MAKALAH BATUAN KARBONAT

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS HASANUDDIN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI

TUGAS GEOLOGI BATUAN KARBONAT Batuan Karbonat

HERYDICTUS FRIDOLIN D 611 09 006

MAKASSAR 2011

Geologi Batuan Karbonat | 1

PENDAHULUAN Pengertian Batuan Karbonat Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang mempunyai komposisi yang dominan (lebih dari 50%) terdiri dari garam-garam karbonat, yang dalam prakteknya secara umum meliputi Batugamping dan Dolomit. Karbonat mempunyai keistimewaan dalam cara terbentuknya, yaitu hanya dari larutan, praktis tidak ada sebagai detritus daratan. Pembentukan batuan karbonat secara kimia, tetapi yang penting adalah turut sertanya organisme di dalam batuan karbonat. Proses Pembentukannya dapat terjadi secara insitu, yang berasal dari larutan yang mengalami proses kimiawi maupun biokimia dimana pada proses tersebut, organism turut berperan, dan dapat pula terjadi butiran rombakan yang telah mengalami transportasi secara mekanik dan kemudian diendapkan pada tempat lain, dan pembentukannya dapat pula terjadi akibat proses diagenesa dari batuan karbonat yang lain (sebagai contoh yang sangat umum adalah proses dolomitisasi, dimana kalsit berubah menjadi dolomite). Seluruh proses pembentukan batuan karbonat tersebut terjadi pada lingkungan laut, sehingga praktis bebas dari detritus asal darat. Menurut Pettijohn (1975), batuan karbonat adalah batuan yang fraksi karbonatnya lebih besar dari fraksi non karbonat atau dengan kata lain fraksi karbonatnya >50%. Apabila fraksi karbonatnya <50% maka, tidak bisa lagi disebut sebagai batuan karbonat. Fraksi-fraksi yang umum dapat dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel Mineral Karbonat yang Umum Dijumpai Mineral Aragonit Kalsit Magnesit Dolomit Ankerit Siderit

Rumus Kimia CaCO3 CaCO3 MgCO3 CuMg(CO3)2 Ca(FeMg)(CO3)2 FeCO3

Sistem Kristal Orthorombik Heksagonal(rombohedral) Heksagonal(rombohedral) Heksagonal(rombohedral) Heksagonal(rombohedral) Heksagonal(rombohedral)

Endapan-endapan karbonat pada masa kini terutama tersusun oleh aragonite, disamping itu juga kalsit dan dolomite. Aragonite tersebut kebanyakan berasal


dari proses biogenic(ganggang hijau atau calcareous green algae) atau hasilpresipitasi langsung dari air laut secara kimiawi. Aragonite ini bersifat tidak stabil, aslinya segera setelah terbentuk akan berubah menjadi kalsit. Oleh karena adanya proses substitusi Cu dan Mg, maka endapan kalsit pada endapan masa kini ada dua macam, yaitu : 1. Low-Mg calcite, apabila kandungan MgCO3<4% dan terbentuk pada daerah yang dingin. 2. High-Mg calcite, apabila kandungan MgCO3>4% dan terbentuk pada daerah yang hangat. Ada 5 (lima) mekanisme penting yang dapat menerangkan bagaimana terjadinya pengendapan CaCO3 dan bertambahnya CO2 yang dapat terlarut dalam air (Blatt, 1982). 1. Bertambahnya suhu dan penguapan. Dari semua gas yang ada, hanya sedikit yang dapat larut dalam air panas dan hal ini yang menyebabkan mengapa batuan karbonat terbentuk hanya pada laut di daerah tropis dan subtropis, jarang didapatkan pada daerah dingin dekat kutub atau pada daerah laut dalam. 2. Pergerakan air. Pergerak air yang disebabkan oleh angin atau badai akan mengakibatkan kalsium dari organisme pembentuk karang dan lumpur karbonat bergerak berpindah ke atas permukaan air. 3. Penambahan salinitas. Karbon dioksida kurang larut dalam air garam bila dibandingkan dengan daya larutnya dalam air tawar, sehingga dengan bertambahnya salinitas akan menyebabkan karbon dioksida terbebas. Bertambahnya salinitas biasanya akibat dari penguapan dan dapat menambah jumlah kalsium sebanding dengan jumlah ion karbon. 4. Aktivitas organik. Alga dan koral mempunyai proses yang berbeda satu sama lain namun saling membutuhkan dimana alga menghirup karbon dioksida dan akan mengeluarkan oksigen selama berlangsungnya proses fotosintesa, sedangkan koral menghirup O2 dan akan mengeluarkan CO2. 5. Perubahan tekanan. Air hujan mengandung sejumlah karbon dioksida mengikat jumlah udara yang banyak, selanjutnya air hujan tersebut masuk dan melewati zona tanah dengan tekanan karbon dioksida lebih besar dibandingkan di atmosfir, akibatnya air tanah menjadi kaya akan karbon dioksida. Bila air tanah tersebut masuk ke dalam sebuah gua maka karbon akan larut dalam air dan menyebabkan terbentuknya kenampakan seperti stalaktit dan stalagmit.


