Lingkungan Pengendapan Sedimen

I. Konsep Tentang Lingkungan Pengendapan

Lingkungan pengendapan adalah tempat mengendapnya material sedimen beserta kondisi fisik, kimia, dan biologi yang mencirikan terjadinya mekanisme pengendapan tertentu (Gould, 1972). Interpretasi lingkungan pengendapan dapat ditentukan dari struktur sedimen yang terbentuk. Struktur sedimen tersebut digunakan secara meluas dalam memecahkan beberapa macam masalah geologi, karena struktur ini terbentuk pada tempat dan waktu pengendapan, sehingga struktur ini merupakan kriteria yang sangat berguna untuk interpretasi lingkungan pengendapan. Terjadinya struktur-struktur sedimen tersebut disebabkan oleh mekanisme pengendapan dan kondisi serta lingkungan pengendapan tertentu.

Beberapa aspek lingkungan sedimentasi purba yang dapat dievaluasi dari data struktur sedimen di antaranya adalah mekanisme transportasi sedimen, arah aliran arus purba, kedalaman air relatif, dan kecepatan arus relatif. Selain itu beberapa struktur sedimen dapat juga digunakan untuk menentukan atas dan bawah suatu lapisan.

Didalam sedimen umumnya turut terendapkan sisa-sisa organisme atau tumbuhan, yang karena tertimbun,terawetkan. Dan selama proses Diagenesis tidak rusak dan turut menjadi bagian dari batuan sedimen atau membentuk lapisan batuan sedimen. Sisa-sia organisme atau tumbuhan yang terawetkan ini dinamakan fossil. Jadi fosill adalah bukti atau sisa-sisa kehidupan zaman lampau. Dapat berupa sisa organisme atau tumbuhan, seperti cangkang kerang, tulang atau gigi maupun jejak ataupun cetakan.
Dari studi lingkungan pengendapan dapat digambarkan atau direkontruksi geografi purba dimana pengendapan terjadi.

Lingkungan pengendapan merupakan keseluruhan dari kondisi fisik, kimia dan biologi pada tempat dimana material sedimen terakumulasi. (Krumbein dan Sloss, 1963) Jadi, lingkungan pengendapan merupakan suatu lingkungan tempat terkumpulnya material sedimen yang dipengaruhi oleh aspek fisik, kimia dan biologi yang dapat mempengaruhi karakteristik sedimen yang dihasilkannya.

Secara umum dikenal 3 lingkungan pengendapan, lingkungan darat transisi, dan laut. Beberapa contoh lingkungan darat misalnya endapan sungai dan endapan danau, ditransport oleh air, juga dikenal dengan endapan gurun dan glestsyer yang diendapkan oleh angin yang dinamakan eolian. Endapan transisi merupakan endapan yang terdapat di daerah antara darat dan laut seperti delta,lagoon, dan litorial. Sedangkan yang termasuk endapan laut adalah endapan-endapan neritik, batial, dan abisal.
Contoh Lingkungan Pengendapan Pantai : Proses Fisik : ombak dan akifitas gelombang laut, Proses Kimia : pelarutan dan pengendapan dan Proses Biologi : Burrowing. Ketiga proses tersebut berasosiasi dan membentuk karakteristik pasir pantai, sebagai material sedimen yang meliputi geometri, tekstur sedimen, struktur dan mineralogy.

II. Parameter Lingkungan Pengendapan

Parameter fisik meliputi elemen static dan dinamik dari lingkungan pengendapan.
1. Elemen fisik

- Elemen fisik statis meliputi geometri cekungan(Basin); material yang diendapkan seperti kerakal silisiklastik, pasir, dan lumpur; kedalaman air; suhu; dan kelembapan.

- Elemen fisik dinamik adalah faktor seperti energy dan arah aliran dari angin, air dan es; air hujan; dan hujan salju.

2. Parameter kimia termasuk salinitas, pH, Eh, dan karbondioksida dan oksigen yang merupakan bagian dari air yang terdapat pada lingkungan pengendapan.

3. Parameter biologi dari lingkungan pengendapan dapat dipertimbangkan untuk meliputi kedua-duanya dari aktifitas organism, seperti pertumbuhan tanaman, penggalian, pengeboran, sedimen hasil pencernaan, dan pengambilan dari silica dan kalsium karbonat yang berbentuk material rangka. Dan kehadiran dari sisa organism disebut sebagai material pengendapan.

