EVAPORIT
Evaporite ini adalah jenis endapan senyawa garam padat yang terbentuk akibat evaporasi (penguapan oleh sinar matahari). artinya dia terbentuk di permukaan pada kondisi tekanan rendah. karena evaporit ini begitu mudah terdisintegrasi karena lunak dan mudah larut, maka dia hadir sebagai fase sekunder pengisi rongga pada batuan lain, meski begitu formasi besar dari batuan ini juga banyak dijumpai di daerah kering dengan salinitas air tinggi (seperti danau- danau di gurun, playa lake, pesisir pantai, peisisir pantai kering, dan daerah semi kering or semi arid, dan di danau juga bisa). dan jangan heran kalau di daerah gurun evaporit ini endapannya bisa mencapai 1 km dan evaporit ini sebenarnya kristalin tidak seperti sedimen klastik artinya dia tidak punya pori seperti gelas kaca dan jangan heran kalau seal rock (batuan penyekat) bagi reservoir reservoir minyak raksasa di negara arab sana di dominasi oleh evaporit
evaporit ini secara umum (meski tidak semua) didominasi oleh halite (batugaram), anhidrit, dan gipsum. Yang tiga itu dominan karena ada delapan puluh jenis mineral yang merupakan jenis endapan evaporit ini (Stewart, 1963)
evaporit ini seperti dijelaskan diatas bisa originnya marine (terebentuk di laut) atau nonmarine (di darat). yang di marine evaporitnya macam - macam meski gipsum dan anhidrit serta halit merupakan jenis yang paling dominan. Karbonat tidak termasuk jenis ini, meski mineral karbonat itu masuk kategori ini bila masuk tidak ada yang bisa mengalahkan kelimpahan di laut. gipsum merupakan jenis yang paling banyak dibandingkan anhidrit di endapan evaporit modern, akan tetapi anhidrit melimpah di evaporit purba melihat rumus kimia anhidrit ini ‘hampir’ sama seperti gipsum (hanya saja bedanya gipsum mengikat air dalam strukturnya) maka bisa disimpulkan kalau anhidrit ini merupakan hasil alterasi diagensis dari gypsum.
untuk evaporit nonmarine dicirikan oleh mienral - mineral yang tidak umum di lingkungan evaporit marine karena alasan unsur kimia campuran dalam air di nonmarine berbeda dengan lingkungan marine yang punya salinitas yang tinggi (misalnya di non marine bikarbonatnya lebih banyak karena banyak CO2, magnesiumnya juga lumayan, tapi sedikit atau hampir tidak ada klorin, tidak seperti dilaut banyak mengandung klorin untuk membentuk halit). karena keberagaman jenis unsur yang terlarut dalam air membuat komposisi garam - garam evaporit di nonmarine ini cukup beragam dan komplek maka hadir mineral - mineral evaporit
sekunder seperti bloedite (Na2SO4.7H2O), boraks (Na2B4O5(OH)4.8H2O), epsomite (MgSO4.7H2O), gaylussite (Na2CO3.CaCO3.5H2O), glauberite (Na2Ca(SO4)), magadiite (NaSi7O13(OH)3), mirabilite (Na2SO4.10H2O), thernadite (NaSO4), dan trona (Na2H(CO3)2.2H2O). meski demikian endapan evaporit non marine juga kaya akan anhidrit, gipsum, dan halit bahkan jenis - jenis diatas kalah kelimpahannya di darat dibandingin tiga nama yang disebutkan tadi (gipsum, anhidrit, dan halit).
Mineral class Mineral name Chemical composition Rock name
Chlorides
Halite NaCl Halite ; Rock Salt
Sylvite Carnallite KCl KMgCl3 . 6H2O Potash Salt Sulfates Langbeinite Polyhalite Kainite K2Mg2(SO4)3 K2 Ca2Mg(SO4)6 . H2O KMg(SO4)Cl . 3H2O Anhydrit Gypsum kieserite CaSO4 CaSO4 . 2H2O MgSO4 . H2O Anhydrite Gypsum --Carbonates Calcite Magnesite Dolomite CaCO3 MgCO3 CaMg(CO3)2 Limestone --Dolomite; dolostone Classification of marine evaporites on the basis of mineral composition (Boggs, Jr 2006) Jika diperhatikan tabel diatas maka diketahui ada tiga kelompok utama di mineral-mineral evaporit ini yaitu kelompok klorida, sulfat, dan karbonat. kita tidak memasukan karbonat, Jika kelompok karbonat masuk, kelompok lain kalah. Karena karbonat sangat melimpah dibanding kelompok lainnya.
