sedimen klastik laut dalam
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
1/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
164 Copyright @2010 by Djauhari Noor
11 SISTEM SEDIMEN L AUT D ALAM 11.1 Sistem Sedimen Klastik Laut Dalam dan Klasifikasinya
Pada awalnya karakteristik umum dari sistem klasifikasi laut dalam didasarkan pada kejadian
dari lapisan-lapisan batupasir dimana ukuran butir sedimennya akan menghalus kearah atas.
Lapisan dengan tekstur demikian menjadi terkenal sebagai turbidit laut dalam (Kuenen,1957). Hal inididasarkan dari hasil pengamatan pada sistem pengendapan arus pekat (turbit) dimana ukuran
butirnya semakin keatas semakin menghalus. Adanya perubahan secara vertikal dalam fabrik
(kemas) batuan ini kemudian dikenal sebagai “Bouma Sequence” (Shanmugam, 2000). Saat ini telah
diakui bahwa meskipun tidak semua siklus pengendapan laut dalam memiliki fabrik seperti turbidit
dari Bouma Sequence (Shanmugam, 2000), proses yang mendukung adanya keterkaitan atau
hubungan antara facies sedimen laut dalam dengan geometrinya. Banyak contoh dari proses yang
mendukung adanya keterkaitan ini. Salah satu contoh yang menjadi perhatian para ahli stratigrafi
adalah Singkapan Batupasir Ross yang terdapat di Irlandia yang berumur Karbon dimana pada
singkapan batuannya terlihat adanya siklus (sekuen) yang meningkat dari perselingan mudstone
(batulumpur) dan slump (longsoran nendatan) yang terhubungkan dengan lapisan mudstone dan
debris dan aliran densitas yang tidak kohesif dari lidah turbidit yang bersifat pasiran.
Gambar 11-1 memperlihatkan adanya hubungan atau keterkaitan antara berbagai aliran
densitas yang berada di dalam air dan bagaimana sedimen diangkut (ditransport). Pada gambar
diperlihatkan bagaimana aliran yang kohesif berubah menjadi aliran yang bersifat non-kohesif saat
melewati daerah transisi dari aliran yang bersifat hybrid. Sedimen yang berasal dari aliran yang
berbeda genesanya akan sama dan akumulasi aliran sebagai percampuran kedua material kohesif
dan non kohesif. Untuk menyimpulkan pengangkutan transportasi sedimen yang terlibat dalam
aliran yang kohesif ke aliran non-kohesif hingga ke aliran arus densitas yang bersifat turbit (pekat).
Aliran kohesif (Cohesive flows ) mempunyai kekuatan matrik dan dibagi dalam ukuran butir
menjadi:
Aliran debris
Aliran Lumpur yang kaya akan lempung dan lumpur lanauan.
Aliran gesek (Strenght flows ) tersusun dari kombinasi butiran dan air dimana ruang antar butir diisi
oleh air. Aliran gesek dibagi menjadi:
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
2/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
165 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Aliran densitas hipokonsentrasi (hypoconcentrated density flows), aliran debris pasiran,
beberapa lapisan bersusun terbalik, tidak ada lapisan bersusun normal, bentuk lapisan tidak
terawetkan.
Aliran densitas terkonsentrasi (concentrated density flows), seperti erosi dasar, scour &
flute, lapisan bersusun normal, lapisan masif bagian bawah dengan perlapisan bersusun
terbalik.
Aliran turbidit (dibagi berdasarkan lamanya):
1.
Surges
2. Aliran seperti surge (Bouma Sequence)
3. Arus Quasisteady
Gambar 11-1 Hubungan antara berbagai aliran densitas yang ada di dalam air dan
bagaimana sedimen diangkut (ditransport).
Skema dari sedimen aliran densitas mengangap bahwa setiap aliran memungkinkan berubah
dalam kedua tipe, aliran yang memotong dan aliran bawah dengan waktu pada setiap saat disuatu
titik. Kekuatan dan kelemahan dari klasifikasi ini adalah bahwa spektrum sedimen yang mewakili
terlibat menjadikan multi-interpretasi dan kualitatif.