Hal lain adalah terbentuknya tekstur klastik pada batuan karbonat sebagai fragmentasi atau pembentukan sekunder (contoh : oolith), dan pengendapannya menyerupai detritus.

Tekstur Pada umumnya yang menjadi unsur-unsur tekstur adalah: 1. Matriks 2. Semen Kalsit 3. Butir 4. Kerangka organik 5. Kehabluran/crystalinity Tekstur batuan karbonat dapat dibagi sebagai berikut : 1. Tekstur Primer a. Kerangka Organik Tekstur ini disusun oleh material-material yang berasal dari kerangka organik atau “skeletal” dalam pengertian Nelson, atau “frame builder”. b. Klastik/Butiran Tekstur ini dapat dibagi menjadi 3 (tiga) bagian, yaitu :  Tekstur Bioklastik Terdiri dari fragmen-fragmen ataupun cangkang-cangkang binatang, yang berupa klast (pernah lepas-lepas) : cocquina, foraminifera, keral (lepas-lepas).  Tekstur Intraklastik/ fragmen non organik Dibentuk di tempat atau ditransport, tetapi jelas hasil fragmentasi dari batuan atau sedimen gamping sebelumnya.  Tekstur Chemiklastik/ non fragmental  Butir-butir yang terbentuk di tempat sedimentasi karena proses coagulasi, akresi, penggumpalan dan lain-lain. Contoh : oolith, pisolite. c. Massa Dasar Tekstur ini disusun oleh butir-butir halus dari karbonat yang terbentuk pada waktu sedimentasi. Dalam tekstur primer, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :  Ukuran Butir Ukuran butir batuan karbonat sering dipergunakan dengan menggunakan sistem tersendiri, tetapi hal ini tidak dianjurkan. Adapun klasifikasi ukuran butir yang dipakai adalah klasidikasi


