38
BAB 4
Fasies Batugamping Formasi Citarate
4.1 Teori Dasar
Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang terususun oleh mineral
karbonat sebagai mineral primer. Terbentuknya batuan ini umumnya hasil dari proses kimia atau biokimia pada lingkungan pengendapan yang khusus. Sistem pengendapan karbonatan dapat ditunjukkan oleh reaksi kimia sebagai berikut:
CO2 + H2O H2CO3 ...(i)
H2CO3 H+ + HCO3- ...(ii)
H+ + CO32- HCO3- ...(iii)
CaCO3 Ca2+ + CO32- ...(iv)
CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+ + 2HCO3- ...(v)
Berdasarkan reaksi diatas, peningkatan konsentrasi CO2 pada larutan
menyebabkan kesetimbangan bergerak ke arah kanan dan menyebabkan pelarutan kalsium karbonat. Peningkatan konsentrasi ini dapat diakibatkan oleh
bertambahnya kedalaman dan pengaruh air meteorik atau penambahan CO2 akibat
penguraian dari material organik. Sebaliknya apabila terjadi penurunan konsentrasi
CO2 pada larutan menyebabkan kesetimbangan bergerak ke arah kiri yang akan
menghasilkan pengendapan kalsium karbonat. Penurunan ini diantaranya diakibatkan oleh evaporasi, kenaikan suhu air laut karena pengaruh sinar matahari
yang terjadi pada lingkungan laut dangkal, pengikatan CO2 oleh organisme
khususnya alga untuk fotosintesis, influks dari air sangat jenuh menuju ke area
dengan CaCO3 yang tinggi atau hadirnya katalisator, marine upwelling dari area
tekanan tinggi ke area tekanan rendah, percampuran air dengan kandungan CO3
yang tinggi dan Ca++ yang rendah dengan air laut, proses organik di dalam larutan,
bakteri pembusuk yang menghasilkan amonia, meningkatnya pH dan peningkatan konsentrasi karbonat.
39
1. Lingkungan Pengendapan
Batuan karbonat untuk dapat terendapkan dengan baik memerlukan
lingkungan pengendapan yang khusus yang dipengaruhi oleh:
Gambar 4.1. Kontrol lingkungan yang baik terhadap pembentukan karbonat. (James & Bourqe, 1992 op. cit. Koesoemadinata, 1985 ).
a. Iklim
Iklim yang dapat mendukung batuan karbonat dapat tumbuh dengan baik adalah iklim yang hangat seperti wilayah tropis dan kering.
b. Kedalaman
Karbonat umumnya tumbuh di lingkungan laut dangkal sehingga sinar matahari dapat masuk dan pada air laut yang bersih (terbebas dari material klastik).
c. Organisme Biologis
Pertumbuhan dari batuan karbonat juga sangat tergantung dari kehadiran organisme yang dapat memberikan nutrisi cukup untuk tumbuh.
d. Salinitas
Salinitas yang baik agar organisme biologis dapat hidup baik dengan konsentrasi
kandungan garam di tempat batugamping berkembang sekitar 25o/o o - 35 o /o o.
e. Aktifitas Tektonik
Paleotektonik yang terjadi pada lingkungan pembentuk karbonat sangat erat kaitannya dengan tingkat rata-rata suplai sedimen yang dapat mempengaruhi pertumbuhan karbonat.
40
2. Fasies Batuan Karbonat
Menurut Sandi Stratigrafi Indonesia (1996) fasies adalah aspek fisika, kimia atau biologi suatu endapan dalam kesamaan waktu. Dua tubuh batuan yang diendapkan pada waktu yang sama dikatan berbeda fasies, kedua batuan tersebut berbeda ciri fisik, kimia atau biologi. Fasies dapat didefinisikan sebagai kumpulan tertentu atribut sedimen berupa karakteristik litologi, tekstur, rangkaian struktur sedimen, kandungan fosil, warna, dan yang lainnya (Tucker dan Wright, 1990).
Penentuan fasies pada penelitian ini didasarkan pada pengamatan komponen
penyusun (biota, mikrit, semen), tekstur, struktur dan porositas, melalui pengamatan megaskopis dan mikroskopis. Penamaan batuan menggunakan
klasifikasi Dunham (1962) (Gambar 4.2) dan Embry dan Klovan (1971) op. cit.
Tucker dan Wright (1990) (Gambar 4.3) sedangkan analisis penentuan lingkungan
pengendapan dan fasies karbonat menggunakan standard facies belt oleh Wilson
(1975).
41
Gambar 4.3 Klasifikasi batuan karbonat menurut Embri dan Klovan, (1971) op. cit. Wilson, (1975).
Pembagian fasies batugamping menurut gambar di atas (Gambar 4.2 dan 4.3) sebagai berikut:
a. Mudstone
Batuan karbonat dengan komposisi dominan berupa lumpur karbonat dan butiran <
10%.
b. Wackestone
Batuan karbonat dengan komposisi dominan berupa lumpur karbonat dengan kehadiran butiran >10%.
c. Packestone
Batuan karbonat dengan persentase butiran sebagai penyusun utama lebih besar dari lumpur karbonat.
d. Grainstone
Batuan karbonat dengan butiran sebagai penyusun utama sangat dominan dibanding kehadiran lumpur karbonat.
e. Floatstone
Material penyusun umumnya berupa fragmen kerangka material organik (<10%) yang tertanam mengambang dalam matriks lumpur karbonat dengan butiram yang berukuran 2mm harus >10%.
42
f. Rudstone
Batuan karbonat dengan butiran yang kasar (>2mm) dimana material penyusunnya berupa hasil rombakan yang telah mengalami transportasi sebelum akhirnya diendapkan.
g. Bafflestone
Batuan dengan karakteristik material penyusunnya, misalnya koral, dengan posisi tumbuh berdiri dengan lumpur karbonat diendapkan di sekitarnya.
h. Bindstone
Batuan dengan karakteristik material penyusunnya berupa organisme berbentuk
tabular-laminar yang mengalami pengikatan oleh kerak-kerak lapisan (encrusting)
dari lumpur karbonat. i. Framestone
Memiliki karakteristik hampir seluruhnya tersusun oleh kerangka organik seperti koral, alga dan lainnya. Sedangkan matriksnya kurang dari 10%, di antara kerangka tersebut biasanya terisi oleh sparikalsit.
43
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Wide belts Very narrow belts Wide belts
Basin Open sea shelf Deep shelf margin Foreslope Organic build up Winnowed edge sands Shelf lagoon open circulation
Restriched circulation shelf and tidal flat
Evaporites on sabkha-salinas
Debris flows and turbidites in fine laminate strata.
Mounds on toe of slope
Giant talus blocks. Infilled large cavities. Downslope mounds
Downslope mounds. Reef knoll. Boundstone patches fringging and barrier framework reef. Spur and groove
Island. Dunes. Barrier bars. Passes and channels
Tidal deltas. Lagoonal ponds. Typical shelf mounds. Columnar algal mats. Channels and tidal bars of lime sand
Tidal flats. Channels. Natural leeve. Ponds. Algal mats belts
Anhidryte domes. Tepee structures. Laminated crusts of gypsum. Salinas. sabkha 1 Spiculite 2 Microbioclastic calcisilt 3 Pelagic micrit Radolarite shale 2 Microbioclatic calcisilt 8 Whole shells in micrite 9 Bioclastic wackestone 10 Coated grains in micrite 2 Microbioclatic calcisilt 3 Pelagic micrite 4 Bioclastic-lithoclastic microbreccia Lithoclastic conglomerate 5 Bioclastic grainstone- packestone Floatstone 6 Reef rudstone 4 Bioclastic-lithoclastic microbreccia Lithoclastic conglomerate 5 Bioclastic grainstone packestone Floatstone 6 Reef rudstone 9 Bioclastic wackestone 7 Boundstone 11 Coated, worn, bioclastic grainstone 12 Coquina (shell hash)
8 Whole shell in micrit 9 Bioclastic wackestone 10 Coated grain in micrite 16 Pelsparite 17 Grapestone onkoid in micrite 18 Foram, dasycladacean grainstone 11 Coated, worn, bioclastic grainstone 12 Coquina (shell hash) 13 Onkoidal grainstone 14 Lag breccia 15 Oolite 16, 17, 18 19 Fanestralpeloidal laminate micrite 24 Rudstone in channels 21 Spongiostrome micrite 23 Non laminate pure micrite 22 Onkoidal micrite
20 Stromatolitic micrite 23 Non laminate pure micrite Nodular-pearl enterolithic anhydrite Selenite blades in micrite FACIES PROFILE 2 ND ORDER SEDIMENTARY BODIES STANDART MICROFACIES LITHOLOGY
Dark shale or silt, thin limestone (starved basin); evaporite full with salt
Very fossiliferous limestone interbedded with marls, well segregated beds
Fine grain limestone, cherty in some case
Variable depending on water energy upslope; sedimentary breccia and lime sand
Massive limestone-dolomite
Calcarenitr-oolite limesand or dolomite
Variable carbonate and clastic Generally dolomite and dolomitic limestone
Irregulary laminated dolomite and anhydrite, may grade to re beds
GRAIN TYPE AND
DEPOSITIO
N
AL
TEXTURE
Lime mustone; fine calcilutites Bioclastic and whole fossil wackestone; some calcilutites
Mostly lime mudstone with some calcilutites
Lime silt and bioclastic wackestone-packestone; lithoclast of varying sizes
Boundstone and pockets of grainstone; packstone
Grainstone well sorted; rounded
Great variety of textures; grainstone to wackestone
Clotted, pelleted mudstone and grainstone, laminated mudstone, coarse litholclastic wackestone in channels
COLOR Dark brown, black, red Gray, green, red, brown Dark to light Dark to light Light Light Dark to light Light Red, yellow, brown
Gambar 4.4 Standar mikrofasies berdasarkan Wilson (1975).
43
Open Platform Toe of Slope
44
4.2 Fasies Daerah Penelitian
Berdasarkan pengamatan lapangan maupun sayatan tipis, di daerah
penelitian terdapat empat mikrofasies. Pembagian mikrofasies dilakukan secara vertikal di daerah Cibunar, Sungai Citarate dan menghasilkan kolom stratigrafi mikrofasies (Lampiran E) dan bila dibuat penyebarannya menghasilkan peta fasies (Lampiran D4). Berdasarkan urut-urutan dari tua ke muda adalah sebagai berikut:
1. Mikrofasies Alga Packstone
2. Mikrofasies Packstone - Grainstone
3. Mikrofasies Koral - Alga Packstone
4. Mikrofasies Foraminifera Wackestone – Packstone
4.2.2 Mikrofasies Alga Packstone
Kenampakan singkapan pada zona ini paling berbeda dengan
singkapan di zona lain. Kenampakan di lapangan batugamping bioklastik berwarna coklat muda, tidak terlihat struktur perlapisannya (Foto 4.1). Secara stratigrafi, mikrofasies ini adalah bagian paling bawah dari satuan batugamping (Lampiran E).
45
Pengamatan petrografi menunjukkan bahwa sampel SF 2.28
mempunyai tekstur terpilah buruk, kemas terbuka, semen spari kalsit, butiran terdiri dari pecahan alga yang cukup dominan, koral, foraminifera besar dan foraminifera kecil, glaukonit serta detritus berupa pecahan kuarsa, plagioklas
dan fragmen batuan yaitu andesit, porositas berupa moldic dan intragranular
(Foto 4.2). Pemilahan yang buruk menunjukkan kemungkinan mikrofasies ini terbentuk pada lingkungan energi sedang-tinggi, sedangkan hadirnya detritus menandakan terdapat suplai sedimen dari darat.
// - Nikol 0 0,5mm X – Nikol
Foto 4.2 Sayatan tipis mikrofasies alga packstone.
Jenis semen yang berkembang pada zona mikrofasies alga packstone
adalah isopachus dan blocky yang mengindikasikan bahwa zona ini pernah
berada pada lingkungan meteoric phreatic (Tucker dan Wright, 1980).
4.2.3 Mikrofasies Packstone-Grainstone
Berdasarkan pengamatan di lapangan singkapan adalah batugamping
46
Pada lokasi SF 2.27 terdapat struktur sedimen berupa pararel laminasi dan
silang siur pada mikrofasies packstone (Foto 4.4).
Foto 4.3 a.Singkapan mikrofasies packstone (SF 2.27) dan b. singkapan mikrofasies grainstone (SF 2.17 B).
Foto 4.4 Singkapan mikrofasies packstone dengan struktur sedimen pararel laminasi dibagian bawah dan silang siur di atasnya (SF 2.27).
Karakteristik sayatan tipis pada sayatan SF 2.27 adalah packstone,
pemilahan yang baik, kemas terbuka, matriks lumpur karbonat, semen mikrospar, porositas intragranular dan intergranular, komponen hanya tersusun oleh foraminifera kecil yang sudah terisi kalsit, pecahan alga dan detritus berupa pecahan kuarsa dan plagioklas yang cukup banyak dibandingkan tempat lain (Foto 4.5). Hasil analisis mikropaleontologi pada
batugamping packstone di lokasi SF 2.27 dan SF 2.17 menunjukkan bahwa
foraminifera kecil didominasi oleh planktonik namun identifikasi secara
47
detail sulit dilakukan karena banyak fosil dalam keadaan pecah-pecah serta tertutup oleh kalsit. Kenampakan planktonik yang umumnya berbentuk
globular kemungkinan masuk ke dalam genus Globigerina sp., Globorotalia
sp. dan Globigerinoides sp., sedangkan bentonik yang teramati adalah Bulimina sp., dan Lenticulina sp. Semua butiran yang ada memiliki ukuran
0,1mm-0,2mm dan seragam termasuk pecahan alga merah. Kehadiran butiran kuarsa maupun plagioklas mengindikasikan adanya suplai sedimen dari darat.
// - Nikol 0 0,5 mm X – Nikol
Foto 4.5 Sayatan tipis mikrofasies packstone.
Pada sampel SF 2.17 (c) Grainstone memiliki ciri pemilahan buruk,
kemas tertutup, porositas intragranular, koral muncul sebagai butiran yang dominan, foraminifera besar, foraminifera kecil, alga, serta detritus berupa pecahan kuarsa, plagioklas dan fragmen andesit dan litoklas (Foto 4.6).
Suksesi vertikal pada zona ini, pertama terbentuk mikrofasies
packstone dengan lingkungan berada pada energi rendah dicirikan dengan
butiran seragam berukuran 0,1mm-0,2mm dan memiliki ketebalan sebesar 24m. Semakin ke arah yang lebih muda terjadi perubahan menjadi
48
terjadi perubahan kembali menjadi mikrofasies packstone dengan ketebalan
sebesar 4,5m. Adanya perubahan mikrofasies ini diikuti oleh perubahan
ketebalan yang semakin tipis ke atas. Hadirnya mikrofasies packstone pada
bagian bawah dari zona ini dengan butiran seragam berukuran 0,1mm-0,2mm mengindikasikan terbentuk pada lingkungan dengan energi rendah. Setelah
packstone terbentuk kemungkinan pada saat tertentu terjadi storm atau badai
yang membawa material-material rombakan dari lingkungan dengan
morfologi lebih tinggi yaitu foreslope atau reef dan terendapkan grainstone
dengan ukuran butir ada yang mencapai lebih dari 2mm. Pada akhirnya energi
kembali normal dan terendapkan kembali packstone pada lingkungan energi
rendah.
// - Nikol 0 0,5mm X – Nikol
Foto 4.6 Sayatan tipis mikrofasies grainstone.
Tipe semen yang berkembang pada zona packstone-grainstone
pertama adalah isopachus dan blocky yang menunjukkan bahwa zona ini
pernah berada pada lingkungan diagenesis meteoric phreatic. Selain itu hadir
49
pernah berada pada lingkungan diagenesa stagnant marine phreatic (Tucker
dan Wright, 1980).
4.2.4 Mikrofasies Koral-Alga Packstone
Singkapan di lapangan lokasi SF 1.5B ke SF 1.5A menunjukkan pada
batugamping berlapis, berwarna abu muda-tua secara megaskopis terdapat
perubahan dimana batuan dari kasar menjadi halus (Foto 4.7). Pengamatan sayatan tipis pada sampel SF 1.5B hingga SF 1.5A menunjukkan perubahan ukuran butiran dari besar menjadi lebih kecil (Foto 4.8, 4.9). Hal ini kemungkinan di akibatkan adanya perbedaan energi yang membawa material tersebut. Kondisi tersebut kemungkinan terjadi pada energi sedang hingga tinggi.
// - Nikol 0 0,5mm X – Nikol
50
// - Nikol 0 0,5 X – Nikol
Foto 4.8 Sayatan tipis SF 1.5 A dengan pemilahan yang baik.
Foto 4.9 Singkapan batugamping yang menunjukkan perubahan tekstur dari kasar-halus (SF 1.5).
51
// - Nikol 0 0,5mm X – Nikol
Foto 4.10 Sayatan tipis mikrofasies koral-alga packstone.
Secara umum zona mikrofasies koral-alga packstone pada sayatan
tipis (Foto 4.10) packstone, terpilah buruk, kemas terbuka, butiran terdiri dari
koral dan alga yang dominan, foraminifera besar dan foraminifera kecil,
porositas intergranular, intragranular dan moldic, semen berupa mikrospar
dan sparikalsit, hadir butiran detritus berupa pecahan kuarsa, plagioklas serta fragmen andesit dan litoklas yang mengindikasikan pengendapan di lingkungan relaif dekat darat sehingga terdapat suplai sedimen membawa
butiran detritus. Pada zona mikrofasies koral-alga packstone ini terdapat
sub-mikrofasies wackestone yang merupakan sisipan dengan ketebalan sebesar
5m.
Zona mikrofasies koral-alga packstone pernah berada dalam dua
lingkungan diagenesis. Lingkungan meteoric phreatic dicirikan oleh
kehadiran semen isopachus dan blocky kemudian lingkungan diagenesis
52
4.2.5 Mikrofasies Foraminifera Wackestone - Packstone
Pada zona ini terdapat sub-mikrofasies wackestone dan
sub-mikrofasies packstone. Penggabungan wackestone-packstone ini karena
butiran halus hingga kasar pada tekstur ini yang seringkali sulit dipisahkan.
Foto 4.11 Singkapan batugamping wackestone-packstone.
Secara umum berdasarkan pengamatan di lapangan, singkapan
batugamping berwarna coklat muda-tua, masif dan berlapis (Foto 4.11). Pengamatan petrografi sayatan satuan ini menunjukkan bahwa sampel adalah
wackestone, dengan pemilahan buruk-sedang, kemas terbuka dengan fragmen
yang mengambang pada matriks berupa lumpur karbonat, semen mikrospar, porositas intraganular dan intergranular. Butiran didominasi oleh foraminifera
besar namun juga terdapat pecahan alga, sedikit pecahan koral. Packstone
pada lokasi SF 1.3(b) memiliki butiran yang cenderung sama dengan
wackestone namun memiliki komposisi butiran yang lebih besar dibanding
matriks (Foto 4.12). Keterdapatan detritus sebagai butiran pada batugamping berupa pecahan kuarsa, plagioklas dan fragmen andesit menunjukkan pencampuran material sedimen dari darat. Bagian bawah zona mikrofasies
foraminifera wackstone-packstone merupakan batugamping packstone dengan
karakteristik secara petrografi sama dengan packstone pada mikrofasies
pacsktone-grainstone yaitu dominan foraminifera kecil yang kemungkinan
adalah genus Globigerina sp., dan Globigerinoides sp., serta pecahan alga,
terpilah baik. Hal ini kemungkinan adanya perbedaan energi yang menyebabkan perbedaan dalam komposisi material penyusunnya.
53
// - Nikol 0 0,5mm X – Nikol
Foto 4.12 Sayatan tipis batugamping wackestone-packstone (SF 1.2 b).
Pada zona foraminifera wackestone-packstone tipe semen yang
berkembang adalah isopachus dan blocky yang menunjukkan bahwa pada
zona ini pernah berada pada lingkungan diagenesa meteoric phreatic (Tucker
dan Wright, 1980).
4.3 Lingkungan Pengendapan Batugamping
Berdasarkan identifikasi mikrofasies melalui pengamatan di lapangan
dan sayatan tipis dengan melihat distribusi tekstur yang bervariasi serta kelimpahan fauna maka batugamping Formasi Citarate di daerah penelitian menurut klasifikasi Wilson (1975) terdiri dari dua lingkungan pengendapan
yaitu mikrofasies alga packstone, mikrofasies koral-alga packstone serta
mikrofasies foraminifera wackestone-packstone di lingkungan open platform
dan mikrofasies packstone-grainstone di lingkungan forereef (open sea shelf
dan toe of slope).
Lingkungan open platform secara umum dicirikan oleh kehadiran
material organik berupa foraminifera besar (Lepidocyclina sp., Miogypsina
54
halnya dengan lingkungan forereef, di lingkungan open sea shelf dan toe of
slope dicirikan oleh batugamping packstone dan grainstone. Packstone,
tersusun oleh material organik berupa foraminifera planktonik dominan, dan bentonik serta tidak ditemukannya kehadiran foraminifera besar, koral. Analisis mikropaleontologi menunjukkan hal serupa yaitu banyaknya
kehadiran foraminifera kecil khususnya planktonik berupa Globigerina sp.,
Globorotalia sp. dan Globigerinoides sp., sedangkan bentonik yang teramati
adalah Bulimina sp., dan Lenticulina sp. Grainstone, tersusun oleh material
organik berupa pecahan koral yang dominan, alga, foraminifera besar dan
koral yang kemungkinan hasil rombakan. Kehadiran mikrofasies
packstone-grainstone di lingkungan open sea shelf dan toe of slope mengindikasikan
kemungkinan mekanisme pembentukan yang berbeda, dimana batugamping
packstone terbentuk pada energi relatif rendah, setelah itu kemungkinan
terjadi badai dan terbentuk batugamping grainstone oleh arus dengan energi
lebih tinggi yang membawa material-material beragam serta berukuran besar
yang berasal dari foreslope atau reef.
Berdasarkan urut-urutan vertikal pada batugamping kemungkinan
ditemukan setidaknya terjadi dua kali kenaikan muka air laut menyebabkan terjadinya perubahan lingkungan pengendapan. Pengendapan pertama terjadi
di lingkungan open platform oleh mikrofasies alga packstone, setelah itu
terjadi kenaikan muka air laut secara cepat atau subsidence menyebabkan
lingkungan berubah menjadi forereef. Peristiwa ini terjadi pada
packstone-grainstone yang ditandai oleh kehadiran batugamping yang hanya didominasi
oleh fosil planktonik dan sedikit bentonik kemudian sempat terjadi kembali
pada foraminifera wackestone-packstone saat awal mikrofasies ini terbentuk
yang juga ditandai kehadiran karakteristik batuan yang sama dengan
packstone-grainstone. Pada akhirnya terjadi kembali perubahan lingkungan