11.2. Aliran densitas konsentrasi tinggi
Pergerakan turbulensi fluida pada aliran berkonsentrasi tinggi ditafsirkan berdasarkan volumekonsentrasi sedimen yang selalu berada diatas 25%, seringkali berbentuk partikel partikel berukuran
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
3/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
166 Copyright @2010 by Djauhari Noor
pasir dan kerikil. Fluida tidak memiliki gaya kohesi akan tetapi karena adanya dukungan interaksi
antar butir serta beban sedimen (material sedimen) yang ditransport. Sebagai aliran, sedimen tidak
selamanya mendukung dan terakumulasi sebagai aliran debris bersifat pasiran yang seringkali
terpilah. Endapan ini menunjukan beberapa lapisan dasar bergradasi terbalik (tidak bergradasi
normal). Struktur silang-siur dan lapisan lapisan lainnya cenderung tidak terawetkan ketika
komposisinya bervariasi antara lanau, pasir, dan kerikil yang masif.
Gayaberat mendorong aliran ini, dimana sifat dan kecepatan akan tergantung dari kecuraman
lereng dimana aliran melintas. Lereng akan menjadi curam apabila aliran transportnya dekat dan
ketika lereng menjadi landai maka sedimen cenderung menjadi bebas yang memungkinkan
terjadinya interaksi antar butir.
Gambar 11-2 Gambar yang memperlihatkan berbagai kenampakan dari tipe-tipe sedimentasiyang berbeda mekanisme pengangkutan butirannya. Kesesuaian pengendapanarus turbidit (Lowe, 1982) dengan endapan konsentrasi aliran densitas menurutMulder & Alexander's (2001).
11.3 Aliran densitas terkonsentrasi
Aliran ini ditentukan berdasarkan pergerakan turbulensi fluida dari aliran yang didukung 10 – 25% partikel berukuran pasir. Pada aliran ini, aliran debris yang bersifat pasiran digambarkan diatas
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
4/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
167 Copyright @2010 by Djauhari Noor
akumulasi. Dasar permukaan terhadap endapan ini adalah erosional dan seringkali diekpresikan
sebagai scour dan flute . Bidang permukaan ini merupakan bukti adanya arus yang cepat yang
memindahkan kearah bagian bawah lereng yang curam dengan gerakan interaksi antar butir dengan
mengerosi dan menggesek. Dengan berkurangnya kemiringan lereng, sedimen sedimen berbutir
kasar akan diendapkan menghasilkan kombinasi struktur graded bedding normal dan atau
lapisan massif dengan struktur gradded bedding terbalik .
11.4. Turbidit
Istilah turbidit diperkenalkan pertama kalinya oleh Kuenen (1957) untuk mewakili suatu
endapan yang berasal dari arus turbit. Adalah Arnold Bouma, sebagai mahasiswa yang membantu
pekerjaaan Kuenen dan mempublikasikan hasil penelitiannya untuk singkapan singkapan batupasir
yang berada di daerah Annot sebelah tenggara Perancis yang kemudian untuk pertama kalinya
memperkenalkan model facies turbidit vertikal (Bouma, 1962) yang kemudian dikenal sebagai
“Bouma Sekuen”.
11.4.1 Sedimen Turbidit
Meskipun semua sedimen aliran densitas dipahami sebagai sedimen yang bersifat tidak tetap
Mulder & Alexander (2001) membagi sedimen ini berdasarkan atas lamanya arus turbulen bekerja,
yaitu:
1.
Durasi aliran densitas yang cepat
2. Perilaku aliran densitas dimana bagian kepala dari aliran densitas mengendalikan
pengendapan. (Bouma sequences atau turbidites)
3. Arus dimana kepala dari aliran densitas tidak berpengaruh bila dilihat sebagai bagian dari
badan aliran.
11.4.2 Endapan Turbidit
1.
Definisi Endapan Turbidit
Secara umum turbidit didefinisikan sebagai sedimen yang diendapkan oleh suatu mekanisme
arus turbit. Middelton dan Hampton (1973) menyebut sebagai sedimen aliran gravitasi yang
menyebabkan terjadinya arus kenyang (turbidity current) karena adanya longsoran pada lereng
benua yang disebabkan oleh getaran, baik itu gempa bumi maupun tsunami. Mekanisme
pengendapannya berasal dari onggokan-onggokan sedimen yang berada pada lereng suatu
cekungan, karena suatu getaran kemudian sedimen tersebut meluncur kebawah. Luncuran-luncuran
ini menghasilkan lengseran yang kemudian berkembang menjadi suatu arus turbid dimana
sedimennya lepas-lepas dan butir-butirnya bergerak sendiri-sendiri yang pada awalnya masih terikat
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
5/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
168 Copyright @2010 by Djauhari Noor
dan menyatu karena kohesi antar butirnya. Butiran-butiran ini kemudian pada akhirnya mengendap
pada dasar cekungan. Sedangkan menurut Friedman dan Sanders (1978), arus turbidit adalah aliran
arus pekat yang dihasilkan oleh masa dari butiran (padatan) sedimen yang berada didalam media
aliran tersebut.