ukuran butir dan tatanama dari Folk, 1961 yang didasarkan pada klasifikasi Grabau, 1912.  Bentuk Butir Bentuk butir juga penting dalam mempelajari batugamping terutama memperlihatkan energi dalam lingkungan pengendapan. Untuk bioklastik dibedakan secara extreme :  Cangkang-cangkang yang utuh atau fragmen kerangka yang utuh/bekas pecahan jelas  Yang telah terabrasi/bulat. Untuk Chemiklastik dibedakan atas :  Spheruidal  Ovoid Untuk batugamping kerangka :  Kerangka pertumbuhan (grothframework)  Kerangka pergerakan (encrustation)  Matriks (massa dasar) Yaitu butir-butir halus dari karbonat yang mengisi rongga-rongga dan terbentuk pada waktu sedimentasi. Matriks ini dapat dihasilkan dari pengendapan langsung sebagai jarum aragonit secara kimiawi/biokimiawi, yang kemudian berubah menjadi kalsit (?). Juga terbentuk sebagai hasil abrasi, yaitu batugamping yang telah dibentuk, misalnya koral dierosi dan abrasi kembali oleh pukulanpukulan gelombang dan merupakan tepung kalsit.  Hubungan Matriks dan Butiran Lumpur gamping sangat penting untuk interpretasi lingkungan pengendapan. Karena butiran batugamping terbentuk secara lokal, maka adanya matriks di antara butiran adalah indikator bagi lingkungan pengendapan air tenang. Berdasarkan hal ini, Dunham membuat klasifikasi karbonat. 2. Tekstur Sekunder atau Tekstur Diagenesa Tekstur sekunder pada umumnya adalah tekstur hablur yang didapat pada sebagian batuan ataupun meliputi keseluruhan. Tekstur sekunder ini terbentuk apabila batuan karbonat yang terbentuk sebelumnya mengalami proses diagenesa. Proses-proses diagenesa meliputi : a. Pengisian pori dengan lumpur gamping b. Mikritisasi oleh ganggang c. Sementasi d. Pelarutan e. Polimorfisme


f. g. h. i.

Rekristalisasi Pengubahan/pergantian (replacement) Dolomitisasi Silisifikasi

Batuan karbonat memiliki nilai ekonomi yang penting, sebab mempunyai porositas yang memungkinkan untuk terkumpulnya minyak dan gas alam, terutama batuan karbonat yang telah mengalami proses dolomitisasi, sehingga hal ini menjadikan perhatian khusus pada geologi minyak bumi. Disamping sebagai reservoir minyak dan gas alam, batuan karbonat juga dapat berfungsi sebagai reservoir airtanah, dan dengan adanya porositas dan permeabilitasnya serta mineral-mineral batuan karbonat yang mudah untuk bereaksi maka batuan karbonat dapat menjadi tempat berkumpulnya endapan-endapan bijih. Karena pantingnya Batuan karbonat sebagai batuan yang dapat menyimpan mineral ekonomis maka penting untuk mengatahui genesa, dan energi yang mempengaruhi pembentukan batuan karbonat tersebut, sehingga dapat diperoleh gambaran untuk kegiatan eksplorasi. Komposisi Kimia dan Mineralogi Batuan Karbonat Mineralogi dan Komposisi kimia batuan karbonat tidak memperlihatkan lingkungan pengendapan, tetapi penting sebagai derajat diagenesa rekristalisasi dan penggantian kalsium karbonat (Graha, 1987). a. Aragonit : CaCO3 (Ortorombik) Bentuk yang paling tidak stabil, sering dalam bentuk serabut. Jarum-jarum aragonit biasanya diendapkan secara kimiawi, dari prespitasi langsung dari air laut. Diagenesanya berubah menjadi kalsit, juga organisme membuat rumah (test) dari aragonit seperti moluska.


b. Kalsit : CaCO3 (Heksagonal) Mineral ini lebih stabil, dan biasanya merupakan hablur yang baik. Terdapat sebagai rekristalisasi dari aragonit, sering merupakan cavity filling atau semen, dalam bentuk kristal – kristal yang jelas. Kebanyakan gamping terdiri dari kalsit. c. Dolomit : CaMg (CO3)2

Juga merupakan mineral penting, terutama sebagai batuan reservoir, kristal sama dengan kalsit berbedanya pada bidang refraksi dari kalsit. Terjadi secara primer (precipitasi langsung dari air laut), tetapi kebanyakan hasil dolomotisasi dari kalsit.

Lingkungan Pengendapan Karbonat Beberapa faktor yang penting dan sangat mempengaruhi pengendapan batuan karbonat adalah: a.

