Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk di permukaan bumi pada kondisi temperatur dan tekanan yang rendah. Batuan ini berasal dari batuan yang lebih dahulu terbentuk, yang mengalami pelapukan, erosi, dan kemudian lapukannya diangkut oleh air, udara, atau es, yang selanjutnya diendapkan dan berakumulasi di dalam cekungan pengendapan, membentuk sedimen. Material-material sedimen itu kemudian terkompaksi, mengeras, mengalami litifikasi, dan terbentuklah batuan sedimen.
Batuan sedimen meliputi 75% dari permukaan bumi. Diperkirakan batuan sedimen mencakup 8% dari total volume kerak bumi.
Batuan sedimen terjadi akibat pengendapan materi hasil erosi. Materi hasil erosi terdiri atas berbagai jenis partikel yaitu ada yang halus, kasar, berat dan ada juga yang ringan. Cara pengangkutannya pun bermacam-macam seperti terdorong (traction), terbawa secara melompat-lompat (saltation), terbawa dalam bentuk suspensi, dan ada pula yang larut (solution).
Klasifikasi batuan sedimen berdasarkan genesannya
Berdasarkan proses yang bertanggung jawab untuk pembentukan mereka, batuan sedimen dapat dibagi menjadi empat kelompok: batuan sedimen klastik , batuan sedimen biokimia (atau biogenik) , batuan sedimen kimia dan kategori keempat untuk "kategori lainnya" adalah untuk batuan sedimen yang dibentuk oleh dampak vulkanisme, dan proses-proses minor lainnya.
Batuan Sedimen Klastik
Batuan sedimen klastik terdiri dari mineral silikat dan fragmen batuan yang diangkut menggunakan fluida yang bergerak (sebagai bed load, suspended load, atau sebagai sedimen aliran gravitasi) dan terendapkan ketika fluida ini berhenti. Batuan sedimen klastik sebagian besar terdiri dari kuarsa, feldspar, fragmen batuan (litik), mineral lempung, dan mika; banyak mineral lainnya dapat hadir sebagai mineral aksesoris dan mungkin penting secara lokal.
Sedimen klastik, dan akhirnya menjadi batuan sedimen klastik, dibagi sesuai dengan ukuran partikel yang dominan (diameter). Kebanyakan ahli geologi menggunakan skala ukuran butir Udden-Wentworth dan membagi sedimen terkonsolidasi menjadi tiga fraksi: kerikil (diameter> 2 mm ), pasir (diameter 1/16 hingga 2 mm ), dan lumpur (lempung berdiameter <1/256 mm sedang lanau berdiameter antara 1/16 dan 1/256 mm). Klasifikasi batuan sedimen klastik sejajar skema ini; konglomerat dan breksi sebagian besar terbuat dari kerikil, batupasir sebagian besar terbuat dari pasir dan batulumpur sebagian besar terbuat dari lumpur. Subdivisi tripartit ini mirip dengan pembagian kategori pada literatur yang lebih tua yakni rudit, arenit, dan lutit.
Subbagian tiga kategori luas ini didasarkan pada perbedaan dalam bentuk klas (konglomerat dan breksi), komposisi (batupasir), ukuran butir dan / atau tekstur (batulumpur).
contoh batuan sedimen klastik (batupasir kuarsa)
contoh batuan sedimen klastik (batulempung)
Batuan sedimen biokimia
Batuan sedimen biokimia dibuat ketika biota menggunakan bahan terlarut di udara atau air untuk membangun jaringan mereka. Contohnya termasuk :
- Sebagian besar batugamping yang terbentuk dari kerangka biota berkapur seperti karang, moluska, dan foraminifera.
contoh batugamping yang tersusun dari kerangka moluska
- Batubara, terbentuk dari tanaman yang menghilangkan karbon dari atmosfer dan mengkombinasikannya dengan unsur-unsur lain untuk membentuk jaringannya.
- Endapan rijang terbentuk dari akumulasi kerangka mengandung silika dari biota mikroskopis seperti radiolaria Dan diatom.
Batuan sedimen kimia
Batuan sedimen kimia terbentuk ketika konstituen mineral dalam larutan menjadi jenuh dan terpresipitasi secara anorganik . Batuan sedimen kimia yang umum meliputi batugamping oolitik dan batuan-batuan yang terdiri dari mineral evaporit, seperti halit (batuan garam), silvit, barit dan gypsum.
