SUSUNAN INTERNAL DAN STRUKTUR SEDIMEN 4.1 TINJAUAN UMUM DAN KLASIFIKASI
4.4 STRUKTUR BIDANG PERLAPISAN
4.4.1 Struktur Bidang Perlapisan Bawah
Struktur bidang perlapisan bawah merupakan gejala yang menandai bidang perlapisan bawah pada beberapa lapisan batupasir dan, kadang-kadang, beberapa batugamping yang terletak di atas serpih. Struktur itu merupakan tonjolan-tonjolan yang terbentuk akibat terisinya lekukan-lekukan pada permukaan lumpur di atas mana lapisan batupasir itu diendapkan. Meskipun telah diketahui keberadaannya sejak lama (lihat Hall, 1843), namun asal-usulnya tidak banyak dipahami. Struktur itu benar-benar merupakan hieroglif dan baru-baru ini saja dipahami (Vassaevich, 1953; Kuenen, 1957; Dzulynski, 1963; Dzulynski & Sanders, 1962; Dzulynski & Walton, 1965). Penelitian-penelitian pertama terhadap struktur bidang
perlapisan bawah diarah-kan pada pemerian, penggolongan, dan manfaatnya sebagai
indikator arus purba. Usaha-usaha untuk memahami asal-usulnya membawa para ahli untuk sampai pada penelitian eksperimental (Dzulynski, 1966; Dzulynski & Walton, 1963; Allen, 1971).
Struktur bidang perlapisan bawah terbentuk akibat aksi arus, akibat deformasi yang dipicu oleh pembebanan, dan oleh organisme (tabel 4-1). Disini kita akan menujukan perhatian pada struktur yang terbentuk oleh arus. Struktur itu bisa dikelompok-kan ke dalam dua kategori: (1) struktur yang terbentuk akibat kerukan oleh arus; (2) struktur yang terbentuk akibat aksi material rombakan yang diangkut oleh arus. Kategori kedua ini biasa disebut sebagai tool marks.
4.4.1.1 Struktur Kerukan dan Tool marks
Kekukan arus menghasilkan flute yang, ketika terisi oleh pasir dan ketika material isian itu bergabung dengan lapisan pasir yang terletak diatasnya, disebut flute cast. Dengan demikian, flute cast akan muncul sebagai tonjolan pada bidang perlapisan bawah batupasir yang terletak di atas lapisan serpih. Tonjolan itu memiliki bentuk, ukuran, dan susunan yang beragam. Tonjolan itu memanjang, dimana salah satu ujungnya membonggol dan mengarah ke hulu, sedangkan ujung yang lain meruncing dan mengarah ke hilir. Tonjolan hilir makin lama makin landai dan akhirnya menghilang bersatu dengan bidang perlapisan. Flute cast memiliki panjang mulai dari sekitar 1 cm hingga sekitar 1 meter, dengan ketinggian mulai dari
beberapa milimeter hingga beberapa centimeter. Sebagian flute cast demikian panjang; sebagian lain bentuknya cenderung segitiga. Ujung yang mem-bonggol kadang-kadang berbentuk seperti ujung hidung. Flute cast biasanya berkelompok; jarang ditemukan flute cast soliter. Setiap flute cast dalam kelompok itu dapat dipisahkan oleh jarak yang relatif lebar, namun dapat pula demikian rapat, bahkan dapat saling berpotongan (Kuenen, 1957). Material pengisi flute adalah pasir. Dalam banyak kasus, material pengisi flute lebih kasar dibanding material lain yang penyusun lapisan dimana flute cast berada. Flute cast yang bentuknya kurang beraturan dapat mirip dengan struktur beban (load cast). Walau demikian, flute cast akan tampak memotong laminasi-laminasi pada lapisan yang terletak dibawahnya. Laminasi di sekeliling struktur beban, di lain pihak, terdeformasi dan tidak akan berakhir secara tajam pada sisi-sisi struktur beban. Sebagian flute cast memperlihatkan adanya
bentuk-bentuk seperti teras. Hal itu mengindikasikan bahwa flute tersebut terbentuk-bentuk oleh beberapa fasa erosi.