Pengaruh sedimen klasitik asal darat

Pegendapan karbonat memerlukan lingkungan yang praktis bebas dari sedimen klastik asal darat. Karena sedimen klastik dari darat dapat menghambat proses fotosintesa ganggang gampingan. b.

Pengaruh iklim dan suhu

Batuan karbonat diendapkan di daerah perairan yang bersuhu hangat dan beriklim tropis sampai subtropis. c.

Pengaruh Kedalaman

Pada umumnya dan kebanyakan, batuan karbonat diendapkan di daerah perairan dangkal dimana masih terdapat sinar matahari yang bisa menembus kedalaman Geologi Batuan Karbonat | 7

air. Terdapat suatu garis yang merupakan batas kedalaman air dimana sedimen karbonat dapat ditemukan pengendapannya yang disebut dengan CCD (Carbonate Compensation Depth). d.

Faktor mekanik

Faktor mekanik yang mempengaruhi kecepatan pengandapan batuan karbonat yaitu antara lain aliran air laut, percampuran air, penguraian oleh bakteri, proses pembuatan organik pada larutan, serta pH air laut. Penyusun Batuan Karbonat Penyususn batugamping menurut Tucker (1991), komponen penyusun batugamping dibedakan atas non skeletal grain, skeletal grain, matrix dan semen. 1. Non Skeletal grain, terdiri dari : a.

Ooid dan Pisoid

Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang punya satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya partikel karbonat atau butiran kuarsa (Tucker, 1991). Ooid memiliki ukuran butir < 2 mm dan apabila memiliki ukuran > 2 mm maka disebut pisoid. b.

Peloid

Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau merincing yang tersusun oleh mikrit dan tanpa struktur internal. Ukuran peloid antara 0,1 – 0,5 mm. Kebanyakan peloid ini berasala dari kotoran (faecal origin) sehingga disebut pellet (Tucker 1991). c.

Agregat dan Intraklas

Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat yang tersemenkan bersama-sama oleh semen mikrokristalin atau tergabung akibat material organik. Sedangkan intraklas adalah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi atau setengah terlitifikasi yang terjadi akibat pelepasan air lumpur pada daerah pasang surut atau tidal flat (Tucker,1991). 2.

Skeletal Grain


Skeletal grain adalah butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil, maupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping (Boggs, 1987). Komponen cangkang pada batugamping juga merupakan penunjuk pada distribusi invertebrata penghasil karbonat sepanjang waktu geologi (Tucker, 1991). 3.

Lumpur Karbonat atau Mikrit

Mikrit merupakan matriks yang biasanyaberwarna gelap. Pada batugamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Mikrit memiliki ukuran butir kurang dari 4 mikrometer. Pada studi mikroskop elektron menunjukkan bahwa mikrit tidak homogen dan menunjukkan adanya ukuran kasar sampai halus dengan batas antara kristal yang berbentuk planar, melengkung, bergerigi ataupun tidak teratur. Mikrit dapat mengalami alterasi dan dapat tergantikan oleh mozaik mikrospar yang kasar (Tucker, 1991). 4.

Semen

Semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang diendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, oksida besi ataupun sulfat. Tekstur dan Struktur Batuan Karbonat Tekstur pada batuan karbonat bervariasi, mulai dari tekstur yang terdapat pada batuan detritus seperti besar butir, pemilahan, dan rounding, hingga yang menunjukkan hasil pengendapan kimiawi. Matrixnya juga bervariasi dari lumpur karbonat berbutir padat hingga kristal-kristal kalsit atau dolomit. Tekstur juga ada yang terbentuk dari pertumbuhan organisme. Tekstur pada batu gamping kebanyakan hampir sama dengan jenis tekstur pada batuan detritus seperti batu pasir. Hal ini menunjukkan bahwa proses pembentukan batuan karbonat dan batu pasir hampir sama. Apabila batu gamping tersusun atas klastik, kebanyakan struktur yang terdapat pada batuan detritus juga muncul pada batuan ini. Struktur-struktur seperti crossbedding, ripple marks, dunes, graded bedding, dan imbricate bedding banyak dijumpai pada batuan karbonat walaupun tidak mudah terlalu mudah diamati karena sedikitnya perbedaan warna pada tiap lapisan di batuan karbonat.


