Laboratorium Petrologi 2013

Laboratorium Petrologi 2013
DIAGENESA BATUAN SEDIMEN
Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk sebagai hasil pemadatan endapan yang
berupa bahan lepas. Batuan sedimen juga dapat terbentuk oleh penguapan larutan kalsium
karbonat, silika, garam dan material lain. Menurut Tucker (1991), 70 % batuan di permukaan
bumi berupa batuan sedimen. Tetapi batuan itu hanya 2 % dari volume seluruh kerak bumi.
Ini berarti batuan sedimen tersebar sangat luas di permukaan bumi, tetapi ketebalannya relatif
tipis.
Material sedimen yang baru terendapkan dicirikan oleh material lepas, tidak,
kompak, porositas tinggi, dan kandungan air yang tinggi pula. Pengendapan yang terus
berlangsung, terutama bersamaan dengan penurunan cekungan sedimentasi, menyebabkan
sedimen yang lebih muda akan memberikan tekanan pada sedimen yang ada dibawahnya.
Proses ini akan diiringi oleh perubahan sifat fisik dan kimia sedimen akibat tekanan dan
perbahan temperature pada lingkungan yang semakin dalam. Perubahan tersebut akan
menyebabkan terjadinya proses kompaksi dan litifikasi pada material sedimen sehingga
terjadilah perubahan dari material sedimen lepas menjadi batuan sedimen. Seua proses yang
mengakibatkan perubahan sedimen menjadi batuan sedimen disebut diagenesis. Proses
diagenesis terjadi pada temperature dan tekanan yang lebih tinggi dari temperature dan
tekanan pada proses pelapukan, tetapi lebih rendah dari proses metamorfisme. Meskipun
demikian tidak diketahui batas yang pasti antara proses digenesis dengan proses
metamorfisme.
Proses diagenesis dimulai ketika adanya aktifitas organic awal dari proses sementasi
ketika material sedimen masih didasar cekungan sedimentasi. Komposisi mineral asal,
kemungkinan mengalami perubahan karena terjadinya reaksi kimia yang mengakibatkan
terjadinya pernggantian mineral, terbentuknya mineral baru dan pelarutan mineral. Prosesproses tersebut mengakibatkan perubahan tekstur batuan, struktur batuan, komposisi dan
porositas batuan sedimen. Porositas awal endapan sedimen dapat mengalami perubahan
karena adanya proses yang berlangsung selama proses diagenesis. Porositas awal akan
mengalami penurunan karena adanya proses kompaksi dan sementasi. Sedangkan
peningkatan porositas awal disebabkan karena adanya proses dari mineral-mineral yang tidak
stabil.
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
1
Laboratorium Petrologi 2013
Proses diagenesis dapat disebabkan oleh proses fisika, kimia, dan biologi. Bermacam
proses diagenesis dan hasilnya. Alterasi sedimen akibat aktifitas organic merupakan proses
awal diagenesis. Kompaksi merupakan proses fisika yang terjadi segera setelah material
sedimen mengalami penimbunan dan berlanjut terus sampai ke tempat yang lebih dalam.
Proses sementasi merupakan proses kimia yang dapat terjadi pada awal proses diagenesis dan
sapat terus berlanjut pada waktu material sedimen mengalami penimbunan dan pengangkatan
a. Aktifitas Organisme
Aktifitas organisme terjadi pada awal proses diagenesis segera setelah material sedimen
mengalami pengendapan. Aktifitas organism akan mempercepat atau memacu terjadi proses
diagenesis lainnya. Organisme yang menyebabkan proses ini dapat merupakan organisme
yang ssangat kecil (mikrobia) dimana aktifitas jasad renik sangat berhubungan dengan proses
dekomposisi material organic. Proses dekomposisi material organic akan mempengaruhi pH
da Eh air pori sehingga mempercepat terjadinya reaksi kimia dengan mineral penyusun
sedimen. Aktifitas mikrobia antara lain fermentasi, respirasi, pengurangan nitrat, besi, sulfat
dan pembentukan gas methan. Selain itu aktifitas organism lainnya terjadi ketika endapan
sedimen berlangsung seperti buworing, boring,. Kebanyakan bioturbasi terjadi pada sedikit di
bawah permukaan pengendapan, setelah pengendapan material sedimendengan kedalaan
beberapa puluh sentimeter. Proses ini akan membentuk kenampakan yang khas pada batuan
sedimen yang disebut struktur sedimen.
b. Proses Diagenesis Fisika
Kompaksi merupakan proses penyusunan kembali butiran sedimen sehingga menghasilkan
hubungan antara butiran yang lebih rapat. Hasil dari proses kompaksi adalah ; Penurunan
porositas dan permeablitas sedimen, pengualaran fluidadan pori antara butiran, penipisan
perlapisan. Secara teori proses kompaksi pada sedimen silisiklastik dengan butir yang
mebundar akan menurunkan porositas dari sekitar 48% menjadi sekitar 26%. Tetapi karena
butiran sedimen pasir dan lumpur dialam tidak beraturan sehingga perubahan porositas akibat
kompaksi sulit diperkirakan. Proses kompaksi pada pasir sangat bergantung pada porositas
dan orientasi awal, ukuran butir, keseragaman butiran, dan komposisi partikel sedimen.
c.
