KULIAH PETROLOGI BATUAN SEDIMEN KARBONAT

KULIAH PETROLOGI BATUAN SEDIMEN KARBONAT

  Sumber : ARIEF, LAB PETOLOGI

  Golongan batuan sedimen utama serta proses- proses pembentukannya (Koesoemadinata, 1985).

  KONTROL AKUMULASI KARBONAT

• Eustacy  Subsidence 

  Produktivitas Karbonat

   Temperatur (air dangkal yang hangat, antara

  30 derajat Utara dan Selatan Ekuator)

   Cahaya  Oksigen  Pemasukan klastic  Pemangsa/penyakit 

  Persediaan bahan gizi (nutrient)

SEDIMEN KARBONAT

• Insitu production
• Pertumbuhan Organik • Pengendapan kimiawi
• Material terdistribusi dalam jarak dekat
• Sistem Karbonat :
• Menyediakan sumbernya sendiri
• Model Pengendapan K arbonat ≠ Model Pengendapan Klastik

CARBONATE FACTORY

  Lokasi di : Karakter :

• Break - High turbulence
• Slope - Low turbidity
• Other elevation - Water depth relatively shallow
• ORGANIC PRODUCTIVITY
• – Reef communities
• – Shells – Algae – Most lime mud
• INORGANIC PRODUCTIVITY
• – Ooids – Aggregates – Cements – Some lime mud
• IN GENERAL ORGANIC > INORGANIC PRODUCTIVITY
• SHELF CARBONATES PRODUCTION & PELAGIC CARBONATE

PRODUCTION ARE LARGELY MUTUALLY EXCLUSIVE

BATUAN KARBONAT

   SEMUA BATUAN YANG TERDIRI DARI GARAM KARBONAT, DALAM PRAKTEKNYA TERUTAMA

BERUPA BATUGAMPING DAN DOLOMIT.

  KOMPONEN PEMBENTUK BATUAN KARBONAT :

  1. BUTIRAN KARBONAT (ALLOCHEMS) :

  2. MATRIK LUMPUR KARBONAT (MIKRIT) :

  3. SEMEN SPAR

  2. Matrik lumpur karbonat (mikrit) : agregat (kumpulan) kalsit mikrogranular.

  1. Butiran karbonat (allochems) :

• Butiran skeletal : fragmen bagian yang keras dari organisme yang kalkareous dan cangkang yang tidak pecah seperti moluska, echinoid, ostrakoda, dan foraminifera.
• Ooid : berbentuk speroidal, butiran berukuran pasir terdiri dari korteks (kulit luar) aragonit atau kalsit yang dibentuk oleh akresi kimia di sekitar inti partikel.
• Pellets : berbentuk speroidal atau elipsoid, berukuran pasir, terdiri dari mikrit, tidak punya struktur dalam.
• Litoklas : fragmen batuan karbonat
• Intraklas : fragmen batuan karbonat yang terbentuk lebih awal (berasal dari cekungan yang sama)
• Ekstraklas : fragmen batuan karbonat dari umur yang berbeda atau berasal dari cekungan yang berbeda - Butiran terigen : kuarsa, k-felspar, dll.

  3. Semen spar : kalsit granular yang terekristalisasi dalam ruang kosong dalam endapan karbonat atau batugamping, terutama dalam ruang kosong antar butir dan dalam rongga fosil.

  KLASIFIKASI - berdasarkan ukuran butir : kalsirudit (> 2mm), kalkarenit (62 m – 2 mm), kalsilutit (< 62 m)

  Klasifikasi R.I. Folk : - berdasarkan komposisi : alochem, matriks dan semen - Bio (butiran skeletal), oo (ooid), pel (peloid), intra (intraklas) - macam-macam : Biosparit (komponen bioklas, dominan kalsit spar); pelsparit, oosparit, intrasparit, biolithit (berasal dari terumbu) Klasifikasi Dunham : berdasarkan tekstur --  proporsi dari butiran vs. matriks Grainstone : butiran tanpa matriks  biosparit/oosparit) Mudstone : matriks, butiran sedikit Wackestone : matriks > butiran; butiran mengambang di dalam matriks  biomikrit Packstone : butiran > matriks; butiran saling bersinggungan, hadir matriks  biomikrit Klasifikasi A.F. Embry & J.E. Klovan : Floatstone & rudstone (butiran kasar) Bafflestone, bindstone, framestone -  boundstone (berdasarkan ikatan material organiknya)

