Sedimentologi dan Sedimentasi

Sedimentologi : adalah cabang ilmu Geologi yang mempelajari mengenai Batuan sedimen,cara terbentuknya,lingkungan terbentuknya,proses dan faktor-faktor yang berperan dan komponen-komponen pada batuan sedimen.

Sedimentasi : adalah proses penimbunan atau terakumulasinya partikel atau komponen sedimen dalam suatu tempat yang biasanya berbentuk cekungan dengan mengalami beberapa proses terlebih dahulu.

pembagian batuan sedimen:
- Terrigenous Clastic Sedimentary Rock

    konglomerat

- Chemical Sedimentary Rock

                                                                               Rijang
  
- Bio-Chemical Sedimentary Rock

                                                                          Coquina

- Precipitate Sedimentary Rock

                                                                          Iron stone
   
- Volcanoclastic Sedimentary Rock

Tuffa 

adapun lingkungan pengendapan dibagi menjadi tiga wilayah:

    
1. Lingkungan pengendapan Continental
    yaitu lingkungan pengendapan yang berada di daratan atau benua
2. Lingkungan pengendapan Transitional
    yaitu lingkungan pengendapan yang berada di batas antara daratan dan laut
3. Lingkungan pengendapan Marine
    yaitu lingkungan pengendapan yang berada di laut

proses-proses yang berperan dalam sedimentasi
1. Pelapukan

    
    Batuan asal atau Source rock yang dapat berupa batuan Beku,Sedimen,Metamorf yang mengalami pelapukan yang di sebabkan oleh beberapa faktor, antara lain,faktor fisik,faktor kimia dan faktor biologi.
    - faktor fisik      : suhu(baik panas maupun dingin),tekanan dan kelembaban
    - faktor kimia    : kadar keasaman/pH,hidrolisis,oksidasi dll
    - faktor biologi  : pelapukan akibat adanya aktifitas makhluk hidup seperti akar tanaman yang masuk kedalam batuan dan pembuatan lubang oleh binatang.
2. Erosi

    
    Setelah batuan asal melapuk,kemudian sedikit demi sedikit terjadi penggerusan atau erosi pada surface.
3. Transportasi

     
    Batuan yang telah tergerus dan menghasilkan butiran atau partikel, kemudian partikel tersebut di bawa/di transportkan menuju lingkungan pengendapan oleh beberapa faktor, yaitu air,angin dan es.
4. Sedimentasi

    
    Yaitu peristiwa terakumulasinya partikel-partikel pada suatu tempat.
5. Litifikasi

    
    Peristiwa pembatuan atau pemadatan sedimen yang di pengaruhi oleh tekanan.

Lingkungan Pengendapan Sedimen

I. Konsep Tentang Lingkungan Pengendapan

         

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

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

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

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

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

II. Parameter Lingkungan Pengendapan

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

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

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

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

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

III. Proses Sedimentasi dan Produknya

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

Proses Pengendapan Di Air Dan Darat

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

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

Pengendapan di laut biasanya terbentuk dalam 3 daerah, yaitu :

1. Zona pantai

2. Zona dangkalan

3. Zona laut dalam

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

Transportasi

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

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

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

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

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

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

Sedimentasi

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

Pengendapan oleh air laut

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

Pengendapan oleh angin

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

V. Dasar-dasar Analisis Lingkungan

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

a. Kriteria fisik

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

• bentuk equidimensional, seperti lembaran atau selimut, prisma

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

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

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

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

b. Kriteria geokimia

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

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

2. Kriteria berdasarkan kenampakan sedimen

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

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

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

VI. Klasifikasi Lingkungan Pengendapan

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

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

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

VII. Fasies Model

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

Ada bermacam-macam tipe fasies model, diantaranya adalah :

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

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

Provenance, Proses, dan Diagenesis Sedimen

      

         Batuan sedimen berasal dari pelapukan dan erosi batuan yang telah ada sebelumnya. Sedimen tertransportasi oleh bermacam-macam agen termasuk gravitasi, air yang mengalir, angin dan es yang bergerak (gletser). Sediment tersebut akan berpindah dari asalnya ke tempat-tempat pengendapan yang beragam. Di tempat tersebut sedimen diendapkan dalam berbagai macam litofasies yang karakternya tergantung pada lingkungan pengendapannya. Setelah pengendapan dan terjadinya timbunan sedimen, akumulasi sedimen itu mengalami diagenesis. Proses-peroses fisika, kimia dan biologi mengakibatkan: (1) perubahan dari sediment menjadi batuan sediment, (2) terjadinya modifikasi pada tekstur dan mineralogi pada batuan. Diagenesis berlawanan dengan pelapukan karena proses pelapukan merupakan perubahan dari batuan menjadi tanah. Arah reaksi keduanya berlawanan. Pada pelapukan terjadi degradasi dan proses yang mengakibatkan batuan menjadi lepas, terdiri dari mineral yang stabil pada permukaan bumi, sedangkan pada diagenesis material sedimen berubah menjadi lebih padu.

Pelapukan dan Provenance

Sifat endapan sediment pada berbagai lingkungan tergantung pada beberapa faktor yaitu :

1. Sumber atau tempat sediment itu berasal, yang mengontrol jenis material yang terdapat sebagai sedimen

2. Pelapukan dan transportasi, yang mengontrol perubahan-perubahan yang terjadi pada material sedimen

3. Keadaan lingkungan pengendapan sedimen.

Pelapukan

Pelapukan secara umum terbagi menjadi proses yaitu:

1. Proses fisika yang disebut sebagai disintegrasi

2. Proses kimia yang disebut dekomposisi.

Prinsip disintegrasi pada pembentukan tanah atau sedimen yaitu berkurangnya ukuran butir tanpa perubahan pada komposisi kimianya. Hal ini terjadi akibat penghancuran secara fisika melalui:

• Abrasi, yaitu proses penggerusan batuan oleh agen transport seperti air dan es.

