CIVIL ENGINEERING
Minggu, 17 Maret 2013
Kamis, 14 Februari 2013
SEDIMENTASI (GEOLOGI) ANALISA SARINGAN (GEOTECH)
SEDIMENTASI (GEOLOGI)
ANALISA SARINGAN (GEOTECH)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Tujuh puluh persen batuan yang
menutupi permukaan bumi ini terdiri dari batuan sedimen. Yaitu batupasir,
batugamping, lanau, lempung, breksi, konglomerat, dan batuan sedimen lainnya.
Batuan tersebut terbentuk secara
proses fisika, kimia, dan biologi yang terendapkan secara alamiah di berbagai
lingkungan pengendapan dan terus berjalan hingga saat ini. Pembelajaran tentang
batuan sedimen sangat besar kontribusinya terhadap penentuan dan pembelajaran
batuan batuan sedimen purba atau yang berumur tua dalam skala waktu geologi.
Banyak batuan sedimen purba yang
diperkirakan sistem dan lingkungan pengendapannya dianalogikan dengan proses
proses sedimentasi yang terjadi pada saat ini. Proses proses sedimentasi
(fisika, kimia, biologi) sangat berhubungan erat dengan kompaksi, sementasi,
rekristalisasi.
Endapan sedimen (sedimentary
deposit) adalah tubuh material padat yang terakumulasi di permukaan bumi
atau di dekat permukaan bumi, pada kondisi tekanan dan temperatur yang rendah.
Sedimen umumnya (namun tidak selalu) diendapkan dari fluida dimana material
penyusun sedimen itu sebelumnya berada, baik sebagai larutan maupun sebagai
suspensi. Definisi ini sebenarnya tidak dapat diterapkan untuk semua jenis
batuan sedimen karena ada beberapa jenis endapan yang telah disepakati oleh
para ahli sebagai endapan sedimen: (1) diendapkan dari udara sebagai benda
padat di bawah temperatur yang relatif tinggi, misalnya material fragmental
yang dilepaskan dari gunungapi; (2) diendapkan di bawah tekanan yang relatif
tinggi, misalnya endapan lantai laut-dalam.
1.2.Tujuan
Tujuan dari
pembuatan laporan ini adalah untuk mengetahui dan memahami alat-alat /
instrument yang digunakan dalam suatu pengambilan sampel serta beberapa cara
dalam analisis besar butir sedimen dan sebagai bahan referensi /
informasi tentang study ilmu sedimentology.
1.3 Lokasi
Lokasi yang
digunakan untuk pengambilan serta pengolahan sampel :
1.
Pelabuhan Perikanan Nusantara Kejawanan, Cirebon,
Jawa Barat. Sebagai tempat awal pengambilan sampel
2. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Laut (P3GL) Jl. Kalijaga 101
Cirebon.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Sedimentologi
Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari sedimen atau endapan (Wadell,
1932). Sedangkan sedimen atau endapan pada umumnya diartikan sebagai hasil dari
proses pelapukan terhadap suatu tubuh batuan, yang kemudian mengalami erosi,
tertansportasi oleh air, angin, dll, dan pada akhirnya terendapkan atau
tersedimentasikan.
Sedimentasi adalah suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh
media air, angin, es, atau gletser di suatu cekungan. Sedangkan
batuan sedimen adalah suatu batuan yang terbentuk dari hasil proses
sedimentasi, baik secara mekanik maupun secara kimia dan organik.
a. Secara
mekanik
Terbentuk dari akumulasi mineral-mineral dan fragmen-fragmen batuan.
Faktor-faktor yang penting antara lain :
· Sumber material batuan sedimen :
Sifat dan komposisi batuan sedimen sangat dipengaruhi oleh
material-material asalnya. Komposisi mineral-mineral batuan sedimen dapat
menentukan waktu dan jarak transportasi, tergantung dari prosentasi
mineral-mineral stabil dan nonstabil.
· Lingkungan pengendapan :
Secara umum lingkungan pengendapan dibedakan dalam tiga bagian yaitu: Lingkungan
Pengendapan Darat, Transisi dan Laut. Ketiga lingkungan pengendapan ini, dimana
batuan yang dibedakannya masing-masing mempunyai sifat dan ciri-ciri tertentu.
· Pengangkutan (transportasi) :
Media transportasi dapat berupa air, angin maupun es, namun yang memiliki
peranan yang paling besar dalam sedimentasi adalah media air. Selama
transportasi berlangsung, terjadi perubahan terutama sifat fisik
material-material sedimen seperti ukuran bentuk dan roundness. Dengan adanya
pemilahan dan pengikisan terhadap butir-butir sedimen akan memberi berbagai
macam bentuk dan sifat terhadap batuam sedimen.
· Pengendapan :
Pengendapan terjadi bilamana arus/gaya mulai menurun hingga berada di bawah
titik daya angkutnya. Ini biasa terjadi pada cekungan-cekungan, laut, muara
sungai, dll.
· Kompaksi :
Kompaksi terjadi karena adanya gaya berat/grafitasi dari material-material
sedimen sendiri, sehingga volume menjadi berkurang dan cairan yang mengisi
pori-pori akan bermigrasi ke atas.
· Lithifikasi dan Sementasi :
Bila kompaksi meningkat terus menerus akan terjadi pengerasan terhadap
material-material sedimen. Sehingga meningkat ke proses pembatuan
(lithifikasi), yang disertai dengan sementasi dimana material-material semen
terikat oleh unsur-unsur/mineral yang mengisi pori-pori antara butir sedimen.
· Replacement dan Rekristalisasi :
Proses replacement adalah proses penggantian mineral oleh
pelarutan-pelarutan kimia hingga terjadi mineral baru. Rekristalisasi adalah
perubahan atau pengkristalan kembali mineral-mineral dalam batuan sedimen,
akibat pengaruh temperatur dan tekanan yang relatif rendah.
· Diagenesis :
Diagenesis adalah perubahan yang terjadi setelah pengendapan berlangsung,
baik tekstur maupun komposisi mineral sedimen yang disebabkan oleh kimia dan
fisika.
b. Secara Kimia dan Organik
Terbentuk oleh proses-proses kimia dan kegiatan organisme atau akumulasi
dari sisa skeleton organisme. Sedimen kimia dan organik dapat terjadi pada kondisi
darat, transisi, dan lautan, seperti halnya dengan sedimen mekanik.
Masing-masing
lingkungan sedimen dicirikan oleh paket tertentu fisik, kimia, dan biologis
parameter yang beroperasi untuk menghasilkan tubuh tertentu sedimemen dicirikan
oleh tekstur, struktur, dan komposisi properti. Kita mengacu kepada badan-badan
khusus seperti endapan dari batuan sedimen sebagai bentuk. Istilah bentuk
mengacu pada unit stratigrafik dibedakan oleh lithologic, struktural, dan
karakteristik organik terdeteksi di lapangan. Sebuah bentuk sedimen dengan
demikian unit batu itu, karena deposisi dalam lingkungan tertentu, memiliki
pengaturan karakteristik properti. Lithofacies dibedakan oleh ciri-ciri fisik
seperti warna, lithology, tekstur, dan struktur sedimen. Biogfacies
didefinisikan pada karakteristik palentologic dasar. Inti penekanan adalah bahwa
lingkungan depositional menghasilkan bentuk sedimen. Karakteristik properti
dari bentuk sedimen yang pada gilirannya merupakan refleksi dari kondisi
lingkungan deposional.
Stratigrafi
adalah studi batuan untuk menentukan urutan dan waktu kejadian dalam sejarah
bumi. Dua subjek yang dapat dibahas untuk membentuk rangkaian kesatuan skala
pengamatan dan interpretasi. Studi proses dan produk sedimen memperkenankan
kita menginterpretasi dinamika lingkungan pengendapan. Rekaman-rekaman proses
ini di dalam batuan sedimen memperkenankan kita menginterpretasikan batuan ke
dalam lingkungan tertentu. Untuk menentukan perubahan lateral dan temporer di
dalam lingkungan masa lampau ini, diperlukan kerangka kerja kronologi.
Ilmu bumi secara tradisional
telah dibagi kedalam sub-disiplin ilmu yang terfokus pada aspek-aspek geologi
seperti paleontologi, geofisika, mineralogi, petrologi, geokimia, dan
sebagainya. Di dalam tiap sub-disiplin ilmu ini, ilmu pengetahuan telah
dikembangkan sebagai teknik analitik baru yang telah diaplikasikan dan
dikembangkannya teori-teori inovatif. Diwaktu yang sama karena
kemajuan-kemajuan di lapangan, maka diperkenalkannya integrasi kombinasi
ide-ide dan keahlian dari berbagai disiplin ilmu yang berbeda-beda. Geologi adalah ilmu multidisiplin yang sangat baik dipahami
jika aspek-aspek berbeda terlihat berhubungan antara satu dengan lainnya.
Sedimentologi perhatiannya tertuju pada pembentukan batuan sedimen. Kemudian
batuan sedimen dibahas hubungan waktu dan ruangnya dalam rangkaian stratigrafi
di dalam cekungan-cekungan sedimen. Tektonik lempeng, petrologi dan
paleontologi adalah topik tambahan.
Metode-metode
yang digunakan oleh sedimentologists untuk mengumpulkan data dan bukti pada
sifat dan kondisi depositional batuan sedimen meliputi;
- Mengukur dan menggambarkan singkapan dan distribusi unit batu;
- Menggambarkan formasi batuan, proses formal mendokumentasikan ketebalan, lithology, singkapan, distribusi, hubungan kontak formasi lain
- Pemetaan distribusi unit batu, atau unit
- Deskripsi batuan inti (dibor dan diambil dari sumur eksplorasi selama hidrokarbon)
- Sequence stratigraphy
- Menjelaskan perkembangan unit batu dalam baskom
- Menggambarkan lithology dari batu;
- Petrologi dan petrography; khususnya pengukuran tekstur, ukuran butir, bentuk butiran (kebulatan, pembulatan, dll), pemilahan dan komposisi sedimen
- Menganalisis geokimia dari batu
Geokimia isotop, termasuk penggunaan penanggalan radiometrik, untuk menentukan
usia batu, dan kemiripan dengan daerah sumber.
Sedimen yang
di jumpai di dasar lautan dapat berasal dari beberapa sumber yang menurut
Reinick (Dalam Kennet, 1992) dibedakan menjadi empat yaitu :
1. Lithougenus sedimen
yaitu sedimen yang berasal dari erosi pantai dan material hasil erosi daerah up
land. Material ini dapat sampai ke dasar laut melalui proses mekanik, yaitu
tertransport oleh arus sungai dan atau arus laut dan akan terendapkan jika
energi tertransforkan telah melemah.
2. Biogeneuos sedimen
yaitu sedimen yang bersumber dari sisa-sisa organisme yang hidup seperti
cangkang dan rangka biota laut serta bahan-bahan organik yang mengalami
dekomposisi.
3. Hidreogenous sedimen
yaitu sedimen yang terbentuk karena adanya reaksi kimia di dalam air laut dan
membentuk partikel yang tidak larut dalam air laut sehingga akan tenggelam ke
dasar laut, sebagai contoh dan sedimen jenis ini adalah magnetit, phosphorit
dan glaukonit.
4. Cosmogerous sedimen
yaitu sedimen yang berasal dari berbagai sumber dan masuk ke laut melalui jalur
media udara/angin. Sedimen jenis ini dapat bersumber dari luar angkasa,
aktifitas gunung api atau berbagai partikel darat yang terbawa angin. Material yang berasal dari luar angkasa
merupakan sisa-sisa meteorik yang meledak di atmosfir dan jatuh di laut.
Sedimen yang berasal dari letusan gunung berapi dapat berukuran halus berupa
debu volkanik, atau berupa fragmen-fragmen aglomerat. Sedangkan sedimen yang
berasal dari partikel di darat dan terbawa angin banyak terjadi pada daerah
kering dimana proses eolian dominan namun demikian dapat juga terjadi pada
daerah subtropis saat musim kering dan angin bertiup kuat. Dalam hal ini
umumnya sedimen tidak dalam jumlah yang dominan dibandingkan sumber-sumber yang
lain. (Sugeng Widada)
Dalam suatu proses sedimentasi,
zat-zat yang masuk ke laut berakhir menjadi sedimen. Dalam hal ini zat yang ada
terlibat proses biologi dan kimia yang terjadi sepanjang kedalaman laut. Sebelum mencapai dasar laut dan menjadi
sedimen, zat tersebut melayang-layang di dalam laut. Setelah mencapai dasar
lautpun, sedimen tidak diam tetapi sedimen akan terganggu ketika hewan laut
dalam mencari makan. Sebagian sedimen mengalami erosi dan tersuspensi kembali
oleh arus bawah sebelum kemudian jatuh kembali dan tertimbun. Terjadi reaksi
kimia antara butir-butir mineral dan air laut sepanjang perjalannya ke dasar
laut dan reaksi tetap berlangsung penimbunan, yaitu ketika air laut
terperangkap di antara butiran mineral. (Agus Supangat
dan Umi muawanah)
Era oseanografi secara sistematis
telah dimulai ketika HMS Challenger kembali ke Inggris pada tanggal 24 Mei 1876
membawa sampel, laporan, dan hasil pengukuran selama ekspedisi laut yang
memakan waktu tiga tahun sembilan bulan. Anggota ilmuan yang selalu menyakinkan
dunia tentang kemajuan ilmiah Challenger adalah John Murray, warga Kanada
kelahiran Skotlandia. Sampel-sampel
yang dikumpulkan oleh Murray merupakan penyelidikan awal tentang sedimen laut
dalam.
Distribusi
Sedimen Laut :
Sedimen yang masuk ke dalam laut dapat terdistribusi pada :
1. Daerah
perairan dangkal, seperti endapan yang terjadi pada paparan benua
(Continental Shelf) dan lereng benua (Continental Slope).
Dijelaskan
oleh Hutabarat (1985) dan Bhatt (1978) bahwa ‘Continental Shelf’ adalah suatu
daerah yang mempunyai lereng landai kurang lebih 0,4% dan berbatasan langsung
dengan daerah daratan, lebar dari pantai 50 – 70 km, kedalaman maksimum dari
lautan yang ada di atasnya di antara 100 – 200 meter.
‘Continental Slope’ adalah
daerah yang mempunyai lereng lebih terjal dari continental shelf, kemiringannya
anatara 3 – 6 %.
2.
Daerah perairan dalam,
seperti endapan yang terjadi pada laut dalam.
Endapan
Sedimen pada Perairan Dangkal :
Pada
umumnya ‘Glacial Continental Shelf’ dicirikan dengan susunan utamanya
campuran antara pasir, kerikil, dan batu kerikil. Sedangkan ‘Non Glacial
Continental Shelf’’ endapannya biasanya mengandung lumpur yang berasal
dari sungai. Di tempat lain (continental shelf) dimana pada dasar laut
gelombang dan arus cukup kuat, sehingga material batuan kasar dan kerikil
biasanya akan diendapkan.
Sebagian
besar pada ‘Continental slope’ kemiringannya lebih terjal sehingga sedimen
tidak akan terendapkan dengan ketebalan yang cukup tebal. Daerah yang miring
pada permukaannya dicirikan berupa batuan dasar (bedrock) dan dilapisi dengan
lapisan lanau halus dan lumpur. Kadang permukaan batuan
dasarnya tertutupi juga oleh kerikil dan pasir.
Endapan Sedimen pada Perairan
Laut Dalam
Sedimen
laut dalam dapat dibagi menjadi 2 yaitu Sedimen Terigen Pelagis dan Sedimen
Biogenik Pelagis.
1. Sedimen Biogenik Pelagis
Dengan
menggunakan mikroskop terlihat bahwa sedimen biogenik terdiri atas berbagai
struktur halus dan kompleks. Kebanyakan sedimen itu berupa sisa-sisa
fitoplankton dan zooplankton laut. Karena umur organisme plankton hannya satu
atau dua minggu, terjadi suatu bentuk ‘hujan’ sisa-sisa organisme plankton yang
perlahan, tetapi kontinue di dalam kolam air untuk membentuk lapisan sedimen.
Pembentukan sedimen ini tergantung pada beberapa faktor lokal seperti kimia air
dan kedalaman serta jumlah produksi primer di permukaan air laut. Jadi,
keberadan mikrofil dalam sedimen laut dapat digunakan untuk menentukan
kedalaman air dan produktifitas permukaan laut pada zaman dulu.
2. Sedimen Terigen Pelagis
Hampir
semua sedimen Terigen di lingkungan pelagis terdiri atas materi-materi yang
berukuran sangat kecil. Ada dua cara materi tersebut sampai ke lingkungan
pelagis. Pertama dengan bantuan arus turbiditas dan aliran grafitasi. Kedua
melalui gerakan es yaitu materi glasial yang dibawa oleh bongkahan es ke laut
lepas dan mencair. Bongkahan es besar yang mengapung, bongkahan es kecil dan
pasir dapat ditemukan pada sedimen pelagis yang berjarak beberapa ratus
kilometer dari daerah gletser atau tempat asalnya.
Angin
merupakan alat transportasi penting untuk memindahkan materi langsung ke laut.
Lempung pelagis yang ada di laut dibawa terutama oleh tiupan angin (aeolian). Ukuran lempung ini
Komponen
utama debu yang terbawa angin adalah kuarsa dan mineral lempung. Pada skala
global, jumlah masuknya materi Vulkanologi ke sedimen laut dalam adalah kecil.
Letusan besar dapat mengeluarkan abu dan debu dalam jumlah yang banyak dengan
ketinggian 15-50 km, dan partikel terkecil berukuran 1-<1µm>
