Batuan sedimen | sifat-sifat batuan sedimen

Sifat-sifat batuan sedimen

Sifat-sifat yang dapat diidentifikasi dari batuan sedimen adalah sebagai berikut:

Warna

Sepotong banded iron fomation.Sejenis batuan yang terdiri dari perselingan lapisan besi (III) oksida (merah) dan lapisan besi (II) oksida (abu-abu). Batuan ini biasa terbentuk pada zaman prekambrian, ketika atmosfer masih memiliki sedikit oksigen. Afrika Selatan

Warna dari batuan sedimen sebagian besar ditentukan oleh besi yang terkandung didalamnya, yang merupakan unsur dengan dua oksida utama: besi (II) oksida dan besi (III) oksida. Besi (II) oksida hanya terbentuk dalam keadaan anoxic dan menyebabkan batuan berwarna abu-abu atau kehijauan. Besi (III) oksida sering muncul dalam bentuk mineral hematit dan menyebabkan batuan berwarna kemerahan hingga kecoklatan. Dalam iklim kering benua, batuan berada dalam kontak langsung dengan atmosfer di mana oksidasi adalah proses penting, sehingga menyebabkan batuan berwarna merah atau oranye. Sekuen tebal batuan sedimen berwarna merah yang terbentuk di iklim arid sering disebut red bed. Namun, warna merah tidak selalu berarti bahwa batuan tersebut terbentuk di lingkungan benua atau di iklim kering.[3]

Kehadiran bahan organik dapat mewarnai batuan menjadi hitam atau abu-abu. Bahan organik di alam terbentuk dari organisme mati yang sebagian besar tanaman. Biasanya, bahan tersebut akhirnya meluruh oleh oksidasi atau aktivitas bakteri. Meskipun begitu, dalam keadaan anoxic, bahan organik tidak dapat membusuk, dan menjadi sedimen gelap yang kaya bahan organik tersebut. Hal ini dapat terjadi misalnya di bagian bawah laut dalam dan danau. Hanya terdapat sedikit aliran air di lingkungan tersebut, sehingga oksigen dari air permukaan tidak dibawa turun, dan sedimen yang terendapkan disana biasanya adalah batulempung. Oleh karena itu batuan gelap kaya bahan organik yang sering terbentuk adalah serpih.[3][4]

Tekstur

Diagram di atas menggambarkan butiran dengan sortasi baik (kiri) dan butiran dengan sortasi buruk (kanan)

Ukuran, bentuk dan orientasi klas atau mineral dalam batuan disebut tekstur. Tekstur adalah sifat-sfiat skala kecil dari batuan, namun tekstur juga cukup banyak ditentukan oleh sifat-sifat batuan skala besar, seperti kepadatan, porositas atau permeabilitas.[5]

Batuan sedimen klastik memiliki 'tekstur klastik', yang berarti mereka terdiri dari klas-klas. Orientasi tiga dimensi dari klas-klas disebut fabrik batuan. Antara setiap klas-klas, batuan dapat terdiri dari matriks atau semen (yang terakhir dapat terdiri dari kristal yang berasal dari satu atau lebih mineral presipitasi). Ukuran dan bentuk klas-klas dapat digunakan untuk menentukan kecepatan dan arah arus di lingkungan pengendapan di mana batuan itu terbentuk; batulempung gampingan berbutir halus hanya terendapkan di air tenang sementara kerikil dan klas-klas yang lebih besar hanya terendapkan oleh air yang bergerak cepat.[6][7] Ukuran butir batuan biasanya dinyatakan dengan skala Wentworth, namun skala alternatif kadang-kadang digunakan. Ukuran butir dapat dinyatakan sebagai diameter atau volume, dan selalu nilai rata-rata karena batuan terdiri dari klas-klas dengan ukuran yang berbeda. Distribusi statistik dari ukuran butir yang berbeda untuk jenis batuan yang berbeda dijelaskan dalam sifat yang disebut pemilahan batuan (sortasi). Ketika semua klas kurang lebih berukuran sama, batuan disebut 'sortasi baik', dan ketika ada variasi yang cukup besar dari ukuran klas/butir, batuan disebut 'sortasi buruk'.[8][9]

Kebundaran (rounding) dan kebulatan (sphericity)

Bentuk butiran dapat mencerminkan asal batuan.