batuan dengan kandungan halit yang tertinggi disebut sebagai rock salt (atau garam batu). Batuan yang dominan disusun gipsum atau anhidrit nama batuannya sama seperti nama mineralnya yaitu gipsum atau anhidrit saja. tapi ada beberapa geologis yang memakai istilah rock gypsum atau rock anhydrite. tapi ada juga yang memadankan kata salt diakhir daripada memakai ‘rock’ diawal seperti istilah potash salt (atau garam potas yaitu garam kaya
potasium atau K kelompok sylvite, carnalite, langbeinit, polihalit, kainit. lihat tabel diatas). meskipun genetiknya kimiawi bukan berarti dia tidak punya tekstur dan struktur batuan yang khas (karena batuan sedimen maka, struktur sedimen bisa hadir yang menjelaskan proses pengendapan kimiawi yang dialaminya. tentunya khas sedimen presipitasi) hadirlah berbagai tekstur dan struktur internal meski sulit diamati seperti crystal settling, bottom nucleatinon (seperti di batuan beku kristalin). meski begitu ada juga struktur sedimen yang menunjukan adanya kerja arus traksi seperti cross bed, graded bedding, dan ripple mark juga bisa hadir. banyak evaporit purba (di subsurface) telah mengalami modifikasi diagensis fisika dan kmia yang merusak tekstur aslinya dan terbentuklah tekstur sekunder macam nodul dan
pseudomorph crystal (kristal mirip gipsum atau anhidrit tapi setelah dianalisis senyawa unsur unsur penyusunnya udah beda).
ini adalah white sand (di new mexico AS) yaitu garam garam gipsum berukuran pasir yang berada dipermukaan daerah kering dapat membentuk struktur bedform seperti gambar ripple yang terlihat diatas.
butiran butiran kristal gipsum (atau anhidrit) yang ada dipermukaan scale bar 0.5 mm (sourcewikipedia.org)
Ciri khas mineral evaporit itu macam - macem karena keterbentukannya dominan proses kimia dibandingkan transport mekanis maka struktur - struktur khas batuan kristalin bisa saja muncul sebangsa spherulitic, mosaic, comb texture, phorpyroblastic, poikilotopic, allotriomporphic-granular, dan ada juga ‘hopper’ texture dan chevron texture.
A. Gipsum dan Anhidrit
kalsium sulfat diendapkan secara dominan dalam bentuk gipsum (CaSO4.2H2O). gipsum ini akan teralterasi menjadi bentuk pseudomorfnya yaitu anhidrit (CaSO4). ketika burial terjadi gipsum dapat mengalami dehidrasi, hilangnya air ini bisa mencapai 34% dari total air pada yang terikat dalam gipsum (Boggs Jr, 2006) dan akan terubah menjadi anhidrit. ketika terjadi uplift anhidrit yang terbentuk tadi dapat terubah kembali menjadi gipsum (terhidrasi kembali). perubahan volume karena proses dehidrasi dan hidrasi ini dapat mengganggu (merubah) struktur dan tekstur penendapan yang telah terbentuk sebelumnya, dan banyak dari endapan kalsium sulfat dicirikan oleh kemas yang terdistorsi ini. tiga kelompok strkuktur yang umum dijumpai pada anhidrit berdasarkan fabrik, perlapisan dan kehadiran atau ketidakhadiran dari distorsi ini: nodular anhydrite, laminated anhidrite, dan massive anhydrite.
anhidrit nodular, merupakan bentuk tidak beraturan dari suatu gumpalan (batuan) anhidrit yang secara sebagian atau keseluruhan terpisah dari garam lain atau dalam matrik karbonat. maka dikenal istilah strukur chickenwire untuk jenis anhidrit nodular yang menandung massa anhidrit terpisah membentuk komponen agak memanjang, poligon tak beraturan yang terpisah oleh mineral lain (sebagai matrik) berupa karbonat atau lempung.
formasi anhidrit nodular, dimulai oleh pertumbuhan displasif dari gipsum dalam sedimen karbonat atau sedimen lempungan. kristal gipsum kemudian akan teralterasi menjadi pseudomorph anhidrit, dengan berlanjut bertambah besar (ukuran kristalnya) dengan bertambahnya jumlah ion Ca2+ dan SO42- kedalam struktur kristal yang sudah terbentuk dari luar. struktur chickenwire anhidrit ini terbentuk ketika ukuran kristal bertambah besar, dan nodul - nodul ini bergabung dan terganggu (mengkerut karena kehilangan air dan bertambah besar karena ion dari luar dan terikat oleh matrik yang berasal dari semen atau material kimia insitu). banyak sedimen berada disitu (tempat terbentuknya anhidrit chickenwire) menjadi tertekan (karena pertumbuhan nodul anhidrit ini) dan akhirnya terikat (atau mengikat) struktur chickenwire ini hingga akhirnya kompak dengan sendirinya karena proses diagenesis. jadi struktur chickenwire itu adalah kumpulan kumpulan nodul anhidrit yang tumbuh di dalam sana karena proses diagenetik (hilangnya struktur air pada gipsum or terdehidrasi dan membentuk nodul kemudian nodul ini bertambah besar karena keberadaan ion Ca2+ dan SO42- yang disuplai dari lingkungan sekitar).
