BATUAN SEDIMEN KIMIAWI DAN ORGANIK

 Pengertian Batuan Karbonat, Batuan Evaporit, dan Batuan
Organik (Batubara) dan contohnya (3)
 Batuan sedimen organik karbonat adalah batuan organik yang paling
dominan. Organisme yang menghasilkan batuan ini antara lain koral,
mollusca dan foraminifera. Mineral utama penyusun batuan batuan
sedimen karbonata adalah senyawa karbonat (CaCO3) berbentuk
kalsit. Misalnya batu gamping.

Batuan evaporit atau sedimen evaporit adalah batuan yang terbentuk
dari hasil proses penguapan (evaporation) air laut. Proses penguapan
air laut menjadi uap mengakibatkan tertinggalnya bahan kimia yang
pada akhirnya akan menghablur apabila hampir semua kandungan
air manjadi uap. Proses pembentukan garam dilakukan dengan cara
ini. Proses penguapan ini memerlukan sinar matahari yang cukup
lama. Contoh dari batuan ini ada calcide, gypsum, dan calcium
carbonate.

 Batuan sedimen organik atau yang disebut juga batuan sedimen
biogenic adalah batuan yang terbentuk dari pengendapan sisa-sisa
bagian tubuh mahluk hidup serta mineral-mineral yang
dihasilkannya. Batu bara merupakan batuan sedimen organik yang
mudah terbakar dan terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan yang telah
mati.
2. Jelaskan Proses pembentukan Batuan Evaporit
Batuan evaporit atau sedimen evaporit terbentuk sebagai hasil proses penguapan
(evaporation) air laut. Proses penguapan air laut menjadi uap mengakibatkan
tertinggalnya bahan kimia yang ada akhirnya akan menghablur apabila hampir
semua kandungan air manjadi uap. Proses pembentukan garam dilakukan dengan
cara ini. Proses penguapan ini memerlukan sinar matahari yang cukup lama.
3. Jelaskan Pembentukan Batubara
Pembentukan batubara dimulai sejak Carboniferous Period (Periode Pembentukan
Karbon atau Batu Bara) – dikenal sebagai zaman batu bara pertama – yang
berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Mutu dari setiap
endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan,
yang disebut sebagai „maturitas organik‟. Proses awalnya gambut berubah menjadi
lignite (batu bara muda) atau „brown coal (batu bara coklat)‟ – Ini adalah batu bara
dengan jenis maturitas organik rendah. Dibandingkan dengan batu bara jenis
lainnya, batu bara muda agak lembut dan warnanya bervariasi dari hitam pekat
sampai kecoklat-coklatan.
Mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, batu
bara muda mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas
organiknya dan mengubah batu bara muda menjadi batu bara „sub-bitumen‟.
Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih
keras dan warnanya lebh hitam dan membentuk „bitumen‟ atau „antrasit‟. Dalam
kondisi yang tepat, penigkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus
berlangsung hingga membentuk antrasit.
4. Jenis2 Batubara
Batubara lignit,
Mempunyai “banded”, berkekar, berwarna coklat hingga kehitaman, berat jenis
relatif rendah, daya serap cahaya relatif tinggi, sifat daya pantul cahaya relatif
rendah mudah hancur bila dikeringkan, serta mempunyai daya simpan energi panas
relatif rendah “low heating value”
Batubara sub-bitumen
Mempunyai “banded”, berwarna hitam, mempunyai kilap kusam – kilap lilin,
bersifat membelah (splits) sejajar terhadap perlapisan, masih menunjukkan adanya
struktur organik atau serat dan partikel organik lainnya, berat jenis relatif tinggi,
sifat reflaktan terhadap cahaya relatif tinggi, daya simpan energi panas masih relatif
rendah namun bersifat bersih “good clean fuel”
Batubara bitumen
Mempunyai “banded”, berwarna hitam, kilap terang “bright” seperti kaca, “well
jointed”, namun padat “dense”, tidak mudah hancur, berat jenis relatif tinggi, serta
daya serap energi panas tinggi.