Deposisi dan diagenesis
Transportasi sedimen dan deposisi (pengendapan)
Batuan sedimen terbentuk ketika sedimen diendapkan dari udara, es, angin, gravitasi, atau air mengalir yang membawa partikel dalam bentuk suspensi. Sedimen ini sering terbentuk ketika pelapukan dan erosi memecah batuan di daerah sumber (provenans) menjadi material . Material kemudian diangkut dari daerah sumber ke daerah pengendapan. Jenis sedimen yang diangkut tergantung pada keadaan geologi dari hinterland (daerah sumber sedimen). Namun, beberapa batuan sedimen, seperti evaporit, terdiri dari material yang terbentuk di tempat pengendapan. oleh karena itu, sifat batuan sedimen, tidak hanya tergantung pada pasokan sedimen, tetapi juga pada lingkungan pengendapan sedimen di mana ia terbentuk.
Diagenesis
Istilah diagenesis digunakan untuk menggambarkan semua perubahan kimia, fisik, dan biologis, termasuk sementasi, yang dialami oleh sedimen setelah deposisi awal, eksklusif pada pelapukan permukaan. Beberapa dari proses ini menyebabkan sedimen terkonsolidasi: membentuk substansi solid dan kompak dari material lepas. Batuan sedimen muda, terutama mereka yang berusia Kuarter (periode terbaru dari skala waktu geologi) sering masih belum terkonsolidasi. Ketika deposisi sedimen terjadi, pembebanan (overburden) menyebabkan tekanan meningkat, dan proses yang dikenal sebagai litifikasi berlangsung.
Batuan sedimen sering terjenuhkan dengan air laut atau air tanah, di mana mineral dapat terlarut atau terendapkan. Mengendapnya mineral mengurangi ruang pori dalam batuan, proses yang biasa disebut sementasi. Karena penurunan ruang pori, cairan bawaan asli terusir atau dikeluarkan. Mineral yang diendapkan membentuk semen dan membuat batuan lebih kompak dan kompeten. Dengan cara ini, klas-klas yang semula longgar dalam batuan sedimen dapat menjadi "terpaku" bersama-sama.
Seiring sedimentasi berlangsung, lapisan batuan yang lebih tua menjadi terkubur lebih dari sebelumnya. Tekanan litostatik dalam batuan meningkat seiring meningkatnya beban dari sedimen di atasnya. Hal ini menyebabkan Kompaksi (pemadatan), sebuah proses di mana butir-butir klas ter-reorganisasi. Kompaksi adalah proses diagenesa yang penting dalam pembentukan - misalnya- batulempung, yang awalnya dapat terdiri dari 60% air. Selama pemadatan, air interstitial ini ditekan keluar dari ruang pori. Kompaksi juga dapat terjadi sebagai hasil dari pelarutan butiran akibat larutan tekanan. Material terlarut akan terendapkan lagi di ruang pori terbuka, yang berarti akan ada aliran material ke dalam pori-pori. Namun, dalam beberapa kasus, mineral tertentu larut dan tidak mengendap lagi. Proses ini, disebut pencucian (leaching), meningkatkan ruang pori di batuan.
Beberapa proses biokimia, seperti aktivitas bakteri, dapat mempengaruhi mineral dalam batuan dan oleh karena itu dianggap sebagai bagian dari diagenesis. Jamur dan tanaman (oleh akarnya) dan berbagai organisme lain yang hidup di bawah permukaan juga dapat mempengaruhi diagenesis.
Penguburan (overburden) batuan akibat sedimentasi yang sedang berlangsung menyebabkan peningkatan tekanan dan temperatur, yang merangsang reaksi kimia tertentu. Contohnya adalah reaksi di mana bahan organik menjadi lignit atau batubara. Ketika suhu dan peningkatan tekanan lebih jauh, ranah diagenesis membuat jalan bagi metamorfosis, proses yang membentuk batuan metamorf.
Sifat-sifat batuan sedimen
Warna
Warna dari batuan sedimen sebagian besar ditentukan oleh besi yang terkandung didalamnya, yang merupakan unsur dengan dua oksida utama: besi (II) oksida dan besi (III) oksida. Besi (II) oksida hanya terbentuk dalam keadaan anoxic dan menyebabkan batuan berwarna abu-abu atau kehijauan. Besi (III) oksida sering muncul dalam bentuk mineral hematit dan menyebabkan batuan berwarna kemerahan hingga kecoklatan. Dalam iklim kering benua, batuan berada dalam kontak langsung dengan atmosfer di mana oksidasi adalah proses penting, sehingga menyebabkan batuan berwarna merah atau oranye. Sekuen tebal batuan sedimen berwarna merah yang terbentuk di iklim arid sering disebut red bed. Namun, warna merah tidak selalu berarti bahwa batuan tersebut terbentuk di lingkungan benua atau di iklim kering.