Flute agaknya terbentuk oleh eddy scour. Ketika kondisi aliran memungkinkan, terbentuk sejumlah eddy dan arus itu kemudian mengeruk permukaan lapisan lumpur yang terletak dibawahnya. Ukuran flute agaknya tergantung pada kondisi aliran. Ukuran flute juga agaknya berkaitan dengan kekasaran material itu dan, oleh karena itu, berkaitan dengan kekuatan arus. Flute cast sangat bermanfaat dalam penelitian arus purba. Meskipun flute dapat terbentuk pada lingkungan yang beragam, namun flute cast paling sering ditemukan di bagian bawah batupasir (dan batugamping) turbidit. Karena itu, flute seringkali menjadi salah satu penciri fasies flysch.
Struktur lain yang dihasilkan oleh kerukan arus (dan, oleh karena itu, berasosiasi dengan flute) adalah current crescent (Bahasa Jerman: Hufeisenwülste), yakni suatu lekukan berbentuk tapal kuda. Kerukan itu terbentuk akibat pengerukan di seputar partikel stasioner berukuran relatif besar (suatu “obstacle”), misalnya sebuah kerikil, yang terletak di
permukaan pasir. Kerukan itu cembung ke hulu dengan kedalaman maksimum di sisi hulu partikel penghalang, kemudian kedalamannya makin berkurang ke hilir. Pada banyak kasus, partikel penghalang itu berupa gumpalan serpih yang kemudian tersapu sehingga tidak terawetkan.
Arus juga menggerakkan berbagai benda—butiran pasir, rangka binatang, gumpalan lumpur, dsb. Jika benda-benda itu terangkut di atas dasar lumpur, menggelundung, atau kadang-kadang terangkat dari permukaan, maka akan terbentuk jejak pergerakan yang kemudian terawetkan sebagai struktur positif lemah pada dasar batupasir yang menindih lumpur. Struktur seperti itu secara umum dinamakan tool marks.
Salah satu tipe tool mark adalah groove cast yang tampak sebagai tonjolan rektilinier, membundar hingga berpuncak tajam, serta terletak pada bidang perlapisan bawah batupasir. Sebagian groove cast berkelompok dan memperlihatkan adanya himpunan tonjolan dan lekukan yang dapat dipandang sebagai groove cast orde-2. Sebagian himpunan groove cast orde-2 itu memperlihatkan pola divergen dan tersebar secara simetris di kedua sisi groove cast utama. Struktur itu diperkirakan terbentuk akibat terjadinya pengisian lekukan-lekukan yang terbentuk pada lumpur keras oleh berbagai benda yang bergerak. Struktur seperti itu disebut juga struktur seretan (“drag mark”; “drag cast”) (Kuenen, 1957).
Groove cast umumnya muncul berkelompok. Lebih dari satu himpunan groove cast biasanya terlihat pada bidang yang sama, dimana himpunan kedua memotong himpunan pertama dengan sudut pemotongan yang lancip. Sebagian himpunan groove cast biasanya terhapuskan oleh himpunan groove cast kedua. Dalam satu himpunan groove cast, hanya akan ada sedikit bahkan mungkin tidak ada deviasi azimuth. Groove cast jarang muncul secara bersama-sama dengan flute cast; kedua struktur itu agaknya bersifat ekslusif satu terhadap yang lain.
Individu-individu groove cast memperlihatkan relief hanya sekitar 1 atau 2 mm, sangat lurus, dan dalam kebanyakan singkapan tidak memperlihatkan titik awal maupun titik akhir. Karena itu, kita jarang menemukan ―alat‖ yang bertanggungjawab terhadap pembentukan suatu groove cast.
Groove cast hendaknya dibedakan dari struktur geseran (slide mark; slide cast) yang
terbentuk akibat bergeraknya suatu benda berukuran besar atau suatu massa benda berukuran relatif besar, misalnya rakit serpih (shale raft). Massa yang bergeser itu cenderung berputar
baik pada arah vertikal maupun lateral sehingga jejak yang dihasilkannya melengkung dan mencermin-kan putaran itu. Groove cast tidak memperlihatkan sifat seperti itu; groove berasosiasi dengan tool mark lain seperti prod cast dan skip cast. Sebagaimana flute cast, groove cast paling sering ditemukan dalam bidang perlapisan bawah turbidit. Groove cast mungkin merupakan tipe struktur bidang perlapisan bawah yang paling sering ditemukan dalam fasies flysch.