  Klasifikasi batugamping menurut Folk (1962)

  Klasifikasi batugamping menurut Folk (1962) Klasifikasi batugamping menurut Dunham (1962) dan Embry & Klovan (1971)

  Klasifikasi batugamping menurut Dunham (1962) dan Embry & Klovan (1971) DIAGENESIS BATUAN KARBONAT Diagenesis :

• Proses ubahan temperatur rendah, pembentukan

  batuan sedimen

• Perubahan secara kimiawi, fisika dan biologi, sebagai

  hasilnya tekstur & mineralogi berubah

6 Proses Utama Diagenesis : sementasi mikritisasi (microbal micritization) neomorfisme disolusi kompaksi dolomitisasi

  DIAGENESIS lingkungan near-surface marine, meteoric environment, deep-burial environment proses-proses : sementasi, mikritisasi (oleh organik), neomorfisme, disolusi, kompaksi, dolomitisasi neomorfisme : proses penggantian mineral yang sejenis (polimorf); biasanya lebih kasar mineralogi : aragonit, kalsit, dolomit (karbonat), lain-lain (kuarsa, felspar, mineral lempung, fosfat, oksida besi, sulfida, evaporit)

  3 lingkungan diagenesis (utama) :

• marine (dibawah lantai samudera/sea floor); shallow- & deep water & zone intertidal - supratidal
• near-surface meteoric : terjadi setelah deposisi, atau pada kedaan uplifted setelah burial
• lingkungan burial : 10-ratusan meter : rekristalisasi, metamorfosis

  Sementasi isopachous , gravity (stalactitic) & meniscus, fibrous, syntaxial (semen spar kalsit melingkupi butiran, dan optis kontinu), equent spar – drusty mosaic, poikilotopic (seperti syntaxial, tetapi tidak optis kontinu).

  Sementasi

• zone vadose : semen meniscus, mikrostalaktit (diatas muka air)
• - zone phreatic : semen circumgranular (fig.4.6;4.7) - zone marin dangkal : fibrous, fibrous – bladed, menjarum, botryoida (fig.5.2; 5.3) POROSITAS SEKUNDER Eogenetis stage : periode setelah pengendapan sampai berakhirnya aktifitas air meteorik dan air laut normal (normal marine waters) porositas : dimodifikasi oleh proses-proses disolusi, sementasi, dolomitisasi lingkungan meteoric phreatic, meteoric vadose, shalloe – deep marine, evaporite marine Mesogenetic stage fase burial ; burried at depth below the majoe influence of surficial diagenetic processes modifikasi porositas lambat, didominasi oleh proses-proses yang berkaitan dengan kompaksi interval waktu mesogenetic agak panjang (lama) --  mengakibatkan modifikasi porositas cukup intensif; biasanya destruktif Telogenetic stage berasosiasi dengan ketidak selarasan

  3 Lingkungan/rejim diagenesis batuan karbonat/sedimen karbonat :

  1. The sea-floor and shallow marine subsurface regim  mikritisasi akibat boring organisme (algae, bakteri, fungi, moluska, dll)

   sementasi oleh aragonit & high- magnesian calcite, dolomit (khusus di batugamping modern/resen); macam-macam sementasi : - berbentuk kristal mikrit (jenis magnesian calcite) sekitar butiran - fibrous hingga bladed crystals - fibrous rind & isopachous (identik fibrous rinds apabila ketebalannya sama) - meniscus & pendant/gravitational cement umumnya di beachrock - mesh of needle-like crystals - botryoidal

   disolusi : terjadi diluar zone I (zone presipitasi & sementasi); akibatnya semua sedimen karbonat pada kondisi air lebih dalam dan latitude tinggi berkomposisi dominan butiran skeletal

   neomorfisme : kombinasi inversi dan rekristalisasi (Folk,1965) - inversi dari aragonit menjadi kalsit(kalsitisasi) - rekristalisasi : perubahan menghasilkan kristal berukuran lebih kasar; tanpa perubahan mineralogi - terjadi pada kondisi air lebih dalam d.p. zone I