struktur chickenwire (nodul nodul anhidrit) yang tertanam dalam matrik.
laminated anhydrite, merupakan laminasi anhidrit yang berwarna putih, laminasi anhidrit atau gipsum ini dapat berselingan (alternatesi) dengan lamina berwarna abu abu glelap sampai hitam yang kaya akan dolomite atau material organik. laminasi hadir dalam beberapa mlimeter hingga 1cm (jarang). banyak laminasi tipis umumnya seragam, dengan otank planar yang tegas. bahkan banyak laminae ini dapat dilacak secara lateral dan panjangny abisa mencapai 100 km (Boggs, 2006, Dean dan Anderson 1978). dan suksesi vertikalnya bisa mencapai ratusan meter.
laminasi evaporit yang dapat tersebar presisten secara lateral karena hal ini mengindikasikan kondisi pegnendapan di area yang luas, laminasi ini hadir melalui presipitasi evaporit di air tenang (below wave base). dapat terbentuk di lingkungan shallow water area yang terlindung dari bottom current dan agitation wave yang kuat atau di lingkungan laut dalam. laminasi anhidrit ini contohnya ada di formasi Castile Amrik berumur permian.
nodul anhidrit dalam layer gipsum (kanan) nodul gipsum dalam layer anhidrit dipermukaan (kiri).
beberapa laminasi anhidrit ini terbentuk atau hadir bersama nodul anhidrit, yang menunjukan proses diagentik dimana nodul ini hadir dari hasil alterasi gipsum yang sudah ada sebelumnya (lamina gipsum). anhidritpun bisa terbentuk dipermukaan ketika gipsum tersingkap dan terjadi evaporasi lanjut hingga gipsum kehilangan air (GRECO (CNRS) volume 52 1994 dalam Evaporite Sequences in Petroleum Exploration: Geological Methods, Volume 1) melalui mekanisme terbentuknya dessication crack pada gipsum yang tersingkap dan terjadi pergantian (alterasi) oleh anhidrit, tapi paling umum terbentuk pada zona vadose (vadose zone) yaitu area dangkal di bumi yang berada dekat dengan permukaan diatas water table (muka air) dari air tanah (ground water) karena dibawah zona vadose (atau disebut juga zona freatik) dimana air tanah hadir disitu (dibawah water table atau saturation zone) maka disitu gipsum yang terbentuk karena ada air atau dengan analogi sederhana anhidrit terbentuk jika ion ion sulfat dan kalsium kaya disitu dan tidak ada air sebaliknya jika ada air maka gipsum yang terbentuk. tapi proses ini (presipitasi langsung) jarang (umum di daerah sabkha yang kering dan water table atau muka air dari air tanah sangat dalam) proses terbentuknya anhidrit umumnya hadir secara sekunder (diagensis) hasil alterasi dari gipsum. bahkan Rosen dan Warren (1990) pernah melaporkan bahwa ada aktivitas bakteri yang bisa mereduksi sulfat hingga merubah gipsum menjadi anhidrit.
massive anhydrite (anhidrit masif), merupakan anhidrit yang tidak memiliki struktur internal. tidak sebanyak dua struktur lainnya (laminasi dan nodular), struktur ini hadir akibat poroses presipitasi yang kontinu dan seragam dalam waktu yang lama. Haney dan Briggs (1964 dalam Boggs) menyebutkan bahwa anhidrit masif terbentuk melalui evaporasi dari salinitas air asin tinggi dengan kisaran 200 sampai 275 permil (%0) (se per seribu), dibawah salinitas ini yang terbentuk adalah halit (jenis evaporit yang lain) air laut sendiri memilki salinitas rata rata 35 %0.
B. Halit
halit ini terbentuk di laut dangkal dan dapt juga terbentuk pada lingkungan laut dalam (?) (bila ada struktur laminasinya) dan ketebalannya bisa mencapai 1000 m. laminasi endapan halit umumnya berlaminasi bersama lamina karbonat dan anhidrit. anhidrit bersama mineral seperti dolomit, kalsit, kuarsa, dan lempung dapat hadir sebagai inklusi. lamina yang mengandung banyak inklusi berwarna hitam dapat beralternasi (berselingan) dengna lamina yang miskin inklusi (sehingga ada kesan alternasi (laminasi) halit terang gelap. halit juga bisa membentuk struktur dan tekstur internal yang sama dengan mineral evaporit lainnya semacam bedform (ripple) cross bed dan lain sebagainya.