III. Proses Sedimentasi dan Produknya

Tiap lingkungan sedimen memiliki karakteristik akibat parameter fisika, kimia, dan biologi dalam fungsinya untuk menghasilkan suatu badan karakteristik sedimen oleh tekstur khusus, struktur, dan sifat komposisi. Hal tersebut biasa disebut sebagai fasies. Istilah fasies sendiri akan mengarah kepada perbedaan unit stratigrafi akibat pengaruh litologi, struktur, dan karakteristik organik yang terdeteksi di lapangan. Fasies sedimen merupakan suatu unit batuan yang memperlihatkan suatu pengendapan pada lingkungan.

Proses Pengendapan Di Air Dan Darat

Proses pengendapan di air, terbentuknya berupa timbunan di laut dan akan berakhir di air hangat. Namun pada kenyataan yang sering dijumpai, beberapa dikarenakan oleh aliran sungai. Ini juga termasuk timbunan di danau dan delta. Keseluruhan proses pengendapan hingga saat ini dapat diamati dalam berbagai bentuk walaupun ada beberapa aspek pengendapan yang tidak sempurna. Kemungkinan ini digunakan untuk mengklasifikasikan cara utama dimana material mengendap karena perpindahan air.
Proses pengendapan di daratan, sebagai tempat awal, tertransportasikan oleh arus sungai yang deras. Batuan yang terpisah / tanah yang tererosi akan dibawa oleh aliran sungai, mulai dari dasar hingga menuju puncaknya. Selama arus bergerak membelok dan memasuki area, kecepatannya akan menurun dan semakin banyaknya muatan yang dibawa akan terendap pada kerucut aluvial atau kipas aluvial. Endapan akan dapat dibedakan disekitar pegunungan dan sering dijumpai pada derah yang luas dan dalam. Banyak material sedimen ditemukan di daratan pesisir di Amerika dan kemungkinan terbentuk di daerah tersebut. Timbunan menunjukkan stratigrafi yang berasal dari formasi alaminya, dan karena perubahan volume aliran sungai yang deras, lapisan yang ada di dekatnya akan menjadi sangat berubah. Timbunan kerucut aluvial selalu menunjukkan perbedaan utama dari endapan kasar [termasuk bongkahan] di puncak dengan lempung di luarnya. Jika proses erosi terus berlanjut tanpa adanya pergerakan bumi, material yang ada di kerucut alivisl akan tererosi sendirinya.

Tingkat akhir dalam proses pertumbuhan sungai juga menjadi faktor proses pengendapan. Setelah sungai mencapai tingkat dewasa, akan bertambah volume pengangkatan material sedimennya. Natural leeves akan terbentuk pada saluran sungai dan pada saat itu juga air meluap, mengisi area lain disetiap sampingnya dimana proses pengendapannya lambat. Area ini lebih dikenal sebagai alluvial / plain. Timbunan material di area tersebut juga akan terstratigrafikan.
Didaerah padang pasir, sungai mengalir menuju ke cekungan dalam yang kering / terisi air yang dangkal. Pengendapannya terjadi di bebrapa daerah dimana ketika air meluap membawa banyak material. Jika pergerakan bumi mendukung proses pengendapan, dalamnya timbunan akan menjadi seimbang dan kejadian ini ternyata sudah berlangsung dari waktu yang cukup lama. Material akan terstratigrafikan, namun banyak juga yang hilang. Material tersebut bervariasi, biasanya mencakup lapisan garam dan gypsum. Sungai mengalir menuju danau dan membawa timbunan kemudian menuju delta dan laut.

Pengendapan di laut biasanya terbentuk dalam 3 daerah, yaitu :

1. Zona pantai

2. Zona dangkalan

3. Zona laut dalam

Material pada zona pantai memiliki keadaan alami secara sementara, sejak timbul di garis pantai dan akan berubah secara tetap. Material ini didominasi oleh materioal kasar [pasir dan kerikil].

Transportasi

Proses transprtasi adalah proses perpindahan / pengangkutan material yang diakibatkan oleh tenaga kinetis yang ada pada sungai sebagai efek dari gaya gravitasi. Sungai mengangkut material hasil erosinya dengan berbagai cara, yaitu

a. Traksi, yaitu material yang diangkut akan terseret pada dasar sungai.

b. Rolling, yaitu material akan terangkut dengan cara menggelinding pada dasar sungai.

c. Saltasi, yaitu material akan terangkut dengan cara meloncat pada dasar sungai.

d. Suspensi, yaitu proses pengangkutan material secara mengambang dan bercampur dengan air sehingga menyebabkan air sungai menjadi keruh.

e. Solution, yaitu pengangkutan material larut dalam air dan membentuk larutan kimia.