Berdasarkan gerak relatif antara butir dan jarak dari sumber, Middelton dan Hampton (1973)
membagi 4 jenis arus densitas:
1.
Aliran Arus Kenyang (Turbidity current ): butir-butir telah lepas sama sekali dan masing-
masing butir didukung oleh fluida/media (telah terinduksi menjadi turbulen)
2. Aliran Sedimen Yang Difluidakan (Fluidizes sediment flow) : butiran yang lepas
didukung oleh cairan yang diperas keatas antar butir. Butir-butir masih bersentuhan.
3. Aliran Butiran (Grain flow ): dimana butir-butir belum lepas dan dalam mengalir saling
berentuhan.
4. Aliran Rombakan (Debris flow ) : dimana butir-butir kasar masih didukung oleh matrik
(masa dasar) campuran sedimen yang lebih halus dan media (air) dan masih mempunyai
kekuatan
Bouma (1962) mempelajari dengan seksama endapan turbidit purba dan menemukan urut-
urutan yang khas yang dikenal dengan Sekuen Boma. Sekuen ini merupakan model fasies dari
turbidit yang disusun oleh lima interval dan mempunyai ciri-ciri sebagai berikut (Gambar 11-3):
Gambar 11-3 Model Fasies Vertikal Turbidit Bouma
1. Interval Perlapisan Bersusun (Ta): Interval lapisan bersusun (graded beding)
merupakan bagian terbawah dari model fasies ini, bertekstur pasiran kadang-kadang
krakalan atau krikilan. Struktur perlapisan bersusun ini akan menjadi tidak jelas atau hilang
sama sekali apabila batupasir yang menyusun interval ini trpilah dengan baik. Tandastruktur lainnya tidak tampak.
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
6/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
169 Copyright @2010 by Djauhari Noor
2. Interval Laminasi Sejajar Bagian Bawah (Tb): Interval laminasi sejajar bagian bawah
(lower of paralel laminate). Interval laminasi sejajar bagian bawah (lower of paralel
lamination) tersusun dari perselingan antara batupasir dengan serpih atau batulempung.
Bidang sentuh (kontak) dengan interval di bawahnya mungkin berlangsung.
3. Interval Riak Arus (Tc): Interval riak arus (interval of current lamination ) dicirikan dengan
adanya struktur riak arus yang tingginya maksimal 5 cm dan panjang maksimal 20 cm,
kadang nampak foreset lamination dan struktur riak arus yang berbentuk konvolut.
4. Interval Laminasi Sejajar Bagian Atas (Td): Interval laminasi sejajar bagian atas
(upper interval of parallel lamination) tersusun dari perselingan antara batupasir halus
dengan batulempung, struktur laminasi sejajarnya tidak begitu jelas, apabila terkena proses
pelapukan atau gangguan tektonik, kadang-kadang lempung pasirannya berkurang kearah
vertikal, bidang sentuhnya dengan interval di bawahnnya sangat jelas.
5. Interval Pelitik (Te): Interval pelitik tersusun dari batuan yang bersifat lempungan dan
tidak menunjukan adanya struktur yang jelas, kearah tegak pada interval ini material
pasirannya berkurang dan ukuran besar butirnya makin menghalus. Cangkang foraminifera
mungkin ditemukan. Bidang sentuh dengan interval dibawahnya berangsur, diatas interval
ini sering ditemukan lapisan yang bersifat napalan.
Bouma (1962) menyatakan turbidit dengan fasies yang lengkap (dari interval Ta hingga
interval Te) hanya dijumpai pada lapisan yang tebal saja, umumnya fasies yang dijumpai telah
hilang pada bagian atas, bawah atau keduanya. Selanjutnya ia menjelaskan bahwa baik kecepatan
maupun ukuran besar butir berkurang kearah hilir. Hal ini menyebabkan urut-urutan turbidit menjadi
T1 (Ta-e), T2 (Tb-e), T3 (Tc-e), T4 (Tc-e), T5(Te) yang terbentuk.
Urutan - urutan yang umum ditemukan:
1. Base cut out sequence. Merupakan urutan turbidit yang tidak utuh, yaitu interval bagian
bawahnya hilang. Bagian interval yang hilang bisa berupa Ta, Ta-b, Ta-c dan Ta-d.
2.