• Frost Action, yaitu proses pembekuan air dalam batuan. Hal ini mengakibatkan batuan terpecah akibat bertambahnya volume air ketika membeku.

• Aktivitas biologi, di antaranya rekahan pada batuan karena pertumbuhan akar.

Berkurangnya ukuran butir mengakibatkan bertambahnya luas permukaan partikel, hal ini tentunya akan meningkatkan laju reaksi kimia yang terjadi selama proses dekomposisi.

Proses dekomposisi diantaranya oksidasi, reduksi, solusi (larut), hidrasi, dan hidrolisis. Oksidasi adalah proses dimana bilangan oksidasi (valensi) suatu ion meningkat sedangkan reduksi adalah kebalikannya. Salah satu proses oksidasi yang umum pada pelapukan yaitu oksidasi pada besi. Contohnya adalah magnetit, suatu mineral yang umum ditemukan pada batuan beku, sedimen dan metamorf yang berubah menjadi mineral hasil pelapukan yang umum yaitu hematite.

4Fe2O3.FeO + O2 ---> 6 Fe2O3

Magnetit + Oksigen hematite

(Contoh proses reduksi yaitu pembentukan pirit pada kondisi anaerobik.)

Air berperan sangat penting dalam proses dekomposisi sebagai pelarut atau reaktan. Contohnya air dan asam pada larutan merupakan dua agen pelarut utama. Pelarutan adalah proses yang mana material yang dapat larut terlarut, atau pecah menjadi ion. Contohnya yaitu dekomposisi pada piroksen:

(Mg, Fe, Ca)SiO3 + 2 H+ + H2O ---> Mg2+ + Fe2+ + Ca2+ + H4SiO4

Piroksen + Ion Hidrogen + air Ion Mg, Fe, Ca + molekul silicic acid

Reaksi yang sama terjadi pada mineral ferromagnesian silicates yang lain. Ion Ca, Mg dan silicic acid yang dihasilkan pada reaksi ini tertransportasikan jauh melalui larutan, sedangkan ion Fe mungkin mengalami oksidasi atau hidrasi atau keduanya dan terpresipitasi sebagai hematite atau geotit. Hal yang sama, mineral karbonat terlarutkan menghasilkan ion Ca, Mg dan molekul bikarbonat, yang semuanya tertransportasi sebagai larutan.

Air juga penting dalam hidrasi dan hidroslisis. Hidrasi adalah reaksi air dan komponen yang lain yang menghasilkan fase lain. Contohnya, goetit yang dihasilkan dari hematite melalui reaksi hidrasi:

Fe2O3 + H2O ---> 2 FeOOH

Hidrolisis adalah reaksi kelebihan H+ atau OH- yang dihasilkan reaksi yang bersangkutan. Reaksi hidrolisis terlihat sebagai reaksi penggantian kation suatu struktur mineral oleh hydrogen. Contohnya, pelapukan olivine menjadi silicic acid, ion Fe dan Mg, dimana hydrogen menggantikan Mg dan Fe.

(Mg, Fe)2SiO4 + 4 H2O ---> xMg2+ + 2-xFe2+ + H4SiO4 + 4 (OH)-

Hal yang sama terjadi pada hidrolisis feldspar dan segera setelah itu membentuk mineral lempung kaolinit:

KAlSi3O8 +H2O ---> HAlSi3O8 + K+ + OH-

2 HAlSi3O8 + 9 H2O ---> Al2Si2O5(OH)4 + 4 H4SiO4

Setiap proses dekomposisi adalah perubahan mineral yang tidak stabil pada permukaan bumi berubah menjadi mineral, molekul, atau ion yang lebih stabil dibawah kondisi permukaan. Produk utama pada proses ini yaitu kuarsa, mineral lempung, oksida besi, dan ion seperti Ca2+ dan Mg2+. Tiga produk hasil pelapukan karbonat berupa ion Ca dan Mg-, Mineral lempung, dan kuarsa serta opal dihasilkan dari proses yang kira-kira sama dengan umur bumi yaitu 4,5 miliar tahun.

Kestabilan relatif dari mineral selama proses pelapukan dikemukakan oleh Goldich (1938) yang merupakan kebalikan dari Deret Bowen. Dia menemukan bahwa Olivine, Augite (klinopiroksen), dan Ca-plagioklas lebih mudah terlapukan dibandingkan dengan kuarsa dan muskovit. Walaupun secara umum hal ini benar, proses pelapukan lebih rumit dari perkiraan. Hal lain yang mempengaruhi adalah iklim, mikroba dan tanaman dan asam yang dihasilkannya. Olivine, augite, dan plagioklas mengandung unsur Mg, Na, K, Ca, yang mudah telepas melalui pemecahan ikatan ion dengan oksigen. Si, Al, dan Ti membentuk ikatan kovalen dengan oksigen yang lebih sulit untuk pecah, yang mencegah pemecahan mineral seperti kuarsa.

Provenance

Provenance adalah sumber material sedimen, yang merupakan faktor utama yang menentukan komposisi sedimen. Faktor provenance mengontrol proses pelapukan dan sifat sedimen yang dapat disuplai oleh berbagai macam agen. Faktor ini diantaranya relief dan elevasi yang merupakan fungsi dari setting tektonik, iklim dan vegetasi yang bersangkutan, serta komposisi dari batuan asal. Pada komposisi batuan asal kita bisa mengambil contoh yang sederhana, bila batuan asalnya banyak mengandung kuarsa maka sedimen yang dihasilkan akan banyak mengandung kuarsa juga. Bila batuan sumbernya kaya akan feldsfar maka sedimen yang dihasilkan akan banyak mengandung feldsfar dan mineral lempung tergantung dari tingkat pelapukan batuannya.