Sedimentasi

Proses sedimentasi adalah proses pengendapan material karena aliran sungai tidak mampu lagi mengangkut material yang dibawanya. Apabila tenaga angkut semakin berkurang, maka material yang berukuran besar dan lebih berat akan terendapkan terlebih dahulu, baru kemudian material yang lebih halus dan ringan. Bagian sungai yang paling efektif untuk proses pengendapan ini adalah bagian hilir atau pada bagian slip of slope pada kelokan sungai, karena biasanya pada bagian kelokan ini terjadi pengurangan energi yang cukup besar. Ukuran material yang diendapkan berbanding lurus dengan besarnya energi pengangkut, sehingga semakin ke arah hilir, energi semakin kecil, material yang diendapkanpun semakin halus.
Sedimentasi adalah terbawanya material hasil dari pengikisan dan pelapukan oleh air, angin atau gletser ke suatu wilayah yang kemudian diendapkan. Semua batuan hasil pelapukan dan pengikisan yang diendapkan lama kelamaan akan menjadi batuan sedimen. Hasil proses sedimentasi di suatu tempat dengan tempat lain akan berbeda.

Pengendapan oleh air laut

Batuan hasil pengendapan oleh air laut disebut sedimen marine. Pengendapan oleh air laut dikarenakan adanya gelombang. Bentang alam hasil pengendapan oleh air laut, antara lain pesisir, spit, tombolo, dan penghalang pantai. Pesisir merupakan wilayah pengendapan di sepanjang pantai. Biasanya terdiri dari material pasir. Ukuran dan komposisi material di pantai sangat bervariasi tergantung pada perubahan kondisi cuaca, arah angin, dan arus laut. Arus pantai mengangkut material yang ada di sepanjang pantai. Jika terjadi perubahan arah, maka arus pantai akan tetap mengangkut material material ke laut yang dalam. Ketika material masuk ke laut yang dalam, terjadi pengendapan material. Setelah sekian lama, terdapat akumulasi material yang ada di atas permukaan laut. Akumulasi material itu disebut spit. Jika arus pantai terus berlanjut, spit akan semakin panjang. Kadang kadang spit terbentuk melewati teluk dan membetuk penghalang pantai (barrier beach).

Pengendapan oleh angin

Sedimen hasil pengendapan oleh angin disebut sedimen aeolis. Bentang alam hasil pengendapan oleh angin dapat berupa gumuk pasir (sand dune). Gumuk pantai dapat terjadi di daerah pantai maupun gurun. Gumuk pasir terjadi bila terjadi akumulasi pasir yang cukup banyak dan tiupan angin yang kuat. Angin mengangkut dan mengedapkan pasir di suatu tempat secara bertahap sehingga terbentuk timbunan pasir yang disebut gumuk pasir.
Pengendapan oleh gletser

Sedimen hasil pengendapan oleh gletser disebut sedimen glacial. Bentang alam hasil pengendapan oleh gletser adalah bentuk lembah yang semula berbentuk V menjadi U. Pada saat musim semi tiba, terjadi pengikisan oleh gletser yang meluncur menuruni lembah. Batuan atau tanah hasil pengikisan juga menuruni lereng dan mengendap di lembah. Akibatnya, lembah yang semula berbentuk V menjadi berbentuk U.

1. Deposisi
Pengendapan – Terjadi saat pengangkutan partikel yang membutuhkan energi dan terjadi pada waktu yang relatif singkat. Endapan tersusun atas butiran – butiran mineral. Dapat juga menghasilkan endapan kimia pada kondisi yang berbeda.

2. Litifikasi
Terjadi dalam beberapa tahap, All taken together are termed Diagenesis.
a. Kompaksi - Squeezing out of water.

b. Sementasi - Precipitation of chemical cement from trapped water and circulating water.

c. Rekristalisasi-Growth of grains in response to new equilibrium conditions

IV. Hubungan Lingkungan Sedimentasi dan Fasies Sedimentasi
Walaupun para ahli geologi setuju pada hasil pengertian dari lingkungan pengendapan, mereka ternyata menemukan kesulitan dalam penyusunan pengertian yang tepat dari lingkungan pengendapan ini. Sebagai ilustrasinya, lingkungan sedimen telah digambarkan dalam beberapa variasi yaitu :

1.Tempat pengendapan dan kondisi fisika, kimia, dan biologi yang menunjukkan sifat khas dari setting pengendapan [Gould, 1972].

