,
2006). Proses kompaksi ini terjadi karena adanya gaya berat/gravitasi dari
material-material sedimen yang semakin lama semakin bertambah sehingga volume
akan berkurang dan cairan yang mengisi pori-pori akan bermigrasi ke atas,
menyebabkan hubungan antar butir menjadi lebih lekat dan juga air yang
dikandung dalam pori terperas keluar.. Kompaksi menyebabkan berkurangnya
porositas batuan karena adanya rearangement (penyusunan ulang) dari butiran butiran
yang jarang (tidak bersentuhan) menjadi saling bersentuhan atau makin rapat.
Ketika sedimen pertama kali terendapkan tentu saja berupa material lepas
(loose) dan sifatnya porous (berpori), ketika kompaksi terjadi material lepas
ini akan menjadi lebih rapat dan padat yang otomatis akan mengurangi
porositasnya.
Berikut
adalah gambaran butiran sedimen karbonat sebelum dan sesudah mengalami
kompaksi:
·
Chemical
Compaction
Chemical
compaction merupaka proses diagenesa yang mengalami kompaksi mulai dari kedalaman
sekitar 200-1500 m. Pada skala yang lebih besar pressure solution pada batuan
karbonat membentuk pola bergerigi (zig-zag) yang kita kenal sebagai struktur
styolite. Styolite umumnya hadir pada batuan karbonat berbutir halus. Jadi
pressure solution pada batuan karbonat diikuti perkembangan strktur styolite,
mencirikan hilangnya porositas dan thining (penipisan) dari bed (perlapisan
batuan).
Lingkungan Pengendapan Karbonat
Menurut
Koesoemadinata (1987), terdapat beberapa ciri yang memungkinkan sebagai tempat
lingkungan pengedapan karbonat, berikut adalah ciri-ciri tersebut:
1. Bebas
dari material sedimen darat (terrigeneous) atau klastik detritus. Secara
tektonik berarti daerah ini dalam keadaan yang stabil dan tidak mengalami
pengangkatan. Di daerah Indonesia sendiri, biasa terjadi pada zaman
Oligosen-Miosen. Selain itu, lingkungan pengendapan karbonat merupakan daerah
laut yang airnya cenderung jernih dan terkena sinar matahari yang cukup
intensif.
2. Daerah
Paparan Laut Dangkal
Pengendapan
karbonat memerlukan kondisi yang jenuh dari suatu konsentrasi akibat proses
penguapan yang terjadi terus-menerus. Laut dangkal merupakan daerah yang cocok
dengan kondisi tersebut. Laut yang terlalu dalam akan menyebabkan suatu proses
“partial pressure” CO2 yang terlalu tinggi.
3. Iklim
tropis atau semitropis
Iklim
ini sangat membantu dalam proses penguapan. Kondisi yang cukup hangat dapat
merangsang pertumbuhan dari material karbonat.
Pembagian Lingkungan Karbonat menurut
Scholle, Bebout, Moore (1983)
Scholle
et all (1983) membagi lingkungan pengendapan karbonat menjadi 12 lingkungan
yang memiliki karakteristik khusus pada setiap lingkungan pengendapannya, yaitu
:
1.
Subaerial Expossure
2.
Danau
3.
Eolian
4.
Tidal Flat
5.
Pantai
6.
Shelf
7.
Middle Shelf
8.
Terumbu
9.
Bank Margin
10.
Fore Reef Slop
11.
Batas Cekungan
12.
Pelagic
Referensi:
Boggs, Sam.
2009. Petrology of Sedimentary Rocks. New York: Cambridge University
Press
Nur Hasan, Wida.2014.Proses-proses
diagenesa batuan karbonat.
(Retrieved
from : https://hasangf.wordpress.com/2014/03/31/proses-proses-diagenesa-batuan-karbonat/)
Rizki Sudirman,
Muhammad.2014.Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat.
Komentar
Posting Komentar