5. Faktor Penentu Kualitas Batubara
Antrasit adalah kelas batubara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan
(luster) metalik, mengandung antara 86% – 98% unsur karbon (C) dengan
kadar air kurang dari 8%.
 Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-
10% dari beratnya. Kelas batubara yang paling banyak ditambang di
Australia.
 Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh
karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan
dengan bituminus.
 Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat lunak yang
mengandung air 35-75% dari beratnya.
 Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang
paling rendah.
6. Jelaskan Proses Pembentukan Batuan Karbonat
Batuan karbonat terbentuk melalui proses biologis, biokimia dan presipitasi
anorganik larutan CaCO3 di dalam suatu cekungan (Scoffin, 1987). Menurut
(Pirson, 1958), batuan karbonat terbentuk pada lingkungan laut dangkal, dimana
pada lingkungan tersebut tidak terjadi pengendapan material asal daratan. Hal ini
memungkinkan pertumbuhan organisme laut misalnya koral, ganggang, bryozoa,
7 dan sebagainya. Cangkang-cangkang dari organisme tersebut mengandung
mineral aragonit yang kemudian berubah menjadi mineral kalsit. Proses
pembentukan batuan karbonat akan terus berlangsung, bila keadaan laut relatif
dangkal. Hal ini dapat terjadi bila ada keseimbangan antara pertumbuhan organisme
dan penurunan dasar laut tempat terbentuknya batuan tersebut, sehingga dapat
menghasilkan batuan karbonat yang tebal. Sementara menurut (Landes, 1959),
selain dipengaruhi oleh lingkungan laut dangkal dan tanpa adanya pengendapan
material asal daratan, pembentukan batuan karbonat membutuhkan lingkungan
pengendapan dengan syarat-syarat khusus sebagai berikut:
1. Dasar laut yang relatif datar dan stabil.
2. Kedalaman laut yang dangkal.
3. Suhu air yang relatif hangat (± 38° C).
4. Ombak yang tidak begitu besar.
5. Tidak ada arus yang besar dan kuat.
6. Kegaraman air laut sekitar 13% (permil).
7. Perbedaan Aragonite, Dolomite, Dan Calcite
Perbedaan utamanya adalah jika aragonite merupakan batuan yang terbentuk
akibat proses kristalisasi magma, hal ini dapat dilihat dari ciri fisik dari mineral
berikut yaitu warna segar putih bening,warna lapuk putih, cerat putih. Lalu
Dolomite adalah mineral karbonat yang merupakan sedimentasi langsung dari air
laut yang belum dapat dibuktikan. Secara umum, dolomit berbentuk urat,
terbentuk bersama-sama dalam cebakan bijih. Dan kalsit merupakan mineral
ubahan aragonite.
8. Jelaskan Mengenai Dolomitisasi
Dolomitisasi adalah perubahan limestone secara parsial maupun keseluruhan
menjadi dolomit. Dolomit mempunyai komposisi CaMg(CO3) 2 dan secara
kristalografi serupa dengan kalsit, namun lebih besar densitasnya, sukar larut
dalam air, dan lebih mudah patah (brittle). Secara umum, dolomit lebih porous
dan permeable dibandingkan batugamping. Saat sedimen terakumulasi, mineral
yang kurang stabil mengkristal kembali atau terjadi rekristalisasi, menjadi yang
lebih stabil. Proses ini umumnya terjadi pada batu gamping terumbu yang porous.
Mineral aragonite (bahan struktur koral hidup), lama-kelamaan berekristalisasi
menjadi bentuk polimorfnya, kalsit.
9. Jelaskan Mengenai Mikritisasi
Mikritis adalah aktivitas organisme tertentu di dalam sedimen karbonat , di mana
organisme menarik nutrisi dari karbonat. Mikritis adalah proses yang berada di
bawah diagenesis sedimen.
Organisme dapat berupa ganggang , jamur atau bakteri . Organisme-organisme ini
memiliki "terowongan" kecil di kristal - kristal asli tempat terbentuknya klast.