2. Kompleks dari kondisi fisika, kimia, dan biologi yang tertimbun [Krumbein dan Sloss, 1963].

3. Bagian dari permukaan bumi dimana menerangkan kondisi fisika, kimia, dan biologi dari daerah yang berdekatan [Selley, 1978].

4. Unit spasial pada kondisi fisika, kimia, dan biologi scara eksternal dan mempengaruhi pertumbuhan sedimen secara konstan untuk membentuk pengendapan yang khas [Shepard dan Moore, 1955].

Definisi tersebut memang berbeda, tetapi pada umumnya memberikan tekanan pada kondisi fisika, kimia, dan biologi. Pada konteks ini, lingkungan pengendapan mengarah pada unit geomorfik dimana terjadi pengendapan. Lingkungan ini dibentuk dari parameter khusus fisika, kimia, dan biologi yang sesuai terhadap unit geomorfik dari geometri dan ukuran partikular. Proses ini akan mengoperasikan tingkat dan ntensitas yang menghasilkan tekstur khas, struktur, dan sifat lainnya, sehingga pengendapan yang khusus akhirnya terbentuk. Sebagai contohnya, pantai akan mempertimbangkan unit geomorfik dari ukuran dan bentuk tertentu, proses fisika tertentu [gelombang dan aktivitas arus], proses kimia [solusi dan presipitasi], dan proses biologi [penggalian, sedimen ingestion, dan aktivitas serupa] yang terjadi untuk menghasilkan badan pasir pantai yang khas oleh partikular geometri, tekstur dan struktur sedimen, dan mineralogi.

Fasies menunjukkan unit stratigrafi yang mengacu pada aspek litologi, struktural, dan karakter organisme yang dapat dikenali di lapangan.
Tiap lingkungan sedimen memiliki karakteristik akibat parameter fisika, kimia, dan biologi dalam fungsinya untuk menghasilkan suatu badan karakteristik sedimen oleh tekstur khusus, struktur, dan sifat komposisi. Hal tersebut biasa disebut sebagai fasies. Istilah fasies sendiri akan mengarah kepada perbedaan unit stratigrafi akibat pengaruh litologi, struktur, dan karakteristik organik yang terdeteksi di lapangan. Fasies sedimen merupakan suatu unit batuan yang memperlihatkan suatu pengendapan pada lingkungan
Interpretasi lingkungan umumnya menghambat karena adanya suatu kenyataan mengenai kecenderungan fasies yang sama yang dihasilkan pada setting lingkungan yang berbeda. Hal tersebut sering terjadi sehingga akan membuat suatu penyajian lingkungan yang khas pada suatu dasar fasies pengendapan tunggal. Sebagai contohnya, perlapisan silang siur dari batupasir dapat dibentuk karena transportasi angin dan air. Jika terendap pada air, mereka akan terbentuk pada suatu pantai, sungai, pada saluran pasang surut, pada dangkalan samudera, atau pada lingkungan yang lain dimana proses traksi dapat berlangsung. Interpretasi lingkungan akan dapat kita kuasai jika kita mampu mempelajari hubungan fasies dengan urutan yang benar dibandingkan dengan fasies tunggal. Hubungan suatu fasies dapat digagaskan dalam pembagian grup fasies yang terjadi secara bersama – sama yang selanjutnya akan berkaitan dengan lingkungan. Sebagai contohnya, jika pada perlapisan silang siur batupasir asosiasi terdekatnya adalah dengan terkandungnya tanah, batubara, atau serpih lanauan yang mengandung akar, daun, dan batang, kita bisa membuat interpretasi pengendapannya pada sistem sungai. Dalam mempelajari hubungan fasies dan urutannya, kita harus benar – benar memperhatikan keadaan alami dari kontak hubungan antara fasies dan derajat urutan baik acak maupun tidak. Dengan adanya aplikasi dari prinsip stratigrafi, kita dapat menduga hubungan dari dua fasies karena kontak derajat atau penggambaran batas dari pendekatan lateral. Sementara itu, hubungan fasies karena kenaikan atau akibat erosi perbatasan yang mungkin dapat menggambarkan lingkungannya ataupun tidak, pada pendekatan lateral. Pada kenyataannya, fasies karena kontak erosi umumnya menandakan perubahan dari kondisi pengendapan dan menjadi permulaan siklus sedimentasi yang baru. Fasies di dalam hubungan partikular akan tersebar vertikal pada suatu cara pengacakan yang nyata atau mungkin menunjukkan pola tertentu dari perubahan vertikal. Dua tipe umum dari perubahan fasies vertikal yaitu Coarsening Upward Sequence dan Fining Upward Sequence.