 Coquina, batuan yang terdiri dari klas kerang yang rusak, hanya dapat terbentuk dalam air energetik. Bentuk klas dapat dijelaskan dengan menggunakan empat parameter:[10][11]

  •  Tekstur permukaan menggambarkan relief skala kecil permukaan butiran yang terlalu kecil untuk dapat mempengaruhi bentuk umumnya.
  •  Kebundaran atau roundness menggambarkan kehalusan bentuk butir
  •  Kebulatan atau sphericity menggambarkan sejauh mana bentuk butir atau klas mendekati bola.
  •  Bentuk butir menggambarkan bentuk tiga dimensi dari butir.

 Batuan sedimen kimia memiliki tekstur non-klastik, yang terdiri sepenuhnya dari kristal. Untuk menggambarkan tekstur batuan tersebut, hanya ukuran rata-rata kristal dan fabrik yang diperlukan.

Mineralogi

Kebanyakan batuan sedimen mengandung baik kuarsa (terutama batuan silisiklastik) maupun kalsit ( terutama batuan karbonat). Berbeda dengan batuan beku dan batuan metamorf, batuan sedimen biasanya mengandung sangat sedikit mineral utama yang berbeda. Namun, asal usul mineral dalam batuan sedimen sering lebih kompleks daripada dalam batuan beku. Mineral dalam batuan sedimen dapat (telah) dibentuk oleh presipitasi selama sedimentasi maupun ketika terjadi diagenesis. Dalam kasus diagenesis, mineral presipitasi dapat tumbuh di atas semen yang lebih tua satu generasi .[12] Sejarah diagenesis kompleks dapat dipelajari di mineralogi optik, menggunakan mikroskop petrografi.

Batuan sedimen karbonat dominan terdiri dari mineral karbonat seperti kalsit, aragonit atau dolomit. Baik semen maupun klas/butir (termasuk fosil dan ooid) dari batuan karbonat dapat terdiri dari mineral karbonat. Mineralogi dari batuan sedimen klastik ditentukan oleh material yang dipasok dari daerah sumber, cara transportasi ke tempat pengendapan dan stabilitas mineral tertentu. Stabilitas mineral pembentuk utama batuan (ketahanan terhadap pelapukan) dinyatakan oleh seri reaksi Bowen. Dalam seri ini, kuarsa adalah yang paling stabil, diikuti oleh feldspar, mika, dan mineral kurang stabil lainnya yang hanya hadir ketika telah terjadi sedikit pelapukan .[13] Jumlah pelapukan terutama bergantung pada jarak ke daerah sumber, iklim lokal dan waktu yang dibutuhkan untuk sedimen yang akan diangkut sana. Di sebagian besar batuan sedimen, mika, mineral feldspar dan mineral kurang stabil lainnya telah bereaksi dengan mineral lempung seperti kaolinit, illite atau smektit.

Fosil

Lapisan kaya fosil di batuan sedimen, California, Amerika Serikat

Di antara tiga jenis utama dari batuan, fosil paling sering ditemukan di batuan sedimen. Tidak seperti kebanyakan batuan beku dan batuan metamorf, batuan sedimen terbentuk pada suhu dan tekanan yang tidak merusak sisa-sisa fosil. Seringkali fosil ini mungkin hanya terlihat ketika belajar di bawah mikroskop ( mikrofosil) atau dengan kaca pembesar atau lup.

Organisme mati di alam biasanya cepat dihapus oleh binatang pemakan bangkai dan bakteri, maupun akibat pembusukan dan erosi. Namun, sedimentasi dapat berkontribusi untuk keadaan tertentu di mana proses alami yang tadi disebutkan tidak mampu bekerja, sehingga menyebabkan fosilisasi. Kesempatan fosilisasi jauh lebih tinggi ketika: tingkat sedimentasi sangat tinggi (menyebabkan bangkai cepat terkubur), di lingkungan anoxic (di mana hanya terjadi sedikit aktivitas bakteri), maupun jika organisme memiliki kerangka yang keras. fosil terawat berukuran besar relatif jarang.