Trancated sequence. Interval yang hilang pada sekuen ini adalah interval bagian atas,
yakni Tb-e, Tc-e,Td-e dan Te.
3. Truncated, base cut out sequence. Pada sekuen ini baik interval bagian atas maupun
bawahnya hilang. Interval yang muncul berkisar antara Tb – Td. Keadaan ini disebut
truncated, base cut out sequence.
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
7/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
170 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Dari berbagai klasifikasi yang ada, klasifikasi yang dibuat oleh Walker (1978) merupakan
klasifikasi yang paling sederhana dalam penggunaannya untuk menafsirkan endapan turbidit. Walker
(1978) membagi fasies turbidit menjadi lima fasies, yaitu:
A.
Turbidit Klasik (Classic Turbidite). Turbidit klastik terdiri atas urutan batupasir –
batulempung yang dapat digolongkan dalam urutan Bouma (1962) yang lengkap untuk suatu
endapan turbidit. Namun demikian urutan – urutan yang lengkap jarang dijumpai, dengan demkian
juga dalam urutan terbalik, tetapi yang sering dijumpai adalah urutan yang tidak lengkap.
B. Batupasir Masif (Masive Sandstones). Batupasir masif merupakan gardasi dari turbidit
klastik, yaitu berkurangnya perselingan batulempung dan bertambahnya paritan serta ketidak aturan
perlapisan. Ukuran butir semakin bertambah kasar, demikian juga dengan ketebalan batupasir
bertambah. Baupasir masif terdiri dari perlapisan batupasir tanpa perselingan batulempung, yang
kalau digolongkan ke dalam urutan Bouma (1962) merupakan urutan Ta (graded bedding) karena
interval lain tidak terdapat. Lapisan batu pasirmasif tanpa struktur sedimen, kecuali struktur
mangkok yang terkadang mungkin dapat ditemukan, ketebalan lapisan berkisar 0.5 – 5 meter.
C. Batupasir Kerikilan (Pebbly Sandstones). Fasies batupasir kerikilan ini dicirikan oleh
ketebalan lapisan berkisar 0.5 – 5 meter, batas bawah tegas dan tidak terdapat interkalasi
batulepung atau serpih untuk fasies ini.urutan Bouma atau struktur sedimen turbidit klasitik tidak
berlaku atau tidak digunakan. Merupakan struktur sedimen perlapisan bersusun dapat ditemukandengan besar butir mulai kerikilan dibagian dasar sampai ukuran sedang. Perlapisan yang biasanya
terjadi dari perselingan lapisan yang kaya akan kerikilan dan lapisan yang miskin dengan kerikil
dengan tebal rata-rata lapisan 5 – 20 cm, dengan struktur sedimen mangkok atau planar tabular.
D.
Konglomerat yang didukung oleh fragmen (Conglomerate supported by
fragment): Fasies konglomerat ini disebut “clay supported conglomerat“ yang dicirikan oleh:
1. Umumnya terdapat struktur perlapisan bersusun dari jenis normal atau terbalik dengan
ketebalan lapisan 20 – 30 cm.
2. Stratifikasi bisa ada ataupun tidak
3. Setiap lapisan bisa tebal hingga 1- 5 cm
4. Dasar perlapisan biasanya tegas dan paritan biasanya ada
5.
Interkalasi serpih atau baulempung jarang terdapat.
Perlapisan yang didukung oleh matrik (Matrix supported beds ). Fasies ini disebut sebagai
“matrixs suported beds” oleh Walker (1978) yang meliputi batupasir, kerikil, kerakal dan bongkah
yang didukung matrik. Endapan Debris Flow (DF) dan Slump (SL) termasuk dalam fasies ini. Dasar
perlapisan tidak teratur dan tidak terdapat kemas tertutup, tetapi biasanya fragmen atau bongkah
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
8/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
171 Copyright @2010 by Djauhari Noor
yang ada terletak mengambang dalam matrik. Distribusi lateral endapan turbidit sepanjang
cekungan menurut Walker (1978) adalah bahwa semakin kearah laut yang lebih dalam sedimen
kasar semakin menghilang. Akibatnya makin kearah laut dalam akan didapatkan struktur sedimen
bagian-bagian atas dari seri Bouma (1962). Walker (1978) mengajukan formulasi yang lebih
lengkap, yang mencerminkan produk sedimentasi baik oleh arus pekat maupun oleh longsoran
bawah laut, yang memunculkan fasies-fasies endapan turbidit secara umum mulai dari lereng
kontinen yaitu endapan kipas atas, endapan kipas tengah dan endapan kipas bawah.