Asal-usul groove cast telah menjadi teka-teki selama beberapa lama. Groove cast merupakan struktur yang dihasilkan oleh arus. Orientasi groove cast berkorelasi sangat baik dengan arah arus sebagaimana yang diindikasikan oleh struktur lain. Selain itu, bukti bahwa groove cast merupakan suatu tool mark terbukti dari fakta yang sangat jarang ditemukan, yaitu adanya partikel pasir atau fragmen rangka binatang pada ujung hilir dari groove cast. Walau demikian, detil-detil dinamika pembentukan groove cast masih belum jelas. Sebagian besar benda yang diangkut oleh arus bergerak dengan cara menggelundung atau melonjak-lonjak, sebagaimana yang diindikasikan oleh berbagai tipe jejak tumbukan. Pembentukan groove cast, di lain pihak, memerlukan adanya kontak menerus antara ―alat‖ dengan dasar, bahkan memerlukan adanya tekanan. Selain itu, sebagaimana diindikasikan oleh groove berornamen, ―alat‖ itu tidak melakukan pergerakan rotasional. Eddy menghasilkan flute, bukan groove. Dengan demikian, mekanisme pembentukan groove belum dipahami sepenuhnya.
Adanya himpunan-himpunan groove cast yang saling memotong juga merupakan sebuah masalah tersendiri. Groove diasumsikan terbentuk oleh arus turbid yang bergerak sebagai aliran pekat menuju bagian bawah lereng. Namun, jika suatu himpunan groove merekam pergerakan ke bagian bawah lereng, maka himpunan yang lain tidak akan merekam
pergerakan ke arah bagian bawah lereng [karena arah kemiringan hanya satu; tidak mungkin bermacam-macam—pent.] Apakah himpunan-himpunan itu terbentuk oleh arus yang sama atau oleh arus yang berbeda-beda?
Karena sering ditemukan, groove merupakan salah satu indikator arus purba yang sangat bermanfaat. Walau demikian, groove hendaknya digunakan bersama-sama dengan struktur lain; groove hanya memberikan informasi mengenai azimuth, namun tidak memberikan informasi mengenai arah aliran.
Selain groove, ada pula kategori tool mark yang lain. Sebagian tool mark itu terbentuk oleh benda yang menumbuk dasar secara tidak menerus; tool mark lain menggelundung di dasar dan meninggalkan jejak yang khas. Tool mark yang terbentuk oleh tumbukan benda secara tidak menerus mencakup bounce cast, brush cast, dan prod cast. Bounce cast—yang disebut juga skip cast—merekam pergerakan saltasi suatu benda. Struktur itu tampak sebagai
tonjolan-tonjolan kecil yang masing-masing dipisahkan oleh suatu jarak yang relatif teratur. Brush mark atau brush cast adalah istilah yang digunakan untuk menamakan struktur yang mirip dengan bounce cast, namun jarak antar tonjolannya tidak beraturan. Brush cast juga dicirikan oleh sedikit tonjolan material yang terangkat pada sisi hilir. Prod cast dicirikan oleh penetrasi dasar lumpur oleh suatu benda. Setelah menumbuk, benda itu berputar ke hilir. Karena itu, prod cast akan tampak sebagai suatu groove cast yang sangat pendek dengan ujung hilir yang lebih jelas dan berakhir secara tiba-tiba.
Roll mark merekam benda yang menggelundung. Roll mark yang sering ditemukan pada paket flysch adalah roll mark yang dihasilkan oleh rangka berulir planar yang agaknya berputar seperti roda dan, sebagaimana kembang pada ban mobil, menghasilkan jejak yang sangat khas (Seilacher, 1963).
4.4.1.2 Cast dari Lekang Kerut
Tipe struktur bidang perlapisan bawah lain, yang tidak berkaitan dengan aksi arus, adalah cast lekang kerut (mud crack cast). Lekang kerut berkembang dalam material kohesif, misalnya lumpur, akibat pengeringan dan pengerutan. Proses itu meng-hasilkan sistem retakan poligonal; retakan paling lebar terletak di permukaan dan ukuran retakan itu makin berkurang ke arah dalam sehingga apabila dilihat pada penampang melintang, retakan itu tampak membaji. Jika permukaan lumpur yang telah terlekang-kerutkan kemudian tertutup secara tiba-tiba dan terkubur di bawah pasir, maka pasir itu akan mengisi retakan-retakan yang ada dan akhirnya akan bersatu dengan lapisan pasir yang terletak di atas lumpur itu selama berlangsungnya litifikasi. Ketika paket serpih-batupasir itu kemudian terlapukkan, maka serpih yang ada di bawah lapisan batupasir itu akan tererosi dan jejak yang
ditinggalkannya adalah suatu sistem tonjolan berbentuk poligonal pada bidang perlapisan bawah batupasir. Tonjolan-tonjolan itu memiliki puncak yang tajam. Sistem tonjolan itulah yang disebut cast lekang kerut.