Galian (burrow) di turbidit, dibuat oleh krustacea, Pyrenees

Fosil dapat berbentuk sisa-sisa langsung atau jejak organisme dan kerangka mereka. Paling umum diawetkan adalah bagian keras dari organisme seperti tulang, tempurung, dan jaringan kayu dari tanaman. Jaringan lunak memiliki kesempatan yang jauh lebih kecil untuk diawetkan dan terfosilisasi, dan jaringan lunak dari hewan yang lebih tua dari 40 juta tahun sangat jarang.[14] Jejak dari organisme yang dibuat saat masih hidup disebut fosil jejak. Contohnya adalah liang, jejak kaki, dll

Menjadi bagian dari batuan sedimen atau metamorf, fosil menjalani proses diagenesa yang sama seperti batuan. Misalnya, sebuah tempurung terdiri dari kalsit dapat melarutkan sementara semen silika kemudian mengisi rongga. Dengan cara yang sama, mineral-mineral presipitasi dapat mengisi rongga-rongga yang sebelumnya ditempati oleh pembuluh darah, jaringan pembuluh darah atau jaringan lunak lainnya. Hal ini dapat mempertahankan bentuk organisme tetapi mengubah komposisi kimia, proses yang disebut permineralization.[15][16] Mineral yang paling umum di semen permineralisasi adalah karbonat (terutama kalsit), berbagai bentuk silika amorf ( kalsedon, flint, rijang) dan pirit. Dalam kasus semen silika, proses ini disebut litifikasi.

Pada suhu dan tekanan yang tinggi, bahan organik dari organisme mati mengalami reaksi kimia di mana zat-zat mudah menguap (volatil) seperti air dan karbon dioksida akan dikeluarkan. Fosil tersebut, pada akhirnya, terdiri dari lapisan tipis karbon murni atau bentuk mineralisasinya, grafit. Jenis fosilisisasi ini disebut karbonisasi. Hal ini sangat penting untuk fosil tanaman.[17] Proses yang sama bertanggung jawab untuk pembentukan bahan bakar fosil seperti lignit atau batubara lainnya.

Struktur sedimen primer

Perlapisan - Silang siur batupasir fluviatil, Kepulauan Shetland

Struktur di batuan sedimen dapat dibagi ke dalam struktur 'primer' (terbentuk selama pengendapan) dan struktur 'sekunder' (terbentuk setelah pengendapan). Tidak seperti tekstur, struktur selalu berbentuk fitur skala besar pada batuan yang dapat dengan mudah dipelajari di lapangan. Struktur sedimen dapat menunjukkan sesuatu tentang lingkungan pengendapan sedimen atau dapat berfungsi untuk mengindikasi di bagian mana batuan tersebut berada ketika sebelum terjadi pembalikan maupun gaya tektonik lainnya.

Flute cast, salah satu tipe sole mark, Utah, Amerika Serikat

Batuan sedimen yang tersusun berlapis-lapis disebut lapisan atau strata. Sebuah lapisan didefinisikan sebagai lapisan batuan yang memiliki litologi dan tekstur yang seragam . Lapisan terbentuk oleh pengendapan lapisan sedimen di atas satu sama lain. Urutan lapisan yang mencirikan batuan sedimen disebut perlapisan.[18][19] Lapisan tunggal dapat memiliki ketebalan dari beberapa sentimeter hingga beberapa meter. Lapisan yang lebih halus dan kurang terlihat disebut laminae, dan struktur yang terbentuk di batuan disebut laminasi. Ketebalan laminae biasanya kurang dari beberapa sentimeter.[20] Meskipun perlapisan dan laminasi umumnya dimulai dalam keadaan horizontal di alam, hal ini tidak selalu terjadi. Pada beberapa lingkungan tertentu, lapisan-lapisan diendapkan pada sudut tertentu . Kadang-kadang beberapa set lapisan dengan orientasi yang berbeda berada di batuan yang sama, struktur yang disebut perlapisan- silang siur ( cross bedding). [21] Perlapisan - silang siur terjadi ketika erosi skala kecil terjadi selama deposisi, memotong bagian perlapisan. Perlapisan yang baru lalu terjadi membentuk sudut terhadap perlapisan yang lebih tua.