Tipe laminasi yang paling banyak ditemukan dibentuk oleh organisme seperti alga hijau/biru yang tumbuh di daerah berombak. Organisme ini tumbuh sebagai seratserat dan membentuk serabut dengan memerangkap dan menyatukan mikrokristal karbonat. Adanya ombak yang datang dan menyapu butiran pasir di pantai membuat formasi laminasi yang terdiri atas material organik. Stylolit merupakan permukaan tak beraturan dari endapan karbonat yang tertekan. Stylolit ini merepresentasikan 25% hingga 90% batuan karbonat yang terlarut. KLASIFIKASI BATUAN KARBONAT 1. Klasifikasi Dunham (1962)Klasifikasi ini didasarkan pada tekstur deposisi dari batugamping, karena menurut Dunham dalam sayatan tipis, tekstur deposisional merupakan aspek yang tetap. Kriteria dasar dari tekstur deposisi yang diambil Dunham (1962) berbeda dengan Folk (1959). Kriteria Dunham lebih condong pada fabrik batuan, misal mud supported atau grain supported bila dibandingkan dengan komposisi batuan. Variasi kelas-kelas dalam klasifikasi didasarkan pada perbandingan kandungan lumpur. Dari perbandingan lumpur tersebut dijumpai 5 klasifikasi Dunham (1962). Nama nama tersebut dapat dikombinasikan dengan jenis butiran dan mineraloginya. Batugamping dengan kandungan beberapa butir (<10%) di dalam matriks lumpur karbonat disebut mudstone dan bila mudstone tersebut mengandung butiran yang tidak saling bersinggungan disebut wackestone. Lain halnya apabila antar butirannya saling bersinggungan disebut packstone / grainstone. Packstone mempunyai tekstur grain supported dan punya matriks mud. Dunham punya istilah Boundstone untuk batugamping dengan fabrik yang mengindikasikan asal-usul komponen-komponennya yang direkatkan bersama selama proses deposisi.


Klasifikasi Dunham (1962) punya kemudahan dan kesulitan. Kemudahannya tidak perlu menentukan jenis butiran dengan detail karena tidak menentukan dasar nama batuan. Kesulitannya adalah di dalam sayatan petrografi, fabrik yang jadi dasar klasifikasi kadang tidak selalu terlihat jelas karena di dalam sayatan hanya memberi kenampakan 2 dimensi, oleh karena itu harus dibayangkan bagaimana bentuk 3 dimensi batuannya agar tidak salah tafsir. Pada klasifikasi Dunham (1962) istilah-istilah yang muncul adalah grain dan mud. Nama-nama yang dipakai oleh Dunham berdasarkan atas hubungan antara butir seperti mudstone, packstone, grainstone, wackestone dan sebagainya. Istilah sparit digunakan dalam Folk (1959) dan Dunham (1962) memiliki arti yang sama yaitu sebagai semen dan sama-sama berasal dari presipitasi kimia tetapi arti waktu pembentukannya berbeda. Sparit pada klasifikasi Folk (1959) terbentuk bersamaan dengan proses deposisi sebagai pengisi pori-pori. Sparit (semen) menurut Dunham (1962) hadir setelah butiran ternedapkan. Bila kehadiran sparit memiliki selang waktu, maka butiran akan ikut tersolusi sehingga dapat mengisi grain. Peristiwa ini disebut post early diagenesis. Dasar yang dipakai oleh Dunham untuk menentukan tingkat energi adalah fabrik batuan. Bila batuan bertekstur mud supported diinterpretasikan terbentuk pada energi rendah karena Dunham beranggapan lumpur karbonat hanya terbentuk pada lingkungan berarus tenang. Sebaliknya grain supported hanya terbentuk pada lingkungan dengan energi gelombang kuat sehingga hanya komponen butiran yang dapat mengendap.


