Komposisi butir sedimen dan provenance sedimen

    Sedimen merupakan kumpulan partikel yang sangat beragam. Namun jenisnya yang paling umum adalah sedimen silisiklastik namun hal tersebut berbeda dengan keterdapatan sedimen di Indonesia, terutama Pulau Jawa, karena berada dalam zona ring of fire, sedimen yang paling umum ditemui justru sedimen volkaniklastik. Hal ini sesuai dengan klasifikasi Tucker (1991) yang menyatakan bahwa sedimen atau batuan sedimen dapat dibagi menjadi empat kelompok berdasarkan pembentukannya. Pertama ada sedimen silisiklastik (terrigenous atau epiklastik) yaitu sedimen yang terdiri dari fragmen-fragmen yang berasal dari batuan telah ada sebelumnya yang tertransportasi dan terdeposisi melalui proses fisik. Contoh batuannya adalah konglomerat, breksi, batu pasir dan batu lempung, batu lanau, dan sebagainya. Lalu, kedua adalah sedimen hasil kegiatan biogenik, biokimia dan organik. Dari aktivitas hewan dan tumbuhan ditambah reaksi kimia seperti pelarutan, penguapan, dan sebagainya akan menghasilkan batuan sedimen. Contoh bantuannya adalah batugamping, deposit fosfat, batubara dan chert. Selanjutnya, yang ketiga adalah sedimen hasil proses kimiawi contohnya adalah evaporit, seperti  mineral-mineral garam dan hidrat. Kelompok keempat adalah sedimen volkaniklastik, yaitu sedimen yang terbentuk oleh fragmen-fragmen batuan hasil kegiatan volkanik.   

    Dari identifikasi komposisi butir sedimen kita dapat mendapatkan beberapa informasi mengenai sedimen tersebut antara lain dapat dimanfaatkan untuk menentukan :

1.      Nama sedimen / batuan sedimen

2.      Mekanisme / proses pembentukan dan / atau pengendapan

3.      Lingkungan pengendapan

4.      Asal sumber batuan (Provenance)

5.      Iklim pada saat sedimen terbentuk

Selain itu, komposisi partikel sedimen juga diperlukan dalam aplikasinya untuk keperluan ekonomi seperti dalam bidang eksprolasi minyak dan gas, bahan galian dan sebagainya. Berikut adalah nama – nama partikel penyusun sedimen dan keterangannya.

Tabel 2.1 Jenis partikel rombakan (detrital) dalam sedimen silisiklastik (Tucker, 1991 dengan modifikasi)

NO	Jenis Partikel	Keterangan
1	Fragmen batuan	Dapat berupa : ·         Butir batuan sedimen dan metasedimen (batulempung, batulanau, sekis mika, pelite, dll) ·         Butir batuan sedimen silikaan (chert) ·         Butir batuan beku / metamorf
2	Kuarsa	Paling umum ditemukan oleh karena merupakan mineral yang paling stabil dalam kondisi sedimentasi
3	Feldspar	·         Memiliki stabilitas mekanik dan kimiawi yang lebih rendah dari kuarsa ·         Potassium feldspar, ortoklas dan mikroklin lebih umum ditemukan daripada plagioklas
4	Mika dan lempung	·         Merupakan komponen utama dalam mudrock ·         Biotit dan muskovit bisa ditemukan dalam sedimen halus berupa lembaran – lembaran ·         Kelompok mineral lempung umumnya ditemukan berupa kaolinit, illite, klorit dan smektit
5	Mineral berat	·         Merupakan mineral aksesoris (umumnya <1% fraksi) dengan berat jenis >2,9 (berat jenis kuarsa dan feldspar adalah 2,6)
6	Partikel lainnya	Dapat berupa partikel karbonat, fosil, fosfat, dll

 

Tabel 2.2 Beberapa ciri-ciri mineral berat (Folk, 1968 dengan modifikasi)

NO	Mineral	Ciri-ciri
Kelompok mineral opak
1	Ilmenit	Hitam besi – coklat gelap, bentuk seperti lempengan-lembengan masif kadang pasiran, pecahan konkoidal
2	Magnetit	Hitam besi, isometrik, tidak ada belahan, granular dan masif, kilap metalik
3	Hematit	Abu-abu – hitam besi, hexagonal, tidak ada belahan, terdapat sisik-sisik seperti mika
4	Pirit	Kuning perunggu, granular, striasi antar bidang saling tegak lurus
Kelompok ultrastabil
1	Zircon	Kuning jernih, hijau kadang coklat / biru, prismatik, tetragonal, granular, kilap vitreous – damar, pecahan tidak rata sampai dengan konkoidal
2	Turmalin	Kunign kecoklatan, prismatik memanjang, heksagonal, ada striasi memanjang, kilap vetreous – damar, translucent, pecahan tidak rata sampai dengan konkoidal
3	Rutil	Coklat – coklat kemerahan, tetragonal, bipiramidal, bentuk ramping, striasi memanjang, prismati, masif, kilap submetalik – damar, pecahan tidan rata
Kelompok metastabil
1	Olivin	Hijau kekuningan, granular, rombik bipiramidal, pecahan konkoidal, kilap vitreous
2	Piroksen	Hitam kehijauan/ merah kecoklatan, prismatik, belahan dua arah, kilap vetreous – damar, pecahan konkoidal
3	Garnet	Kuning / coklat madu, granular, isometrik, tanpa belahan, kilap vetreous – damar, pecahan konkoidal
4	Apatit	Putih jernih kadang kebiruan, prismatik, granular, bentuk ramping panjang, belahan satu arah, kilap vetreous – damar, pecahan sub-concoidal
5	Epidot	Hijau kekuningan – hijau kecoklatan/kehitaman, prismatik, bentuk seperti papan, berserat, belahan satu arah, kilap vitreous – lemak, pecahan tidak rata sampai dengan konkoidal
6	Zoisit	Kuning keabuan, prismatik, striasi vertikal, belahan satu arah, kilap vitreous – lemak, pecahan tidak rata sampai dengan sub-concoidal
7	Kyanit	Putih kekuningan, tabular memanjang, meniang, berserat, belahan satu arah sempurna, kilap vitreous - mutiara, pecahan tidak rata
8	Andalusit	Merah rosa, prismatik, bentuk hampir persegi empat, tanpa belahan, kilap vitreous, pecahan tidak rata sampai dengan rata
9	Silimanit	Coklat, bentuk ramping, belahan satu arah, kilap buram, pecahan tidak rata