Selain pengertian sedimen di
atas ada pengertian lain tentang sedimen yaitu batuan sedimen adalah batuan
yang terbentuk oleh proses sedimentasi. Sedangkan sedimentasi adalah proses
pengendapan sediemen oleh media air, angin, atau es pada suatu cekungan
pengendapan pada kondisi P dan T tertentu.
Dalam
batuan sedimen dikenal dengan istillah tekstur dan struktur. Tekstur adalah
suatu kenampakn yang berhubungan erat dengan ukuran, bentuk butir, dan susunan
kompone mineral-mineral penyusunnya. Studi tekstur paling bagus dilakukan pada
contoh batuan yang kecil atau asahan tipis.
Struktur
merupakan suatu kenampakan yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan
energi pembentuknya. Pembentukannya dapat pada waktu atau sesaat setelah
pengendapan. Struktur berhubungan dengan kenampakan batuan yang lebih besar,
paling bagus diamati di lapangan misal pada perlapisan batuan. (Sugeng Widada : 2002).
- Struktur Sedimen
Struktur
sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal batuan sedimen yang
diakibatkan oleh proses pengendapan dan energi pembentuknya. Pembentukkannya
dapat terjadi pada waktu pengendapan maupun segera setelah proses pengendapan. (Pettijohn & Potter, 1964 ; Koesomadinata , 1981) Pada
batuan sedimen dikenal dua macam struktur, yaitu :
Syngenetik
: terbentuk bersamaan dengan terjadinya batuan sedimen, disebut juga sebagai
struktur primer.
Epigenetik
: terbentuk setelah batuan tersebut terbentuk seperti kekar, sesar, dan
lipatan.
Pembagian
struktur sedimen ada beberapa macam dan versi dari peneliti yang
menganalisa dan mempelajari struktur sedimen, pembagian struktur
sedimen menurut Pettijohn 1975:
- Struktur Sedimen Primer: Struktur pada batuan sedimen yang terjadi pada saat proses sedimentasi sehingga dapat di gunakan untuk mengidentifikasi mekanisme pengendapan.
- Struktur Sedimen Sekunder : struktur sedimen yang terjadi pada batuan sedimen pada saat sebelum dan sesudah proses sedimentasi yang juga dapat merefleksikan lingkungan pengendapan, keadaan dasar permukaan, lereng,dan kondisi permukaan.
- Struktur Sedimen organik: Struktur sedimen yang terbentuk akibat dari proses organisme pada saat dan sesudah terjadi proses sedimentasi.
2.2.
Analisa Besar Butir
Analisa granulometri merupakan
suatu metoda analisa yang menggunakan ukuran butir sebagai materi analisa.
Analisa ini umum digunakan dalam bidang keilmuan yang berhubungan dengan tanah atau sedimen. Dalam analisa ini tercakup
beberapa hal yang biasa dilakukan seperti pengukuran
rata-rata, pengukuran sorting atau standar deviasi, pengukuran skewness dan
kurtosis. Masing-masing pengukuran tersebut mempunyai rumus-rumus yang
berbeda dan mempunyai batasan-batasan untuk menggambarkan keadaan dari butiran
yang diamati atau dianalisa. Batasan-batasan tersebut biasa disebut dengan verbal
limit. Analisa granulometri dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu
dengan metode grafis dan metode statistik, dimana metode grafis memuat
berbagai macam grafik yang mencerminkan penyebaran besar butir, hubungan
dinamika aliran dan cara transportasi sedimen klastik, sedangkan metode
statistik menghasilkan nilai rata-rata, deviasi standar, kepencengan dan
kemancungan kurva.
Pilihan atau Sortasi
dapat menunjukkan batas ukuran butir atau keanekaragaman ukuran butir, tipe dan
karakteristik serta lamanya waktu sedimentasi dari suatu populasi sedimen (Folk, 1968). Menurut Friedman
dan Sanders (1978), sortasi atau pemilahan
adalah penyebaran ukuran butir terhadap ukuran butir rata-rata. Sortasi
dikatakan baik jika batuan sedimen mempunyai penyebaran ukuran butir terhadap
ukuran butir rata-rata pendek. Sebaliknya apabila sedimen mempunyai penyebaran
ukuran butir terhadap rata-rata ukuran butir panjang disebut sortasi jelek.
Ada
hubungan antara ukuran butir dan sortasi dalam batuan sedimen. Hubungan ini
terutama terjadi pada batuan sedimen berupa pasir kasar sampai pasir sangat
halus. Pasir dari berbagai macam lingkungan air menunjuk bahwa pasir halus
mempunyai sortasi yang lebih baik daripada pasir sangat halus. Sedangkan pasir
yang diendapkan oleh angin sortasi terbaik terjadi pada ukuran pasir sangat
halus ( Blatt,dkk dalam Kusumadinata, 1980).
Kepencengan
(SKEWNESS) adalah penyimpangan distribusi ukuran butir
terhadap distribusi normal. Distribusi normal
adalah suatudistribusi ukuran butir dimana pada bagian tengah dari sampel
mempunyai jumlah butiran paling banyak. Butiran yang lebih kasar serta lebih halus tersebar disisi kanan dan kiri
dalam jumlah yang sama. Apabila dalam suatu distribusi ukuran butior berlebihan
partikel kasar, maka kepencengannya bernilai negatif (Folk, 1974).
Besar
butir rata-rata merupakan fungsi ukuran butir dari suatu populasi sedimen
(missal pasir kasar, pasir sedang, dan pasir halus). Besar
butir rata-rata dapat juga menunjukkan kecepatan turbulen/ sedimentasi dari
suatu populasi sedimen.
- Adapun partikel-partikel sedimen oleh Friedman dan Sanders (1978) dapat dibedakan menjadi 2 kelompok :
1. Hasil rombakan atau hancuran
padat dari endapan tua.
2. material yang bukan merupakan
hasil rombakan atau hancuran padat yang terdiri dari material yang dikeluarkan
lewat semburan gunung berapi dan material terlarut di air yang
ditransportasikan dan diendapkan pada tempat akumulasi pengendapan oleh sekresi
biologis atau proses pengendapan secara kimia.
Sumber
sedimen dapat berasal dari berbagai tempat. Drake (1978) menerangkan bahwa
terdapat 3 sumber dari material sedimen yang ditemukan pada permukaan dasar
laut yaitu sumber dari daratan yang menyuplai material hancuran dan material
terlarut sumber asli dari laut dan material angkasa luar. Setelah proses
pelapukan terjadi selanjutnya sedimen asal mengalami proses transportasi dan
lithifikasi. Drake (1978) pada proses transportasi, dibawah kondisi normal,
erosi menghasilkan nilai (rate) yang sama dengan pelapukan batuan. Faktor yang
mempengaruhinya adalah:
a.Kecepatan
pengendapan
b.Arus
aliran fluida
c.Gelombang
Hasil sedimentasi yang telah
berlangsung lama akan mengalami konsolidasi atau lithifikasi (pembatuan).
Sedimen yang terlithifikasi disebut batuan sedimen. Faktor yang mempengaruhi
terhadap proses lithifikasi antara lain proses fisika, proses kimiawi dan
proses biologi. Ukuran
butiran berpengaruh terhadap sifat-sifat dari butiran tersebut. Krumbreindan
Sloss (1963) menyatakan bahwa pada butiran sedimen , ukuran sedimen berhubungan
dengan dinamika transportasi dan deposisi. Ukuran butiran akan mencerminkan
resistensi butiran terhadap proses pelapukan, erosi dan abrasi, Pada proses
transportasi berpengaruh terhadap bentuk, ukuran butir, kebolaan maupun
sifat-sifat dari kumpulan butiran seperti sortasi, kepencengan dan kepuncakan
akibat dari gesekan antara butiran dengan butiran maupun dengan batuan dasar.
Besar kecilnya partikel penyusun tanah tersebut akan menentukan kemampuan dalam
hal menahan air, mengurung tanah, dan produksi bahan organic
(Dwijoseputro,1987). Dalam klasifikasi sedimen berdasarkan ukuran dapat
menggunakan skala wentworth (Kusumadinata,1980).
Berikut
merupakan macam-macam skala besar butir :
Udden-Wentworth
|
Values
|
Engineering
|
Cobbles64 mm
Pebbles
4 mm
Granules
2 mm
Very Coarse Sand
1 mm
Coarse Sand
0,5 mm
Medium Sand
0,25 mm
Fine Sand
0,125 mm
Very Fine Sand
0,0625 mm
Silt
0,0039 mm
Clay
|
-6-2
-1
0
1
2
3
4
8
|
Boulders10 in.
Cobbles
3 in.
Gravel
4 mesh
Coarse Sand
10 mesh
Medium Sand
40 mesh
Fine Sand
200 mesh
Fines
|
- Klasifikasi Atterberg :
Batas Ukuran
|
Nama
|
2000 – 200 mm
|
Bongkah
(Block)
|
200 – 20 mm
|
Kerikil (Cobbles)
|
20 – 2 mm
|
Kerikil
(Pebbles)
|
2 – 0,2 mm
|
Pasir kasar
(Coarse sand)
|
0,2 – 0.02 mm
|
Pasir halus
(Fine Sand)
|
0,02 – 0,002
mm
|
Lanau (Silt)
|
< 0,002 mm
|
Lempung (Clay)
|
- Skala Besar Butir Phi (Wentworth) dan Zeta (Atterberg) :
Wentworth
|
σ
|
Atterberg
|
Zeta
|
32 mm16 mm
8 mm
4 mm
2 mm
1 mm
½ mm
¼ mm
1/8 mm
1/16 mm
1/32 mm
1/64 mm
1/128 mm
1/256 mm
1/512 mm
1/1024 mm
|
-5-4
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
+8
+9
+10
|
2000 mm200 mm
20 mm
2 mm
|
-3-2
-1
|
- Skala besar butir yang dipakai dalam analisa besar butir pada Lab. Sedimentologi LGPN – LIPI :
Mesh
|
Bukaan (mm)
|
Phi
|
4
|
4,670
|
-2,3
|
6
|
3,360
|
-1,7
|
8
|
2,380
|
-1,2
|
12
|
1,680
|
-0.7
|
16
|
1,190
|
-0,3
|
20
|
0,840
|
0,2
|
30
|
0,590
|
0,7
|
40
|
0,420
|
1,2
|
50
|
0,297
|
1,7
|
60
|
0,250
|
2,0
|
65
|
0,208
|
2,3
|
100
|
0,149
|
2,7
|
120
|
0,125
|
3,0
|
150
|
0,104
|
3,3
|
200
|
0,074
|
3,7
|
230
|
0,062
|
4,0
|
270
|
0,053
|
4,2
|
325
|
0,044
|
4,5
|
Sisa
|
- Daftar batas ukuran butir (menurut Wenworth) serta terminologi klastik :
Ukuran
|
Sedimenter
(epiklastik)
|
Volkanik
(piroklastik)
|
||
Bundar, bundar
tanggungMenyudut tanggung
|
Menyudut
|
|||
Fragmen
|
Agregat
|
Fragmen
|
Agregat
|
|
256 nm64 nm
4 nm
2 nm
1/16 nm
1/256 nm
|
Bongkah
|
Kerikil
bongkahKonglomerat bongkah
|
Blok
|
Breksivolkanik
|
Kerakal
|
Kerikil
kerakalKonglomerat kerakal
|
Bomb
|
Anglomerat
|
|
Kerikil
|
KerikilKonglomerat
kerikil
|
Breksi
|
TuffLapilli
|
|
Granul
|
Granul
|
Abu kasarTuff
kasar
|
||
Pasir
|
PasirBatu pasr
|
|||
Lanau
|
LanauBatu
lanau
|
Abu halusTuff
halus
|
||
Lempung
|
Lempung sepih
|
|||
Dikenal umum dengan nama Skala
Wentworth, skema ini digunakan untuk klasifikasi materi partikel aggregate ( Udden 1914, Wentworth 1922). Pembagian skala dibuat berdasarkan faktor 2 ;
contoh butiran pasir sedang berdiameter 0,25 mm – 0,5 mm, pasir sangat kasar 1
mm – 2 mm, dan seterusnya. Skala ini dipilih karena pembagian menampilkan
pencerminan distribusi alami partikel sedimen; sederhananya, blok besar hancur
menjadi dua bagian, dan seterusnya.
Empat pembagian dasar yang dikenalkan :
Empat pembagian dasar yang dikenalkan :
1.
lempung (<> 2 mm). Skala phi adalah angka perwakilan pada skala Wentworth.
Huruf Yunani ‘Ф’ (phi) sering digunakan sebagai satuan skala ini. Dengan menggunakan logaritma 2 ukuran
butir dapat ditunjukkan pada skala phi sebagai berikut : Ф = – log 2
(diameter butir dalam mm). Tanda negatif digunakan karena biasa digunakan untuk
mewakili ukuran butir pada grafik, bahwa ukuran butir semakin menurun dari
kanan ke kiri. Dengan menggunakan rumus ini, butir yang berdiameter 1 mm adalah
0Ф;
2mm adalah -1Ф, 4 mm adalah -2Ф, dan seterusnya; ukuran butir yang semakin
menurun, 0,5 mm adalah +1Ф, 0,25 mm adalah 2Ф, dan seterusnya.
Berikut
adalah ukuran yang terdapat dalam skala Wenworth :
- Gravel, terbagi atas 4 bagian yakni : Bolders/Bongkah (>256mm), Cobble/Berangkal (64-256mm), Pebble/Kerakal (4-64mm), dan Grit/Granule/Butiran (2-4mm).
- Sand, Pasir Sangat Kasar (1-2mm), Pasir Kasar (1/2-1mm), Pasir Sedang (1/4-1/2mm), Pasir Halus (1/8-1/4mm), dan Pasir Sangat Halus(1/16-1/8mm)
- Mud, terbagi atas 2 : Silt/Lanau (1/256-1/6mm) dan Clay/Lempung (<1/256mm)
- Mineral Penyusun Batuan Sedimen
Komponen penyusun batuan sedimen
dapat berupa mineral, dan dapat pula fragmen cangkang, fragmen tumbuhan atau
fragmen batuan lain. Semua
komponen berupa fragmen tersebut bila ada akan dapat kita kenal dengan mudah.
Untuk komponen berupa mineral, mungkin sulit mengenal jenis mineralnya, tetapi
kita dapat kita kenal dari sifat fisiknya seperti mineral lempung yang lunak. Mineral-mineral kristalin umunya terasa seperti butiran pasir.
1. Clay Stone/Batulempung.
Merupakan batuan sedimen
(sedimentary rock) yang mempunyai ukuran butir clay/ lempung/sangat halus.
2. Sandstone/Batupasir.
Batuan sedimen yang mempunyai
ukuran butir pasir/sand dengan range 0.125mm-1mm (skala wentworth). Tersusun
atas butiran (ini bisa berupa mineral maupun rock fragment). Butiran mineral
(urut dari yang paling stabil-baik secara mechanical maupun chemical stability)
yaitu: quartz (dan zircon, tourmaline), chert, muscovite, microcline,
orthoclase, plagioclase, hornblende (dan biotite), pyroxene, dan yang terakhir
olivine. Butiran yang lain bisa berupa heavy minerals (mineral berat) umumnya
kandungannya kecil (sekitar1%) misal: apatite, epidote, garnet, rutile,
staurolite, tourmaline, dan zircon. Butiran yang dari rock fragment bisa
berasal dari volcanic maupun metasedimentary lithic fragment.
3. Limestone/Batugamping.
Merupakan batuan karbonat
(carbonate rock) yang terbentuk secara biological and biochemical processes.
Batuan karbonat ini harus tersusun oleh >50% carbonate minerals, yaitu:
calcite (CaCO3 – rhombohedral), aragonite (CaCO3 – orthorhombic), dan mineral
dolomite (Ca-Mg (CO3)2). Aragonite termasuk unstable minerals at surface
temperature and pressure, sehingga jarang kita jumpai. Dari hal tersebut
munculah 2 komponen penyusun yang penting yaitu calcite dan dolomite. Dari sini
Boggs (1987) mengklasifikasi jika calcite nya >90% maka disebut Limestone,
dan jika dolomite nya yang >90% disebut Dolostone, jika kurang dari itu
hanya mensifati saja misal namanya menjadi Dolomitic limestone, dst.
- Klasifikasi Zigg
Zingg (1935) menggunakan nisbah b/a
dan c/b (dimana a, b, dan c berturut-turut
panjang, lebar, dan tebal partikel) untuk mendefinisikan empat kategori bentuk.
Kategori-kategori itu—oblate, prolate, triaxial, dan
equi-axial. Dimana klsafikasi ini membagi batuan sedimen berdasarkan
bentuk kebundarannya yaitu sebagai berikut :
1.
Angular (menyudut) (0-0,15): sangat sedikit atau tidak ada jejak
penghancuran; sudut dan sisi partikel tajam; sudut sekunder (tonjolan minor
dari profil partikel; bukan sudut antar-muka partikel) banyak dan tajam.
2. Subangular
(menyudut tanggung) (0,15-0,25): sedikit jejak penghancuran; sudut dan
tepi partikel hingga tingkat tertentu membundar; banyak terdapat sudut sekunder
(10-20), meskipun tidak sebanyak seperti pada partikel menyudut.
3.
Subrounded (membulat tanggung) (0,25-0,40): jejak penghancuran cukup
banyak; sudut dan sisi partikel membundar; jumlah sudut sekunder relatif
sedikit (5-10) dan umumnya membundar. Luas permukaan partikel berkurang;
sudut-dalam asli, meskipun membundar, masih terlihat jelas.
4.
Rounded (membundar) (0,40-0,60): Bidang-bidang asli hampir
terhancurkan seluruhnya; bidang yang relatif datar masih dapat ditemukan. Sisi
dan sudut asli menjadi melengkung dan membentuk kurva yang relatif besar; hanya
sedikit ditemukan sudut sekunder (0-5). Pada kebundaran 0,60, semua sudut
sekunder hilang. Bentuk asli masih terlihat.
5.
Well rounded (sangat bundar) (0,60-1,00): tidak ada permukaan, sudut,
atau sisi asli; semuanya membentuk lengkungan-lekungan besar; tidak ada bagian
yang datar; tidak ada sudut sekunder. Bentuk asli tidak terlihat lagi, amun
dapat diperkirakan dari bentuknya yang sekarang.
- Software KUMMOD
Software/program
KUMMOD digunakan sebagai langkah berikutnya dari analisis sampel. KUMMOD adalah
suatu program yang digunakan untuk kita mengetahui termasuk jenis sampel apa
dari suatu stasiun/titik pengambilan sampel itu, apakah termasuk
lanau,pasir,ataupun krikilan.
2.3. Pengenalan GPS
GPS (Global Positioning System)
adalah sebuah sistem navigasi berbasiskan radio yang menyediakan informasi koordinat
posisi, kecepatan, dan waktu kepada pengguna diseluruh dunia. Jasa penggunaan
satelit GPS tidak dikenakan biaya. Pengguna hanya membutuhkan GPS Receiver
untuk dapat mengetahui koordinat lokasi. Keakuratan koordinat lokasi tergantung
pada tipe GPS receiver.