Ketika micritisation berlangsung cukup lama, proses ini dapat membentuk amplop
mikritisasi di sekitar clast , terutama dengan clast yang lebih besar (seperti
fragmen shell).
Mikritis mengganggu struktur kristal asli, komposisi kimia, dan struktur klast
pada sedimen.
10. Jelaskan Mengenai Zona ACD dan CCD
Wilayah atau kedalaman dimana mineral aragonit mulai melarut pada kedalaman
sekitar 600 meter dan pada kedalaman sekitar 2000 meter merupakan zona dimana
aragonit tidak terbentuk lagi atau dikenal sebagai Aragonite Compensation Depth
(ACD).
Sedangkan mineral kalsit mulai melarut pada kedalaman sekitar 3000 meter dan
pada kedalaman sekitar 4200 meter tidak ditemukan lagi mineral karbonat atau
disebut Calcite Compensation Depth (CCD).
11. Jel.Faktor Pendukung Tumbuhnya Karbonat/Reef
a. Suhu Perairan
Karang dapat hidup pada suhu perairan di atas 18oC. Suhu ideal untuk pertumbuhan
karang berkisar antara 27-29°C. Adanya kenaikan suhu air laut di atas suhu
normalnya, akan menyebabkan pemutihan karang (coral bleaching) sehingga warna
karang menjadi putih. Bila hal tersebut berlanjut hingga beberapa minggu, akan
menyebabkan kematian. Adanya pengaruh suhu untuk pertumbuhan karang
menyebabkan penyebaran karang hanya terjadi pada daerah subtropis dan tropis,
yaitu pada sekitar 30oLU – 30o LS.
b. Cahaya Matahari
Karang hidup bersimbiosis dengan alga zooxanthellae, yang hidup di dalam
jaringan karang sehingga memerlukan cahaya matahari untuk proses fotosintesis.
Oleh karena itu, karang sulit tumbuh dan berkembang pada kedalaman dimana
penetrasi cahaya sangat kurang, biasanya pada kedalaman lebih dari 50 m.
c. Salinitas
Salinitas ideal bagi pertumbuhan adalah berkisar antara 30-36 Air tawar dengan
salinitas rendah dapat membunuh karang.
Oleh karena itu karang tidak dijumpai di sungai ataupun muara
sungai yang memiliki salinitas yang rendah.
d. Sedimentasi
Butiran sedimen dapat menutupi polip karang, dan bila
berlangsung lama bisa menyebabkan kematian karang. Oleh
karena itu, karang tidak dijumpai pada perairan yang tingkat
sedimentasinya tinggi.
e. Kualitas perairan
Perairan yang tercemar, baik yang diakibatkan karena limbah
industri maupun rumah tangga (domestik) akan mengganggu
pertumbuhan dan perkembangan karang. Perairan dapat saja
menjadi keruh dan kotor karena limbah pencemar, ataupun penuh
dengan sampah. Bahan pencemar tentu saja akan berpengaruh
langsung terhadap pertumbuhan karang, sedangkan perairan
Karang jenis Cycloseris yang merupakan karang dari familiFungiidae yanghidup
soliter.
yang keruh dapat menghambat penetrasi cahaya ke dasar
perairan sehingga mengganggu proses fotosintesis pada
zooxanthellae yang hidup bersimbiosis dengan karang.
6. Arus dan sirkulasi air laut
Arus dan sirkulasi air diperlukan dalam penyuplaian makanan
yang diperlukan dalam proses pertumbuhan karang dan suplai
oksigen dari laut lepas. Selain itu, arus dan sirkulasi air juga
berperan dalam proses pembersihan dari endapan material yang
menempel pada pada polip karang. Tempat dengan arus dan
ombak yang tidak terlalu besar merupakan tempat yang ideal
untuk pertumbuhan karang. Tempat dengan arus dan ombak
yang besar dapat mengganggu pertumbuhan karang, misalnya
pada daerah-daerah terbuka yang langsung menghadap ke laut
lepas, dengan ombak yang selalu besar sepanjang masa.