Kebalikan dari perlapisan - silang siur adalah paralel laminasi , di mana setiap lapisan sedimen saling sejajar satu sama lain.[22] Pada laminasi, perbedaan umumnya disebabkan oleh perubahan siklus dalam pasokan sedimen yang disebabkan, misalnya, oleh perubahan musiman dalam curah hujan, suhu atau kegiatan biokimia . Lamina yang mewakili perubahan musim (mirip dengan lingkaran pohon) disebut varve. Setiap batuan sedimen terdiri dari lapisan dengan skala milimeter bahkan lebih halus lagi yang diberi nama dengan istilah umu laminit. Beberapa batuan tidak memiliki laminasi sama sekali; karakter struktural mereka disebut struktur masif.

Perlapisan berusun (graded bedding) adalah struktur dimana lapisan dengan ukuran butir yang lebih kecil terjadi di atas lapisan dengan butiran lebih besar. Struktur ini terbentuk ketika air yang mengalir cepat berhenti mengalir. Klas - klas yang lebih besar dan berat mengendap lebih dulu baru kemudian klas - klas yang lebih kecil. Meskipun perlapisan bersusun dapat terbentuk dalam berbagai lingkungan yang berbeda, struktur ini adalah karakteristik utama pada arus turbidit.[23]

Tanda riak (ripple mark) ditemukan di Bavaria, Jerman

Bentuk lapisan (bedform atau bentuk permukaan perlapisan tertentu) dapat menjadi indikasi untuk lingkungan sedimen tertentu juga. Contoh - contoh bentuk lapisan termasuk bukit (dune) dan tanda riak (ripple mark). Tapak riak (sole mark) , seperti tanda alat (tool mark) dan cetakan suling (flute cast), merupakan hasil galian pada lapisan sedimen yang diawetkan. Bentuknya memanjang dan sering digunakan sebagai indikasi arah aliran pada saat proses pengendapan berlangsung.[24][25]

Tanda riak juga terbentuk dalam air yang mengalir. Ada dua jenis: gelombang riak asimetris (asymmetric wave ripples) dan arus riak simetris (symmetric current ripples). Lingkungan di mana saat ini berada dalam satu arah, seperti sungai, menghasilkan riak asimetris. Semakin lama sayap riak tersebut berorientasi berlawanan dengan arah arus.[26][27][28] Gelombang riak terjadi dalam lingkungan di mana arus terjadi pada semua arah, seperti permukaan pasang surut.

Lumpur retak atau mudcrack terbentuk akibat dehidrasi sedimen yang kadang-kadang terjadi di atas permukaan air. Struktur seperti ini umumnya ditemukan di permukaan pasang surut atau titik bar (point bar) di sepanjang sungai.

Struktur sedimen sekunder

Struktur sedimen sekunder adalah struktur pada batuan sedimen yang terbentuk setelah pengendapan. Struktur tersebut terbentuk oleh proses kimia, fisika dan biologi di dalam sedimen. Mereka bisa menjadi indikator untuk keadaan lingkungan setelah deposisi. Beberapa dapat digunakan sebagai kriteria umur relatif batuan.

Konkresi rijang di cyprus

Kehadiran material organik dalam sedimen dapat meninggalkan jejak lebih dari sekadar fosil. Jejak- jejak terawetkan dan liang (burrow) adalah contoh jejak fosil (juga disebut ichnofossil).[29] Beberapa jejak fosil seperti cetakan kaki dinosaurus atau manusia purba dapat menangkap imajinasi manusia, tetapi jejak tersebut relatif jarang. Kebanyakan fosil jejak adalah liang moluska atau arthropoda. Burrowing ini disebut bioturbasi oleh ahli sedimentologi. Bioturbasi dapat menjadi indikator yang berharga dari lingkungan biologi dan ekologi setelah sedimen diendapkan. Di sisi lain, aktivitas burrowing organisme dapat menghancurkan struktur-struktur sedimen primer lain, yang membuat rekonstruksi menjadi lebih sulit.