GPS
yang digunakan pada saat pengambilan sampel dikapal
GPS terdiri dari tiga bagian
yaitu satelit yang mengorbit bumi (Satelit GPS mengelilingi bumi 2x sehari),
stasiun pengendali dan pemantau di bumi, dan GPS receiver. Satelit GPS dikelola oleh Amerika Serikat.
Alat penerima GPS inilah yang dipakai oleh pengguna untuk melihat koordinasi
posisi. Selain itu GPS juga berfungsi untuk menentukan waktu.
Ada 2
sistim koordinat utama yang dipakai dalam penentuan posisi :
-
Koordinat geografi
-
Koordinat di atas bidang proyeksi
Hal-hal yang perlu dilakuakan
agar kesalahan posisi akibat
salah setting receiver dapat
dikurangi :
•
Perlu tahu DATUM yang dipakai pada peta kerja
•
Setting parameter Receiver sesuai dengan yang ada di peta
Hal-hal
lain yang wajib dilaksanakan saat pengukuran di
lapangan
:
•
Setup harus selalu dicek saat aka ke lapangan maupun setelah
pergantian
baterai dilakuakan.
•
Hindari pengukuran dekat gedung transmisi tegangan tinggi,
stasiun
pemancar besar ( TV, Radio)
•
Pengoperasian alat tergantung Receivernya + Metoda yang
dipakai.
BAB III
METODOLOGI
3.1. Pengambilan Sampel
Dalam pengambilan sampel sedimen dalam praktikum ini kita berlayar menuju
laut sekitar kurang lebih 1 km dari pantai dengan penentuan 3 titik sampel,
untuk praktikum ini adalah kita menggunakan alat Grab Sampler, gambaran tentang
alat ini sebagai berikut:
- Grab sampler berfungsi untuk mengambil sedimen permukaan yang ketebalannya tergantung dari tinggi dan dalamnya grab masuk kedalam lapisan sedimen. Alat ini biasa digunakan untuk mengambil sampel sedimen pada perairan dangkal. Berdasarkan ukuran dan cara operasional, ada dua jenis grab sampler yaitu grab sampler berukuran kecil dan besar.
- Grab sampler yang berukuran kecil dapat digunakan dan dioperasionalkan dengan mudah, hanya dengan menggunakan boat kecil alat ini dapat diturunkan dan dinaikkan dengan tangan. Pengambilan sampel sedimen dengan alat ini dapat dilakukan oleh satu orang dengan cara menrunkannya secara perlahan dari atas boat agar supaya posisi grab tetap berdiri sewaktu sampai pada permukaan dasar perairan. Pada saat penurunan alat, arah dan kecepatan arus harus diperhitungkan supaya alat tetap konstant pada posisi titik sampling.
- Grab Sampler yang berukuran besar memerlukan peralatan tambahan lainnya seperti winch (kerekan) yang sudah terpasang pada boat/kapal survey berukuran besar. Alat ini menggunakan satu atau dua rahang/jepitan untuk menyekop sedimen. Grab diturunkan dengan posisi rahang/jepitan terbuka sampai mencapai dasar perairan dan sewaktu diangkat keatas rahang ini tertutup dan sample sedimen akan terambil.
- Keuntungan pemakaian grab sampler adalah lokasi sampel dapat ditentukan dengan pasti, prakiraan kedalam perairan dapat diketahui, sedangkan kerugiannya adalah kapal harus berhenti sewaktu alat dioperasikan, sampel teraduk, dan beberapa fraksi sedimen yang halus mungkin hilang.