Kehadiran bahan organik dapat mewarnai batuan menjadi hitam atau abu-abu. Bahan organik di alam terbentuk dari organisme mati yang sebagian besar tanaman. Biasanya, bahan tersebut akhirnya meluruh oleh oksidasi atau aktivitas bakteri. Meskipun begitu, dalam keadaan anoxic, bahan organik tidak dapat membusuk, dan menjadi sedimen gelap yang kaya bahan organik tersebut. Hal ini dapat terjadi misalnya di bagian bawah laut dalam dan danau. Hanya terdapat sedikit aliran air di lingkungan tersebut, sehingga oksigen dari air permukaan tidak dibawa turun, dan sedimen yang terendapkan disana biasanya adalah batulempung. Oleh karena itu batuan gelap kaya bahan organik yang sering terbentuk adalah serpih.
contoh sampel konkresi besi
Tekstur
Ukuran, bentuk dan orientasi klas atau mineral dalam batuan disebut tekstur. Tekstur adalah sifat-sfiat skala kecil dari batuan, namun tekstur juga cukup banyak ditentukan oleh sifat-sifat batuan skala besar, seperti kepadatan, porositas atau permeabilitas.
Batuan sedimen klastik memiliki 'tekstur klastik', yang berarti mereka terdiri dari klas-klas. Orientasi tiga dimensi dari klas-klas disebut fabrik batuan. Antara setiap klas-klas, batuan dapat terdiri dari matriks atau semen (yang terakhir dapat terdiri dari kristal yang berasal dari satu atau lebih mineral presipitasi). Ukuran dan bentuk klas-klas dapat digunakan untuk menentukan kecepatan dan arah arus di lingkungan pengendapan di mana batuan itu terbentuk; batulempung gampingan berbutir halus hanya terendapkan di air tenang sementara kerikil dan klas-klas yang lebih besar hanya terendapkan oleh air yang bergerak cepat. Ukuran butir batuan biasanya dinyatakan dengan skala Wentworth, namun skala alternatif kadang-kadang digunakan. Ukuran butir dapat dinyatakan sebagai diameter atau volume, dan selalu nilai rata-rata karena batuan terdiri dari klas-klas dengan ukuran yang berbeda. Distribusi statistik dari ukuran butir yang berbeda untuk jenis batuan yang berbeda dijelaskan dalam sifat yang disebut pemilahan batuan (sortasi). Ketika semua klas kurang lebih berukuran sama, batuan disebut 'sortasi baik', dan ketika ada variasi yang cukup besar dari ukuran klas/butir, batuan disebut 'sortasi buruk'.
Bentuk butiran dapat mencerminkan asal batuan.
Coquina, batuan yang terdiri dari klas kerang yang rusak, hanya dapat terbentuk dalam air energetik. Bentuk klas dapat dijelaskan dengan menggunakan empat parameter;
- Tekstur permukaan menggambarkan relief skala kecil permukaan butiran yang terlalu kecil untuk dapat mempengaruhi bentuk umumnya.
- Kebundaran atau roundness menggambarkan kehalusan bentuk butir.
- Kebulatan atau sphericity menggambarkan sejauh mana bentuk butir atau klas mendekati bola.
- Bentuk butir menggambarkan bentuk tiga dimensi dari butir.
Batuan sedimen kimia memiliki tekstur non-klastik, yang terdiri sepenuhnya dari kristal. Untuk menggambarkan tekstur batuan tersebut, hanya ukuran rata-rata kristal dan fabrik yang diperlukan.
batuan sedimen klastik nampak kesan butir
batuan sedimen non-klastik tanpa kesan butir
Mineralogi
Kebanyakan batuan sedimen mengandung baik kuarsa (terutama batuan silisiklastik) maupun kalsit ( terutama batuan karbonat). Berbeda dengan batuan beku dan batuan metamorf, batuan sedimen biasanya mengandung sangat sedikit mineral utama yang berbeda. Namun, asal usul mineral dalam batuan sedimen sering lebih kompleks daripada dalam batuan beku. Mineral dalam batuan sedimen dapat (telah) dibentuk oleh presipitasi selama sedimentasi maupun ketika terjadi diagenesis. Dalam kasus diagenesis, mineral presipitasi dapat tumbuh di atas semen yang lebih tua satu generasi. Sejarah diagenesis kompleks dapat dipelajari di mineralogi optik, menggunakan mikroskop petrografi.