Proses Diagenesis Kimia
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
2
Laboratorium Petrologi 2013
Proses diagenesis kimia merupakan reaksi yang komplek antara batuan dan cairan yang
terdapat di dalam lubang antara butiran (pori-pori). Ada beberapa macam proses diagenesis
kimia, yaitu sementasi, autogenic, rekristalisasi, inverse, replacement, dan dissolution.
-
Sementasi merupakan proses pembentukan mineral baru dalam pori batuan oleh proses
presipitasi. Proses ini dapat juga terjadi karena adanya penambahan unsure kimia pada
butiran mineral penyusun sedimen sehingga menyebabkan mineral tersebut semakin
bertumbuh. Semen dapat mengisi semua lubang pori batuan, sehingga dapat menurunkan
porositas batuan menjadi nol. Semen juga mengakibatkan material sedimen, dan proses
sementasi merupakan proses kimia yang menyebabkan terjadinya proses pembatuan. Proses
sementasi terutama pada tingkat awal hingga pertengahan proses diagenesis. Atau dapat juga
terjadi pada akhir atau bahkan setelah terjadinya pengangkatan batuan sedimen. Proses
sementasi yang terjadi di awal dapat mengurangi proses pemadatan mekanik sedimen, kecuali
semen yang terbentuk mengalami pelarutan.
-
Autogenik pada pengertian yang luas merupakan semua proses, termasuk proses sementasi
dan replacement, yang mengakibatkan terbentuknya mineral baru didalam sedimen atau
batuan sedimen. Tetapi pada proses diagenetik, autogenic merupakan proses pembentukan
mineral baru selain sementasi dan replacement. Mineral baru initerbentuk akibat proses
kristalisasi larutan atau alterasi dari mineral atau fragmen batuan.
-
Penggantian (replacement) merupakan proses pelarutan mineral atau sebagian mineral pada
waktu terjadinya proses diagenesis, dan terjadinya proses kristalisasi mineral baru yang
berbeda komposisinya pada tempat mineral yang mengalami pelarutan. Tekstur dan struktur
awal pada umunya tidak mengalami perubahan (terawetkan). Contoh yang baik adalah proses
pembentukan fosil kayu (petrified wood). Proses penggantian mineral pada proses diagenesis
merupakan proses yang sangat umum terjadi pada batuan sedimen silisiklastik maupun
sedimen karbonat. Proses ini dikontrol oleh pH,Eh, temperature, tekanan, dan kehadiran ion
lainnya dalam larutan
-
Inversi merupakan proses penggantian mineral oleh bentuknya yang lain biasanya terjadi
pada mineral yang polimorf (mineral dengan komosisi kimia sama tetapi bentuknya berbeda.
Contohnya adalah perubahan mineral aragonite (CaCO3 ortorombik) menjadi kalsit
(CaCO3 romhedaral). Contoh lain adalah perubahan dari opal A (SiO2 amorf) menjadi opal
CT yang mengandung kristobalit (SiO2ortorombik). Proses ini biasanya bersamaan dengan
proses rekristalisasi.
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
3
Laboratorium Petrologi 2013
-
Rekristalisasi merupakan poses yang sering dikacaukan denga pengertian proses penggantian
(replacement) dan inverse. Tetapi pada pengerian yang lebih sempit, rekritalisasi merupaka
proses perubahan ukuran dan bentuk Kristal mineral tanpa perubahan yang berarti pada
komposisi kimianya. Oleh sebab itu akibat rekristalisasi, tekstur dan struktur awal mineral
mengalami perubahan total. Proses rekristaliasi dapat terjadi pada semua batuan sedimen,
tetapi proses ini sangat umum pada bauan sedimen nonklastik terutama batuan karbonat
-
Proses pelarutan merupakan proses diagenesis yang penting yang menyebabkan
meningkatnya porositas dan penipisan lapisan batuan sedimen terutama pada batuan yang
mudah larut seperti batuan karbonat dan evaporit. Proses ini dikontrol oleh pH, Eh,
temperature, tekanan parsial CO2, komposisi kimia dan ion strength. Proses pelarutan juga
dikontrol oleh porositas dan permiabilitas awal, mineralogy dan ukuran butir sedimen..
Material yang paling mudah larut dalam batupasir adalah semen kalsit, sehingga efek utama
dari proses pelarutan adalah penghilangan semen. Proses ini diesbut disementasi. Mineral
metastabil pada batupasir seperti feldspar, fragmen batuan dan mineral berat, dapat juga
mengalami pelarutan.