Penurunan
dan Penaikan Grab Sampler
3.2. Metode Ayakan
Analisa
besar butir ini pada umumnya berdasarkan kepada teori – teori kecepatan endapan
partikel (settling velocity of particle),
analisa ayakan dan beberapa teori lainnya. Teori kecepatan perngendapan
partikellebih cocok digunakan pada butir – butir batuan yang lebih halus,
sedangkan butir – butir batuan yang relative lebih halus, sedangkan butir –
butir batuan yang lebih kasar lebih cocok digunakan dengan teori
ayakan. Teori ayakan ini mulai dipergunakan pada
tahun 1704 (Krumbein, 1932).

Analisa besar butir
Dalam analisa
ayakan diperlukan butiran – butiran batuan sedimen yang benar – benar lepas,
sehingga batuan sedimen klastik yang telah mengalami kompaksi perlu diuraikan
menjadio butiran – butiran lepas . Dan penguraian batuan sedimen dapat diuraikan secara
fisik dan kimiawi. Dalam melakukan analisa besar butir khususnya analisa ayakan
sebenarnya tidak sederhana seperti dalam prakteknya.
Beberapa seri ayakan yang dapat digunakan dalam analisa besar butir
diantaranya adalah ASTM sieve series, Tyler sieve series dan IMM sieve series
dan masing – masing mempunyai lubang bukaan yang berbeda.