7. Substrat
Larva karang yang disebut planula memerlukan substrat yang
keras dan stabil untuk menempel, hingga tumbuh menjadi
karang dewasa. Substrat yang labil, seperti pasir akan sulit bagi
planula untuk menempel.
12. Jelaskan Zonasi Reef (Lingkungan Pengendapan batuan karbonat) dan
Batuan karbonat yang terbentuk
Berdasarkan pemodelan Polmar tersebut ada 4 lingkungan pengendapan
karbonat yaitu :
12.1. Back Reef Lagoon
Lagoon adalah suatu tempat yang dibatasi oleh pembatas, area
dengan energi yang endah dibelakang reef crest / reef core. Tidak semua reef
memiliki lagoon, untuk jika reef rim tidak berkelanjutan, sirkulasi lebih
terbuka akan hadir dan back reef akan mempunyai aspek dari sebuah open
shelf atau bay. Dibeberapa sistem patch reef mungkin dipisahkan oleh fasies
inter-reef dari karakter yang lebih ke open marine, dari pembatasnya,
endapan lagoonal. Lagoonal memiliki variasi ukuran, secara relatif dari kecil
berkembang didalam atol hingga besar zona di belakang barier reef utama.
Dicirikan oleh endapan mudstone dan wackestone dengan lapisan yang
horisontal dan dibatasi dengan erosional pada permukaannya, mengandung
fosil berupa moluska, miliolid, ostracoda, stromatolit dan mangrove serta
sering juga terdapat sea grass bagian ini sering disebut inner back reef
lagoon. Sementara pada bagian outer back reef lagoon dicirikan dengan
endapan skeletal grainstone dan packstone dengan dominasi koral, fosil
yang sering dijumpai berupa koral, moluska, foraminifera, alga merah,
rhodolite, echinodermata, cacing, dan halimeda, dan terdapat juga pellet.
12.2. Reef Core
Reef core merupakan endapan yang tertinggi (puncak reef) hampir
tersingkap ke permukaan dan merupakan diperlakukan pada aktivitas
gelombang. Hasil morfologi reef dan komposisinya bergantung pada
rezim energi yang berkembang. Pada energi yang tinggi dominasi
encrusting organism khususnya low encrusting growths of coralline algae.
Pada energi yang rendah sering ditemukan hydrozoan atau robust coral.
Dicirikan oleh endapan kerangka koral (boundstone) dengan skeletal
grainstone dan packstone, endapan berbentuk sigmnoidal, fosil yang sering
dijumpai koral, alga merah, foraminifera, bryozoa, cacing, moluska.
Fore Reef / Fore Reef - slope
Merupakan morfologi yang berkembang dari reef core, membentuk
lereng kira- kira 5 – 100 dan 10 – 300. Dicirikan dengan endapan skeletal
kasar seperti packstone dan wackestone, terkadang juga didominasi oleh
endapan gravitasi dan sedimen pelagik. Kehadiran fosil seringkali berupa
pecahan koral, moluska, rhodolit, alga merah, biostrome, halimeda dan,
foram plankton.
Off Reef / Open Shelf
Morfologi hampir datar seperti halnya back reef lagoon, endapan
yang sering dijumpai adalah endapan halus seperti packstone dan
wackestone, dan endapan kasar seperti packstone dan grainstone. Endapan
horisontal dan sedikit sekali dijumpai bioturbasi, fosil yang sering dijumpai
adalah foram plankton, oyster laut dalam, echinodermata, pectinid, rhodolit,
pecahan alga merah, dan koral.
13. Jelaskan Komponen Batuan Karbonat (Grain, Matriks, Semen)
13.1. Butiran atau grain
Adalah semua komponen dalam batuan karonat yang berkomposisi
kalsium karbonat (CaCO3) baik yang berasal dari proses biologi seperti
terumbu maupun dari proses biokimia. Butiran ini merupakan komponen
yang menunjukkan kesan berbutir dengan batas-batas antar butir.
Komponen tersebut dapat berupa hasil rombakan batuan karbonat itu sendiri
atau batuan karbonat yang telah terbentuk sebelumnya (luar lingkungan
pengendapan), fragmen-fragmen organisme ataupun hasil aktifitas
organisme dan presipitasi mineral-mineral karbonat atau hasil diagenesis.