4.4.1.3 Struktur Beban
Deformasi sedimen lunak (soft-sediment deformation) menghasilkan struktur yang beragam dan sebagian diantaranya berukuran relatif besar. Sebagian diantara struktur itu merupakan struktur bidang perlapisan bawah yang terbentuk akibat pembebanan tidak merata atau akibat stratifikasi densitas yang tidak stabil. Struktur yang dinamakan struktur beban (load cast atau, lebih tepat lagi, load pocket) itu akan dibahas pada bagian ini karena berasosiasi erat dengan strutkur bidang perlapisan bawah lain. Sebagian besar perlapisan deformasi, serta struktur yang dihasilkannya, akan dibahas pada sub bab 4.3.
Struktur beban adalah tonjolan yang bentuknya agak tidak beraturan dan ditemukan pada bidang perlapisan bawah batu-pasir yang terletak di atas lapisan serpih. Dilihat dari ukuran dan reliefnya, struktur beban mirip dengan flute cast. Walau demikian, struktur beban lebih tidak beraturan, tidak memperlihatkan kesetangkupan, dan tidak memperllihatkan orientasi sebagaimana flute cast. Struktur beban bukan merupakan ―cast‖ karena tonjolan pasir ke bawah itu bukan merupakan produk pengisian suatu kerukan, melainkan akibat deformasi laminasi-laminasi pada tubuh lumpur yang terletak dibawahnya. Agaknya struktur ini
merupakan produk pembebanan yang tidak merata terhadap lumpur hidroplastis yang terletak di bawah lapisan pasir, dimana struktur itu sendiri merupakan perwujudan vertical
readjustment, dimana pasir melesak ke dalam sebagai tanggapan pergerakan lumpur ke atas. Pada kasus ekstrim, struktur ini mirip dengan karung yang digantung, dimana massa pasir yang melesak dihubungkan dengan lapisan pasir oleh suatu ―tali gantungan‖ yang berupa kolom pasir berukuran kecil. Bahkan, pada kasus lain, kantung-kantung pasir menjadi terlepas dari lapisan induknya dan kemudian tenggelam ke dalam massa lumpur yang ada dibawahnya. Massa pasir seperti itu disebut load pouche dan, jika lepas, disebut load ball. Proses pembentukan struktur beban kadang-kadang diawali oleh pembebanan tidak merata yang tidak berkaitan dengan proses sedimentasi. Jika sifat-sifat lumpur yang terletak dibawahnya sesuai, flute dan groove yang terbentuk di permukaan lumpur itu dapat tenggelam dan menghasilkan jejak-jejak yang dapat dianggap sebagai struktur beban.
Bahkan, gelembur terisolasi (“starved” ripple; isolated ripple) dapat berperan sebagai beban yang tidak merata dan, di bawah kondisi yang sesuai, akan melesak ke dalam lapisan lumpur yang terletak dibawahnya (Dzulynski, 1962). Pada kasus yang disebut terakhir ini, ada pola
yang teratur dan kita masih akan dapat melihat struktur internal yang semula merupakan bagian dari gelembur itu.
Struktur beban dapat terbentuk dalam setiap lingkungan dimana pasir diendapkan di atas lumpur hidroplastis yang dijenuhi air. Struktur beban sering ditemukan dalam paket turbidit. Meskipun demikian, dalam paket turbidit sekalipun, hanya sebagian saja yang
memperlihatkan struktur beban. Ketika suatu massa turbid mengalir tidak lama setelah arus turbid sebelumnya berhenti, maka lumpur yang terletak dibawahnya tidak memiliki waktu yang cukup untuk mengeluarkan semua air yang ada didalamnya. Karena itu, efek-efek pembebanan akan terlihat jelas. Jika rentang waktu yang memisahkan beberapa aliran relatif panjang, maka kompaksi alami akan memperkecil kemungkinan terbentuknya struktur beban.