Metode ayakan
dengan menggunakan sieve
Berikut merupakan table ASTM
sieve series, Tyler
sieve series, IMM sieve series :
ASTM sieve
series Tyler sieve
series IMM sieve series
Mesh
|
Opening
|
5
|
4.00
|
6
|
3.36
|
7
|
2.83
|
8
|
2.38
|
10
|
2.00
|
12
|
1.68
|
14
|
1.41
|
16
|
1.19
|
18
|
1.00
|
20
|
0.84
|
25
|
0.71
|
30
|
0.59
|
35
|
0.50
|
40
|
0.42
|
45
|
0.35
|
50
|
0.297
|
60
|
0.25
|
70
|
0.21
|
80
|
0.177
|
100
|
0.149
|
120
|
0.125
|
140
|
0.105
|
170
|
0.083
|
200
|
0.074
|
230
|
0.062
|
270
|
0.053
|
325
|
0.044
|
Mesh
|
Opening
|
5
|
2.540
|
8
|
1.574
|
10
|
1.270
|
16
|
0.782
|
20
|
0.635
|
25
|
0.508
|
30
|
0.426
|
35
|
0.416
|
40
|
0.317
|
45
|
0.254
|
50
|
0.211
|
60
|
0.180
|
70
|
0.157
|
80
|
0.137
|
90
|
0.125
|
100
|
0.105
|
120
|
0.084
|
150
|
0.061
|
200
|
-
|
Mesh
|
Opening
|
5
|
2.540
|
8
|
1.574
|
10
|
1.270
|
16
|
0.792
|
20
|
0.635
|
25
|
0.508
|
30
|
0.421
|
35
|
0.416
|
40
|
0.317
|
45
|
0.254
|
50
|
0.211
|
60
|
0.180
|
70
|
0.157
|
80
|
0.139
|
90
|
0.127
|
100
|
0.107
|
120
|
0.084
|
Dasar dari metode
ayakan adalah bahwa butiran dibagi atas selang-selang kelas yang dibatasi oleh
besarnya lubang ayakan. Penyebaran kumulatif dari besar butir dalam hal ini
adalah yang lebih kasar yang tersangkut. Set dari ayakan ini banyak yang dipergukan dalam
teknik dan ada beberapa macam skala besar butir yangsering dipergunakan dalam analisa ukuran besar butir, anata lain:
- Skala besar butir “Udden dan Wentworth”
- Skala besar butir “Attenberg”
- Skala besar butir “Enginering”
Dalam
analisa besar ukuran butir, macam sklala besar butir yanga akan dipergunakan
dapat dipilih salah satunya dari skala besar butir yang tersebut di atas.
Selain skala-skala tersebut di atas, juga disajikan skala besar butir
LBPN-LIPI. Skala besar butir yang sering digunakan adalah skala besar butir
berbentuk logaritma yang merupakan deretan angka-angka hasil minus logaritma
dan disebut dengan skala ‘phi’.
σ (phi) = -2 log d : dimana d
adalah diameter menurut skala Wentworth (Krumbein, 1934).
Hal
ini disebabkan karena lebih mudah dalam perhitungan dan data yang diperoleh
dapat di plot ke dalam kertas semi log atau kertas probabilitas atau kertas
lainnya.
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1. Waktu Pelaksanaan
Waktu pelaksanaan praktikum
lapangan mata kuliah sedimentologi laut ini berlangsung selama 2 hari yaitu 31
Mei-1 Juni 2009 bertempat di Kota Cirebon, Jawa Barat. Lokasi pertama tujuan praktikum dilaksanakan di
Pelabuhan Perikanan Nusantara (PPN) Kejawanan Cirebon, Jawa Barat. Pengambilan
sampel di lakukan dari pukul 13.00-15.00. Setelah itu lokasi selanjutnya
pelaksanaan praktikum lapangan dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi Laut (P3GL) Jl. Kalijaga 101 Cirebon, Jawa Barat. Ditempat itu
mahasiswa mendapatkan pengarahan tentang cara pengolahan serta analisis sampel
dan pengolahannya dengan menggunakan software KUMMOD. Kemudian pada tanggal 1
Juni 2009 dari pukul 11.00-14.00 bertempat di tempat yang sama (P3GL),
mahasiswa mendapatkan pengarahan tentang penggunaan Global Positioning System (GPS) dan kemudian melaksanakan remind
test.
4.2.
Metode Ayakan
Dalam analisa besar butir kita akan menggunakan metode ayakan dengan
tahapan pengerjaan sebagai berikut :
- Pertama sampel kita masukan kedalam oven selama 1 – 2 hari dengan suhu 100 – 110 ͣC


Sampel dimasukan kedalam
oven
- Setelah sampel mengalami pengeringan kita ambil sampel lalu kita timbang seberat 100 gram

Sampel yang sudah kering
ditimbang
- Setelah kita timbang sampel diberi air dengan saringan pan dengan ukuran 4 Ø < dan 4 Ø >

Disaring dalam pan saringan
- Masukan sisa air saringan kedalam baskom lalu diamkan supaya mengendap hingga jernih airnya selama 1 hari, setelah itu sampel dikeringkan kembali kedalam oven.

Sampel diendapkan selama 24
jam
- Setelah sampel kering kita gunakan saringan pan dengan 7 tingkat kerapatan saringan

- Lalu gunakan sieve shaker selama 15 menit

- Masukan sampel dari pan saringan 1 – 6 kedalam baskom

- Setelah itu ambil sampel ayakan, ayakan dalam pan saringan terakhir kita saring lagi dengan pan saringan yang lebih rapat 7 tingkat pula lebih rapat dari pan saringan yang pertama
- Setelah itu gunakan sieve shaker kembali selama 15 menit

- Lalu ambil sampel yang sudah kita shake masukan kedalam baskom, jadi jumlah sampel ada 14 baskom lalu masukan kedalam plastic sampel lalu kita beri label

- Lalu kita timbang kembali

- Hasilnya kita tulis di form yang sudah tersediauntuk mengindentifikasi besaran butir tersebut.
4.3. Metode Analisa
Pipet
Dalam metode analisa pipet ini
kita menggunakan pipet dalam pengindentifikasian besar butir dalam penggunaan
metode ini biasanya untuk sampel butir yang lebih halus, berikut merupakan
tahapan metode pipet :

- Pertama kita endapkan sampel dalam beaker glass 1000 ml
- Setelah itu kita keringkan dalam oven

Oven pengeringan
- Lalu kita timbang beratnya berapa dalam 1000 ml itu (ex. 20 gram)
- Setelah itu kita masukan kedalam tabung ukur 1000 ml terus kita homogenkan dengan mengaduknya dalam temperature 30 – 32 ͣC
- Lalu sampel kita kurangi dan masukan kedalam beaker glass setelah itu kita timbang sampai 4 desimal
- Setelah itu kita tambahkan dalam sampel tersebut natrium oksalat (1,36 gram / 1 liter) dan natrium benzoate (1,06 gram / 500 ml) yang tujuannya agar menghilangkan buih untuk memudahkan dalam pengukurannya
- Lalu kita mulai melakukan analisa pipet, sediakan 5 gelas tabung 50 ml


Analisa pipet
- Perlakukan sampel sesuai dengan standard jumlah sampel dan parameter waktu
- Kocok gelas tabung dengan gagang untuk mengocok diamkan hingga 20 detik lalu ambil dengan pipet 1 (tabung gelas 1)

Alat pengaduk
- Lalu kocok gelas tabung dengan gagang untuk mengocok satu kali lalu diamkan selama 19 detik lalu ambil dengan pipet 2 (tabung gelas 2)

Perlakuan pipet
- Lalu kocok gelas tabung dengan gagang untuk mengocok lima kali lalu diamkan selama 16 detik lalu ambil dengan pipet 3 (tabung gelas 3)