Relief dan elevasi dari provenance akan berpengaruh pada dekomposisi dan disintegrasi, dan transportasinya. Relief adalah perbedaan ketinggian didalam cekungan erosional, yang mengontrol laju erosi. Secara umum, daerah yang memiliki relief yang tinggi, yang merupakan daerah uplift yang aktif, akan mengalami laju erosi yang tinggi. Sebaliknya pada daerah yang berelief rendah yang umumnya datar memiliki laju erosi yang rendah. Daerah yang datar merupakan daerah metastabil dimana energi potensial minimum. Konsekuensinya material tidak bisa turun dan mengakibatkan laju disintegrasi rendah, hal ini akan mengakibatkan proses dekomposisi berlangsung cukuip lama.

Elevasi provenance juga penting, karena elevasi akan mempengaruhi iklim, dimana pada gilirannya akan mempengaruhi proses disintegrasi dan dekomposisi. Pada elevasi yang tinggi air akan membeku, hal ini tentunya akan menyebabkan proses disintegrasi terutama frost action berperan cukup dominan. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pada elevasi yang tinggi proses disintegrasi cukup dominan sedangkan pada elevasi yang rendah terutama daerah tropis proses dekomposisi cukup dominan.

Iklim dan vegetasi juga memiliki peran yang penting. Pada iklim dingin laju proses dekomposisi akan rendah sedangkan laju proses disintegrasi akan tinggi. Sebaliknya pada iklim hangat proses dekomposisi akan lebih dominan daripada proses disintegrasi dan pada iklim panas proses yang dominan adalah disintegrasi sama seperti pada iklim dingin. Vegetasi akan banyak pada iklim hangat, basah dari pada iklim dingin dan panas. Vegetasi dapat menghasilkan asam organik dan senyawa lain yang dapat menyebabkan proses dekomposisi. Contohnya lava muda di Hawaii yang ditutupi oleh tumbuhan (lichens, yang banyak mengandung besi, terlapukan lebih tinggi daripada batuan yang sama dan seumur. Hal ini dapat menjawab pertanyaan mengenai proses disintegrasi dan dekomposisi pada pre-Devonian yang vegetasinya kurang, dimana pada pre-Devonian proses disintegrasi lebih penting dari pada dekomposisinya sehingga sedimennya sedikit mengandung lempung.

Produk hasil pelapukan

Fenomena yang terpampang pada gambar ini adalah bagian dari proses hancurnya/lapuknya batuan beku pada sebuah tebing yang berkemiringan hampir 90 derajat di kaki gunung Semeru, di perbatasan Kabupaten Lumajang dengan Kabupaten Malang, Jawa Timur.

Produk yang dihasilkan dari pelapukan yaitu kuarsa, mineral lempung dan oksida besi dan hidrat yang merupakan material residu yang tertinggal di tanah yang dihasilkan dari batuan yang terdekomposisi tinggi. Silicic acid dan kation berbagai logam (termasuk Ca, Mg, Fe, Mn, Na, dan K) dan P akan tertransportasikan jauh dari sumbernya.

Transportasi sediment

Transportasi sedimen dimulai ketika material terlapukan dan ion terlarut. Transportasi material yang terlarut disebut transportasi larutan, sedangkan material padat tertransportasi melalui transportasi mekanik. Transportasi mekanik di antaranya falling, sliding, rolling, bouncing(saltation), flowing dan transportasi supensi.

Transportasi sedimen tergantung pada sifat fisik dari agen transportasi, sifat material, sifat fisik dari campuran agen transportasi dan material, dan gaya yang menyebabkan transportasi.

Agen transportasi diantaranya gravitasi, air mengalir, angin dan es yang bergerak. Gravitasi tidak hanya menyebabkan pergerakan material tetapi juga menggerakan arus air dan es untuk bergerak turun.

Transportasi mekanik, di antaranya:

• Transportasi gravitasi

Gravitasi merupakan agen utama yang mengakibatkan transportasi pada landslides dan massflow. Pada pergerakan masa subaeria (falls, slides, slumps, avalanches, mudflowa, dan subaerial debris flows) dan submarine debris flow transportasi terjadi ketika gaya yang menahan (resisting force) terlampaui.

Pada falls, slides, slumps dan avalanches, retakan dihasilkan ketika batuan kehilangan gaya kohesi antara partikelnya yang kemudian bergerak dan berhenti ketika energinya habis. Sedimen yang dihasilkan berupa breksi atau diamicite yang terpilah buruk, tidak berlapis.

Pada debris flows, mudflows dan olisostrom seluruh masa diendapkan sekali. Pergerakannya biasanya berlangsung ketika terdapat air yang mengakibatkan gaya gesek antar partikel mengecil dan mengakibatkan masa meluncur dan terendapkan dengan kacau. Produk yang dihasilkan terpilah buruk, banyak material Lumpur dan lapisan biasanya tebal dan massive.

Grain flow adalah aliran dari butiran sediment yang inkohesif yang terdapat pada lereng yang curam. Aliran terjadi ketika akumulasi sedimen melebih gaya gesek antar partikel dan ketika gempa bumi. Endapan yang dihasilkan berupa pasir yang terpilah baik, tak berstruktur sampai berlaminasi secara lokal.

