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

http://acisarea.blogspot.com/2011/04/diagenesis.html

http://doctorgeologyindonesia.blogspot.com/2010/05/litifikasi-diagenesa-kompaksi-sementasi.html

http://kepalabatu43.blogspot.com/2011/02/komponen-dalam-batuan-karbonat.html

http://rafliriandi.tumblr.com/post/54266351862/petrologi-batuan-sedimen-klastik-dan-non-klastik/

http://thekoist.wordpress.com/2012/04/17/tetek-bengek-komposisi-tekstur-struktur-batuan-sedimen/

http://thekoist.wordpress.com/2012/07/17/diagenesis-part-i/

http://thekoist.wordpress.com/2012/07/25/diagenesis-pada-batuan-batuan-sedimen-diagenesis-part-ii/

Jenis Erupsi Gunung Berapi

1.      Erupsi Strombolian  

Pada erupsi ini, gunung hanya memuntahkan lava dalam jumlah yang sangat kecil saja. Ketinggian erupsi sekitar 15-90 meter ke udara dengan interval yang pendek. Erupsinya hampir sama dengan Hawaiian berupa semburan lava pijar dari magma yang dangkal. Pada umumnya terjadi pada gunungapi aktif di tepi benua atau di tengah benua. Lava yang dikeluarkan dalam jumlah yang sangat kecil akan membentuk breksi volkanik autoklastik yang terbentuk sebagai akibat letusan gas yang terkandung di dalam lava atau akibat pergerakan lava sebelum mengalami pembatuan. Erupsi yang terjadi sekitar 15-90 meter akan melontarkan material-material padat dan abu vulkanik  ke udara. Karena kontak dengan udara sekitar, maka material akan mengalami pendinginan secara cepat sehingga membentuk struktur yang vesikuler, yaitu adanya lubang-lubang gas pada batuan. Batuan yang umumnya dijumpai dengan struktur yang demikian adalah Batu Scoriaan.

2.      Erupsi Plinial  

Bentuk erupsi Plinial termasuk erupsi yang sangat berbahaya. Letusannya yang dasyat mampu merusak wilayah sekitar gunung dan mengancam nyawa makhluk hidup yang tinggal di sana. Erupsi Plinial ditandai dengan asap tebal yang berterbangan dan kemudian lava mengalir cepat, menuruni lereng-lereng gunung. Lava inilah yang akan menghancurkan apa saja yang dilaluinya. Erupsi Plinial dapat berlangsunga dalam hitungan jam maupun hitungan hari. Erupsi sangat ekslposif dari magma berviskositas tinggi atau magma asam, dimana komposisi magma bersifat andesitik sampai riolitik. Material yang dierupsikan berupa batuapung (pumice) dalam jumlah besar. Erupsi sangat ekslposif dari gunung-gunung bertipe plinial juga dapat menghasilkan ignimbrit. Ignimbrit adalah suatu batuan yang terbentuk dari aliran abu panas.

3.      Erupsi Vulkanian 

Hampir sama dengan erupsi Strombolian, letusan Vulkanian berlangsung dalam interval yang pendek. Tidak terlalu membahayakan karena pada erupsi ini gunung tidak disertai oleh aliran lava seperti erupsi Plinial. Hanya magma kental dan kandungan gas yang cukup tinggi membumbung ke udara saat proses letusan terjadi. Erupsi magmatis berkomposisi andesit basaltik sampai dasit. Pada umumnya melontarkan bom-bom vulkanik atau bongkahan di sekitar kawah permukaannya retak-retak. Material yang dierupsikan tidak hanya selalu berasal dari magma, tetapi bercampur dengan batuan samping berupa litik. Batuan piroklastik yang terbentuk akibat erupsi ini dapat berupa batu agglomerate. Agglomerate diartikan sebagai batuan yang terbentuk dari hasil konsolidasi material yang mengandung bomb.

4.      Erupsi Hawaiian

Erupsi Hawaiian sesungguhnya erupsi yang tidak berbahaya. Hanya saja, saat letusan terjadi lava bergerak lamban sehingga memungkinkan warga disekitar pegunungan sempat mengungsikan diri ketempat yang lebih aman. Erupsi ini ditandai dengan semburan lava seperti kembang api keudara. Lalu perlahan-lahan lava akan keluar dari bebrapa lubang di permukaan gunung dan mengalir hingga membentuk kawah atau kolam-kolam lava disekitarr gunung. Disebut erupsi hawaiian karena letusan seperti ini sering terjadi di peguningan kepulauan Hawaii. Jarang ditemukan batun piriklastik, karena erupsi jenis ini bersifat efusif.

