SUSUNAN INTERNAL DAN STRUKTUR SEDIMEN 4.1 TINJAUAN UMUM DAN KLASIFIKASI
4.5 PERLAPISAN DEFORMASI DAN PERLAPISAN TERGANGGU
Perpindahan massa batuan yang dipicu oleh gaya gravitasi dapat terjadi selama
berlangsungnya sedimentasi atau tidak lama setelah sedimentasi berakhir. Deformasi itu mengubah atau menyebabkan terdeformasinya struktur pengendapan. Perlapisan secara khusus dapat terganggu, bahkan terhancurkan akibat proses-proses tersebut. Banyak efek deformasi itu menyebabkan ketidakstabilan yang, pada gilirannya, memicu terjadinya pergerakan di bawah pengaruh gaya gravitasi. Ada tiga situasi yang mungkin muncul. Pada situasi pertama, pergerakan pada dasarnya vertikal, dimana terjadi perpindahan material dengan pola yang mirip dengan konveksi. Proses itu diawali dengan adanya stratifikasi
densitas yang tidak stabil dari material penyusun batuan, misalnya saja, akibat diendapkannya lapisan pasir di atas lapisan lumpur atau lanau yang jenuh air. Jika material yang terletak di bawah itu kemudian mengalami transformasi tiksotrofi (thixotrophic transformation), yang
disertai penghilangan kekuatan material itu, maka akan terbentuk sederetan sel konveksi yang pada gilirannya menyebabkan terjadinya pergerakan pasir ke arah bawah dan pergerakan lanau atau lempung ke atas (Artyushkov, 1960a, 1960b; Anketell dkk, 1970). Perlu diketahui bahwa pergerakan lanau atau lempung ke atas itu merupakan bentuk reaksi terhadap
pergerakan pasir ke arah bawah. Pergerakan-pergerakan vertikal tersebut dapat terjadi dengan lambat, namun dapat pula cepat dan katastrofis.
Pada situasi lain, lereng pengendapan yang sangat curam dapat menjadi tidak stabil. Pergerakan yang dihasilkan oleh curamnya lereng pengendapan sebagian besar memiliki komponen lateral yang besar dan, oleh karena itu, menghasilkan pergerakan material pada arah yang hampir horizontal. Perpindahan seperti itu, apabila berlangsung lambat, disebut rayapan (creep). Apabila cepat, pergerakan itu dinamakan longsor (slide) atau nendat (slump). Proses perpindahan lateral itu sendiri dapat terjadi baik pada lingkungan terestrial maupun lingkungan akuatis.
4.5.1 Struktur Beban dan Struktur Bantal-Guling
Peneraan vertikal berskala kecil dapat menyebabkan terbentuknya struktur beban (load cast) yang telah dijelaskan di atas. Pada kasus ekstrim, dapat terbentuk load pouche atau load ball. Lidah-lidah serpih yang menembus pasir yang terletak diatas-nya menyebabkan terbentuknya struktur lidah api (flame struktur). Pada beberapa kasus, ―lidah‖ serpih itu memperlihatkan pem-balikan ke satu arah, bahkan memperlihatkan pola putaran, seolah-olah terbentuk akibat lateral stress.
Sebagian batupasir, sebagaimana juga sebagian aliran lava di bawah kolom air,
memperlihatkan struktur bantal (pillow structure). Dengan adanya struktur itu, pasir tampak sebagai paket-paket yang jumlahnya banyak, terpisah-pisah, dan berbentuk seperti bantal dan guling. Benda seperti itu dapat disebut ―nodul semu‖ (“pseudonodule”) (Macar, 1948) dan ―bantal lutut‖ (“hassock”). Benda itu juga disebut “flow roll” (Sorauf, 1965). Struktur bantal-guling bukan merupakan struktur pengendapan, melainkan struktur deformasi yang terbentuk sebelum lapisan diatasnya diendapkan. Meskipun biasanya ditemukan dalam batupasir tertentu, namun struktur bantal-guling juga ditemukan dalam batugamping tertentu (yakni batugamping yang sebenar-nya merupakan pasir ketika diendapkan).
Struktur bantal-guling biasanya hanya mempengaruhi bagian bawah dari lapisan batuan. Individu-individu bantal dan guling memiliki diameter mulai dari beberapa centimeter hingga lebih dari 1 meter. Benda itu umumnya berbentuk bulat panjang atau elipsoid.