Jika dibandingkan antara dua klasifikasi diatas, batugamping yang banyak mengandung mud disebut micrite dengan klasifikasi Folk, dan dapat termasuk mudstone atau wackestone dengan klasifikasi Dunham. Batuan yang memiliki sedikit matriks dinamakan sparite dengan klasifikasi Folk, dan termasuk grainstone atau packstone dengan klasifikasi Dunham.

Embry dan Klovan memodifikasi klasifikasi Dunham dengan memasukkan batuan karbonat berukuran kasar (lihat gambar di bawah). Pada modifikasi mereka, wackestone yang memiliki ukuran butir lebih dari 2 milimeter disebut floatstone, sedangkan grainstone dengan butiran yang kasar disebut rudstone.


2. Klasifikasi Mount (1985) Proses pencampuran batuan campuran silisiklastik dan karbonat melibatkan proses sedimentologi dan biologi yang variatif. Proses tersebut dapat dikelompokkan menjadi 4 kategori : a. Punctuated Mixing. Pencampuran di dalam lagoon antara sedimen dan silisiklastik di dalam lagoon yangberasal dari darat dengan sedimen karbonat laut. Proses pencampuran ini terjadi hanya bila ada energi yang kuat melemparkan material karbonat ke arah lagoon. Energi yang besar ini dapat terjadi padaa saat badai. Proses ini dicirikan oleh adanya shell bed yang merupakan lapisan yang mebngandung intraklas-intraklas cangkang dalam jumlah yang melimpah. b. Facies Mixing. Percampuran yang terjadi pada batasbatas facies antara darat dan laut. Suatu kondisi fasies darat berangsur-angsur berubah menjadi fasies laut memungkinkan untuk terjadinya pencampuran silisiklastik dan karbonat.


c. Insitu Mixing. Percampiran terjadi di daerah sub tidal yaitu suatu tempat yang banyak mengandung lumpur terrigenous. Kondisi yang memungkinkan terjadinya percampuran ini adalah bila lingkungan tersebut terdapat organisme perintis seperti algae. Apabila algae mati maka akan menjadi suplai material karbonat. d. Source Mixing. Proses percampuran ini terjadi karena adanya pengangkatan batuan ke permukaan sehingga batuan tersebut dapat tererosi. Hasil erosi batuan karbonat tersebut kemudian bercampur dengan material silisiklastik. Klasifikasi Mount (1985) merupakan klasifikasi deskriptif. Menurutnya sedimen campuran memiliki 4 komponen, yaitu :- Silisiklastik sand (kuarsa, feldspar dengan ukuran butir pasir).- Mud, yaitu campuran silt dan clay. – Allochem, batuan karbonat seperti pelloid, ooid dengan ukuran butir > 20 mikrometer.- Lumpur karbonat / mikrit, berukuran < 20 mikrometer.


DAFTAR PUSTAKA http://ptbudie.wordpress.com/2010/12/24/petrologi-dan-faktor-lingkunganpengendapan-batuan-karbonat/ http://h4ris.wordpress.com/2006/10/04/tinjauan-umum-batuan-karbonat/ http://geology28.blogspot.com/2010/05/batuankarbonat.html?zx=49cf56b992fde4b6 http://forum.ilmubumi.com/geologi/20-klasifikasi-batuan-karbonat.html http://kepalabatu43.blogspot.com/2011/02/klasifikasi-batuan-metamorf.html


KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS HASANUDDIN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI

TUGAS GEOLOGI BATUAN KARBONAT BATUAN KARBONAT

HERYDICTUS FRIDOLIN D 611 09 006

MAKASSAR 2011


MAKALAH BATUAN KARBONAT

Recommend Documents