• Transportasi glacial

Transportasi ini dihasilkan oleh gaya gravitasi terhadap aliran fluida, tetapi laju alirannya sangat lambat. Glacier membawa partikel melalui penggusuran sepanjang dasar dan sisinya. Partikel yang besar biasanya tertinggal dan yang lebih kecil akan terbawa lebih jauh. Sedimen yang terpilah baik, berukuran halus diendapkan sebagai outwash dan yang terpilah buruk dan kasar diendapkan sebagai till.

• Transportasi air dan udara

Ketika air dan udara bergerak terjadi gesekan antara fluida dengan sekitarnya. Turbulensi dimulai dekat batas dengan sekitarnya, seperti dekat dasar sungai sebagai hasil dari interaksi gaya di tempat tersebut. Faktor yang menentukan bergeraknya partikel adalah ukuran, densitas dan bentuk partikel, kecepatan aliran, viskositas fluida dan batas gaya gesek.

Sedimentasi akan terjadi ketika fluida melambat. Masing-masing ukuran partikel jatuh keluar dari suspensi dan menjadi bagian dari pergerakan bed load. Pada unit pengendapan dari suspensi biasanya berupa laminasi tabular, ketebalan bervariasi tetapi biasanya tipis saja. Lapisan dari bed load yang terendapkan melalui traksi mungkin tipis tetapi cenderung sedang sampai tebal dan membentuk cross bedding, imbrikasi butir dan ripple marks.

Transportasi kimia

Ion dan molekul yang dihasilkan dari dekomposisi akan menjadi bagian dari larutan dalam air tanah dan air permukaan. Selama perpindahan larutan mungkin mengalami pengenceran, pengkonsentrasian dan perubahan dalam kimianya karena reaksi dengan batuan yang dilaluinya. Jika bereaksi dengan batuan atau sediment, batuan dan sediment mengalami perubahan diagenesis. Presipitasi kimia yang terjadi selama diagenesis merupakan salah satu bentuk pengendapan kimia.

Diagenesis

Setelah sedimen terendapkan, diagenesis adalah proses yang bekerja pada sedimen tersebut. Diagenesis merupakan proses fisika, kimia dan biologi yang secara umum mengubah sedimen menjadi batuan sedimen. Diagenesis kemungkinan berlanjut bekerja setelah sedimen menjadi batuan, mengubah tekstur dan mineraloginya.

Tujuh proses diagenesis yang terjadi yaitu :

1. Kompaksi

2. Rekristalisasi

3. Pelarutan

4. Sementasi

5. Autigenisasi

6. Replacement

7. Bioturbasi

Kompaksi adalah proses yang menyebabkan volume sedimen berkurang. Ini dihasilkan oleh tekanan penutup (overburden), yang diakibatkan oleh berat dari sedimen dan batuan di atasnya. Tekanan ini mengakibatkan penyusunan kembali butiran dan pengeluaran fluida, hal ini menghasilkan pengurangan porositas batuan sedimen. Kemungkinan tingkat kompaksi merupakan fungsi dari ukuran butir, bentuk butir, pemilahan, porositas awal dan jumlah fluida yang terdapat dalam sedimen. Sedimen dengan pemilahan yang baik, membundar akan kurang kompak bila dibandingkan dengan sedimen yang terpilah buruk dan menyudut. Pada sedimen yang terpilah buruk ukuran butir yang kecil akan mengisi rongga antar butiran yang besar dan pada sedimen yang menyudut, ikatan antar butirnya akan sangat kuat karena bersifat saling mengunci. Pada pasir porositas awalnya sekitar 25% - 50%, pada sedimen karbonat kemungkinan cukup tinggi yaitu sekitar 50% - 75% dan pada lumpur lempung lebih dari 85%. Pada batuan sedimen porositas kecil yaitu 0% - 2% hal ini dikarenakan kompaksi dan proses diagnesis lain terutama sementasi.

Rekristalisasi adalah proses di mana kondisi fisika dan kima menyebabkan pengorientasian kembali kristal lattice pada butir mineral. Rekristalisasi bekerja melalui pelarutan dan presipitasi dari fase mineral yang terdapat pada batuan. Ketika fluida melewati batuan atau sedimen, komponen pada sedimen yang tidak stabil karena tekanan, pH, temperature akan mengalami pelarutan. Kemudian material yang terlarut itu akan mengalami transportasi dan akan terpresipitasi pada pori-pori sediment yang memiliki kondisi yang berbeda. Hal yang penting yaitu tekanan pelarutan, yaitu suatu proses di mana tekanan terkonsentrasi pada satu titik antara dua butir yang menyebabkan pelarutan dan migrasi ion atau molekul yang menjauhi titik itu. Lewat proses ini massa tertransportasi dari titik kontak menuju tempat dengan tekanan yang lebih rendah yang memungkinkan presipitasi dari larutan itu. Tentunya rekristalisasi ini akan menyebabkan pengurangan porositas sedimen dan memfasilitasi rekristalisasi tekstur.

Sementasi adalah proses di mana terjadi presipitasi kimia pada pembentukan kristal baru, terbentuk didalam pori-pori sedimen atau batuan yang mengikat satu butir dengan butir lainnya. Semen yang umum yaitu kuarsa, kalsit dan hematite, tetapi jenis semen secara luas di antaranya aragonite, Mg kalsit, dolomite, gypsum celesite, goethite, dan todorit. Tekanan pelarutan secara local dapat menghasilkan semen, tetapi banyak semen merupakan material baru (allochemical material) yang masuk melalui larutan. Jelas bahwa proses sementasi akan mengakibatkan berkurangnya porositas dan menghasilkan tekstur baru seperti spherulitic, comb texture, dan poikilotopic texture.