• Coarsening-upward sequences menunjukkan adanya penambahan kenaikan ukuran butir dari dasar erosi atau kenaikannya. Hal ini menunjukkan peningkatan energi arus pengendapan.

• fining-upward sequences sendiri merupakan kebalikannya, yaitu ukuran butir akan semakin halus dari puncak erosinya. Menunjukkan penurunan energi arus pengendapan

V. Dasar-dasar Analisis Lingkungan

Pengenalan lingkungan sedimen didasarkan pada dua kriteria pokok:
1. Kriteria berdasarkan komponen pengendapan primer

a. Kriteria fisik

- Geometri unit fasies, menunjukkan bentuk 3 dimensi dari tubuh sedimen, antara lain:

• bentuk equidimensional, seperti lembaran atau selimut, prisma

• bentuk elongate, seperti pods, rebbon atau shoestring, dendroids (Potter, 1962).

- litologi, unit sedimen gross litologi merupakan indicator lingkungan pengendapan yang sangat umum. Contohnya, tend batugamping menjadi deposit karena suhu hangat. shelves laut dangkal.

- asosiasi fasies menyamping dan vertikal, hubungannya dengan pengamatan outcrop atau penentuan data bagian permukaan, sangat penting untuk membedakan lingkungan

- struktur sedimen, penting untuk indikator lingkungan karena dibentuk oleh proses pengendapan, terutama yang terbentuk di lingkungan pengendapan.

b. Kriteria geokimia

Komposisi unsur utama batuan sedimen silisiklastik berfungsi sebagai komposisi kimia partikel silisiklastik yang membentuk batuan.
c. Kriteria biologi

Digunakan untuk rekonstruksi paleoenvironmental, fosil adalah salah satu yang sangat berguna.

2. Kriteria berdasarkan kenampakan sedimen

a. Kenampakan ukuran dari log sumur mekanik, meliputi resistivity, sonic velocity, dan radioaktivity.

b. Kenampakan interpretasi dari pengukuran sumur log meliputi density/porosity, ukuran butir, litologi, dip perlapisan.

3. Karakteristik dari interpretasi darai reakaman refleksi seismic, antara lain hubungan kontak utama (uniformity, comformity), strata kontinuitas, dip strata, identifikasi unit fasies seismik.

VI. Klasifikasi Lingkungan Pengendapan

Klasifikasi lingkungan pengendapan dapat dibedakan menjadi:
a. kontinetal, antara lain gurun atau eolian, fluvial termasuk braided river dan point bar river, dan limnic

b. peralihan, termasuk delta. lobate, esturine, litoral (pantai, laguna, dan barrier islands, offshore bar, tidal flat.

c. marine, meliputi neritis atau laut dangkal, deep neiritis, batial, abisal.

VII. Fasies Model

Model fasies adalah miniatur umum dari sedimen yang spesifik. Model fasies dapat diiterpretasikan sebagai urutan ideal dari fasies dengan diagram blok atau grafik dan kesamaan. Ringkasan model ini menunjukkan sebagaio ukuran yang bertujuan untuk membandingkan framework dan sebagai penunjuk observasi masa depan. model fasies memberikan prediksi dari situasi geologi yang baru dan bentuk dasar dari interpretasi lingkungan. pada kondisi akhir hidrodinamik. Model fasies merupakan suatu cara untuk menyederhanakan, menyajikan, mengelompokkan, dan menginterpretasikan data yang diperoleh secara acak.

Ada bermacam-macam tipe fasies model, diantaranya adalah :

a) Model Geometrik berupa peta topografi, cross section, diagram blok tiga dimensi, dan bentuk lain ilustrasi grafik dasar pengendapan framework
Model Geometrik empat dimensi adalah perubahan portray dalam erosi dan deposisi oleh waktu .

b) Model statistik digunakan oleh pekerja teknik, seperti regresi linear multiple, analisis trend permukaaan dan analisis faktor. Statistika model berfungsi untuk mengetahui beberapa parameter lingkungan pengendapan atau memprediksi respon dari suatu elemen dengan elemen lain dalam sebuah proses-respon model.