Selasa, 14 Januari 2014

Diagenesis Batuan Karbonat



Diagenesa merupakan perubahan yang terjadi pada sedimen secara alami, sejak proses pengendapan awal hingga batas (onset) dimana metamorfisme akan terbentuk. Pada batuan karbonat, diagenesa merupakan proses transformasi menuju batugamping atau dolomit yang lebih stabil. Faktor yang menentukan karakteristik akhir produk diagenesa antara lain
1.  Komposisi sedimen mula-mula
2. Sifat alami fluida interstitial dan pergerakannya
3. Proses fisika dan kimia yang bekerja selama diagenesa

Proses Diagenesis
Gambar: Proses-proses diagenesis batuan karbonat

Proses-proses diagenesis yang dialami oleh batuan karbonat meliputi:
ü  Pelarutan (Dissolution)

Proses pelarutan merupakan proses diagenesis yang penting yang menyebabkan meningkatnya porositas dan penipisan lapisan batuan sedimen terutama pada batuan yang mudah larut seperti batuan karbonat dan evaporit. Proses ini dikontrol oleh pH, Eh, temperature, tekanan parsial CO2, komposisi kimia dan ion strength. Proses pelarutan juga dikontrol oleh porositas dan permiabilitas awal, mineralogy dan ukuran butir sedimen.. Material yang paling mudah larut dalam batupasir adalah semen kalsit, sehingga efek utama dari proses pelarutan adalah penghilangan semen. Proses ini diesbut disementasi. Mineral metastabil pada batupasir seperti feldspar, fragmen batuan dan mineral berat, dapat juga mengalami pelarutan.

ü  Sementasi (Cementation)
Proses Sementasi adalah proses dimana butiran-butiran sedimen direkatkan oleh material lain, dapat berasal dari air tanah atau hasil pelarutan mineral-mineral dalam sedimen itu sendiri. Material semennya dapat berupa karbonat (CO3), silika (Si), atau oksida (Fe).



Sementasi dengan keluarnya air dari ruang pori-pori, material yang terlarut didalamnya mengendap dan merekatkan butiran-butiran sedimen. Material semennya dapat merupakan karbonat (CaCO3), silica (SiO3), oksida (besi) atau mineral lempung. Proses ini menyebabkan porositas sedimen menjadi lebih kecil dari material semula.
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. Jenis semen tersebut tergantung pada lingkungan pembentuk semen yang dikenal sebagai lingkungan diagenesis.

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:  Kenampakan jenis-jenis semen dan jenis mineral pembentuk semen pada batuan karbonat. Jenis semen yang umum dijumpai pada laut dangkal menurut James & Choquette, 1990.

ü  Dolomitisasi (Dolomitization)

Dolomitisasi adalah perubahan limestone secara parsial maupun keseluruhan 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.

Saat sedimen terakumulasi, mineral yang kurang stabil mengkristal kembali atau terjadi rekristalisasi, menjadi yang lebih stabil. Proses ini umumnya terjadi pada batu gamping terumbu yang porous. Mineral aragonite (bahan struktur koral hidup), lama-kelamaan berekristalisasi menjadi bentuk polimorfnya, kalsit.


ü  Aktivitas Mikroba (Microbial Activity)

Aktifitas organisme terjadi pada awal proses diagenesis segera setelah material sedimen mengalami pengendapan. Aktifitas organisme akan mempercepat atau memacu terjadi proses diagenesis lainnya. Organisme yang menyebabkan proses ini dapat merupakan organisme yang sangat kecil (mikrobia) dimana aktifitas jasad renik sangat berhubungan dengan proses dekomposisi material organik. Proses dekomposisi material organik akan mempengaruhi pH dan Eh air, sehingga mempercepat terjadinya reaksi kimia dengan mineral penyusun sedimen.

Gambar : 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.