5.      Erupsi Hidrovulkanik

Gunung di bawah samudra sangat berpotensi menghasilkan erupsi hidrovulkanik. Ledakan dalam air membuat bumbungan asap tidak berlangsung lama. Namun geteran yang diciptakan mampu memicu terjadinya lonsor dan banjir bandang.

Istilah dalam Piroklastik

No	Batuan	Keterangan
1	http://www.dicalite-europe.com/chemrock-perlite.htm	Perlite (perlit) adalah salah satu batuan piroklastik, salah satu tipe dari volkanik-glass, yang dapat mengembang dan menjadi sangat berpori ketika dipanaskan.
2	http://www.geograph.org.uk/photo/2948001	Peperite, yaitu materi mirip breksi di lingkungan sedimentasi marin.
3	https://picasaweb.google.com/lh/photo/zwKtD9cdPwLXiWS3YaZx9g	Reticulite adalah batuan basaltik kadang-kadang disebut basal apung atau scoria benang-renda. Reticulite memiliki kepadatan terendah dari setiap batu, dengan porositas (vesicularity) hingga 98 persen.
4	http://www.jpk.com/phb-phv-spherulites.167.en.html	Spherulite adalah kenampakan tubuh bulat batuan yang umumnya terjadi pada batuan kaca
5	http://geology.about.com/od/more_igrocks/ig/obsidian/obsidianrind.-183.htm	Obsidian Hydration Rind adalah obsidian yang menggabungkan dengan air dan mulai terurai menjadi lapisan dingin.
6	http://skywalker.cochise.edu/wellerr/rocks/igrx/tuff-lithic1.htm	Lithic Tuff adalah tuff yang didominasi oleh fragmen batuan.
7	http://earthphysicsteaching.homestead.com/Tuff.html	Vitric Tuff adalah tuff yang didominasi oleh pumice fragmen gelas vulkanik.
8	http://www.cedd.gov.hk/eng/about/organisation/chapter_5/plate5_10.htm	Crystal Tuff adalah tuff yang didominasi oleh fragmen kristal.
9	http://www.panoramio.com/photo/69065697	Agglutinate adalah hasil akumulasi fragmen-fragmaen pipih yang terelaskan, berasal dari erupsi basaltik yang sangat encer.
10	http://volcanoes.usgs.gov/hazards/gas/volgaspollution.php	Spatter adalah hujan rintik-rintik yang berasal dari letusan berupa fragmen lapili hingga ukuran bom yang tetap di udara hanya untuk waktu singkat sehingga masih cair ketika mereka menyentuh permukaan tanah.

Batuan Beku

Divergent Zone in Iceland

Divergent plate boundaries atau batas lempeng divergen di daerah Islandia terjadi karena pergerakan dua buah lempeng yang bergerak saling menjauh satu sama lain yaitu lempeng Eurasia dan lempeng Amerika Utara. Hasil dari pergerakan lempeng yang saling menjaug tersebut menciptakan gunung berapi, sumber panas bumi, dll.  Islandia terletak di mana aliran astenosfer bawah berinteraksi dengan batas lempeng Atlantik timur, dan bercampur dengan plume. Produktivitas vulkanik yang tinggi di atas plume menghasilkan kerak tebal yang terangkat keatas karena gaya tekanan dari bawah permukaan bumi yang berasal dari arus konveksi. Sehingga daratan Islandia naik secara dinamis.

Arus konveksi yang terjadi pada lapisan astenosfer tetap berlangsung dari waktu ke waktu. Hal ini menyebabkan pergerakan lempeng terus berlangsung. Pada daerah pemekaran lantai dasar samudera, arah pergerakan lempeng semakin menjauh dari zona divergen. Dengan demikian gunung-gunung berapi yang terbentuk di daerah batas lempeng divergen tidak meliliki ketinggian yang terlalu tinggi. Hal itu dikarenakan pada daerah batas lempeng divergen material yang memiliki suhu tinggi yang keluar dari celah retakan akan bergerak menjauhi pusat retakan dengan diikuti oleh penurunan suhu. Materi yang semakin jauh akan semakin dingin mengakibatkan perlapisannya akan semakin berat karena densitasnya bertambah. Proses kejadian diatas terus-menerus terjadi. Sehingga hal itulah yang menyebabkan mengapa gunung berapi di zona batas divergen tidak terlalu tinggi.