Kadang-kadang benda itu berbentuk seperti ginjal, bahkan seperti jamur terbalik. Struktur yang bentuknya mirip dengan mangkok atau struktur cekungan (basinal structure) cembung ke bawah dan dalam banyak kasus sedikit miring, namun tidak rebah. Laminasi yang ada dalam bantal dan guling itu terdeformasi dan lebih kurang sejajar dengan setengah bagian bawah bantal atau guling itu. Bantal dan guling itu sebagian atau seluruhnya terpisahkan dari bantal dan guling lain. Pada bantal dan guling yang benar-benar terpisah dari yang lain, bantal dan guling itu dikelilingi oleh serpih atau lanau yang berasal dari lapisan lain yang berdampingan dengannya.
Bantal dan guling itu jelas bukan konkresi, bukan pula produk pelapukan mengulit bawang (spheroidal weathering). Struktur itu juga bukan merupakan produk nendatan sebagaimana dikemukakan oleh beberapa ahli. Simetri dan orientasi bantal dan guling itu
pergerakan lateral. Kantung pasir yang berbentuk seperti cawan atau ginjal dapat terbentuk akibat tenggelamnya massa pasir ke dalam substrat yang relatif cair seperti yang ditunjukkan melalui percobaan yang dilaksanakan oleh Kuenen (1958). Penelitian lapangan akhir-akhir ini terhadap struktur bantal-guling dalam batuan Devon di New York (Sorauf, 1965) dan tempat lain (Howard & Lohrengel, 1969) mendukung konsep yang menyatakan bahwa struktur bantal-guling terbentuk akibat melesaknya massa pasir ke dalam substrat lumpur; bukan akibat nendatan. Proses itu mungkin berlangsung secara tiba-tiba atau katastrofis.
4.5.2 Synsedimentary Fold dan Synsedimentary Breccia
Sebagaimana telah dikemukakan di atas, sedimen juga dapat dikenai oleh pergerakan-pergerakan yang dipicu oleh gaya gravitasi yang memiliki komponen lateral yang besar. Disini kita hanya akan menujukan perhatian pada deformasi yang terjadi sewaktu sedimen masih berada dalam lingkungan pengendapannya. Dengan demikian, kita tidak akan membahas tentang deformasi tektonik dan deformasi lain yang berlangsung setelah itu. Nendat atau longsor itu menghasilkan lipatan, sesar, dan breksi dalam material yang dikenai oleh gaya. Karena struktur seperti itu juga dapat dihasilkan oleh deformasi tektonik, dan mungkin juga oleh synsedimentary processes lain, kita perlu membahas tentang kriteria yang dapat digunakan untuk membeda-kan deformasi ―sedimen lunak‖ (“soft-sediment”
deformation) dari deformasi tektonik. Pembedaan itu pada umumnya tidak sukar untuk dilakukan, namun ada beberapa situasi yang menyebabkan proses pembedaan itu sukar untuk dilaksanakan (Miller, 1922). Struktur yang terbentuk sebelum sedimen terkonsolidasi
biasanya hanya terbatas pada lapisan tertentu, bahkan dalam kasus tertentu hanya
berlangsung secara terbatas pada lapisan yang tebalnya 1 atau 2 cm. Berbeda dengan lipatan seret (drag fold), struktur itu tidak memiliki kaitan apapun dengan struktur lain yang
ukurannya lebih besar atau dengan pola tektonik dimana batuan itu berada. Hal lain yang menjadi pembeda adalah tidak adanya material pengisi urat, baik pada sesar mikro
(microfault) maupun pada ruang diantara partikel-partikel breksi. Pada kebanyakan kasus, lipatan yang terbentuk berskala kecil dan umum-nya terpancung atau berakhir pada bidang perlapisan. Hal itu mengindikasikan bahwa lipatan itu pernah terbentuk, namun kemudian tererosi sebelum diendapkannya lapisan yang menindihnya. Semua struktur yang terbentuk sebelum batuannya terkonsolidasi diasumsikan terbentuk oleh komponen gaya gravitasi yang mengarah ke bawah lereng. Jika memang demikian halnya, maka struktur itu menjadi
kriterion untuk menentukan arah lereng dan, oleh karena itu, harus diamati dan dipetakan dengan hati-hati. Kebenaan paleogeografi dari struktur-struktur itu telah dipaparkan oleh Kuenen (1952), Murphy & Schlanger (1962), Marschalko (1963), Scott (1966), serta Hubert (1966).