Struktur sekunder juga dapat terbentuk oleh diagenesis atau pembentukan tanah (pedogenesis) ketika sedimen tersingkap di atas permukaan air. Contoh struktur diagenesa umum dalam batuan karbonat adalah stylolit.[30] Stylolit adalah bidang yang tidak teratur di mana material terlarutkan menjadi pori-pori fluida di dalam batuan. Hasil presipitasi dari spesies kimia tertentu dapat mewarnai batuan, atau disebut juga pembentukan konkresi (concretion). Konkresi merupakan kurang lebih tubuh konsentris dengan komposisi yang berbeda dari batuan induk. Pembentukan mereka dapat terjadi akibat presipitasi lokal akibat perbedaan kecil dalam komposisi atau porositas batuan induk, seperti di sekitar fosil, di dalam liang atau di sekitar akar tanaman.[31] Pada batuan karbonat seperti batugamping dan rijang, konkresi mudah ditemukan. Sedangkan batupasir terestrial dapat memiliki konkresi besi. Konkresi kalsit di batulempung disebut konkresi septarian.

Setelah pengendapan, proses fisik dapat merusak sedimen, membentuk struktur-struktur sekunder kelas tiga. Kontras densitas antar setiap lapisan sedimen yang berbeda, seperti antara pasir dan lempung, bisa mengakibatkan struktur api (flame structure) atau cetakan beban (load cast), yang dibentuk oleh diapirisme terbalik.[32] Diapirisme menyebabkan lapisan atas yang lebih padat tenggelam ke dalam lapisan lainnya. Kadang-kadang, kontras densitas dapat terjadi ketika salah satu satuan batuan mengalami dehidrasi. Lempung dapat dengan mudah dikompresi sebagai akibat dari dehidrasi, sedangkan pasir mempertahankan volume yang sama namun menjadi relatif kurang padat akibat dehidrasi. Di sisi lain, ketika tekanan fluida pori di dalam lapisan pasir melampaui titik kritis, pasir dapat mengalir melalui lapisan lempung di atasnya, membentuk tubuh diskordan dari batuan sedimen yang disebut dike sedimen (proses yang sama dapat membentuk gunung berapi lumpur di permukaan).

Sebuah dike sedimen juga dapat terbentuk di iklim dingin di mana tanah secara permanen beku selama hampir sepanjang tahun. Pelapukan frost dapat membentuk retakan di tanah yang dapat terisi dengan puing-puing dari atas. Struktur tersebut dapat digunakan sebagai indikator iklim urutan pembentukan.[33]

Kontras padatan juga dapat menyebabkan patahan skala kecil , bahkan saat sedimentasi berlangsung (syn-sedimentaru fault).[34] faulting tersebut juga dapat terjadi ketika massa besar sedimen tak terlitifikasi tersimpan di lereng, seperti di sisi depan dari delta atau lereng benua. Ketidakstabilan dalam sedimen tersebut dapat mengakibatkan longsor (slumping). Struktur yang dihasilkan pada batuan akibat proses tersebut yakni lipatan dan patahan sinsedimentasi, yang sulit sekali dibedakan dengan patahan dan lipatan yang diakibatkan oleh gaya tektonik.

En otros idiomas
العربية: صخر رسوبي
беларуская (тарашкевіца)‎: Асадкавыя горныя пароды
eesti: Settekivim
فارسی: سنگ رسوبی
עברית: סלע משקע
हिन्दी: अवसादी शैल
íslenska: Setberg
日本語: 堆積岩
한국어: 퇴적암
Lëtzebuergesch: Sediment
latviešu: Nogulumieži
македонски: Седиментна карпа
മലയാളം: അവസാദശില
Bahasa Melayu: Batuan enapan
မြန်မာဘာသာ: အနည်ကျကျောက်
Plattdüütsch: Sedimentit
norsk nynorsk: Sedimentær bergart
ਪੰਜਾਬੀ: ਤਲਛਟੀ ਚਟਾਨ
پنجابی: بیٹھی پڑی
português: Rocha sedimentar
srpskohrvatski / српскохрватски: Sedimentne stijene
Simple English: Sedimentary rock
slovenčina: Usadená hornina
slovenščina: Sedimentne kamnine
српски / srpski: Седиментне стене
Basa Sunda: Batu tamperan
oʻzbekcha/ўзбекча: Choʻkindi togʻ jinslari
Tiếng Việt: Đá trầm tích
中文: 沉积岩
Bân-lâm-gú: Tui-chek-giâm