  2. Diagenesis pada lingkungan meteorik Sedimen karbonat yang semula diendapkan di rejim marin dapat berinteraksi/dibawa ke lingkungan meteorik melalui beberapa cara a.l. :

• pengisian seluruh sedimen secara lengkap dari cekungan karbonat dangkal (shallow carbonate basin) ke/atau diatas muka laut; contoh shoaling upward
• turunnya muka laut  batuan karbonat tersingkap
• late-stage uplift & unroofing of older carbonates proses yang terjadi mencak
• simple corrosion akibat air hujan, biojenik,
• mixing corrosion akibat percampuran air laut - air meteorik
• hydrostatic corrosion : akibat meningkatnya tekanan hidrostatis sesuai dengan kedalaman, dibawah water table
• presipitasi kalsit low Mg lebih umum d.p. proses disolusi unsur tsb

  diagenesis di lingkungan zone vadose :

• rongga diisi oleh udara dan air
• 2 bagian (Longman, 1980) : zone soil atau zone larutan, dan zone presipitasi
• disolusi : alterasi kalsit Mg menjadi kalsit, neomorfisme aragonit  kalsit sementasi kalsit : jenis meniscus atau pendant, syntaxial,dll.

   dilingkungan zone phreatik

• - terletak dibawah zone vadose; dibawahnya zone campuran (mixing zone)
• - rongga terisi penuh oleh air
• - sementasi jenis isopachous dominan; semen syntaxial

   dilingkungan zone campuran

• - proses disolusi lebih dominan d.p. presipitasi - kalau terbentuk kalsit, akan terjadi dibagian bawah - semakin kebawah, semen kalsit akan lebih banyak Mg nya

   diagenesis di lingkungan meteorik telogenetik

• - disolusi dominan :

  karst terbentuk apabila cuaca humid  menghasilkan porositasjenis vugs, caves, cavern

  3. Diagenesis di lingkungan deep burial environment  proses-proses yang terjadi :

• kompaksi secara fisik : grainpacking & reorientasi butiran deformasi butiran  pressure dissolution (chemical compaction) - hasilnya stylolitic texture flattening grains/pellets butiran hancur, dll
• sementa>bladed-prismatic cement,
• coarse mozaic calcispar
• poikilotopic calcite
• coarse dolomite
• coarse anhyd
• neomorfisme,
• aggrading- & deggrading- neomorphism
• aggrading neomorpism :

   perubahan kristal aragonit menjadi mikrit  lumpur karbonat  mikrospar  lumpur karbonat, fosil, dll  kristal lebih kasar

  (pseudospar)  3 macam fabric hasil neomorfisme :

• granular
• radial-fibrous
• syntaxial >replacement : penggantian olehmineral lain : hematit, rijang, dolomit
• disolusi

  POROSITAS

PERBANDINGAN JUMLAH RONGGA TERHADAP VOLUME TOTAL (%)

  POROSITAS PRIMER : TERBENTUK PADA SAAT DIENDAPKAN – DIAGENESIS (DIAGENESIS AWAL) POROSITAS SEKUNDER : TERBENTUK SELAMA DIAGENESIS LANJUT MESOGENESIS

• – TELOGENESIS (DEEP BURIAL – UPLIFTED)

  POROSITAS PRIMER :

INTERKRISTALIN, INTRAKRISTALIN, INTERGRANULAR,

  INTRAGRANULAR POROSITAS SEKUNDER :

• akibat retakan/fracturing,
• pengkerutan/ shrinkage
• pelarutan (dissolution) : butiran, semen, matriks, dll

  Tipe-tipe porositas (Choquete and Pray, 1970)