 

Provenance dari butir-butir sedimen tadi dapat ditentukan dengan menggunakan klasifikasi Dickinson, 1985 dalam Tucker, 1991. Kelimpahan dari mineral-mineral ringan seperti  kuarsa, feldspar, dan litik batuan akan menjadi kunci penting dari penentuan provenance ini. Dari provenance tadi juga dapat diperkirakan tectonic setting tempat pembentukan atau tempat asal butir sedimen tadi. Dalam Dickinson-Suczek, 1979 dijelaskan bahwa komposisi butir sedimen sangat dipengaruhi oleh karakterisitik provenance-nya dan tectonic setting , dari situ terbentuklah segitiga penetuan provenancedan tectonic setting. Secara garis besar, tectonic setting dan provenance dari butir sedimen menurut Dickinson-Suczek dibagi menjadi tiga, yakni continental block provenance, magmatic arc provenance, dan recycled orogen provenance. Continental block provenance adalah lempeng benua yang stabil yang tidak dipengaruhi atau sedikit dipengaruhi oleh aktivitas tektonik, seperti subduksi atau kolisi dan continental block provenance ini terbagi menjadi dua, yakni craton interior atau lempeng benua yang stabil dan termasuk ke dalam passive margin dan uplifted basement atau lempeng benua yang mengalami pengangkatan akibat adanya sesar atau subduksi yang letaknya jauh namun tepat mengakibatkan adanya pengangkatan, baik secara lokal maupun regional walaupun begitu, ada klasifikasi trasitional continent yang menunjukkan daerah transisi dari lempeng stabil menuju lempeng yang mengalami pengangkatan akibat tektonik. Selanjutnya ada magmatic arc, busur magmatik yang dihasilkan oleh proses subduksi antara lempeng benua dan lempeng samudera, terbagi menjadi dua grup, yakni undissected arc dan dissected arc, dan ada lagi yang menambahkan daerah transisi atau transitional arc. Undissected arc sendiri adalah tempat asal sedimen yang berupa gunung api yang masih aktif yang menyuplai sedimen berupa volcaniclastic debris maupun erosi pada permukaan gunung api tersebut yang tidak terlalu intensif. Jika gunung api telah lama tidak beraktivitas atau dimasukkan ke dalam gunung mati maka akan menjadi dissected arc, yakni suplai sedimennya berasal dari erosi tubuh gunung api, baik material vulkanik maupun plutonik yang tererosi secara intensif dan masif. Lalu, terakhir, ada recycled orogen yakni zona kompleks subduksi atau sabuk lipatan. Material seperti kuarsa dan litik sangat melimpah pada zona ini karena deformasi dari sedimen laut yang terangkat atau dari lava dan pluton yang terekspos ke lingkungan luar menghasilkan suplai kuarsa dan litik dalam jumlah besar. Recycled Orogen terbagi menjadi dua bagian kompleks, yakmni kompleks subduksi, dipenuhi oleh sedimen laut yang terangkat (ofiolit) maupun batuan beku bersifat basa-intermediet dan kompleks kolisi, dipenuhi oleh batuan beku bersifat asam dengan kandungan kuarsa yang tinggi.

 Selain itu, dari ketiga komponen tersebut dapat pula ditentukan batuan asal apakah termasuk ke dalam batuan beku atau batuan metamorf serta iklim yang mempengaruhi daerah butir tersebut, apakah humid atau arid karena iklim termasuk faktor penting dalam mengukur tingkat deformasi butir sedimen dan resistensinya terhadap pelapukan akibat iklim sesuai dengan pendapat Stunner et al, 1981 dan Basu, 1985. Dan setting tectonic yang lebih spesifik seperti segitiga Yerino & Maynard, 1984 yang membagi setting tectonic menjadi 5 bagian, yakni trailing edge (batas margin pasif), strike slip (pergeseran mendatar), continental-margin arc (batas subduksi, busur magmatik), back-island arc (busur belakang pulau) dan forearc-island arc (busur muka pulau).

Selain menggunakan mineral ringan untuk menentukan provenance dari butiran asal sedimen, juga dapat menggunakan keterdapatan mineral berat yang ada pada STA 2. Dengan menggunakan tabel McLane, 1995 yang berisikan provenance dan minera berat yang sering ditemui pada batuan asal tersebut dapat menjadi kunci untuk menentukan asal dari sedimen yang terendapkan di STA 2. Contohnya pada daerah metamorfisme berderajat rendah dan metamorfisme kontak ditemui beberapa mineral berat penciri daerah tersebut, antara andalusite, staurolite, chondrodite, corondum, topaz, tourmaline, chlorite, dan muscovite. Lalu pada daerah dengan litologi batuan beku asam ditemukan beberapa mineral penciri, yakni monazite, sphene, zircon, tourmaline, rutile, magnetite, apatite, muscovite dan pada daerah dengan litologi batuan beku basa ditemukan mineral-mineral penciri seperti ilmenite, magnetite, anatase, diopside, rutile, chromite, dan olivine.