Table waktu perlakuan
- Lalu kocok gelas tabung dengan gagang untuk mengocok dua kali lalu diamkan selama 15 detik lalu ambil dengan pipet 4 (tabung gelas 4)
- Lalu kocok gelas tabung dengan gagang untuk mengocok dua kali lalu diamkan selama 24 menit lalu ambil dengan pipet 5 (tabung gelas 5)
- Lalu pisahkan air dengan endapan sedimen
- Setelah itu masukan endapan sedimen kedalam beaker glass
- Masukan kedalam oven untuk proses pengeringan
- Lalu timbang beratnya
- Setelah itu kita compare dengan data form ukuran besar butir
- Lalu catat hasilnya dalam form yang disediakan.
BAB V
PENUTUP
5.2 Saran
.
DAFTAR PUSTAKA
http://disfaslanal.wordpress.com/
Dikenal umum dengan nama
Skala Wentworth, skema ini digunakan untuk klasifikasi materi partikel
aggregate ( Udden 1914, Wentworth 1922). Pembagian skala dibuat berdasarkan faktor 2 ; contoh butiran pasir sedang
berdiameter 0,25 mm – 0,5 mm, pasir sangat kasar 1 mm – 2 mm, dan seterusnya.
Skala ini dipilih karena pembagian menampilkan pencerminan distribusi alami
partikel sedimen; sederhananya, blok besar hancur menjadi dua bagian, dan
seterusnya.
Empat pembagian dasar yang dikenalkan :
Empat pembagian dasar yang dikenalkan :
1. lempung (<> 2 mm). Skala phi adalah angka perwakilan pada skala
Wentworth. Huruf Yunani ‘Ф’ (phi) sering digunakan sebagai satuan skala ini.
Dengan menggunakan logaritma 2 ukuran butir dapat ditunjukkan pada skala phi
sebagai berikut : Ф = - log 2 (diameter butir dalam mm). Tanda
negatif digunakan karena biasa digunakan untuk mewakili ukuran butir pada
grafik, bahwa ukuran butir semakin menurun dari kanan ke kiri. Dengan
menggunakan rumus ini, butir yang berdiameter 1 mm adalah 0Ф; 2mm adalah -1Ф, 4 mm adalah -2Ф, dan seterusnya;
ukuran butir yang semakin menurun, 0,5 mm adalah +1Ф, 0,25 mm adalah 2Ф, dan seterusnya.
Berikut adalah ukuran
yang terdapat dalam skala Wenworth :
- Gravel, terbagi atas 4 bagian yakni : Bolders/Bongkah (>256mm), Cobble/Berangkal (64-256mm), Pebble/Kerakal (4-64mm), dan Grit/Granule/Butiran (2-4mm).
- Sand, Pasir Sangat Kasar (1-2mm), Pasir Kasar (1/2-1mm), Pasir Sedang (1/4-1/2mm), Pasir Halus (1/8-1/4mm), dan Pasir Sangat Halus(1/16-1/8mm)
- Mud, terbagi atas 2 : Silt/Lanau (1/256-1/6mm) dan Clay/Lempung (<1/256mm)
Mineral Penyusun Batuan Sedimen
Komponen penyusun batuan sedimen dapat berupa mineral, dan
dapat pula fragmen cangkang, fragmen tumbuhan atau fragmen batuan lain. Semua
komponen berupa fragmen tersebut bila ada akan dapat kita kenal dengan mudah.
Untuk komponen berupa mineral, mungkin sulit mengenal jenis mineralnya, tetapi
kita dapat kita kenal dari sifat fisiknya seperti mineral lempung yang lunak.
Mineral-mineral kristalin umunya terasa seperti butiran pasir.
1. Clay Stone/Batulempung.
Merupakan batuan sedimen (sedimentary rock) yang mempunyai ukuran butir
clay/ lempung/sangat halus(<>
2. Sandstone/Batupasir.
Batuan sedimen yang
mempunyai ukuran butir pasir/sand dengan range 0.125mm-1mm (skala wentworth). Tersusun
atas butiran (ini bisa berupa mineral maupun rock fragment). Butiran mineral
(urut dari yang paling stabil-baik secara mechanical maupun chemical stability)
yaitu: quartz (dan zircon, tourmaline), chert, muscovite, microcline,
orthoclase, plagioclase, hornblende (dan biotite), pyroxene, dan yang terakhir
olivine. Butiran yang lain bisa berupa heavy minerals (mineral berat) umumnya
kandungannya kecil (sekitar1%) misal: apatite, epidote, garnet, rutile,
staurolite, tourmaline, dan zircon. Butiran yang dari rock fragment bisa
berasal dari volcanic maupun metasedimentary lithic fargment.
3. Limestone/Batugamping.
Merupakan batuan karbonat
(carbonate rock) yang terbentuk secara biological and biochemical processes.
Batuan karbonat ini harus tersusun oleh >50% carbonate minerals, yaitu:
calcite (CaCO3 – rhombohedral), aragonite (CaCO3 – orthorhombic), dan mineral
dolomite (Ca-Mg (CO3)2). Aragonite termasuk unstable minerals at surface
temperature and pressure, sehingga jarang kita jumpai. Dari hal tersebut
munculah 2 komponen penyusun yang penting yaitu calcite dan dolomite. Dari sini
Boggs (1987) mengklasifikasi jika calcite nya >90% maka disebut Limestone,
dan jika dolomite nya yang >90% disebut Dolostone, jika kurang dari itu
hanya mensifati saja misal namanya menjadi Dolomitic limestone, dst.
Klasifikasi Zigg
Zingg (1935) menggunakan
nisbah b/a dan c/b (dimana a, b, dan c
berturut-turut panjang, lebar, dan tebal partikel) untuk mendefinisikan empat
kategori bentuk. Kategori-kategori itu—oblate, prolate, triaxial,
dan equi-axial. Dimana klsafikasi ini membagi batuan sedimen
berdasarkan bentuk kebundarannya yaitu sebagai berikut :
1. Angular (menyudut) (0-0,15): sangat sedikit
atau tidak ada jejak penghancuran; sudut dan sisi partikel tajam; sudut
sekunder (tonjolan minor dari profil partikel; bukan sudut antar-muka partikel)
banyak dan tajam.
2. Subangular (menyudut tanggung) (0,15-0,25):
sedikit jejak penghancuran; sudut dan tepi partikel hingga tingkat tertentu
membundar; banyak terdapat sudut sekunder (10-20), meskipun tidak sebanyak
seperti pada partikel menyudut.
3. Subrounded (membulat tanggung) (0,25-0,40):
jejak penghancuran cukup banyak; sudut dan sisi partikel membundar; jumlah
sudut sekunder relatif sedikit (5-10) dan umumnya membundar. Luas permukaan
partikel berkurang; sudut-dalam asli, meskipun membundar, masih terlihat jelas.
4. Rounded (membundar) (0,40-0,60): Bidang-bidang
asli hampir terhancurkan seluruhnya; bidang yang relatif datar masih dapat
ditemukan. Sisi dan sudut asli menjadi melengkung dan membentuk kurva yang
relatif besar; hanya sedikit ditemukan sudut sekunder (0-5). Pada
kebundaran 0,60, semua sudut sekunder hilang. Bentuk asli masih terlihat.
5. Well rounded (sangat bundar) (0,60-1,00): tidak
ada permukaan, sudut, atau sisi asli; semuanya membentuk lengkungan-lekungan
besar; tidak ada bagian yang datar; tidak ada sudut sekunder. Bentuk asli tidak
terlihat lagi, amun dapat diperkirakan dari bentuknya yang sekarang.
Struktur
Sedimen
Struktur
sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal batuan sedimen yang
diakibatkan oleh proses pengendapan dan energi pembentuknya. Pembentukkannya
dapat terjadi pada waktu pengendapan maupun segera setelah proses pengendapan.
(Pettijohn & Potter, 1964 ; Koesomadinata , 1981) Pada batuan sedimen
dikenal dua macam struktur, yaitu :
Syngenetik
: terbentuk bersamaan dengan terjadinya batuan sedimen, disebut juga sebagai
struktur primer.
Epigenetik
: terbentuk setelah batuan tersebut terbentuk seperti kekar, sesar, dan
lipatan.
Pembagian struktur
sedimen ada beberapa macam dan versi dari peneliti yang menganalisa dan
mempelajari struktur sedimen, pembagian struktur sedimen menurut
Pettijohn 1975:
- Struktur Sedimen Primer: Struktur pada batuan sedimen yang terjadi pada saat proses sedimentasi sehingga dapat di gunakan untuk mengidentifikasi mekanisme pengendapan.
- Struktur Sedimen Sekunder : struktur sedimen yang terjadi pada batuan sedimen pada saat sebelum dan sesudah proses sedimentasi yang juga dapat merefleksikan lingkungan pengendapan, keadaan dasar permukaan, lereng,dan kondisi permukaan.
- Struktur Sedimen organik: Struktur sedimen yang terbentuk akibat dari proses organisme pada saat dan sesudah terjadi proses sedimentasi.
SEDIMEN DASAR LAUT
Dalam kehidupan sehari-hari kata sedimen
banyak sekali pengertiannya disini diterangkan tentang beberapa pengertian
sedimen dan sedimentasi. Dalam kaitannya dengan sedimen dan sedimentasi
beberapa ahli mendefinisikan sedimen dalam beberapa pengertian.
Pipkin
(1977) menyatakan bahwa sedimen adalah pecahan, mineral, atau material organik
yang ditransforkan dari berbagai sumber dan diendapkan oleh media udara, angin,
es, atau oleh air dan juga termasuk didalamnya material yang diendapakan dari
material yang melayang dalam air atau dalam bentuk larutan kimia.
Sedangkan Gross (1990) mendefinisikan
sedimen laut sebagai akumulasi dari mineral-mineral dan pecahan-pecahan batuan
yang bercampur dengan hancuran cangkang dan tulang dari organisme laut serta
beberapa partikel lain yang terbentuk lewat proses kimia yang terjadi di laut.
Pettijohn (1975) mendefinisikan
sedimentasi sebagai proses pembentukan sedimen atau batuan sedimen yang
diakibatkan oleh pengendapan dari material pembentuk atau asalnya pada suatu
tempat yang disebut dengan lingkungan pengendapan berupa sungai, muara, danau,
delta, estuaria, laut dangkal sampai laut dalam.
Menurut Bhatt (1978), sedimen
yaitu lepasnya puing-puing endapan padat pada permukaan bumi yang dapat
terkandung di dalam udara, air, atau es dibawah kondisi normal. Sedimentasi adalah proses yang meliputi
pelapukan, transportasi, dan pengendapan. Batuan sedimen adalah batuan yang dibentuk oleh sedimen. Tekstur sedimen yaitu hubungan bersama antara
ukuran butir dalam batuan dan pada umumnya ukuran butir ini dapat diamati
dengan menggunakan mikroskop. Komposisi sedimen merupakan
acuan terhadap mineral-mineral dan struktur kimia dalam batuan. Batuan
klastik adalah batuan dimana material penyusun utamanya
berupa material detrital (misalnya batupasir dan serpihan). Batuan
nonklastik adalah batuan dimana material penyusun utamanya
berupa material organik dan unsur kimia (misalnya batugamping terumbu, halit,
dan dolomit)
Sedimen yang di jumpai di dasar
lautan dapat berasal dari beberapa sumber yang menurut Reinick (Dalam Kennet,
1992) dibedakan menjadi empat yaitu :
1. Lithougenus sedimen yaitu sedimen yang berasal dari erosi pantai
dan material hasil erosi daerah up land. Material ini dapat sampai ke dasar
laut melalui proses mekanik, yaitu tertransport oleh arus sungai dan atau arus
laut dan akan terendapkan jika energi tertransforkan telah melemah.
2. Biogeneuos sedimen yaitu sedimen yang bersumber dari sisa-sisa
organisme yang hidup seperti cangkang dan rangka biota laut serta bahan-bahan
organik yang mengalami dekomposisi.
3. Hidreogenous sedimen yaitu sedimen yang terbentuk karena adanya
reaksi kimia di dalam air laut dan membentuk partikel yang tidak larut dalam
air laut sehingga akan tenggelam ke dasar laut, sebagai contoh dan sedimen
jenis ini adalah magnetit, phosphorit dan glaukonit.
4. Cosmogerous sedimen yaitu sedimen yang berasal dari berbagai
sumber dan masuk ke laut melalui jalur media udara/angin. Sedimen jenis ini
dapat bersumber dari luar angkasa, aktifitas gunung api atau berbagai partikel
darat yang terbawa angin. Material yang berasal dari luar angkasa
merupakan sisa-sisa meteorik yang meledak di atmosfir dan jatuh di laut. Sedimen
yang berasal dari letusan gunung berapi dapat berukuran halus berupa debu
volkanik, atau berupa fragmen-fragmen aglomerat. Sedangkan sedimen yang berasal
dari partikel di darat dan terbawa angin banyak terjadi pada daerah kering
dimana proses eolian dominan namun demikian dapat juga terjadi pada daerah
subtropis saat musim kering dan angin bertiup kuat. Dalam hal ini umumnya
sedimen tidak dalam jumlah yang dominan dibandingkan sumber-sumber yang lain. (Sugeng Widada)
Dalam suatu proses sedimentasi,
zat-zat yang masuk ke laut berakhir menjadi sedimen. Dalam hal ini zat yang ada
terlibat proses biologi dan kimia yang terjadi sepanjang kedalaman laut. Sebelum
mencapai dasar laut dan menjadi sedimen, zat tersebut melayang-layang di dalam
laut. Setelah mencapai dasar lautpun, sedimen tidak diam tetapi sedimen akan
terganggu ketika hewan laut dalam mencari makan. Sebagian sedimen mengalami
erosi dan tersuspensi kembali oleh arus bawah sebelum kemudian jatuh kembali
dan tertimbun. Terjadi reaksi kimia antara butir-butir mineral dan air laut
sepanjang perjalannya ke dasar laut dan reaksi tetap berlangsung penimbunan,
yaitu ketika air laut terperangkap di antara butiran mineral. (Agus Supangat dan Umi muawanah)
Era oseanografi secara sistematis
telah dimulai ketika HMS Challenger kembali ke Inggris pada tanggal 24 Mei 1876
membawa sampel, laporan, dan hasil pengukuran selama ekspedisi laut yang
memakan waktu tiga tahun sembilan bulan. Anggota ilmuan yang selalu menyakinkan
dunia tentang kemajuan ilmiah Challenger adalah John Murray, warga Kanada
kelahiran Skotlandia. Sampel-sampel yang dikumpulkan oleh Murray
merupakan penyelidikan awal tentang sedimen laut dalam.
Distribusi Sedimen Laut
Sedimen yang
masuk ke dalam laut dapat terdistribusi pada :
1. Daerah perairan dangkal, seperti
endapan yang terjadi pada paparan benua (Continental Shelf) dan lereng benua
(Continental Slope).
Dijelaskan
oleh Hutabarat (1985) dan Bhatt (1978) bahwa ‘Continental Shelf’ adalah suatu
daerah yang mempunyai lereng landai kurang lebih 0,4% dan berbatasan langsung
dengan daerah daratan, lebar dari pantai 50 – 70 km, kedalaman maksimum dari
lautan yang ada di atasnya di antara 100 – 200 meter.
‘Continental Slope’ adalah daerah
yang mempunyai lereng lebih terjal dari continental shelf, kemiringannya
anatara 3 – 6 %.
2. Daerah
perairan dalam, seperti endapan yang terjadi pada laut
dalam.
Endapan Sedimen pada
Perairan Dangkal
Pada umumnya ‘Glacial
Continental Shelf’ dicirikan dengan susunan utamanya campuran antara pasir,
kerikil, dan batu kerikil. Sedangkan ‘Non
Glacial Continental Shelf’’ endapannya biasanya mengandung lumpur yang
berasal dari sungai. Di tempat lain (continental shelf) dimana pada dasar laut
gelombang dan arus cukup kuat, sehingga material batuan kasar dan kerikil
biasanya akan diendapkan.
Sebagian besar pada ‘Continental
slope’ kemiringannya lebih terjal sehingga sedimen tidak akan terendapkan
dengan ketebalan yang cukup tebal. Daerah yang miring pada permukaannya
dicirikan berupa batuan dasar (bedrock) dan dilapisi dengan lapisan lanau halus
dan lumpur. Kadang permukaan batuan dasarnya tertutupi juga oleh kerikil dan
pasir.
Endapan Sedimen pada
Perairan Laut Dalam
Sedimen
laut dalam dapat dibagi menjadi 2 yaitu Sedimen Terigen Pelagis dan Sedimen
Biogenik Pelagis.
1. Sedimen Biogenik Pelagis
Dengan
menggunakan mikroskop terlihat bahwa sedimen biogenik terdiri atas berbagai
struktur halus dan kompleks. Kebanyakan sedimen itu berupa sisa-sisa
fitoplankton dan zooplankton laut. Karena umur organisme plankton hannya satu
atau dua minggu, terjadi suatu bentuk ‘hujan’ sisa-sisa organisme plankton yang
perlahan, tetapi kontinue di dalam kolam air untuk membentuk lapisan sedimen.
Pembentukan sedimen ini tergantung pada beberapa faktor lokal seperti kimia air
dan kedalaman serta jumlah produksi primer di permukaan air laut. Jadi,
keberadan mikrofil dalam sedimen laut dapat digunakan untuk menentukan
kedalaman air dan produktifitas permukaan laut pada zaman dulu.
2. Sedimen Terigen Pelagis
Hampir
semua sedimen Terigen di lingkungan pelagis terdiri atas materi-materi yang
berukuran sangat kecil. Ada dua cara materi tersebut sampai ke lingkungan
pelagis. Pertama dengan bantuan arus turbiditas dan aliran grafitasi. Kedua
melalui gerakan es yaitu materi glasial yang dibawa oleh bongkahan es ke laut
lepas dan mencair. Bongkahan es besar yang mengapung, bongkahan es kecil dan
pasir dapat ditemukan pada sedimen pelagis yang berjarak beberapa ratus
kilometer dari daerah gletser atau tempat asalnya.
Angin
merupakan alat transportasi penting untuk memindahkan materi langsung ke laut.
Lempung pelagis yang ada di laut dibawa terutama oleh tiupan angin (aeolian).
Ukuran lempung ini <>
Komponen utama debu yang terbawa angin
adalah kuarsa dan mineral lempung. Pada skala global, jumlah masuknya materi
Vulkanologi ke sedimen laut dalam adalah kecil. Letusan besar dapat
mengeluarkan abu dan debu dalam jumlah yang banyak dengan ketinggian 15-50 km,
dan partikel terkecil berukuran 1-<1µm>
Selain pengertian sedimen di atas ada pengertian lain tentang
sedimen yaitu batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk oleh proses
sedimentasi. Sedangkan sedimentasi adalah proses pengendapan sediemen oleh
media air, angin, atau es pada suatu cekungan pengendapan pada kondisi P dan T
tertentu.
Dalam batuan sedimen dikenal dengan
istillah tekstur dan struktur. Tekstur adalah suatu kenampakn yang berhubungan
erat dengan ukuran, bentuk butir, dan susunan kompone mineral-mineral
penyusunnya. Studi tekstur paling bagus dilakukan pada contoh batuan yang kecil
atau asahan tipis.
Struktur merupakan suatu kenampakan yang
diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan energi pembentuknya.
Pembentukannya dapat pada waktu atau sesaat setelah pengendapan. Struktur berhubungan
dengan kenampakan batuan yang lebih besar, paling bagus diamati di lapangan
misal pada perlapisan batuan. (Sugeng Widada : 2002)
Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran dan Kecepatan Jatuh (Fall Velocity)
I. Definisi
Sedimen secara alami diuraikan
oleh proses pelapukan dan erosi dan kemudian diangkut oleh tindakan cairan
seperti angin, air, atau es, dan/atau oleh gaya gravitasi yang bekerja pada partikel itu
sendiri.
Batuan sediment adalah batuan
yang terbentuk dari akumulsi material hasil rombakan batuan yang sudah ada
sebelumnya atau hasil aktifitas kimia maupun organisme yang diendapkan pada
cekungan sedimentasi yang kemudian mengalami pembatuan. Dalam batuan sediment
dapat dijumpai fragmen batuan maupun mineral. Mineral-mineral yang umumnya
ditemukan dalam batuan sediment antara lain: kuarsa, feldspar, kalsit,
dolomite, mika, dan mineral lempung. Batuan sediment terjadi dari pembatuan atau litifikasi hancuran batuan lain
atau litifikasi hasil reaksi kimia atau biokimia. Sedangkan litifikasi sendiri
berarti proses terubahnya materi pembentuk batuan yang lepas-lepas
(unconsolidated rock-forming materials) menjadi batuan yang kompak keras
(consolidated/coherent rocks). Litifikasi tersebut dapat terjadi melalui proses
penyemenan (cementation), pemadatan (compaction), keluarnya air dari pori-pori
karena pemadatan atau penguapan (desiccation), pengkristalan (crystallization).
Berdasarkan
proses terjadinya batuan sediment dibedakan menjadi sediment klastik dan
nonklastik. Batuan sediment klastik adalah batuan sediment yang terbentuk dari
hasil litifikasi material-material hasil rombakan batuan yang telah ada