Butiran Halit C. Origin of Evaporit Deposits
banyak model yang menjelaskan bagaimana terbentuknya endapan evaporit ini, bukan hanya karena keterdapatannya dekat dengan permukaan sehingga memudahkan para ahli untuk menelitinya tapi juga variasi keberagaman lingkungan pengendapan dan setting geologi yang mengontrol keterbentukan formasi evaporit ini sehingga mengundang para sedimentologis untuk mengkaji bagaimana keterbentukan endapan evaporit ini. sehingga satu model belum tentu bisa digunakan pada model lain karena tiap model menjelaskan setting geologi tersendiri.
lingkungan pengendapan evaporit modern.
Dalam Boggs Jr (2006) disebutkan ada tiga model (hipotesis) yang umum dipakai dalam hal ini (deep vs shallow water): deep-water deep-basin model, shallow-water shallow-basin model, dan shallow water deep basin model.
bila memperhatikan model diatas semuanya berada pada lingkungan transisi, istilah dalam dan dangkalnya adalah dalam dan dangkalnya lingkungan ‘laut’ transisi bukan deep basin di ocean. Pada model pertama dijelaskan kondisi air penuh mengisi basin yang dibatasi oleh suatu barier (penghalang) berupa sedimen hasil akumulasi yang dibawa dari laut atau darat oleh Boggs dan Kendall diistilahkan sebagai sill (sill ini bisa saja diis oleh gamping transisi atau rimmed platform or epeiric sea). sill ini karena cukup tinggi maka bisa menjaga air dalam ‘laut tertutup’ yang tercipta ini dari air laut lepas yang ada dilaut (lihat gambar diatas). dari mode pertama struktur evaporit yang terbentuk kemungkinan akan berstruktur laminasi karena kondisi arus yang tenang dibagian dasar seirirng dengan evaporasi berjalan yang meninggalkan presipitasi garam evaporit. karena kedalaman kolom air ditambah lagi dengan subsidence (jika terjadi) akan semakin menambah tebal sikuen yang terbentuk.
pada model kedua dimana basin dari ‘laut tertutup’ yang terbetnuk lebih dangkal karena sillnya pendek dan lingkungan morfologi ke arah landward (darat) yang landai juga maka terbentuklah lingkungan ‘laut tertutup’ yang dangkal disini arusnya kuat dan pengaruh dari overflow (limpahan) air laut ke dalam cekungan ini bisa terjadi sehingga akan mempengaruhi
salinitas dari air asin yang ada didalamnya, tipikal daerah ini arusnya kuat dan endapan evaporitnya berasosiasi dengan endapan arus tidal (pasang) ketika air laut naik pada periode tertentu. dan meski lautnya dan cekungannya dangkal bisa juga menghadirkan endapan evaporit yang tebal akibat subsidence.
model ketiga adalah shallow water-deep basin model, proses level air di basin jadi turun drastis ini akibat proses yang disebut oleh boggs (2006) sebagai evaporative drawdown (evaporasi yang sangat tinggi dan tidak sering terjadi arus pasang (tidal) akibatnya tinggal menyisakan garam garam evaporit di dasar cekungan karena airnya udah habis nguap, tapi air bisa aja ngisi basinnya melalui air ujan (kalo sukur sukur ada ujan) dan melalui periodic overflow (pasang) serta seepage inflow (rembesan air laut yang nerobos sill).
itu adalah gambaran cross section untuk lingkungan laut epeiric. Evaporit tidak hanya di endapkan dilaut. Evaporit ini juga bisa di lingkungan danau daerah kering (playa lake), diteluk yang tertutup dengan inflow dari air laut yang masuk lewat celah pada barier yang kecil, serta pada lingkunga sabkha dan isolated barier (epheiric).
salinitas dan densitias meningkat, air akan mulai mengendapkan mineral evaporit dan ketika air laut (yang belum) tertutup ini masih menyatu dengan laut lepas (ilustrasi gambar b diatas) maka dengan tingkat evaporasi yang tinggi semakin lama keduanya akan terpisah dan terbentuklah setting laut tertutup.
menurut boggs (2006) bukan hanya faktor kimia yang bekerja pada pengendapan evaporit. aspek psika juga berpengaruh pada pengendapan evapoirt seeprti pada mekanisme transport hingga pengendapan pada sedimen silisiklastik. maka proses proses macam: normal fluid flow, mass transport macam slump, atau gravity seperti turbidity current juga bisa terjadi dan menghasilkan endapan evaporit (di deep water), maka struktur - struktur di batuan klastik seperti grading cross bedding, or ripple mark juga bisa hadir.
Daftar Pustaka
https://thekoist.wordpress.com/2012/06/07/ceuk-urang-sunda-mah-epaporit-creeet-dan-batuan-sedimen-jenis-lain-chemicalbilogical-and-carboniferous/
Boggs, Jr. 2006. Principles of Sedimentology and Stratigraphy