Batuan sedimen karbonat dominan terdiri dari mineral karbonat seperti kalsit, aragonit atau dolomit. Baik semen maupun klas/butir (termasuk fosil dan ooid) dari batuan karbonat dapat terdiri dari mineral karbonat. Mineralogi dari batuan sedimen klastik ditentukan oleh material yang dipasok dari daerah sumber, cara transportasi ke tempat pengendapan dan stabilitas mineral tertentu. Stabilitas mineral pembentuk utama batuan (ketahanan terhadap pelapukan) dinyatakan oleh seri reaksi Bowen. Dalam seri ini, kuarsa adalah yang paling stabil, diikuti oleh feldspar, mika, dan mineral kurang stabil lainnya yang hanya hadir ketika telah terjadi sedikit pelapukan. Jumlah pelapukan terutama bergantung pada jarak ke daerah sumber, iklim lokal dan waktu yang dibutuhkan untuk sedimen yang akan diangkut sana. Di sebagian besar batuan sedimen, mika, mineral feldspar dan mineral kurang stabil lainnya telah bereaksi dengan mineral lempung seperti kaolinit, illite atau smektit.
Fosil
Di antara tiga jenis utama dari batuan, fosil paling sering ditemukan di batuan sedimen. Tidak seperti kebanyakan batuan beku dan batuan metamorf, batuan sedimen terbentuk pada suhu dan tekanan yang tidak merusak sisa-sisa fosil. Seringkali fosil ini mungkin hanya terlihat ketika belajar di bawah mikroskop (mikrofosil) atau dengan kaca pembesar atau lup.
Organisme mati di alam biasanya cepat dihapus oleh binatang pemakan bangkai dan bakteri, maupun akibat pembusukan dan erosi. Namun, sedimentasi dapat berkontribusi untuk keadaan tertentu di mana proses alami yang tadi disebutkan tidak mampu bekerja, sehingga menyebabkan fosilisasi. Kesempatan fosilisasi jauh lebih tinggi ketika: tingkat sedimentasi sangat tinggi (menyebabkan bangkai cepat terkubur), di lingkungan anoxic (di mana hanya terjadi sedikit aktivitas bakteri), maupun jika organisme memiliki kerangka yang keras. fosil terawat berukuran besar relatif jarang.
Fosil dapat berbentuk sisa-sisa langsung atau jejak organisme dan kerangka mereka. Paling umum diawetkan adalah bagian keras dari organisme seperti tulang, tempurung, dan jaringan kayu dari tanaman. Jaringan lunak memiliki kesempatan yang jauh lebih kecil untuk diawetkan dan terfosilisasi, dan jaringan lunak dari hewan yang lebih tua dari 40 juta tahun sangat jarang. Jejak dari organisme yang dibuat saat masih hidup disebut fosil jejak. Contohnya adalah liang, jejak kaki, dll.
Menjadi bagian dari batuan sedimen atau metamorf, fosil menjalani proses diagenesa yang sama seperti batuan. Misalnya, sebuah tempurung terdiri dari kalsit dapat melarutkan sementara semen silika kemudian mengisi rongga. Dengan cara yang sama, mineral-mineral presipitasi dapat mengisi rongga-rongga yang sebelumnya ditempati oleh pembuluh darah, jaringan pembuluh darah atau jaringan lunak lainnya. Hal ini dapat mempertahankan bentuk organisme tetapi mengubah komposisi kimia, proses yang disebut permineralization. Mineral yang paling umum di semen permineralisasi adalah karbonat (terutama kalsit), berbagai bentuk silika amorf (kalsedon, flint, rijang) dan pirit. Dalam kasus semen silika, proses ini disebut litifikasi.
Pada suhu dan tekanan yang tinggi, bahan organik dari organisme mati mengalami reaksi kimia di mana zat-zat mudah menguap (volatil) seperti air dan karbon dioksida akan dikeluarkan. Fosil tersebut, pada akhirnya, terdiri dari lapisan tipis karbon murni atau bentuk mineralisasinya, grafit. Jenis fosilisisasi ini disebut karbonisasi. Hal ini sangat penting untuk fosil tanaman. Proses yang sama bertanggung jawab untuk pembentukan bahan bakar fosil seperti lignit atau batubara lainnya.
contoh makrofosil
Lingkungan Pengendapan Batuan Sedimen
Situasi di mana batuan sedimen terbentuk disebut lingkungan pengendapan. Setiap lingkungan pengendapan memiliki kombinasi karakteristik proses geologi dan situasi yang berbeda. Jenis sedimen yang diendapkan tidak hanya bergantung pada sedimen yang diangkut ke suatu tempat, tetapi juga bergantung pada lingkungan pengendapan itu sendiri.