sebelumnya. Sedangkan batuan nonklastik adalah batuan sediment yang terbentuk
dari material-material hasil aktifitas kimia, biokimia, maupun biologis. Dari
kedua macam mekanisme pembentukan batuan sediment tersebut dikenal tekstur
klastik dan nonklastik. Batuan sediment mudah sekali untuk kita temukan karena
jumlahnya yang banyak di lingkungan sekitar kita ini.
II. Klasifikasi Ukuran Butiran
Sedimen
dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir dan / atau komposisi. Ukuran
sedimen diukur pada log basis 2 skala, yang disebut “Phi” skala, yang
mengklasifikasikan partikel berdasarkan ukuran dari “koloid” ke “batu”.
Pembagian berdasarkan ukuran
butir digunakan sebagai awal untuk mengklasifikasikan dan menamakan sedimen dan
batuan sedimen klastik terrigenous ; kerikil dan konglomerat tersusun oleh
klastik berdiameter lebih dari 2 mm, butir berukuran pasir antara 2 mm sampai
1/16 mm (63 μm) ; lumpur (termasuk lempung dan lanau) terdiri dari partikel
berdiameter kurang dari 63 μm. Ada
beberapa jenis skema dan pembagian kategori, tetapi sedimentologist cenderung
menggunakan Skala Wentworth (Gambar 2.2) untuk menentukan dan menamakan endapan
klastik terrigenous. Dikenal umum dengan nama Skala Wentworth, skema ini
digunakan untuk klasifikasi materi partikel aggregate ( Udden 1914, Wentworth
1922). Pembagian skala dibuat
berdasarkan faktor 2 ; contoh butiran pasir sedang berdiameter 0,25 mm – 0,5
mm, pasir sangat kasar 1 mm – 2 mm, dan seterusnya. Skala ini dipilih karena
pembagian menampilkan pencerminan distribusi alami partikel sedimen ; sederhananya,
blok besar hancur menjadi dua bagian, dan seterusnya.
Empat
pembagian dasar yang dikenalkan :
1.
lempung (< 4 μm)
2.
lanau (4 μm – 63 μm)
3. pasir (63 μm – 2 mm)
4. kerikil / aggregate (> 2
mm)
Skala phi adalah angka
perwakilan pada skala Wentworth. Huruf Yunani ‘Ф’ (phi) sering digunakan
sebagai satuan skala ini. Dengan
menggunakan logaritma 2, ukuran butir dapat ditunjukkan pada skala phi sebagai
berikut :
Ф = – log 2 (diameter butir dalam mm)
Tanda negatif digunakan karena
biasa digunakan untuk mewakili ukuran butir pada grafik, bahwa ukuran butir
semakin menurun dari kanan ke kiri. Dengan menggunakan rumus ini, butir yang
berdiameter 1 mm adalah 0Ф; 2mm adalah -1Ф, 4 mm adalah -2Ф, dan seterusnya;
ukuran butir yang semakin menurun, 0,5 mm adalah +1Ф, 0,25 mm adalah 2Ф, dan
seterusnya.
III. Tekstur Sedimen
Tekstur
mencakup ukuran, bentuk, dan keteraturan komponen penyusun batuan. Tekstur pada
dasarnya merupakan mikro-geometri batuan. Istilah “berbutir kasar”, “menyudut”,
dan “terimbrikasi” merupakan ungkapan yang digunakan untuk mernyata-kan
tekstur. Seorang ahli geologi mungkin tidak puas hanya dengan ungkapan seperti
itu. Dia ingin memberikan pemerian yang lebih teliti; dia ingin tahu seberapa
kasar komponen penyusun suatu batuan, bagaimana bentuk sudut-sudutnya, serta
arah dan kemiringan imbrikasinya.
Beberapa
aspek tekstur bersifat kompleks dan tergantung pada aspek-aspek lain yang lebih
mendasar. Sebagai contoh, porositas tergantung pada pembandelaan (packing),
bentuk, dan pemilahan partikel penyusun batuan. Berbeda dengan tekstur, yang
pada dasarnya berkaitan dengan hubungan antar partikel penyusun batuan,
struktur merupa-kan gejala batuan berskala besar seperti perlapisan dan
gelembur (ripple mark). Tekstur sebaiknya dipelajari dalam sampel genggam (hand
specimen) atau sayatan tipis. Struktur, di lain pihak, sebaiknya dipelajari
pada singkapan, meskipun ada juga struktur yang terlihat pada sampel genggam.
Sedimen
yang baru terbentuk memiliki porositas yang tinggi. Porositas awal dari pasir
sekitar 35–40%, sedangkan porositas awal dari lanau dan lempung mungkin sekitar
80%. Salah satu perbedaan utama antara batuan sedimen dengan batuan beku dan
batuan metamorf adalah bahwa batuan sedimen memiliki porositas, sedangkan
batuan beku dan batuan metamorf hanya sedikit atau tidak memiliki porositas.
Namun, dari waktu ke waktu, ruang pori sedimen akan mengecil hingga mendekati
nol. Ruang pori sedimen mengecil karena terjadinya presipitasi mineral dalam
ruang pori. Mineral yang dipresipitasikan dalam ruang pori berasal dari larutan
yang ada dalam ruang pori atau larutan yang masuk kedalamnya. Tekstur
presipitat kimia itu, dan tekstur yang terbentuk akibat alterasi unsur-unsur
rangka sedimen, disebut tekstur diagenetik (diagenetic texture). Sebagian besar
komponen batuan yang memper-lihatkan tekstur diagenetik merupakan material
kristalin. Tekstur diagenetik terkadang demikian pervasif sehingga tekstur awal
(tekstur pengendapan) dari batuan itu tertindih atau bahkan hilang sama sekali.
Walau demikian, dalam kasus-kasus umum, kemas awalnya masih terlihat sebagai
relik atau “ghost” yang terlihat samar.
Dari
penjelasan di atas bisa disimpulkan bahwa hampir semua sedimen memperlihatkan
dua kemas: kemas hidrodinamik dan kemas diagenetik. Kesimpulan ini tidak hanya
sahih untuk batupasir, namun juga untuk sebagian besar batugamping. Jadi,
perbedaan antara batupasir dengan batugamping sebenarnya terletak pada komponen
penyusunnya, bukan pada kemasnya.
IV. Konsep Besar Butir
Apabila
partikel penyusun sedimen klastika semuanya berbentuk bola, maka tidak akan
muncul berbagai kesulitan yang berkaitan dengan masalah pengertian besar butir
seperti sekarang ini. Hanya dengan menyatakan diameternya, orang sudah paham
maksudnya. Kenyataannya, kita justru hampir tidak pernah menemukan partikel
sedimen yang berbentuk bola; yang ada justru partikel yang tidak beraturan.
Karena itu, para ahli sedimentologi dituntut untuk membuat suatu skema
penggolongan yang sesuai dengan kenyataan tersebut. Jika ada yang mengatakan bahwa
konglomerat A tersusun oleh kerikil berdiameter x, maka pertanyaannya adalah:
Apa yang dimaksud dengan kata “diameter” dari partikel yang tidak beraturan
seperti itu?
Pengukuran
langsung diameter partikel yang tidak beraturan banyak menimbulkan masalah. Beberapa
peneliti memakai istilah panjang, lebar, dan tebal untuk menyatakan ukuran
partikel, tanpa menjelaskan pengertian ketiga istilah itu. Istilah diameter
terpendek, diameter terpanjang, dan diameter menengah dari suatu elipsoid
triaksial memang mudah dikatakan namun sukar dipraktekkan. Haruskah setiap
diameter itu melalui suatu titik pusat? Haruskah kita mengkombinasikan nilai
ketiga diameter itu dan kemudian membaginya untuk mendapatkan nilai diameter
“rata-rata”? Atau apakah kita cukup menyatakan diameter menengahnya saja?
Krumbein (1941) mengangkat pertanyaan-pertanyaan tersebut dan membuat suatu
kerangka definisi operasionalnya (gambar 3-1). Definisi-definisi yang agak
berbeda dari berbagai definisi yang dikemukakan Krumbein (1941), diajukan oleh
Humbert (1968).
Dalam praktek, istilah diameter memiliki pengertian yang beragam, tergantung cara pengukurannya. Semua metoda pengukuran partikel sedimen didasarkan pada suatu premis, yaitu bahwa semua partikel berbentuk bola atau hampir berbentuk bola atau bahwa hasil pengukuran dinyatakan sebagai diameter ekivalen bola.
Dalam praktek, istilah diameter memiliki pengertian yang beragam, tergantung cara pengukurannya. Semua metoda pengukuran partikel sedimen didasarkan pada suatu premis, yaitu bahwa semua partikel berbentuk bola atau hampir berbentuk bola atau bahwa hasil pengukuran dinyatakan sebagai diameter ekivalen bola.
Karena tidak ada kondisi faktual
yang memenuhi per-syaratan itu, maka nilai besar butir yang selama ini
dikemukakan orang sebenarnya tidak ada yang benar. Jadi, besar butir suatu
partikel sebenarnya tidak dapat diukur. Sebagai gantinya, beberapa sifat lain
dipakai untuk “mengukur” diameter dan hasilnya kemudian dikonversikan ke dalam
nilai diameter. Pengkonversian dilakukan dengan memakai beberapa asumsi.
Sebagian orang meng-ukur volume suatu partikel, kemudian menghitung diameter
bola yang volumenya sama dengan volume partikel itu. Diameter seperti itu disebut diameter nominal
(nominal diameter) oleh Wadell (1932). Metoda itu tidak tergantung pada
densitas atau bentuk partikel. Jadi, sahih untuk dipakai. Ahli lain “menguku”
diameter berdasarkan settling velocity partikel. Karena settling velocity tidak
hanya tergantung pada besar butir, namun juga pada bentuk dan densitasnya, maka
metoda ini hanya sahih jika densitas dan bentuk butir partikel tetap. Hasil
pengukuran itu selanjutnya direduksi dan dikonversikan ke dalam harga diameter
atau jari-jari dengan asumsi bahwa butirannya berbentuk bola dengan densitas
2,65 (densitas kuarsa).
V. Istilah Istilah Besar
Butir
Istilah-istilah psefit
(psephite), psamit (psammite), dan pelit (pelite) yang diambil dari Bahasa
Yunani serta istilah ekivalen-nya—rudit (rudite), arenit (arenite), dan lutit
(lutite)—yang diambil dari Bahasa Latin, diusulkan untuk menggantikan istilah
gravel, pasir, dan lempung. Ketiga istilah yang disebut terakhir ini tidak
hanya menyatakan besar butir, namun mengimplikasikan juga komposisi atau sifat
lain. Istilah lempung, misalnya saja, sekarang ini memiliki arti ganda, yaitu
sebagai istilah besar butir dan jenis mineral. Jika istilah lempung kemudian
disepakati untuk digunakan secara terbatas hanya untuk menyatakan jenis
mineral, maka kita perlu mencari istilah lain untuk menyatakan besar butir yang
semula disebut lempung. Istilah yang agaknya dapat digunakan sebagai pengganti
istilah lempung dalam pengertian besar butir adalah lutit; suatu istilah yang
sebenarnya tidak terlalu asing bagi kita karena dipakai dalam penamaan
batugamping (ingat, batugamping klastika halus disebut kalsilutit).
Sebenarnya, dalam prakteknya,
pemakaian istilah lempung dalam pengertian berganda seperti tersebut di atas
kurang disetujui oleh para ahli. Sebagai buktinya, agaknya tidak ada ahli
geologi yang setuju untuk menamakan lumpur gamping murni sebagai lempung.
Dengan dipakainya istilah lutit, kita dapat menamakan sedimen seperti itu
sebagai kalsilutit (calcilutite). Sedimen lain yang disusun oleh partikel
klastika berukuran lempung dapat disebut argilutit (argillutite). Analog dengan itu, pasir karbonat murni
akan disebut batugamping, bukan batupasir. Tyrell (1921) mengusulkan agar
istilah-istilah yang berasal dari Bahasa Latin digunakan untuk menamakan batuan
sedimen, sedangkan istilah-istilah yang berasal dari Bahasa Yunani digunakan
untuk menamakan batuan metamorf yang berasal dari batuan sedimen.
Istilah-istilah
manapun yang dipilih, setiap istilah itu kemungkinan besar akan dipersepsikan
secara beragam oleh orang yang terlibat dalam suatu bentuk komunikasi. Sebagai
contoh, ketika seseorang mengatakan bahwa dia menemukan pasir, orang-orang yang
mendengarnya mungkin mempersepsikan pasir itu dengan besar butir yang
berbeda-beda karena limit-limit kelas pasir itu sendiri memang beragam. Fakta
ini mendorong kita untuk membuat pembakuan. Sayang sekali, hingga kini
keinginan itu masih belum tercapai. Para ahli rekayasa, ahli tanah, dan ahli
geologi masih memakai rujukan yang berbeda. Sebernarnya, jangankan kesepakatan
diantara orang-orang yang disiplin ilmunya berbeda-beda, diantara ahli-ahli
sedimentologi sendiri masih belum ada kesepakatan.
Skala
besar butir yang biasa digunakan oleh para ilmuwan di Amerika Utara adalah
karya J.A. Udden (1898, 1914). Udden mengembangkan suatu skala geometri dan
menggunakan istilah umum untuk menamakan setiap kelas besar butir (gravel,
pasir, lanau, dan lempung). Pada 1922, Wentworth menyempurnakan skala Udden
dengan mempertimbangkan pendapat para ahli yang didapatkannya melalui
kuestioner. Pada 1947, suatu komite ahli geologi dan hidrologi mendukung
penggunaan skala dan istilah besar butir Udden-Wentworth, kecuali untuk granul
(granule) (Lane dkk, 1947). Sejak itu, skala Udden-Wentworth digunakan secara
luas oleh para peneliti di Amerika Utara. Kemudian, setelah dilengkapi dengan
notasi phi yang diperkenalkan oleh Krumbein pada 1938, skala besar butir
Udden-Wentworth juga banyak dipakai di tempat lain.
Committee on Sedimentation dari
National Research Council (Amerika Serikat) telah menerbitkan sejumlah laporan
tentang tatanama sedimen, termasuk didalamnya pendefinisian ulang
istilah-istilah besar butir. Definisi-definisi baru yang mereka ajukan adalah
sbb:
- Bongkah (boulder) adalah suatu massa batuan lepas yang agak membundar karena terabrasi selama terangkut dan memiliki diameter minimal 256 mm. Bongkah hasil pelapukan in situ disebut bongkah disintegrasi (boulder of disintegration) atau bongkah ekstrafolasi (boulder of extrafolation). Blok (block) adalah fragmen batuan yang berukuran sama dengan bongkah, namun menyudut dan tidak memperlihatkan jejak pengubahan oleh media pengangkut.
- Kerakal (cobble) adalah suatu massa batuan lepas yang agak membundar karena terabrasi selama terangkut dan memiliki diameter 64–256 mm. Kerakal hasil pelapukan in situ disebut kerakal exfoliasi (cobble of exfoliation).
- Kerikil (pebble) adalah suatu fragmen batuan yang lebih besar dari pasir kasar atau granul dan lebih kecil dari kerakal serta membundar atau agak membundar karena terabrasi oleh aksi air, angin, atau es. Jadi, diameter kerikil adalah 4–64 mm.
- Akumulasi bongkah, kerakal, kerikil, atau kombinasi ketiganya dan tidak terkonsolidasi disebut gravel. Berdasarkan besar butir partikel dominannya, suatu gravel dapat disebut gravel bongkah (boulder gravel), gravel kerakal (cobble gravel), atau gravel kerikil (pebble gravel). Bentuk ekivalen dari gravel, namun sudah terkonsolidasi, disebut konglomerat (conglomerate). Seperti juga gravel, konglomerat dapat berupa konglomerat bongkah (boulder conglomerate), konglomerat kerakal (cobble conglomerate), atau konglomerat kerikil (pebble conglomerate). Rubble adalah akumulasi fragmen batuan yang lebih kasar dari pasir, menyudut, dan belum terkonsolidasi. Bentuk ekivalen dari rubble, namun telah terkonsolidasi, disebut breksi (breccia).
- Istilah pasir (sand) digunakan untuk menamakan agregat partikel batuan yang berdiameter lebih dari 1/16–2 mm.
- Wentworth (1922) mengusulkan istilah granul (granule) untuk menamakan material yang berukuran 2–4 mm.
- Lanau (silt) adalah agregat partikel batuan yang berukuran 1/125–1/16 mm.
- Lempung (clay) adalah agregat partikel batuan yang berukuran kurang dari 1/256 mm.
VI. Fall
Velocity
(Kecepatan Jatuh)
Sedimen yang diangkut didasarkan
pada kekuatan dari aliran yang membawa dan ukuran sendiri, volume, kepadatan,
dan bentuk. Mengalir kuat akan meningkatkan lift dan tarik pada partikel,
menyebabkan ia naik, sementara partikel yang lebih besar atau lebih padat akan
lebih cenderung jatuh melalui aliran.
Sungai membawa sedimen di aliran
mereka. Sedimen ini dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung
pada keseimbangan antara kecepatan ke atas pada partikel (tarik dan kekuatan
angkat), dan menyelesaikan kecepatan dari partikel. Hubungan ini diberikan
dalam tabel berikut untuk nomor Rouse, yang merupakan rasio kecepatan jatuh
sedimen ke atas kecepatan.
Konstanta Von Karman
Dalam dinamika fluida, Von
Karman yang konstan (atau Karman konstanta), yang ditemukan Theodore von
Kármán, adalah sebuah konstanta berdimensi menggambarkan logaritmik profil
kecepatan turbulen dari aliran fluida di dekat perbatasan dengan kondisi
tanpa-slip.
Kecepatan jatuh dapat diplot
untuk kedua formula dan hasilnya dibandingkan dengan pengukuran empiris. Gibbs,
et al., 1971 Sementara plot garis-garis teoritis secara konsisten di atas data
percobaan, itu masih dapat dilihat bahwa ada hubungan yang konsisten antara
ukuran butir lebih kecil dan penurunan kecepatan jatuh.
The Rouse Number
Adalah dimensi non-nomor dalam
dinamika fluida yang digunakan untuk menentukan profil konsentrasi sedimentasi
dan yang juga menentukan bagaimana sedimen akan diangkut dalam fluida yang mengalir.
Ini adalah perbandingan antara sedimen kecepatan jatuh w s dan kecepatan di
atas butir sebagai produk dari von Karman konstan κ dan kecepatan geser u *.
Kecepatan Geser
Adalah
suatu bentuk dengan mana tegangan geser dapat ditulis ulang dalam satuan
kecepatan. Hal ini berguna sebagai metode dalam mekanika fluida untuk
membandingkan kecepatan sejati, seperti kecepatan dari aliran di sungai, untuk
sebuah kecepatan yang menghubungkan antara lapisan geser aliran. Kecepatan
geser digunakan untuk menggambarkan gerak terkait geser dalam fluida yang
bergerak. Hal ini digunakan untuk menjelaskan:
- Difusi dan dispersi dari partikel, pelacak, dan kontaminan dalam fluida mengalir
- Profil kecepatan di dekat perbatasan aliran (lihat hukum logaritmik dinding)
- Transportasi sedimen di saluran
VII. Kecepatan Endap (Settling Velocity)
Interaksi antara partikel
butiran sedimen terhadap aliran zat cair dipengaruhi oleh adanya kecepatan
endap butiran tersebut. Bentuk konfigurasi dasar saluran dipengaruhi oleh nilai
kecepatan endap dari butiran sedimen seperti yang ditunjukkan pada beberapa
hasil penelitian serta dalam studi sedimen suspensi, bahwa kecepatan endap
mempunyai pengaruh yang sangat penting.
Kecepatan
endap dapat diturunkan dari persamaan Navier Stokes dengan tanpa
memperhitungankan pengaruh gaya inersia aliran yang bekerja pada suatu butiran
sedimen berbentuk bola. Turunan persamaan ini
menghasilkan persamaan hambatan selama butiran mengendap.
Penurunan persamaan kecepatan
endap didasarkan asumsi berikut (Kironoto, 1997) :
- Gaya-gaya inersia dianggap dapat diabaikan karena bilangan Reynolds yang digunakan sangat kecil sehingga pengaruh gaya viskositas jauh lebih dominan dari pengaruh gaya inersia.
- Butiran yang dipergunakan hanya butiran berbentuk bola, sehingga untuk butiran yang berbentuk selain bola kemungkinan terjadi kesalahan bisa saja terjadi.
- Antara butiran sedimen dan zat cair tidak ada bidang slip.
- Butiran yang mengendap terjadi pada zat cair diam, dan pergerakan butiran tidak dipengaruhi oleh bidang batas.
Kecepatan endap yang
memperhitungkan adanya gaya
inersia yang bekerja pada butiran masih didasarkan persamaan Navier Stokes
tetapi dalam bentuk yang agak berbeda. Pergerakan sedimen dalam zat cair akan mengalami gaya hambat yang
ditimbulkan karena adanya gesekan antara zat cair dengan partikel sedimen. Gaya