Aktifitas mikrobia antara lain fermentasi, respirasi, pengurangan nitrat, besi, sulfat dan pembentukan gas methana. Selain itu aktifitas organism lainnya terjadi ketika endapan sedimen berlangsung seperti buworing dan boring. Kebanyakan bioturbasi terjadi pada sedikit di bawah permukaan pengendapan, setelah pengendapan material sedimen dengan kedalaan beberapa puluh sentimeter. Proses ini akan membentuk kenampakan yang khas pada batuan sedimen yang disebut struktur sedimen.

Gambar: 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.

ü  Kompaksi Mekanik (Mechanical Compaction)
Proses kompaksi pada umumnya terjadi akibat terbebaninya lapisan akibat sedimen yang berada diatasnya, sehingga menyebabkan hubungan antar butir menjadi lebih dekat dan juga air yang terkandung dalam pori-pori lapisan tertekan keluar. Dengan demikian volume batuan sedimen yang terbentuk menjadi lebih kecil, namun sangat kompak.


Kompaksi merupakan proses penyusunan kembali butiran sedimen sehingga menghasilkan hubungan antara butiran yang lebih rapat. Hasil dari proses kompaksi adalah penurunan porositas dan permeablitas sedimen, pengualaran fluida dan pori antara butiran serta penipisan perlapisan.

Menurut Raymond (2002) kompaksi merupakan fungsi dari ukuran butiran, bentuk butiran, sorting, porositas awal dan jumlah fluida yang berada dalam sedimen. Butiran yang membundar dan terpilah baik tidak lebih kompak dari butiran yant terpilah buruk dan menyuduut, karena yang menyudut akan membentuk pola saling mengunci (interlocking) ketika kompaksi tejradi dan fraksi yang lebih kecil akan mengisi ruang antar butiran di fraksi yang kasar.



ü  Kompaksi Kimia (Chemical Compaction)

Perubahan kimia antara lain terdapat pada proses sementasi, authigenesis, replacement, inverse, dan solusi. Proses sementasi menentukan kemampuan erosi dan pengangkatan partikel oleh fluida. Pengangkutan sedimen oleh fluida dapat berupa bedload atau suspended load. Partikel yang berukuran lebih besar dari pasir umumnya dapat diangkut secara bedload dan yang lebih halus akan terangkut oleh partikel secara kontinu mengalami kontak dengan permukaan, traksi meliputi rolling, sliding, dan creeping. Sedangkan pada saltasi partikel tidak selalu mengalami kontak dengan permukaan. Deposisi akan terjadi jika energi yang mengangkut partkel sudah tidak mampu lagi mengangkutnya.

Penggantian (replacement) merupakan proses pelarutan mineral atau sebagian mineral pada waktu terjadinya proses diagenesis, dan terjadinya proses kristalisasi mineral baru yang berbeda komposisinya pada tempat mineral yang mengalami pelarutan. Tekstur dan struktur awal pada umunya tidak mengalami perubahan (terawetkan).



Inversi merupakan proses penggantian mineral oleh bentuknya yang lain biasanya terjadi pada mineral yang polimorf (mineral dengan komosisi kimia sama tetapi bentuknya berbeda. Contohnya adalah perubahan mineral aragonite (CaCO3 ortorombik) menjadi kalsit (CaCO3 romhedaral). Contoh lain adalah perubahan dari opal A (SiO2 amorf) menjadi opal CT yang mengandung kristobalit (SiO2 ortorombik). Proses ini biasanya bersamaan dengan proses rekristalisasi.

Larutan (solution) biasanya pada batuan karbonat akibat adanya larutan sehingga terbentuk rongga-rongga di dalam jika tekanan cukup kuat menyebabkan terbentuknya struktur iolit.

Anthigenesis merupakan proses pembentukan mineral baru dalam lingkungan diagnetik, sehingga adanya mineral tersebut merupakan partikel baru dalam suatu sedimen. Mineral autigenik ini yang umum diketahui sebagai berikut : karbonat, silika, klastika, illite, gypsum dan lain-lain.






Daftar Pustaka

STAG3012.2013.Petrologi Batuan Endapan.kuliah-3-diagenesis-klastik.pdf

55054979-Pengertian-Diagenesa.pdf





0 komentar:

Poskan Komentar