Islandia yang berada di zona pemekaran samudra tentu memiliki sumber panas bumi. Panas bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi dan untuk pemanfataannya diperlukan proses penambangan . Panas bumi merupakan sumber energi panas yang terbentuk secara alami di bawah permukaan bumi. Sumber energi tersebut berasal dari pemanasan batuan dan air bersama unsur-unsur lain yang dikandung panas bumi yang tersimpan di dalam kerak bumi. Air tanah yang terjebak di dalam batuan yang kedap dan terletak di atas dapur magma atau batuan yang panas karena kontak langsung dengan magma, otomatis akan memanaskan air tanah yang terletak diatasnya sampai suhu yang cukup tinggi        (100 - 250 ᵒC). Sehingga air tanah yang terpanaskan akan mengalami proses penguapan. Apabila terdapat rekahan atau sesar yang menghubungkan tempat terjebaknya air tanah yang dipanaskan tadi dengan permukaan maka pada permukaan kita akan melihat manifestasi termal. Salah satu contoh yang sering kita jumpai adalah mata air panas, selain solfatara, fumarola, geyser yang merupakan contoh manifestasi thermal yang lain. Uap hasil penguapan air tanah yang terdapat di dalam tanah akan tetap tanah jika tidak ada saluran yang menghubungkan daerah tempat keberadaan uap dengan permukaan. Uap yang terkurung akan memiliki nilai tekanan yang tinggi dan apabila pada daerah tersebut kita bor sehingga ada saluran penghubung ke permukaan, maka uap tersebut akan mengalir keluar. Uap yang mengalir dengan cepat dan mempunyai entalpi inilah yang kita mamfaatkan dan kita salurkan untuk memutar turbin sehingga dihasilkanlah energi listrik.

Bumi yang kita tempati disusun oleh berbagai jenis batuan. Mempelajari batuan merupakan pengetahuan dasar untuk mempelajari geologi serta untuk mengetahui sifat dan sejarah bumi kita. Batuan adalah agregat padat yang terdiri dari mineral-mineral, gelas, ubahan material organik atau kombinasi dari komponen-komponen tersebut yang terjadi secara alamiah. Kerak bumi bersifat dinamis dan merupak tempat berlangsungnya berbagai proses yang mempengaruhi proses yang mempengaruhi  pembentukan berbagai jenis batuan.

Batuan biasanya terdiri dari berbagai macam mineral. Ada tiga jenis utama batuan: batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf. Islandia terutama terdiri dari batuan beku, batuan sedimen hanya 8-10 % dari volume Islandia, dan tidak ada batuan metamorf yang terdapat di pulau itu. Batuan beku diklasifikasikan berdasarkan dua variabel independen, komposisi kimia dari magma dimana mereka mengkristal dan kondisi eksternal kristalisasi yaitu cepat atau lambat, di permukaan bumi, di air, atau jauh di dalam bumi. Kandungan kimia batuan di Islandia mencerminkan asal usul mereka di hot spot di tengah laut. Hot spot seperti Hawaii di Samudera Pasifik yang ditandai dengan banyak jenis batuan yang sama dengan Islandia. Namun ada satu pengecualian yang menarik,  batuan silikat (dasit dan riolit) jauh lebih umum di Islandia daripada di Hawaii, dimana batu tersebut hampir sama sekali tidak ditemukan di Hawaii. Inilah yang menjadi keunikan Islandia dimandingkan dengan pulau-pulau samudra lainnya.

Batuan di Islandia mirip dengan pulau-pulau samudra lain dan beberapa daerah benua basalt, tetapi rasio dari batuan yang tidak biasa dijumpai di Islandia yaitu volume jenis batuan  terbesar adalah basalt ( 90 % ) , kemudian datang batuan silikat ( riolit dan dasit, 6-10 % ), sedangkan batu menengah relatif langka. Sebanyak 25 jenis batuan beku telah ditemukan di Islandia, yang paling umum yang tholeiite, olivin tholeiite, gabro dan riolit . Mineral pembentuk batuan utama dalam tholeiite dan olivin tholeiite adalah plagioklas, augit, olivin, magnetit dan apatit.

DAFTAR PUSTAKA

Susanto, Arif. Diktat Praktikum Petrologi

Tronnes, G.G. Geology and geodynamics of Iceland. Nordic vulcanological Institute, University of Iceland

http://en.ni.is/geology/rocks/

http://frysiangeologi.blogspot.com/2012/12/3-jenis-pergerakan-lempeng_22.html

http://kurnia-geografi.blogspot.com/2011/04/pergerakan-pembentukan-gunung-api-bawah.html

http://renewableenergigeothermal.blogspot.com/2013/02/pembentukan-energi-panas-bumi.html

http://why.is/svar.php?id=4806