Ada beberapa cara lain yang menyebabkan terbentuknya perlapisan deformasi. Sebagian lipatan sedimen lunak dinisbah-kan pada kandasnya gunung es, terdorongnya pesisir massa es, dsb. Meskipun deformasi sedimen lunak sering ditemukan dalam endapan
glaciolacustrine, namun struktur seperti itu juga muncul dalam endapan dimana aksi es sangat tidak mungkin terjadi. Gaya gravitasi sering menghasilkan struktur sedimen lunak. Perlipatan sedimen lunak sering terjadi pada banyak sedimen. Struktur itu banyak ditemukan dalam paket pasir-serpih yang berlapis tipis. Lipatan nendat (slump fold) dan breksi nendat (slump breccia), di lain pihak, sering ditemukan dalam paket batugamping, terutama yang ada di sekitar terumbu.
Sebagaimana dikemukakan oleh Rich (1950), ada beberapa tipe synsedimentary fold. Salah satu varietas lipatan itu hanya berkembang secara terbatas pada satu lapisan batupasir atau satu lapisan batulanau yang tipis, baik batupasir dan batulanau silikaan maupun batupasir dan batulanau gampingan. Dalam lipatan seperti itu, stratum itu sendiri tidak terlibat; hanya laminasi internalnya saja yang terkontorsi. Struktur yang disebut perlapisan konvolut (convolute bedding) itu memiliki asal-usul yang belum dapat dipastikan, dan mungkin tidak disebabkan oleh nendatan. Hal ini akan dibahas pada bagian lain dari buku ini.
Berbeda dengan perlapisan konvolut, perlipatan nendat biasanya melibatkan lebih dari satu lapisan. Tipe perlipatan itu, yang telah dibahas dengan cukup mendalam oleh Hadding (1931), mempengaruhi banyak lapisan dan agaknya merupakan produk pengaliran massa batuan. Jika proses pengaliran berlangsung cukup lama, maka sebagian lapisan dapat terhancurkan, bahkan semua lapisan dapat terhancurkan sedemikian rupa sehingga akhirnya terbentuk konglomerat semu (pseudoconglomerate) dan breksi. Jika pergerakan
terdistribusikan di seluruh bagian massa batuan, maka lapisan-lapisan tipis yang relatif kompeten akan terpecah-pecah menjadi fragmen tidak beraturan yang ukurannya bervariasi. Pada beberapa kasus, fragmen-fragmen itu hanya memperlihatkan sedikit pemisahan dan tidak memperlihatkan rotasi. Pada kasus lain, fragmen-fragmen itu terotasi dan terpilin sehingga bentuknya menjadi seperti kail. Fragmen-fragmen seperti itu dinamakan slump overfold oleh Crowell (1957). Slump overfold dan spiral slump ball itu, atau yang disebut sebagai ―struktur bola salju‖ (“snow ball structure”) oleh Hadding (1931), dapat memberikan petunjuk mengenai arah longsoran. Hasilnya adalah tekstur khaotik yang, bersama-sama dengan kadar air yang tinggi, dapat memiliki mobilitas tinggi dan berevolusi menjadi aliran lumpur dan menyebabkan terbentuknya “pebbly mudstone” (Crowell, 1957) atau tilloid. Endapan itu akan dibahas lebih jauh pada Bab 8.
Pada kasus lain, nendatan menyebabkan terbentuknya perlipatan ketat (tight folding) pada lapisan yang terletak di atas suatu detachment surface. Pergerakan tipe décollement itu, di atas bidang perlapisan bawah, menghasilkan struktur yang mirip dengan nappe. Struktur yang disebut terakhir ini disertai dengan pelemahan, bahkan hiatus, pada detachment area di bagian hulu. Struktur itu sering ditemukan dalam lempung warwa dalam danau proglacial Plistosen (van Straaten, 1949; Fairbridge, 1947).
Endapan nendat dapat demikian tebal dan memiliki penyebaran yang luas. Ksiazkiewicz (1958) pernah menemukan endapan nendat yang tebalnya 55 m. Crowell pernah menemukan lapisan nendat (slump bed) berukuran besar dalam endapan Kapur di California. Sebagian slump sheet cukup tebal untuk dapat dipetakan (Jones, 1937) dan tersebar pada daerah yang luasnya beratus-ratus kilometer persegi. Sebagian besar endapan nendat yang ditemukan dalam rekaman geologi agaknya merupakan endapan bahari.