hambat menurut Newton merupakan fungsi dari luas bidang kontak atau luar
permukaan butiran yang mendapat gaya dan kecepatan endap. Sedangkan
menurut Stokes gaya hambat yang ditimbulkan oleh partikel sedimen terhadap air
merupakan fungsi dari diameter butiran, viskositas dinamik zat cair dan
kecepatan endap.
Banyak
peneliti yang sudah dilakukan untuk mengetahui besarnya pengaruh bentuk
partikel teratur terhadap koefisien hambat, baik secara eksperimental ataupun
secara analisis. Sedangkan material berbentuk tidak teratur seperti pasir alam
sebagian besar hanya berdasarkan pada eksperimen.
Secara
empirik hubungan antara koefisien hambat dengan bilangan Reynolds dapat ditulis
sebagai berikut (Kironoto (1997), Graf (1984)):
- Partikel bola CD = 24 / Re
- Partikel disk lingkaran CD = 20,37 / Re
Persamaan diatas memperlihatkan
bahwa baik butiran berbentuk bola dan disk lingkaran, nilai koefisien hambat
tidak banyak berbeda, Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada daerah Stroke’s
range, koefisien hambat tidak dipengaruhi oleh tebal partikel, dengan catatan
bahwa butiran tidak terlalu panjang atau terlalu tebal.
Karakteristik bentuk dari
butiran sedimen dinyatakan dalam suatu bilangan tak berdimensi yang dikenal
dengan faktor bentuk (Shape factor) yang didefinisikan sebagai
(Albertson et.al. (1953) dalam Graf (1984)) :
Sf = c / (a b)1/2
Dengan a, b, cmerupakan diameter
terpanjang, menengah, kecil. Faktor bentuk untuk pasir alamdari hasil
penelitian Schulz, Wilde dan Albertson, dalam Graf (1984) bervariasi berkisar
antara 0,6 – 0,7 .
VIII. Distribusi Massa
Sedimen
Distribusi
massa partikel sering ditunjukkan dengan pendekatan distribusi probabilitas
Normal-Logaritmik (Semilogaritmic). Kurva yang dihasilkan merupakan
hubungan antara ukuran butir sebagai absis dan persen lolos kumulatif sebagai
ordinat.
Keseragaman
butiran sedimen yang menyusun suatu gradasi dapat dinyatakan dengan koefisien
keseragaman Kramer, Mk (Kramer’s Coeffisient of Uniformity),
Dalam
Garde (1997), derajat penyebaran dari suatu ukuran butiran diukur dengan
penyebaran baku. Material yang mempunyai nilai penyebaran baku sangat kecil
atau mendekati 1 maka material disebut dengan material berbutir seragam.
IX. Gerak Awal Butiran
Gaya-gaya hidrodinamik yang
timbul sebagai akibat adanya aliran, bekerja pada material sedimen dasar yang
cenderung menyebabkan butiran sedimen tersebut bergerak. Kondisi dimana
gaya-gaya hidrodinamika yang bekerja menyababkan suatu butiran mulai bergerak
disebut kondisi kritis atau gerak awal butiran sedimen. Hasil dari penelitian
tentang gerak awal suatu butiran sedimen menunjukkan sangat subjektif sekali
karena sifat fisik dari material sedimen tidak sama. Seperti material yang
mempunyai kandungan fraksi lanau atau lempung yang cenderung mempunyai sifat
kohesif, gaya-gaya yang melawan gaya
hidrodinamik lebih disebabkan oleh sufat kohesifitasnya. Berbeda dengan
material yang sifat kohesifnya kecil seperti pasir atau batuan, gaya perlawanan terhadap gaya
hidrodinamik lebih disebabkan oleh gaya
berat butiran itu sendiri.
Gerak
awal butiran dasar dapat dijelaskan dengan cara seperti (Graf, 1984):
- Dengan menggunakan persamaan kecepatan kritis yakni dengan mempertimbangkan pengaruh aliran terhadap butiran.
- Dengan kondisi tegangan gesek kritis yakni dengan mempertimbangkan hambatan gesek dari aliran butiran.
- Kriteria gaya angkat yakni dengan mempertimbangkan perbedaan tegangan yang menyebabkan terjadinya gradien kecepatan.
IX.1 Persamaan Kecepatan
Kritis
Gaya-gaya yang bekerja pada
suatu butiran dasar terdiri dari gaya hambat, FD,
gaya angkat, FL, dan gaya berat, W.
Hjulstrom
(1953) dalam Graf (1984) mengadakan penelitian dan membuat laporan tentang
garis batas erosi, transportasi dan deposisi. Dalam analisis data yang lebih
luas, untuk pergerakan material dasar lepas dengan ukuran seragam, Hjulstrom
menggunakan kecepatan rerata sebagai pengganti kecepatan dasar. Dengan alasan
ini, dianggap bahwa kecepatan rerata 40% lebih besar dari kecepatan dasar untuk
aliran yang kedalamannya melebihi 1,00 m.
IX.2 Kriteria Tegangan
Gesek Kritis
Gaya-gaya yang bekerja pada
aliran permanen seragam dapat dikategorikan sebagai gaya
pendorong berupa gaya tekan hidrostatis yang
saling meniadakan, gaya tekan atmosfir, gaya berat, dan gaya
penghambat yang merupakan gaya perlawanan
terhadap gaya
pendorong. Gaya hambat biasa disebut dengan gaya gesek dasar.
Berdasarkan prinsip kesetimbangan gaya atau
hukum Newton tentang gerak, maka penurunan kedua
jenis gaya diatas pada saluran lebar menhasilkan
gaya gesek
dasar (τo) yang dinyatakan sebagai:
τo = ρ g h Sf
dimana:
ρ
= rapat massa air,
Sf
= gradien hidraulis,
h
= kedalaman aliran.
Aplikasi
dari persamaan tegangan gesek ke persamaan koefisien sedimen didapat persamaan
tegangan gesek dasar kritis sebagai berikut:
A” = (τo)cr
/ (γs – γ) d
Shields (1936) memasukkan
kecepatan gesek dasar, U* = (τo / ρ)1/2, yang
digunakan dalam pengembangan persamaan angkutan sedimen dengan menggunakan
butiran sedimen seragam pada dasar rata, sehingga koefisien sedimen A” menjadi:
(τo)cr /
(γs–γ)d = fct (dU*/v) atau (τo)cr / (γs–γ)d
= fct (Re)
Kurva
hubungan tegangan gesek kritis dengan bilangan Reynolds tersebut, oleh shields
(1936) dinyatakan dengan hukum distribusi logaritmik.
Pada
sub-lapis laminer, δ, bilangan Reynolds dinyatakan sebagai:
(dU*/v)
= 11,6 (d / δ)
X. Mekanisme Transportasi Sungai
Sedimen mengalami transportasi
oleh sungai melalui tiga cara, yaitu dengan mekanisme bed load, mekanisme
suspended load dan mekanisme dissolved load. (Plummer dkk, 2003:231-232). Mekanisme bed load
Partikel partikel sedimen terangkut pada dasar sungai. Partikel partikel
tersebut umumnya berukuran butir gravel – sand. Pada mekanisme bed load ada
beberapa macam cara partikel-partikel tertransportasikan :
- Traksi, yaitu pengangkutan dengan cara terseret pada dasar sungai.
- Rolling, partikel partikel tersebut tertransportasikan dengan cara menggelinding di dasar sungai.
- Saltasi, partikel partikel tertransportasikan dengan cara melompat – lompat pada dasar sungai.
- Mekanisme suspended load, Material material sedimen tertransportasikan oleh sungai dengan cara melayang layang di atas dasar sungai oleh turbulensi air. Material yang terangkut dengan cara ini umumnya berukuran butir lanau sampai lempung.
- Mekanisme dissolved load
Umumnya material yang
tertransportasikan dengan cara ini merupakan larutan hasil pelapukan kimia,
misalnya ion – ion bikarbonat, kalsium, potassium, sodium, klorit, dan sulfat.
Proses Deposisi Pada
Sungai
Proses
deposisi berlangsung apabila sungai tidak dapat lagi mentrasportasikan
material-material yang dibawanya. Menurut Thornbury (1964, hal. 164 – 165), hal
tersebut dapat terjadi karena beberapa hal, antara lain :
- Penurunan kecepatan aliran sungai.
- Adanya hambatan disepanjang channel, misalnya akibat adanya aliran lava atau gerakan massa.
- Penambahan material – material yang ditransportasikan sungai.
- Berkurangan debit aliran akibat perubahan iklim.
- Proses deposisi yang berlangsung secara terus – menerus dapat membentuk dataran banjir, braided streams, endapan gosong, alluvial fan, dan delta. Di samping air, angin juga merupakan pelaku dalam proses erosi. Erosi oleh angin dibagi menjadi dua macam yaitu deflasi dan abrasi. Deflasi adalah proses perpindahan materi permukaan bumi yang lepas‑lepas disebabkan oleh tiupan angin. Abrasi adalah pengikisan materi permukaan bumi oleh angin dan butir‑butir materi yang terangkut.
- Hasil pengendapan oleh angin yang tebal dan luas dan terdiri dari butir‑butir kuarts, feldspar, mika dan kalsit berukuran butir lempung, lanau dan pasir.
- Gerakan Massa, yaitu proses berpindahnya tanah atau batuan disebabkan oleh gaya gravitasi bumi.
Gerakan
massa ada beberapa macam yaitu :
- Creeping (rayapan tanah) yaitu gerakan massa tanah sepanjang bidang batas dengan batuan induknya. Gerakannya sangat lambat, tidak dapat diikuti dengan pengamatan mata langsung. Baru diketahui setelah nampak adanya pohon atau tiang listrik/telpon yang miring.
- Mudflow (aliran lumpur) yaitu gerakan massa yang relatif cair dan gerakannya relatif cepat. Sebagai contohya adalah aliran lahar
- Debris Flow (aliran bahan rombakan) yaitu gerakan massa bahan rombakan yang kering dan bersifat lepas. Gerakannya relatif cepat
- Rock Fall (jatuhan batuan) dan debris fall (jatuhan bahan rombakan) yaitu gerakan massa batuan atau bahan rombakan yang jatuh bebas karena adanya tebing terjal menggantung. Gerakannya cepat.
- Debris slide dan Rock slide (Geseran bahan rombakan dan geseran batuan) yaitu gerakan massa batuan atau bahan rombakan yang menggeser sepanjang bidang rata dan miring, misalnya di sepanjang permukaan bidang lapisan batuan.
- Slump adalah geseran melalui bidang lengkung
- Subsidence (Amblesan) adalah gerakan massa tanah atau batuan yang relatif vertikal secara perlahan‑lahan.
XI. Proses sedimentasi
Proses
sedimentasi terjadi ketika sungai tidak mampu lagi mengangkut material yang
dibawanya. Apabila tenaga angkut semakin berkurang, maka material yang
berukuran kasar akan diendapkan terlebih dahulu baru kemudian diendapkan
material yang lebih halus. Ukuran material yang diendapkan berbanding lurus
dengan besarnya energi pengangkut, sehingga semakin ke arah hillir ukuran butir
material yang diendapkan semakin halus.
Pola Penyaluran
Bentuk-bentuk tubuh air disebut
pengaliran / penyaluran (drainage), meliputi laut, danau, sungai, rawa dan
sejenisnya. Satu sungai atau lebih beserta anak sungai dan cabangnya dapat
membentuk suatu pola atau sistem tertentu yang dikenal sebagai pola pengaliran
/ pola penyaluran (drainage pattern). Pola pengaliran dapat dibedakan menjadi
beberapa macam. Tiap-tiap macam pola pengaliran dapat bervariasi, dan variasi
tersebut antara lain disebabkan oleh adanya struktur dan variasi batuan dimana
pola pengaliran itu terdapat.
Macam-macam pola
pengaliran :
- Dendritik : pola pengaliran dengan bentuk seperti pohon, dengan anak-anak sungai dan cabang-cabangnya mempunyai arah yang tidak beraturan. Umumnya berkembang pada batuan yang resistensinya seragam, batuan sedimen datar, atau hampir datar, daerah batuan beku masif, daerah lipatan, daerah metamorf yang kompleks. Kontrol struktur tidak dominan di pola ini, namun biasanya pola aliran ini akan terdapat pada daerah punggungan suatu antiklin.
- Radial, adalah pola pengaliran yang mempunyai pola memusat atau menyebar dengan 1 titik pusat yang dikontrol oleh kemiringan lerengnya.
- Rectanguler : pola pengaliran dimana anak-anak sungainya membentuk sudut tegak lurus dengan sungai utamanya, umumnya pada daerah patahan yang bersistem (teratur).
- Trellis, adalah bentuk seperti daun dengan anak-anak sungai sejajar. Sungai utamanya biasanya memanjang searah dengan jurus perlapisan batuan. Umumnya terbentuk pada batuan sedimen berselang-seling antara yang mempunyai resistensi rendah dan tinggi. Anak-anak sungai akan dominan terbentuk dari erosi pada batuan sedimen yang mempunyai resistensi rendah.
Jadi
secara umum, pembentukan sungai utama lebih disebabkan oleh kontrol struktrur
dan pembentukan anak sungai lebih disebabkan oleh kontrol litologi.
- Annular, adalah pola pengaliran dimana sungai atau anak sungainya mempunyai penyebaran yang melingkar. Sering dijumpai pada daerah kubah berstadia dewasa. Pola ini merupakan perkembangan dari pola radier. Pola penyaluran ini melingkar mengikuti jurus perlapisan batuannya.
- Multi basinal atau sink hole adalah pola pengaliran yang tidak sempurna, kadang nampak di permukaan bumi, kadang tidak nampak, yang dikenal sebagai sungai bawah tanah. Pola pengaliran ini berkembang pada daerah karst atau daerah batugamping.
- Contorted, adalah pola pengaliran dimana arah alirannya berbalik / berbalik arah. Kontrol struktur yang bekerja berupa pola lipatan yang tidak beraturan yang memungkinkan terbentuknya suatu tikungan atau belokan pada lapisan sedimen yang ada.
Macam-macam Bentang Alam
Fluviatil
a. Sungai Teranyam (Braided
Stream)
Terbentuk pada bagian hilir
sungai yang memiliki slope hampir datar – datar, alurnya luas dan dangkal.
terbentuk karena adanya erosi yang berlebihan pada bagian hulu sungai sehingga
terjadi pengendapan pada bagian alurnya dan membentuk endapan gosong tengah. Karena adanya endapan gosong tengah yang
banyak, maka alirannya memberikan kesan teranyam. Keadaan
ini disebut juga anastomosis( Fairbridge, 1968).
b. Bar deposit
Adalah endapan sungai yang
terdapat pada tepi atau tengah dari alur sungai. Endapan pada tengah alur
sungai disebut gosong tengah (channel bar) dan endapan pada tepi disebut gosong
tepi (point bar).Bar deposit ini bisa berupa kerakal, berangkal, pasir, dll.
c.
Dataran banjir ( Floodplain) dan Tanggul alam (Natural levee)
Sungai
stadia dewasa mengendapkan sebagian material yang terangkut saat banjir pada
sisi kanan maupun kiri sungai, seiring dengan proses yang berlangsung kontinyu
akan terbentuk akumulasi sedimen yang tebal sehingga akhirnya membentuk tanggul
alam.
d.
Kipas Aluvial (alluvial fan)
Bila suatu
sungai dengan muatan sedimen yang besar mengalir dari bukit atau pegunungan,
dan masuk ke dataran rendah, maka akan terjadi perubahan gradien kecepatan yang
drastis, sehingga terjadi pengendapan material yang cepat, yang dikenal sebagai
kipas aluvial, berupa suatu onggokan material lepas, berbentuk seperti kipas,
biasanya terdapat pada suatu dataran di depan suatu gawir. Biasanya pada daerah
kipas aluvial terdapat air tanah yang melimpah. Hal ini dikarenakan umumnya
kipas aluvial terdiri dari perselingan pasir dan lempung sehingga merupakan
lapisan pembawa air yang baik.
e. Meander
Bentukan pada dataran banjir
sungai yang berbentuk kelokan karena pengikisan tebing sungai, daerah alirannya
disebut sebagai Meander Belt. Meander ini terbentuk apabila pada suatu sungai
yang berstadia dewasa/tua mempunyai dataran banjir yang cukup luas, aliran
sungai melintasinya dengan tidak teratur sebab adanya pembelokan aliran
Pembelokan ini terjadi karena ada batuan yang menghalangi sehingga alirannya
membelok dan terus melakukan penggerusan ke batuan yang lebih lemah.
f. Danau tapal kuda
Terbentuk jika lengkung meander
terpotong oleh pelurusan air.
g. Delta
Adalah bentang alam hasil
sedimentasi sungai pada bagian hilir setelah masuk pada daerah base level.
Selanjutnya akan dibahas dalam bentang Alam Pantai dan Delta.
XII. Teknik Analisis
Granulometri
Teknik
yang digunakan akan bergantung pada ukuran butir material yang diteliti.
Kerikil biasanya langsung diukur di lapangan. Sebuah kuadran diletakkan pada
material lepas atau di permukaan konglomerat, dan tiap klastik di dalam daerah
kuadran diukur. Ukuran kuadran yang diperlukan bergantung pada ukuran klastik:
kuadran satu meter persegi untuk material berukuran kerakal dan berangkal.
Contoh pasir yang tidak
terkonsolidasi diambil dari potongan batupasir yang semennya hancur akibat
proses mekanik atau kimia. Kemudian timbunan pasir disaring dengan penyaring
yang memiliki satuan interval setengah atau satu Φ (2.2.2). Semua pasir yang
melewati 500μm (Φ=1) tapi tertahan oleh jala 250μm (Φ=2) memiliki ukuran butir
pasir sedang. Dengan
menimbang kandungan tiap saringan, distribusi ukuran butir yang berbeda dapat
ditentukan.
Tidak
mudah menyaring material yang lebih halus dari lanau kasar, jadi proporsi
material berukuran lempung dan lanau ditentukan dengan cara lain. Banyak teknik
laboratorium digunakan dalam analisis granulometri partikel berukuran lempung
dan lanau berdasarkan kecepatan pengendapan yang diprediksikan dengan hukum
Stoke (4.2.5). Jenis metode yang menggunakan pipa dan pipet (Krumben & Pettijohn
1938; Lewis & McConchie 1994), semua berdasarkan prinsip bahwa partikel
setiap ukuran butir akan tenggelam menempuh jarak tertentu di dalam pipa berisi
air dengan waktu yang dapat diperkirakan. Sampel dipindahkan pada suatu
interval waktu, dikeringkan dan ditimbang untuk menentukan proporsi lempung dan
lanau. Teknik pengendapan ini tidak sepenuhnya dapat menghitung efek bentuk
butir atau berat jenis pada kecepatan pengendapan dan perlu hati-hati dalam
membandingkan hasil analisis ini dengan data distribusi ukuran butir yang
diperoleh dari teknik yang lebih canggih seperti alat hitung Coulter, yang
menentukan ukuran butir berdasarkan sifat listrik butiran yang tersuspensi
dalam fluida.
Hasil
dari analisis diplot dalam salah satu dari tiga bentuk diagram: histogram
persentase berat tiap fraksi ukuran, kurva frekuensi atau kurva frekuensi
kumulatif (Gambar 10). Catatan, bahwa ukuran kasar diplot di kiri dan material
yang halus diplot di bagian kanan grafik. Tiap-tiap grafik mewakili distribusi
ukuran butir, memungkinkan menghitung nilai rata-rata ukuran butir dan
pemilahan (deviasi standar dari distribusi normal). Nilai lain yang dapat
dihitung adalah kecondongan distribusi, petunjuk apakah histogram ukuran butir
simetri atau condong ke material kasar atau halus; dan kurtosis, nilai yang
menunjukkan apakah histogram memiliki puncak yang tajam atau datar (Pettijohn
1975: Lewis & McConchie 1994).
Menggunakan Hasil
Analisis Granulometri
Distribusi ukuran butir
ditentukan oleh proses transportasi dan distribusi. Sedimen glacial biasanya
terpilah sangat buruk, sedimen sungai terpilah sedang dan endapan pantai serta
aeolian sering terpilah baik. Alasan perbedaan ini dibahas dibab selanjutnya.
Dalam banyak kondisi karakter pemilahan dapat ditafsirkan secara kualitatif, dan
bayak fitur seperti struktur sedimen tertentu yang menunjukkan lingkungan
pengendapannya. Analisis
granulometri kuantitatif sering tidak diperlukan dan tidak memberikan banyak
informasi dibandingkan dengan bukti-bukti lainnya.
Analisis granulometri menyediakan informasi kuantitatif ketika memerlukan perbandingan karakter dari endapan sedimen di dalam lingkungan yang telah diketahui, seperti di pantai atau sepanjang sungai. Ini sangat umum digunakan dalam analisis dan kuantifikasi proses transportasi dan pengendapan masa sekarang.
Langganan:
Entri (Atom)