Autigenesis (neocrystalitation) adalah proses yang mana fase mineral baru mengalami kristalisasi didalam sediment atau batuan selama proses diagenesis ataupun setelahnya. Mineral baru mungkin terbentuk melalui reaksi di dalam fase yang terdapat dalam sedimen atau batuan, mungkin juga muncul karena presipitasi dari material yang masuk melalui fase fluida, atau dihasilkan dari kombinasi sedimen primer dan material yang masuk. Autigenesis operlap dengan pelapukan, sementasi dan biasanya rekristalisasi, dan kemungkinan menghasilkan replacement. Jenis dari fasa autigenesis jauh lebih beragam dibandingkan dengan mineral semen. Fase autigenesis termasuk silikat seperti kuarsa, K-feldspar, lempung,dan zeolite; carbonat seperti kalsit, dolomite dan carbonat besi; evaporate mineral seperti halit, sylvite, gypsum dan anhidrit;oksida seperti hematite, goetit, todorokit; dan mineral samping lainnyatermasuk sulfat, sulfide dan fosfat.

Replacement yaitu proses yang mana mieral baru menggantikan (secara kimia dan fisika) in situ pada endapan mineral. Replacement mungkin bersifat neomorphic, yang mana butiran yang baru memiliki fase yang sama dengan asalnya atau polimorpisme dari fase asalnya. Pseudomorfic yang mana fase baru merupakan tiruan dari bentuk eksternal dari fase yang digantikan tetapi fasenya berbeda, allomorphic yaitu replacement dalam bentuk fase baru yang biasanya berbeda bentuk kristalnya dan menggantikan sepenuhnya fase sediment asal. Fase replacement sama beragamnya dengan fase autigenesis, tetapi fase replacement yang penting yaitu dolomite, opal, kuarsa dan ilite.

Bioturbasi adalah aktifitas biologis yang terjadi dekat permukaan, termasuk burrowing, boring dan pencampuran sedimen oleh organisme. Pada beberapa kasus proses ini dapat meningkatkan kompaksi, menghancurkan laminasi dan perlapisan. Selama proses bioturbasi beberapa organisme mempresipitasikan material yang berfungsi sebagai semen.

Daigenesis biasanya dibagi menjadi tiga tahap, yaitu:

1. Eogenesis, proses awal diagenesis yang terdapat di antara endapan dan timbunan, atau dekat permukaan,

2. Mesogenesis, tahap tengah dari proses diagenesis yang terjadi setelah penimbunan,

3. Telogenesis, tahap akhir dari proses diagenesis.

Mekanisme Transportasi Sedimen

Batuan sedimen memiliki banyak hal menarik untuk dibahas. Selain bentuknya yang unik dan beragam serta jumlahnya yang melimpah di muka bumi (hampir 75% kulit bumi terdiri atas batuan sedimen), proses-proses yang terjadi juga sangatlah menarik untuk dibahas. Salah satu proses yang menarik adalah bagaimana sedimen sebagai penyusun batuan sedimen dapat terangkut dan diendapkan menjadi batuan sedimen.

Sebelum mengetahui bagaimana sedimen terangkut dan terendapkan dalam suatu cekungan mungkin ada baiknya kita dapat memahami prinsip apa saja yang bisa kita temukan dalam batuan sedimen. Prinsip-prinsip tersebut sangatlah beragam diantaranya prinsip uniformitarianism. Prinsip penting dari uniformitarianism adalah proses-proses geologi yang terjadi sekarang juga terjadi di masa lampau. Prinsip ini diajukan oleh Charles Lyell di tahun 1830. Dengan menggunakan prinsip tersebut dalam mempelajari proses-proses geologi yang terjadi sekarang, kita bisa memperkirakan beberapa hal seperti kecepatan sedimentasi, kecepatan kompaksi dari sediment, dan juga bisa memperkirakan bagaimana bentuk geologi yang terjadi dengan proses-proses geologi tertentu. 

Lapisan horizontal yang ada di batuan sedimen disebut bedding. Bedding terbentuk akibat pengendapan dari partikel-partikel yang terangkut oleh air atau angin. Kata sedimen sebenanrya berasal dari bahas latin ”sedimentum” yang artinya endapan. Batas-batas lapisan yang ada di batuan sedimen adalah bidang lemah yang ada pada batuan dimana batu bisa pecah dan fluida bisa mengalir. Selama susunan lapisan belum berubah ataupun terbalik maka lapisan termuda berada di atas dan lapisan tertua berada di bawah. Prinsip tersebut dikenal sebagai prinsip superposition. Susunan lapisan tersebut adalah dasar dari skala waktu stratigrafi atau skala waktu pengendapan. Pengamatan pertama atas fenomena ini dilakukan oleh Nicolaus Steno di tahun 1669. Beliau mengajukan beberapa prinsip berkaitan dengan fenomena tersebut. Prinsip-prinsip itu adalah prinsip horizontality, superposition, dan original continuity. Prinsip horizontality menjelaskan bahwa semula batuan sedimen diendapkan dalam posisi horizontal.  Pembentuk batuan sedimen adalah partikel-partikel atau sering disebut sedimen yang terbentuk akibat hancuran batuan yang telah ada sebelumnya seperti batuan beku, batuan metamorf, dan juga batuan sedimen sendiri. Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik, sedimen-sedimen dapat dibedakan sebagai berikut: 

Klasifikasi- Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik

Nama Partikel	Ukuran	Sedimen	Nama batu
Boulder/Bongkah	>256 mm	Gravel	Konglomerat dan Breksi (tergantung kebundaran partikel)
Cobble/Kerakal	64 – 256 mm	Gravel
Pebble/Kerikil	2 – 64 mm	Gravel
Sand/Pasir	1/16 – 2mm	Sand	Sandstone
Silt/Lanau	1/256 – 1/16 mm	Silt	Batu lanau
Clay/Lempung	<1 mm="mm" nbsp="nbsp" span="span">	Clay	Batu lempung

Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan sedimen adalah air, angin, dan juga gaya grafitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin, dan bahkan salju. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda. Pertama, karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir. Kedua, karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas bahkan sampai menuju atmosfer.   

Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan seperti adanya patahan.  

Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara:

 a. Suspensi 

Dalam teori segala ukuran butir sedimen dapat dibawa dalam suspensi, jika arus cukup kuat. Akan tetapi di alam, kenyataannya hanya material halus saja yang dapat diangkut suspensi. Sifat sedimen hasil pengendapan suspensi ini adalah mengandung prosentase masa dasar yang tinggi sehingga butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan umumnya disertai memilahan butir yang buruk. Cirilain dari jenis ini adalah butir sedimen yang diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran.     

b.  Bedload transport 

Berdasarkan tipe gerakan media pembawanya, sedimen dapat dibagi menjadi: 

• endapan arus traksi
• endapan arus pekat (density current) dan
• endapan suspensi.

Arus traksi adalah arus suatu media yang membawa sedimen didasarnya. Pada umumnya gravitasi lebih berpengaruh dari pada yang lainya seperti angin atau pasang-surut air laut. Sedimen yang dihasilkan oleh arus traksi ini umumnya berupa pasir yang berstruktur silang siur, dengan sifat-sifat:

• pemilahan baik
• tidak mengandung masa dasar
• ada perubahan besar butir mengecil ke atas (fining upward) atau ke bawah (coarsening upward) tetapi bukan perlapisan bersusun (graded bedding).

Di lain pihak, sistem arus pekat dihasilkan dari kombinasi antara arus traksi dan suspensi. Sistem arus ini biasanya menghasilkan suatu endapan campuran antara pasir, lanau, dan lempung dengan jarang-jarang berstruktur silang-siur dan perlapisan bersusun. Arus pekat (density) disebabkan karena perbedaan kepekatan (density) media. Ini bisa disebabkan karena perlapisan panas, turbiditi dan perbedaan kadar garam. Karena gravitasi, media yang lebih pekat akan bergerak mengalir di bawah media yang lebih encer. Dalam geologi, aliran arus pekat di dalam cairan dikenal dengan nama turbiditi. Sedangkan arus yang sama di dalam udara dikenal dengan nuees ardentes atau wedus gembel, suatu endapan gas yang keluar dari gunungapi. Endapan dari suspensi pada umumnya berbutir halus seperti lanau dan lempung yang dihembuskan angin atau endapan lempung pelagik pada laut dalam.

c.  Saltation 

Dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar. 

Pada saat kekuatan untuk mengangkut sedimen tidak cukup besar dalam membawa sedimen-sedimen yang ada maka sedimen tersebut akan jatuh atau mungkin tertahan akibat gaya grafitasi yang ada. Setelah itu proses sedimentasi dapat berlangsung sehingga mampu mengubah sedimen-sedimen tersebut menjadi suatu batuan sedimen.

Asal Sedimen di Dasar Laut

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 tertrransforkan 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 bersal 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 bersal dari luar angkasa merupakan sisa-sisa meteorik yang meledak di atmosfir dan jatuh di laut. Sedimen yang bersal dari letusan gunung berapi dapat berukuran halus berupa debu volkanin, atau berupa fragmen-fragmen aglomerat. Sedangkan sedimen yang bersal dari partikel di darat dan terbawa angin banyak terjadi pada daerah kering dimana proses eolian dominan namun demikian dapat juga terjadi pada daerah sub tropis saat musim kering dan angin bertiup kuat. Dalam hal ini umumnya sedimen tidak dalam jumlah yang dominan dibandingkan sumber-sumber yang lain.
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 tersusfensi 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)
 

Macam-macam Sedimen Laut

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. Sedimen laut dalam dapat di bagi 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.
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.
 

STRUKTUR SEDIMEN

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 perlap[isan batuan.(Sugeng Widada : 2002)

Struktur sedimen umumnya dibedakan menjadi 3 golongan yaitu :
1.    Struktur anorganik terutama pelapisan, contoh : graded beds, cross beds, mudcraks.
2.    Struktur biogenik terdiri dari struktur jejak dan boring
3.    Struktur deformasi terdiri dari convolute bedding, ball and pillow dan diapiric.
Berbagai sifat fisik sedimen ditelaah sesuai dengan tujuan dan kegunaannya. Diantaranya adalah tekstur sedimen yang meliputi ukuran butir (grain size), bentuk butir ( partikel shape), dan hubungan antar butir (fabrik), struktur sedimen, komposisi mineral, serta kandungan biota. Dari berbagai sifat fisik tersebut ukuran butur menjadi sangat penting karena umumnya menjadi dasar dalam penamaan sedimen yang bersangkutan serta membantu analisa proses pengendapan karena ukuran butir berhubungan erat dengan dinamika transfortasi dan deposisi (Krumbein dan Sloss (1983)). Berkaitan dengan sedimentasi mekanik ukuran butir akan mencerminkan resistensi butiran sedimen terhadap proses pelapukan erosi/abrasi serta mencerminkan kemampuan dalam menentukan transfortasi dan deposisi.
Transfor Sedimen

Dengan melihat cara transfor sedimen dapat dilihat melalui :
1. Transfor Sedimen pada Pantai
Pettijohn (1975), Selley (1988) dan Richard (1992) menyatakan bahwa cara transfortasi sedimen dalam aliran air dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

• Sedimen merayap (bed load) yaitu material yang terangkut secara menggeser atau menggelinding di dasar aliran.
• Sedimen loncat (saltation load) yaitu material yang meloncat-loncat bertumpu pada dasar aliran.
• Sedimen layang (suspended load) yaitu material yang terbawa arus dengan cara melayang-layang dalam air.