Jika dianalogikan terhadap batuan silisiklastik, butiran merupakan fragmen
yang berada dalam massa matriks dan semen. Butiran dibagi menjadi dua
kelompok yaitu yang berasal dari organisme atau skeletal dan yang berasal
dari non-organisme atau non-skeletal.
13.1.1. Skeletal
Adalah komponen batuan karbonat yang berasal dari organisme baik
dalam bentuk utuh maupun berupa fragmental. Komponen tersebut
merupakan penyusun batuan karbonat yang umum dijumpai. Komponen ini
dapat berupa organisme utuh (dikenal dengan fosil) atau sebagai fragmenfragmen
organisme. Jenis organisme yang bertindak sebagai komponen
skeletal dalam batuan karbonat bervariasi sepanjang sejarah geologi.
Penyusun batuan karbonat dalam hal ini diambil referensi adalah terumbu
mulai dari kala Paleozoikum hingga Kenozoikum
13.1.2. Non-Skeletal
Komponen Non-skeletal adalah material penyusun batuan karbonat
yang berasal dari non organisme. Material tersebut terakumulasi pada suatu
cekungan atau lingkungan pengendapan dengan proses yang berbeda-beda.
Komponen-komponen tersebut adalah lithoklas (intraklas
dan ekstraklas), ooids, peloids dan coated grain. Sedangkan yang berasal
dari organisme dengan proses tertentu misalnya onkoliths, rhodoliths.
13.2. Matriks
Adalah komponen batuan karbonat yang secara teoritis berukuran
halus (<4 mm). Matriks atau mikrit (Folk, 1962) atau mud (Dunham, 1962)
adalah komponen batuan karbonat yang terbentuk bersama butiran dan
bertindak sebagai matriks. Komponen ini sangat umum dijumpai dalam
batuan karbonat dan diinterpretasi terbentuk pada lingkungan berenergi
rendah. Matriks harus dibedakan dengan mikrit yang terbentuk melalui
proses diagenesis (mikritisasi). Mikrit yang terbentuk dengan proses
tersebut bisa berasal dari komponen lain seperti butiran atau semen. Jika
dianalogikan dengan batuan sedimen silisiklastik, matriks disamakan
dengan lempung yang terendapkan pada lingkungan berenergi rendah.
Konsekwensinya adalah warnanya menjadi relatif lebih gelap baik dalam
bentuk outcrop (Gambar 2.17B) maupun dalam bentuk sayatan tipis
13.3. Semen
Adalah komponen batuan karbonat yang mengisi pori-pori dan
merupakan hasil diagenesis atau hasil presipitasi dalam pori batuan dari
batuan yang telah ada. Semen sering disamakan dengan sparit hasil
neomorphisme, padahal sparit hasil neomorphisme adalah perubahan
(rekristalisasi) dari komponen karbonat yang telah ada. Beberapa jenis
semen yang dikenal dalam batuan karbonat moderen adalah fibrous,
botroidal, isophaceous, mesh of needles dll . Jenis semen tersebut tergantung
pada lingkungan pembentuk semen yang dikenal sebagai lingkungan
diagenesis. Penjelasan lebih lengkap tentang semen dibahas pada bab
diagenesis batuan karbonat.Kenampakan lapangan dari semen adalah
bening seprti kaca, sedangkan dibawah mikroskop memperlihatkan warna
tranparan. Semen dapat terbentuk pada ruang antar komponen dan dapat
juga terbentuk pada ruang dalam komponen atau ruang hasil pelarutan.
Jenis Organic Framework dalam Batuan karbonat
Biolitik dalam artian adalah bio yang berarti hidup dan litik berarti
batu. Biolitik dapat diartikan sebagai batuan yang tersusun dari sisa
organisme yang hidup/hasil aktivitas organisme. Biolitik dapat berupa fosil
hewan maupun tumbuhan. Sketsa organsime yang hidup sekarang berupa
algae, koral, dan sponge.