  Batugamping Boundstone, terlihat adanya coral, rekahan dan stylolit Lokasi : Gunung Hawu Batugamping Boundstone, terlihat adanya branching coral, rekahan dan stylolit Lokasi : Gunung Hawu Batugamping Boundstone, terlihat adanya masif head coral, dan porositas vuggy Lokasi : Pasir Lampegan Batugamping Boundstone, terlihat adanya Bindstone coral dengan kenampakan encrusting algae, rekahan dan stylolit Lokasi : Gunung Hawu

  Batugamping Boundstone kontak erosional dengan batugamping bioklastik Lokasi : Pasir Lampegan Batugamping bioklastik dengan butiran kuarsa pada dasar bidang erosional Lokasi : Pasir Lampegan

  B A

  A. Morfologi terjal Batugamping Berlapis

  B. Perselingan Batugamping Packstone dengan Batulempung karbonatan (napal)

  C. Batugamping Rudstone

  C

  Lokasi : Pasir Cikamuning

  Morfologi terjal Batugamping Boundstone Lokasi : Gunung Pawon Perselingan Batugamping Platy Coral Boundstone dengan Batugamping Branching Coral Bafflestone Lokasi : Gunung Pawon

• Shelf deposit
• Didominasi oleh

  platy, branching dan head corals.

• Merupakan

  sekuen pendangkalan.

• Umur : Miosen

  Bawah Profil dan singkapan Batugamping Batuputih yang menunjukan jurus dan kemiringan

  o

  N30E/80 E Lokasi : Batuputih- Samarinda

  Equant –drusty cement mikritisasi

  d neomorfisme d mikrit Dolomitisasi (warna putih/tak berwarna) : d

  No. Batuan Warna : warna yang representatif Tekstur : Ukuran Butiran, Pemilahan, Kebundaran Butiran, Kemas, Abrasi, Kontak Antar Butiran

  Butiran : Jenis (butiran skeletal, ooid, pellets, litoklas, butiran terigen), Matrik : mikrit, Semen : Sparry Calcite; Prosentase Struktur : Struktur Sedimen Fisika dan Biogenik; Perlapisan (Strike-dip, Tebal), Organic Tracks & Trails, Organic Burrow, Stylolite, dll.

  Porositas : Baik (menyerap air), Sedang (diantara baik-buruk), Buruk (Tidak menyerap air); Jenis Porositas (vuggy, fracture, intercrystalline, mouldic, dll), Prosentase; Kekompakan : getas, kompak, lunak, keras, dll.

  Diagenesis : Kompaksi, Dissolution, Dolomitisasi, Replacement, Neomorfisme, dll Nama Batuan: Batugamping Bioklastik, Kalkarenit, Mudstone, Wackestone, Packstone, Grainstone, Boundstone, dll.

PEMERIAN BATUAN

• – PRAKTIKUM PETROLOGI

  Nama : Asep Kelompok : Senin 10.00-12.00 NIM : 12003001 Asisten : Kabayan Batugamping Bioklastik Numulites (Numulites Packstone), abu-abu-putih kecoklatan, berukuran pasir sedang (0,3- Numulites Matriks

  0,45 mm), terpilah sedang, membundar- menyudut tanggung, kemas terbuka, grain supported, butiran terdiri dari fosil numulites, coral, matrik berupa mikrit, semen kalsit, struktur sedimen boring, porositas vuggy (sedang) , kompak. Numulites (50%) 0,3-0,45 mm, putih,

  10 cm membundar-menyudut tanggung.

  Coral (5%) 0,4 mm, putih-abu-abu, membundar-membundar tanggung. Matrik (30%) <1 mm, putih kecoklatan- abu-abu, berupa mikrit.

  15 cm

  Semen (10%) <1 mm, putih, kristalin, berupa kalsit. Porositas (5%) berupa porositas vuggy. Gambar batuan

SISTEM PENGENDAPAN KARBONAT

   The platform margin and slope  Ramps  Rimmed shelves Attached platforms  Escrapment margins  Detached platform (Isolated Platform)

THE PLATFORM MARGIN

   Carbonate Ramp  Ramp and Rimmed  Isolated Platform

  Rim

  REEF

  REEF REEF