2. Transfor Sedimen Sepanjang Pantai
Transfor sedimen sepanjang pantai merupakan gerakan sedimen di daerah pantai yang disebabkan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya (Komar : 1983). Transfor sedimen ini terjadi di daerah antara gelombang pecah dan garis pantai akibat sedimen yang dibawanya (Carter, 1993). Menurut Triatmojo (1999) transfor sedimen sepanjang pantai terdiri dari dua komponen utama yaitu transfor sedimen dalam bentuk mata gergaji di garis pantai
Transfor sedimen pantai banyak menimbulkan fenomena perubahan dasar perairan seperti pendangkalan muara sungai erosi pantai perubahan garis pantai dan sebagainya (Yuwono, 1994). Fenomena ini biasanya merupakan permasalahan terutama pada daerah pelabuhan sehingga prediksinya sangat diperlukan dalam perencanaan ataupun penentuan metode penanggulangan. Menurut Triatmojo (1999) beberapa cara yang biasanya digunakan antara lain adalah :
a.    Melakukan pengukuran debit sedimen pada setiap titik yang ditinjau, sehingga secra berantai akan dapat diketahui transfor sedimen yang terjadi.
b.    Menggunakan peta/ foto udara atau pengukuran yang menunjukan perubahan elevasi dasar perairan dalam suatu periode tertentu. Cara ini akan memberikan hasil yang baik jika di daerah pengukuran terdapat bangunan yang mampu menangkap sedimen seperti training jetty, groin, dan sebagainya.
c.    Rumus empiris yang didasarkan pada kondisi gelombang dan sedimen pada daerah yang di tinjau.

Transpor sedimen di perairan umumnya terdiri dari 3 mekanisme, yaitu suspended load, bed loaddan dissolved load.
Suspended load
mekanisme transpor dimana partikel tersebut dibawa bersama-sama dengan air secara keseluruhan, ukuran partikel bergantung dari kepadatan mereka dan kecepatan arus, dimana kecepatan arus yang lebih tinggi dapat membawa lebih besar dan partikel yang lebih padat.
Bed load
merupakan mekanisme transpor dimana partikel yang lebih kasar dan padat bergerak sepanjang dasar perairan baik secara menggelinding, bergeser maupun meloncat-loncat karena pengaruh tumbukan diantara partikel dan turbulensi tetapi selalu kembali ke dasar. Mekanisme transpor dapat berubah dari suspended loadmenjadi bed loaddan sebaliknya karena adanya perubahan kecepatan aliran.
Dissolve load
dimana berbagai ion masuk ke perairan melalui proses weathering, mekanisme transpor ini tidak terlihat (invisible) dimana ion-ion tersebut larut di dalam air. Dissolve loadsebagian besar terdiri dari HCO-3(ion bikarbonat), Ca+2, SO4-2, Cl-, Na+, Mg+2, dan K+. Ion ini akhirnya terbawa ke lautan dan umumnya menyusun kadungan garam di lautan.

The Boulders Moeraki adalah batu besar berbentuk bola yang tersebar di pantai-pantai berpasir, tetapi mereka tidak seperti batu bulat biasa yang telah dibentuk oleh sungai dan laut berdebar-debar. Batu-batu tersebut diklasifikasikan sebagai concretions septarian, dan dibentuk pada sedimen dasar laut kuno. Mereka diciptakan oleh proses yang sama dengan pembentukan tiram mutiara, di mana lapisan materi mencakup nukleus atau inti. Untuk tiram, inti ini merupakan butir pasir menjengkelkan.Untuk batu-batu besar, itu adalah fosil kerang.

Sebuah foto yang diambil oleh Nasa atas salah satu tambang batubara terbesar di Asia bernama Tambang Panian di Pulau Semirara, Filipina, yang batubaranya dipakai sebagai tenaga listrik di Filipina dan sisanya diekspor ke India dan China. Letaknya kira-kira 280 Km selatan Manila. Foto yang diambil tanpa halangan awan ini menunjukkan kerusakan lingkungan akibat pertambangan terbuka oleh satu dari tiga areal pertambangan batubara di Pulau itu. Selain permukaan tanah yang dibongkar, tampak pula aliran sedimen di laut Sulu yang berasal darioverburden tambang. Padahal perusahaan tambang batubara itu selalu menyangkal pertambangannya merusak lepas pantai Pulau Semirara.

sedimen itu diperkirakan bisa memberikan informasi rinci tentang cuaca buruk atau kegiatan seismik utama pada masanya. Juga bisa memberikan wawasan tentang migrasi manusia di dalam dan luar daerah.

Sedimentasi Sungai di Indonesia

Sumber: Berita Iptek Topik: Lingkungan   Tags: erosi, Sedimentasi Sungai, sungai Barito,sungai Citandui

     Problem erosi di Indonesia sudah mencapai tahap kritis. Bagaimana tidak?. Lihat saja kondisi sedimentasi di sungai Citandui yang mencapai 5 juta m2 kubik. Rekor tertinggi dibanding sungai-sungai lainnya namun juga masih dengan kisaran angka yang tinggi. Jadi, jangan berharap untuk melihat kebeningan sungai ataupun pantai, apalagi di kawasan pulau Jawa. 