Nendatan dalam sedimen gampingan tidak jauh berbeda dengan nendatan dalam sedimen klastika. Struktur longsoran (slide structure), yang bervariasi mulai dari kontorsi skala kecil hingga lipatan berskala besar dengan amplitudo 10–15 m serta breksi kasar dengan ketebalan 10–15 m dan menyebar pada wilayah yang luasnya beberapa ratus kilometer persegi, pernah ditemukan dalam batugamping Perm pada Guadalupe Reef complex di New Mexico (Newell dkk, 1953; Rigby, 1958). Breksi batugamping di Pegunungan Alpina berasosiasi dengan graded limestone, atau apa yang disebut sebagai batugamping alodapik (allodapic limestone) oleh Meischner (1964), dinisbahkan oleh Kuenen & Carozzi (1953) pada nendatan dan longsoran pada reef front.
4.5.3 Korok dan Retas Batupasir
Di lapangan kita tidak jarang dapat menemukan korok kecil yang diisi oleh pasir, memotong bidang perlapisan, dengan panjang beberapa centimeter. Sebenarnya itu merupakan lekang kerut yang terisi oleh pasir. Korok itu kemudian bergabung dengan lapisan batupasir yang terletak diatasnya dan, setelah serpih yang terletak di bawah batupasir itu tererosi, tampak sebagai suatu sistem cast dari lekang kerut yang berbentuk poligonal. Itu merupakan struktur sedimen berskala kecil. Namun, jika korok itu memiliki ketebalan beberapa meter dan dapat ditelusuri keberadaannya hingga beberapa ratus meter atau bahkan beberapa ribu meter, ―korok‖ itu sebenarnya merupakan tubuh batuan yang substansial. Korok batupasir, dan retas batupasir yang ber-asosiasi dengannya, akan dibahas panjang lebar pada Bab 5.
4.5.4 Perlapisan Konvolut
Perlapisan konvolut (convolute bedding), yang disebut juga laminasi konvolut (convolute lamination) atau slip bedding, merupakan struktur deformasi yang masih menjadi teka-teki. Rich (1950) menamakan struktur itu sebagai kontorsi intrastrata (intra-stratal contortion). Penamaan seperti itu agaknya lebih sesuai untuk memaparkan fenomena tersebut. Perlapisan konvolut memang merupakan kontorsi intrastrata dan hanya melibatkan laminasi yang ada di bagian dalam suatu lapisan, namun tidak melibatkan bidang perlapisan.
Perlipatan konvolut (convolute folding) agaknya hanya ditemukan dalam lapisan lanau kasar dan pasir halus dengan ketebalan 2–25 cm. Dalam lapisan seperti itu, baik yang disusun oleh material gampingan maupun material silikaan, terdapat himpunan lipatan yang kompleks. Individu-individu laminasi dapat ditelusuri dari satu lipatan ke lipatan lain, meskipun banyak juga ditemukan ketidakselarasan kecil. Secara umum, sinklin cenderung lebar dan berbentuk-U, sedangkan antiklin yang terletak diantara dua sinklin ketat dan memperlihatkan kehadiran puncak lipatan. Lipatan konvolut cenderung menghilang ke atas dan ke bawah lapisan. Pada beberapa kasus, antiklin tampak terpancung oleh erosi.
Distorsi-distorsi tersebut di atas bukan merupakan lipatan biasa karena pola bidang perlapisan tidak memperlihatkan kesinambungan puncak lapisan. Struktur itu merupakan sederetan kubah dan cekungan yang tajam. Pola itu mengindikasikan suatu sistem pergerakan vertikal yang kompleks, bukan displacement lateral. Geometri struktur itu, bersama-sama dengan penyebarannya yang hanya terbatas pada suatu lapisan serta hanya terjadi pada material dengan ukuran tertentu (lanau kasar atau pasir halus), agaknya mengindikasikan bahwa struktur itu terbetnuk akibat internal readjustment material tersebut ketika masih berada dalam keadaan likat atau hampir likat.
Banyak teori diajukan untuk menjelaskan struktur itu (lihat Potter & Pettijohn, 1963) dan agaknya tidak satupun teori itu memuaskan semua pihak. Perlapisan konvolut umumnya berasosiasi dengan lanau dan pasir yang mengandung gelembur, dimana ripple bedding itu sendiri tersungkupkan, bahkan mengalami pembalikan. Hal lain yang masih menjadi
permasalahan adalah perbedaan antara perlapisan konvolut yang sebenarnya dengan struktur deformasi lain.
4.6 STROMATOLIT DAN STRUKTUR BIOGENIK LAINNYA