Tekstur dan Struktur Batuan Karbonat
Tekstur pada batuan karbonat bervariasi, mulai dari tekstur yang terdapat
pada batuan detritus seperti besar butir, pemilahan, dan rounding, hingga
yang menunjukkan hasil pengendapan kimiawi.

Struktur
Struktur-struktur sedimen tersebut antara lain lapisan silang-siur, laminasi,
lapisan lenticular, laminasi konvolut, flame structure, load cast, flute cast,
dan mudcracks, begitu juga terdapat trace fossil seperti track, trail, dan
burrow (Demicco dan Hardie, 1994). Batuan karbonat juga dapat
mengandung stromatolites dan struktur cryptoalgal dan struktur yang tidak
begitu umum seperti struktur teepe(struktur sedimen menyerupai bentuk
busur atau polygon terbalik), solution cavities, dan stromatactis (masa kalsit
sparry dan sedimen internal berbentuk irregular mulai dari berbentuk
elongate hingga globose).

Klasifikasi (Grabau 1904, Folk 1959, Dunham 1963, Embry and
Klovan 1971, Wright 1992)

Klasifikasi Grabau didasarkan pada karakteristik sederhana
dari suatu batugamping atau batuan karbonat, yaitu ukuran
butir penyusunnya (lihat tabel dibawah). Konsep dari
klasifikasi ini didasarkan pada metode umum seperti yang
digunakan pada klasifikasi batuan sedimen klastik.

Klasifikasi ini mendasarkan pada konsep maturitas
tekstur dari batuan karbonat, yang melibatkan jenis
komposisi batuan tersebut). Perkembangan klasifikasi
ini dikarenakan analisa petrografi pada batugamping
untuk menentukan lingkungan pengendapan
membutuhkan dasar klasifikasi lain yang lebih
spesifik. Dengan mengetahui fabrik dari batuan
tersebut dapat diinterpretasikan tingkat energi dari
pengendapan sedimen (Tucker, 1990).

Klasifikasi ini didasarkan pada fabrik batuan, tekstur,
proporsi kandungan mud dalam batuan, dan kerangka
penyusun batuan baik secara mekanik maupun biologi.
Pada klasifikasi ini, perbedaan penting mengenai
tingkat energi pengendapan tiap jenis batuan sangat
jelas teramati karena lebih detail. Perbedaan
klasifikasi ini dengan klasifikasi sebelumnya adalah
pertimbangan terhadap batuan hasil proses biologi dan
pengertian dari micrite yakni material karbonat yang
berukuran < 20μm (Tucker, 1990).

Klasifikasi ini didasarkan pada karakteristik yang sama
dengan klasifikasi Dunham yakni fabrik batuan, tekstur,
proporsi kandungan mud dalam batuan, dan kerangka
penyusun batuan baik secara mekanik maupun biologi.
Boundstone sebagai hasil kerangka organik dari koloni
koral dibagi menjadi beberapa penamaan berdasarkan
jenis organisme yang menyusunnya. Dengan
menggunakan kombinasi tekstur dan komposisi,
klasifikasi ini dapat memberikan informasi mengenai
kondisi pembentukan batuan tersebut (Tucker, 1990).

17. Mengapa Semen menghindari batugamping dengan komposisi Mg
yang tinggi
Batu gamping merupakan bahan galian jenis mineral
industri yang tersusun oleh kalsium karbonat (CaCo3) dan
mengandung unsur lain, diantaranya magnesium. Salah satu hal
penting yang harus diketahui dalam menganalisis adalah
adanya keterdapatan unsur Ca dan Mg. Bila kadar Ca tinggi dan
Mg rendh berarti kualitasnya baik, sebaliknya bila kadar Ca
rendah dan kadar Mg tinggi maka kualitasnya buruk. Kadar Mg
yang tinggi akan mengganggu proses pengerasan, karena unsur
Mg tidak dapat terikat dengan unsur lain dalam semen.
Batugamping mengandung CaO lebih dari 50% (persen berat)
sangat baik digunakan sebagai bahan bangunan, dalam bentuk
semen.