Progradasi endapan kipas bawah laut menimbulkan urutan-urutan stratigrafi hipotesis seperti
diperlihatkan pada gambar 8-4. Dapat dilihat adanya dua sekuen menjadi ciri utama dari stratigrafi
hipotesis Walker tersebut. Pertama sekuen menebal keatas merupakan ciri fasies endapan kipas
bawah sampai kipas tengah. Kedua, sekuen menipis keatas merupakan ciri fasies endapan kipas
tengah (bagian tengah) dan kipas atas.
Struktur turbidit Bouma (1962) lebih berkembang pada fasies kipas bawah sampai kipas
tengah. Beberapa ciri litologi dan asosiasi struktur sedimen juga membeda bedakan ketiga fasies
tersebut diatas. Endapan kipas bawah dicirikan oleh dominasi batulempung dan perselingan
batupasir dengan struktur turbidit klastik dari Bouma (1962). Munculnya batupasir masif
(Walker,1978) dan sekuen A dari Bouma mencirikan mulainya endapan kipas tengah bagian
bawah. Batupasir yang muncul semakin intensif dengan disertai munculnya konglomerat
menandakan endapan kipas tengah bagian tengah. Dominasi batulempung kearah kipas tengah
bagian atas semakin berkurang dan menurut stratigrafi hipotesis diatas, batulempung menghilang
pada kipas atas dimana litologinya adalah konglomerat, batupasir endapan debris flow dan sedimen
berstruktur slump.
Gambar 8-4 Model Hipotetis Kipas Bawah Laut (Walker, 1978)
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
9/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
172 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-5 Urut urutan vertikal Kipas Bawah Laut (Walker, 1978)
TURBIDIT
KLASIK (TK)
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
10/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
173 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-6 Singkapan Sedimen yang sangat tebal dari Endapan Turbidit Klasik
Struktur Bouma lengkap: Ta – Tb, Tc, Td, dan Te
Parelel laminasi dan Ripple Lapisan Bersusun (Graded Bedding)
Gambar 8-7 Struktur Sedimen Bouma
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
11/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
174 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-8 Profil singkapan penipisan kearah atas (Thinning upwardsequences)
Gambar 8-9 Profil singkapan penebalan kearah atas (Thickeningupward sequences)
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
12/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
175 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-10 Profil singkapan penebalan kearah atas (Thickeningupward sequences)
Gambar 8-11 Profil singkapan Perlapisan yang didominasi batupasiryang mencirikan proximal turbidites (Bagian Berlembah dari Suprafan lobe on Mid Fan)
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
13/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
176 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-12 Profil singkapan Perlapisan yang didominasi oleh perlapisanbatupasir (masive sandstone) daan sekuen menipis keatas (thinning upwardsequence). Merupakan ciri dari “Bagian Berlembah dari Supra fan lobe on MidFan”
Gambar 8-13 Endapan “chaotic” diantara 2 sikuen utama dari endapan batupasir.
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
14/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
177 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-14 Pengisian saluran (Channel-fill) yang menutupi endapan “chaotic” serta and mulainya sikuen endapan batupasir.
Gambar 8-15. Perselingan “distal” and “proximal” turbidit. Setiap bidangperlapisan memisahkan masing-masing endapan.
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
15/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
178 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-16 Memperlihatkan “slump structures” yang berada didalam lapisanbatupasir
Gambar 8-17 Memperlihatkan “slump structures” yang berada didalam lapisanbatupasir
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
16/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
179 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-19 Kontak antara lapisan dasar (debrite) yang ditutupi oleh “channel sandstone” yang tebal.
Gambar 8-20 Bentuk “scour marks” pada dasar lapisan
saluran (channel bed).
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
17/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
180 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Beberapa Contoh Analisa Profil Model Kipas Bawah Laut
Gambar 8-21 Profil singkapan yang menunjukkan lingkungan kipas bawah laut bagian “SuprafanLobe on Mid Fan” dan “ Upper Fan”
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
18/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
181 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-22 Profil singkapan yang menunjukkan lingkungan kipas bawah laut bagian “Suprafan
Lobe on Mid Fan”
-
8/20/2019 Sedimen Klastik Laut Dalam
19/19
Bab 11 Sistem Sedimen Laut Dalam 2010
182 Copyright @2010 by Djauhari Noor
Gambar 8-23 Profil singkapan yang menunjukkan lingkungan kipasbawah laut bagian “Lower Fan” (bawah) dan “Suprafan Lobes on Mid
Fan” (atas)