Lingkungan pengendapan laut atau marin bermakna bahwa batuan tersebut terbentuk di laut atau samudra. Seringkali, Lingkungan pengendapan laut dangkal dan laut dalam dibedakan. Laut dalam biasanya mengacu pada lingkungan pengendapan dengan kedalaman lebih dari 200 m di bawah permukaan air. Lingkungan laut dangkal ada yang berdekatan dengan garis pantai dan dapat meluas keluar batas landas kontinen (continental shelf / paparan benua). Air di lingkungan tersebut memiliki energi yang umumnya lebih tinggi daripada di lingkungan laut dalam karena aktivitas gelombang. Ini berarti bahwa partikel sedimen kasar dapat diangkut dan sedimen yang diendapkan bisa lebih kasar daripada di lingkungan laut dalam. Ketika sedimen yang tersedia diangkut dari benua, secara bergantian pasir, lempung, dan lanau diendapkan. Ketika benua terletak sangat jauh, jumlah sedimen yang dibawa tersebut mungkinlebih sedikit, dan proses biokimia mendominasi jenis batuan yang terbentuk. Terutama di iklim hangat, lingkungan laut dangkal yang jauh dari lepas pantai biasanya terdiri dari endapan karbonat. Air dangkal dan hangat merupakan habitat yang ideal bagi banyak organisme kecil yang membangun kerangka karbonat. Ketika organisme ini mati, kerangka mereka tenggelam ke dasar, membentuk lapisan tebal lumpur gampingan yang dapat membatu menjadi batugamping. Lingkungan laut dangkal yang hangat juga merupakan lingkungan yang ideal untuk terumbu karang, yang merupakan sedimen yang terdiri dari kerangka karbonat dari organisme yang lebih besar.
Di lingkungan pengendapan laut dalam, arus air di dasar laut kecil. Hanya partikel halus dapat diangkut ke tempat-tempat ini. Biasanya sedimen yang terendapkan di dasar laut dalam adalah lempung halus atau kerangka-kerangka kecil mikroorganisme. Pada kedalaman 4 km, kelarutan karbonat meningkat secara dramatis (zona kedalaman di mana hal ini terjadi disebut isoklin). Sedimen karbonatan yang tenggelam di bawah lysoklin kemudian larut, sehingga tidak ada batugamping yang dapat dibentuk di bawah kedalaman ini. Namun Kerangka mikro-organisme yang terbentuk dari silika (seperti radiolaria) masih dapat bertahan. Contoh dari batuan yang terbentuk dari kerangka silika adalah radiolarit. Ketika dasar laut memiliki kemiringan kecil, misalnya di lereng benua, endapan sedimen yang ada dapat menjadi tidak stabil, menyebabkan terjadinya arus turbidit. Arus turbidit adalah gangguan mendadak pada lingkungan laut yang cukup dalam dan dapat menyebabkan pengendapan spontan sedimen dalam jumlah besar, seperti pasir dan lanau. Urutan batuan yang terbentuk oleh arus turbidit disebut turbidit.
Lingkungan pengendapan transisi (terminologi amerika serikat = lingkungan pengendapan pantai) didominasi oleh aksi gelombang. Di pantai, sedimen dominan kasar seperti pasir atau kerikil terendapkan, sering berbaur dengan fragmen tempurung. Dataran pasang surut (tidal flat) dan shoal merupakan tempat-tempat yang kadang-kadang kering karena air pasang. Mereka sering dipotong oleh gully, di mana aliran gully tersebut lebih besar dan juga ukuran butir material yang terbawa dan terendapkan lebih besar. Dimanapun di sepanjang pesisir (baik pesisir dari laut atau danau) badan air yang dimasuki sungai, delta dapat terbentuk. Delta adalah akumulasi besar sedimen yang diangkut dari benua ke tempat-tempat di depan mulut sungai. Delta umumnya terdiri dari sedimen klastik.
Sebuah batuan sedimen yang terbentuk di benua disebut memiliki lingkungan pengendapan benua. Contoh lingkungan pengendapan benua yaitu laguna, danau, rawa, dataran banjir dan kipas aluvial. Dalam air tenang seperti rawa, danau dan laguna, sedimen halus terendapkan, bercampur dengan bahan organik dari tanaman dan hewan yang mati. Di sungai, energi air jauh lebih tinggi dan bahan yang diangkut terdiri dari sedimen klastik. Selain transportasi air, sedimen di lingkungan benua juga bisa diangkut oleh angin atau gletser. Sedimen yang diangkut oleh angin disebut Aeolian dan batuannya selalu memiliki sortasi yang baik, sedangkan sedimen yang diangkut oleh gletser disebut glasial (glacial till) dan ditandai dengan penyortiran batuan yang sangat buruk.
0 comments: