Komposisi

Mineral dan Batuan

B. Diskordan

2. Komposisi

Pada dasarnya, komposisi sedimen dapat diketahui dari litologi batuan asalnya, komposisi mineral dan susunan kimiawinya. Kondisi ini menjadikan lempung dapat bermakna dua, yaitu disatu sisi lempung dipakai sebagai ukuran besar butir dan disisi lain digunakan sebagai komposisi mineral penyusun batuan.

3.5.2. Pengangkutan Sedimen

1. Pergerakan Partikel. Sedimen dapat terangkut oleh kekuatan dari alirannya dan hal ini sangat tergantung pada ukuran butir, volume, densitas dan bentuknya. Aliran air yang lebih kuat akan meningkatkan dalam mengangkat dan menyeret partikel partikel sehingga menyebabkan partikel-partikel terangkat terutama partikel yang ukurannya lebih besar dan lebih berat dan terangkut mengikuti gerakan aliran. Kekuatan aliran akan meningkatkan daya angkat dan daya dorong terhadap partikel partikel yang dapat mengakibatkan partikel- partikel tersebut terangkat, sedangkan partikel yang lebih besar atau partikel yang lebih berat akan terlihat seperti bergerak kearah bagian bawah disepanjang aliran.

Sungai dan saluran air mengangkut sedimen didalam alirannya. Sedimen ini dapat berada di berbagai lokasi dimana aliran tersebut berada, pengangkutan sedimen sangat tergantung pada keseimbangan antara kecepatan pergangkatan partikel-partikel (daya angkat dan daya seret), dan

kecepatan pengendapan (settling) dari partikel-partikel sedimen yang diangkutnya. Hubungan keseimbangan ini dikenal sebagai bilangan Rouse, yaitu perbandingan antara kecepatan pengendapan dengan kecepatan pengangkatan. Bilangan Rouse adalah suatu bilangan non- dimensional yang ada didalam suatu aliran fluida yang bergerak (dinamis), dan Bilangan Rouse dipakai untuk menentukan bagaimana sedimen dapat ditransport di dalam suatu aliran fluida.

Perbandingan antara kecepatan pengendapan (ws ) dan kecepatan pengangkatan butiran sebagai hasil dari konstanta von Kármán (κ) dan kecepatan gerusan (u * ).

Kecepatan Pemadatan ws

Rouse = --- = --- Kecepatan gerakan keatas dari pengangkatan dan seretan κ u *

dimana :

ws adalah kecepatan penurunan partikel κ adalah konstanta von Karman

u * adalah kecepatan geser (shear velocity)

Bentuk Pengangkutan Sedimen Bilangan Rouse

Bed load > 2.5

Suspended load: 50% Suspended >1.2 <2.5 Suspended load: 100% Suspended >0.8 <1.2

Wash load < 0.8

Apabila kecepatan gerakan partikel keatas hampir sama dengan kecepatan pengendapan, maka sedimen akan terangkut kearah hilir sungai sebagai “suspended load”. Jika kecepatan dari gerakan partikel keatas lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan pengendapan (pemadatan), akan tetapi masih cukup kuat untuk sedimen berpindah, maka partikel akan berpindah disepanjang lapisan sebagai “bed load” yaitu dengan cara menggelinding, meluncur dan saltasi (meloncat masuk kedalam aliran, sehingga terangkut pada jarak dekat kemudian mengendap kembali). Jika kecepatan gerakan keatas lebih besar dibandingkan dengan kecepatan pengendapan, sedimen akan tertransport dalam aliran sebagai wash load. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa ukuran partikel yang berbeda beda dapat berpindah disetiap lokasi dimana air mengalir.

Gambar 3-19 Sifat pergerakan partikel partikel dalam media air, pada partikel lempung dan lanau (suspended-load) serta partikel pasir dan kerikil (bed-load):

menggelinding, meluncur, saltasi.

2. Pembentukan perlapisan sungai (Fluvial bedforms). Pergerakan sedimen dapat membentuk struktur yang teratur dengan sendirinya seperti struktur-struktur riak (ripple), gumuk (dunes), antidunes pada sungai atau perlapisan sungai. Bentuk perlapisan seringkali terawetkan dalam batuan sedimen dan dapat dipakai untuk memperkirakan arah dan besarnya aliran saat sedimen diendapkan. Bentuk lapisan (bedform) adalah kenampakan suatu endapan diatas lapisan suatu sungai (proses fluviatil) atau masa aliran air yang terbentuk oleh perpindahan dari material yang disebabkan oleh aliran. Bentuk lapisan dicirikan oleh parameter aliran dan terutama terhadap kedalaman aliran dan kecepatan, yang dinyatakan sebaga bilangan Froude.

3. Pembentukan perlapisan Vs Aliran. Jenis jenis keseragaman arah dari bentuk perlapisan dapat merepresentasikan dari kecepatan aliran, anggapan bahwa jenis-jenis sedimen (pasir dan lanau) dan kedalaman air, diperlihatkan dalam tabel dibawah dan dapat dipakai untuk menafsirkan lingkungan pengendapan seiring dengan meningkatnya kecepatan aliran. Tabel dibawah dapat dipakai secara umum, karena perubahan didalam ukuran butir dan kedalaman aliran dapat merubah bentuk lapisan dalam skenario tertentu.

Lingkungan dua arah seperti tidal flat (dataran pasang surut) akan menghasilkan bentuk lapisan yang sama, tetapi hasil kerja sedimen dan arah yang berlawanan dari struktur aliran yang komplek.

Tabel 3-7 Regim Aliran, Bentuk Lapisan dan Potensi Terawetkan

Regim

Aliran Bentuk Lapisan Potensi

Terawetkan Identifikasi

Bawah

Lapisan bidang

bawah Tinggi Laminasi datar, hampir tidak ada arus riak gelombang

(Ripple marks) Tinggi Kecil, skala undulasi dalam cm.

Gelombang pasir (Sand waves)

Rendah sampai sedang

Jarang, gelombang lebih panjang dibandingkan dengan gelembur gelombang ripples

Dunes/Megaripples Rendah Besar, gelembur gelombang dalam skala meter

Atas

Lapisan bidang

atas Tinggi

Laminasi datar, +/- penjajaran butiran (sebagian laminasi)

Antidunes Rendah

Fasa air berbentuk lapisan, sudut rendah, laminasi bersifat lentur

Pool and chute Sangat Rendah Hampir semuanya ter erosi

3.5.3. Aliran permukaan (Surface runoff)

Aliran yang mengalir didaratan dapat mengerosi partikel-partikel tanah dan mengangkutnya kebagian bawah lereng. Erosi yang terjadi pada aliran yang mengalir di daratan kemungkinan terjadi secara berbeda-beda melalui cara/metoda yang berbeda tergantung pada iklim dan kondisi alirannya.

1. Erosi “rainsplash” akan terjadi sebagai dampak awal dari jatuhnya butiran-butiran air hujan yang mengenai permukaan tanah.

2. Erosi berlembar “sheet erosion” akan terjadi apabila air mengalir di daratan dan secara langsung juga berperan sebagai pembawa sedimen tetapi aliran ini tidak akan membentuk

“gullies”.

3. Erosi “gully” akan terjadi apabila aliran yang membawa material sedimen mengalir dalam suatu saluran.

3.5.4. Pembentukan Batuan Sedimen

Batuan sedimen terbentuk ketika sedimen diendapkan melalui air, angin, gayaberat, atau es/glasial yang mengalir membawa partikel-partikel dalam bentuk suspensi. Sedimen sedimen ini seringkali berasal dari proses pelapukan dan erosi hasil penghancuran batuan menjadi partikel-partikel lepas.

Partikel-partikel ini kemudian diangkut dari sumbernya ketempat tempat pengendapannya. Jenis sedimen yang terangkut kesuatu tempat tergantung pada kondisi geologi yang ada di daerah sumber sedimennya. Beberapa batuan sedimen, seperti batuan evaporit, tersusun dari material yang berasal dimana sedimen diendapkan. Batuan sedimen secara alami tidak hanya tergantung pada pasokan sedimen, tetapi juga pada lingkungan sedimen dimana sedimen terbentuk.