Diagenesa merupakan proses perubahan yang berlangsung pada temperatur rendah di
dalam suatu sedimen, terjadi pada sedimen secara alami, sejak proses pengendapan awal
hingga batas (onset) dimana metamorfisme akan terbentuk.Diagenesa yang terjadi pada
sedimen merupakan suatu fungsi waktu, sehingga dikenal adanya seri-seri atau tahapan
proses diagenesa. Untuk mengindikasikan tahap diagenesa meliputi penguburan awal,
penguburan lanjut, dan tahap akhir yang berupa erosi; dikenal adanya istilah eogenetic,
mesogenetic, dan telogenetic (Choquette dan Pray, 1970 dalam Boggs, 1992) . Sedangkan
proses
diagenesanya
sendiri
adalah
berupaeodiagenesis,
mesodiagenesis,
dan
telodiagenesis (Shmidt and McDonald, 1979 dalam Boggs, 1992)
Eodiagenesis secara umum merupakan diagenesis tahap awal, yang meliputi segala proses
yang terjadi di permukaan atau dekat dengan permukaan dimana sifat kimiawi dari
air interstitial dikontrol terutama oleh lingkungan pengendapan. Pada rezim inilah pengaruh
air pori asli bawaan dari sifat pengendapan mendominasi, serta meliputi pelapukan dan
perkembangan soil. Tahap diagenesa ini terjadi hanya beberapa meter dibawah permukaan
sedimen (untuk sedimen dengan permeabilitas yang rendah) dan hingga ribuan meter (untuk
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
4
Laboratorium Petrologi 2013
sedimen berukuran pasir yang memiliki porositas tinggi). Hal ini sangat bergantung pada
pada susunan geometri dari aquifer, aquitar, patahan synsedimentasi, dan permeabilitas
aquifer.
Mesodiagenesis terjadi selama penguburan sedimen, ketika pengaruh oleh lingkungan
pengendapan hampir tidak ada lagi; hingga tahap paling awal dari metamorfisme derajat
rendah. Tahap Mesodiagenesis ini sering disebut juga sebagai burial diagenesis karena terjadi
selama fase penguburan. Faktor utama yang mempengaruhi diagenesa antara lain berupa
sejarah suhu-waktu, mineral utama dan kemas, transfer massa, geokimia dari air pori, dan
kehadiran fluida yang berhubungan dengan minyak bumi (seperti minyak, gas hidrokarbon,
CO2 dan H2S). Batasan antara eodiagenesis dan Mesodiagenesis dapat ditentukan
berdasarkan kedalaman dan temperatur disamping hubungan antara air pori dengan air
permukaan.
Telodiagenesis terjadi pada batuan yang telah terangkat sehingga menjadi terekspos oleh
aktivitas eksogenik, dan tidak berhubungan dengan lingkungan pengendapan awal. Tahap
diagenesa ini dibedakan dari Mesodiagenesis Telodiagenesis berdasarkan pada hubungannya
dengan pengaliran, salinitas yang rendah, teroksidasi intensif, serta kandungan air yang
memiliki senyawa CO2. Mineral-mineral yang terbentuk pada temperatur dan tekanan tinggi
pada tahap Telodiagenesis cenderung menjadi tidak stabil pada kondisi Telodiagenesis.
Akibat Dari Proses Diagenesis
Proses diagenesis menyebabkan terjadinya variasi tekstur, komposisi mineral, sifat
fisika, dan sifat kimia, batuan sedimen. Perubahan utama akibat proses diagenesis dapat
dikelompokkan menjadi sifat fisiknya, perubahan komposisi mineral, dan perubahan sifat
kimia batuan sedimen. Proses-proses yang terjadi selama diagenesa mampu merubah tekstur
pengendapan dan mineralogi batuan karbonat. Sehingga proses tersebut akan berimplikasi
terhadap geometri pori-pori reservoar karbonat, yang meliputi bentuk, ukuran, dan
konektivitasnya. Seperti halnya proses sementasi akan mengurangi porositas dan
permeabilitas dan pelarutan akan meningkatkan porositas dan permeabilitas reservoar
karbonat.
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
5
Laboratorium Petrologi 2013
a.
Perubahan sifat fisik terjadi selama proses digenesis seperti perubahan pada tekstur. Proses
diagenesis yang menyebabkan perubahan tekstur antara lain bioturbation, kompaksi,
sementasi, dan pelarutan.
b. Perubahan komposisi mineral yang terjadi selama proses diagenesis dihasilkan dari proses
sementasi, auogenik, replacement, inversion, dan solution. Tergantung dari prosesnya,
mineral penyusun sedimen akan hilang atau terbentuknya mineral yang baru. Meskipun
demikian perubahan mineralogy akibat proses diagenesis tidak selalu dapat dikenalii dengan
mudah. Hanya semen pada batuan sedimen yang mudah dikenali karena mengisi pori antar
butiran.
c.
Perubahan komposisi kimia dalam sedimen dapat mengalami penambahan atau hanya
perubahan yang terjadi pada komponen penyusun sedimen itu sendiri. Seperti misalnya
kalsium dan silica bertambah karena proses sementasi selama diagenesis ataukah
penembahan ini disebabkan karena terjadinya pelarutaan mineral karbonat atau silikat
penyusun sedimen itu sendiri. Oleh sebab itu sangat sulit menghitung jumlah perubahan
komposisi sedimen karena dari awal tidak diketahui dengan pasti komposisi awal sedimen
tersebut.
Nama : Peridotit Boy Sule Torry
NIM : 111.110.093
Plug :
6