     Hal ini diungkapkan oleh Kepala Sub Direktorat Pengendalian Pencenmaran Laut, Departemen Kelautan dan Perikanan, Subandono Diposantono, sebagaimana ditulis Media Indonesia. Akibat sedimentasi ini merupakan salah satu penyebab terjadinya erosi di pantai-pantai. Sedimentasi bahkan semakin tahun semakin meningkat. Hal ini menyebabkan beberapa muara sungai di Sumatra, Kalimantan dan Jawa menjadi dangkal. 

     Sungai Citandui, Jawa Barat memecahkan rekor dengan sedimentasi pertahun yang terbawa aliran sungai ini mencapai 5 juta m² kubik. Sementara, sungai Cikonde mencapai 770 ribu meter kubik yang diendapkan di Segara Anakan. Sedimentasi sungai Barito mencapai mencapai 733 ribu m² kubik yang diendapkan di pelabuhan pelabuhan Banjarmasin, Kalimantan. Sedang sungai Mahakam, Kalimantan sedimentasinya mencapai 2,2 juta m² kubik. 

     Tinnginya sedimentasi ini mengakibatkan upaya pengerukan di pantai-pantai, terutama yang berfungsi untuk pelabuhan jadi membutuhkan dana besar. Contohnya, pengerukan di pelabuhan Tanjung Perak , Surabaya sampai sepanjang 25.000 meter, pelabuhan Belawan, Medan mencapai 13.500 meter, Palembang 28.000 meter, Banjarmasin 15.000 meter, Samarinda 20.000 meter, Pontianak 11.250 meter, Jambi 17.000 meter, Sampit 27.000 meter dan pelabuhan Pulai Pisa 19.000 meter. Akibat sedimentasi yang tinggi di sungai-sungai di Indonesia ini disamping juga adanya erosi, tak kurang dari 124 pantai di Indonesia akhirnya mengalami kerusakan. 

     Pantai di Aceh, contohnya tak kurang dari 34 pantainya mengalami kerusakan. Selain karena sedimentasi, juga karena adanya pemukiman, pariwisata dan pembukaan tambak. Di Jawa Barat, pantai yang mengalami erosi mencapai 28 pantai. Sedang DKI Jakarta, tak kurang 8 pantai yang mengalami erosi. Memang, erosi pantai tak semata-mata karena sedimentasi. Namun, sedimentasi sungai mempunyai pengaruh besar terhadap erosi pantai. Keadaan ini sebenarnya amat memprihatinkan. Sayang, pemerintah kita kurang peduli terhadap peristiwa ini. Pemda DKI saja sanggup untuk merenovasi Patung “Selamat datang” di bundaran HI dalam rangka menyambut HUT DKI bulan ini dengan biaya tak kurang dari 14 miliar. Namun, sayang tak ada dana untuk mejernihkan sungai Ciliwung yang coklat kelam ataupun kanal-kanal lainnya di pinggiran Jakarta yang tak lagi cokelat, tapi telah hitam kelam , bahkan. Mungkin bau tak sedap Ciliwung tak sempat terhirup para pejabat, hingga kurang dirasa perlu untuk membuatnya jernih kembali.

Banjir di Cirebon Akibat Sedimentasi Sungai Cisanggarung

SUMBER, (PRLM).- Sering terjadinya banjir di wilayah Kabupaten Cirebon bagian timur selama ini, dipastikan akibat dari endapan lumpur yang cukup tinggi di alur Sungai Cisanggarung yang melintasi daerah tersebut. Namun, hingga saat ini pemerintah melalui dinas terkait belum melaksanakan pengerukan di sungai yag berhulu di Kabupaten Kuningan tersebut.

Menurut Kepala Dinas Pekerjaan Umum Pengelolaan Sumber Daya Air (PU-PSDA) Kab. Cirebon, Achsanudin Adhi, salah satu penyebab bencana banjir di sejumlah kecamatan yang ada di wilayah bagian timur Kab. Cirebon itu yang sering terjadi yaitu karena sudah tingginya sedimentasi di Sungai Cisanggarung maupun anak-anak dari sungai tersebut. Untuk melakukan normalisasi (pengerukan-red) secara total agar tidak terjadi banjir, tentunya diperlukan anggaran yang sangat besar.

"Akibat pengendapan lumpur yang setiap tahunnya mencapai 50 cm, sungai tidak mampu menahan debit air yang meningkat pada saat musim hujan sehingga air pun gampang meluap dan bisa menjebol tanggul sungai," kata Adhi, Senin (22/3).

Diakui Adhi, banjir yag terjadi belum lama ini mengakibatkan tanggul sungai di yang melintasi Desa Cilengkrang, Kecamatan Pasaleman, jebol memanjang hampir sepanjang 500 meter. Sementara di Desa Tawangsari, Kecamatan Losari, tanggul yang jebol jauh lebih parah, yakni mencapai hampir 3 km.

PU PSDA Kab. Cirebon sebetulnya telah melakukan koordinasi dengan Balai Besar Wilayah Sungai Cimanuk-Cisanggarung (BBWS-CC) untuk memperbaiki infrastruktur irigasi yang rusak tersebut, namun, karena bukan kewenangannya, dan membutuhkan anggaran yang sangat besar hingga belum terealisasi.

Disebutkan, saat ini hampir 60 persen sarana irigasi di Kabupaten Cirebon kondisinya sudah rusak. Dengan adanya anggaran yang hanya Rp 12 miliar, Adhi mengaku kesulitan untuk melakukan rehabilitasi, pemeliharaan maupun melakukan penanggulangan darurat pada sekitar 60 KM saluran irigasi yang ada di Kab.

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share