BAB IV PROVENAN BATUPASIR FORMASI KANTU

BAB IV
PROVENAN BATUPASIR FORMASI KANTU
4.1 Pendahuluan
Kata “provenan” berasal dari bahasa Perancis, “provenir” yang berarti asal
muasal (Pettijohn et al., 1987 dalam Boggs, 1992). Dalam geologi, istilah
provenan berarti tempat asal dari material penyusun suatu batuan. Seiring
perkembangan ilmu geologi, arti provenan meluas menjadi lokasi daerah asal
material penyusun, ukuran atau volumenya, litologi dari batuan asal, kondisi
tektonik daerah asal, hingga iklim dan relief dari daerah asal. Studi provenan
sangat penting dalam pemahaman paleogeografi (Boggs, 1992).
Menurut Boggs (1992) dasar dalam melakukan interpretasi lingkungan
tektonik daerah asal adalah asumsi bahwa detritus mineral dan geokimia
mencerminkan tidak hanya litologi batuan asal, tetapi juga kondisi umum
lempeng tektonik. Kondisi tektonik lempeng terdiri dari dua hal: (1) lingkungan
provenan utama (blok kratonik, sistem busur vulkanik, jalur kolisi) dan (2) jenis
batas antar lempeng (passive or rifted continental margin, active or orogenic
continental margin, transform-fault margin). Setiap kondisi tektonik lempeng
utama menghasilkan susunan batuan asal yang berbeda.
Dickinson dan Suczek (1979), dan Dickinson et al. (1983) menyatakan
bahwa seluruh tektonik provenan dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis: blok
kontinental, busur magmatik, dan orogen terdaurkan. Identifikasi kelompok jenis
tektonik provenan tersebut diperoleh dari perajahan komposisi butir batupasir ke
dalam diagram segitiga Q-F-L, Qm-F-Lt, dan Qp-Lv-Ls (Dickinson dan Suczek,
1979).
4.2 Metoda Penelitian
17 sampel sayatan tipis Batupasir Formasi Kantu dari Lintasan Badau dan
Lintasan Kantu yang berasal dari penelitian lapangan Tim Ketungau PSG (2009)
28
di daerah Nanga Kantu, digunakan untuk interpretasi provenan. Setelah didahului
oleh analisis petrografi, dilakukan perhitungan komposisi butir terhadap seluruh
sampel dengan metode perhitungan butir Gazzi - Dickinson (Ingersoll et al, 1984).
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mikroskop polarisasi dan pointcounting stage. Dalam metode ini, butir / kristal monomineral berukuran > 0,0625
mm diidentifikasi dan dihitung sebagai butiran tersendiri meskipun terdapat dalam
suatu fragmen batuan. Komposisi modal batupasir diperoleh dengan menghitung
butir kuarsa, feldspar, dan fragmen batuan hingga total minimal tiga ratus poin per
sayatan. Komposisi modal yang diperoleh akan diplot ke dalam diagram Q-F-L,
Qm-F-Lt, Qp-Lv-Ls (Dickinson dan Suczek, 1979) dan disertai analisis.
4.3 Analisis Petrografi Batupasir Formasi Kantu
Analisis petrografi untuk studi provenan dilakukan terhadap 17 buah sampel
sayatan tipis Formasi Kantu, yang terdiri dari 6 buah sampel sayatan tipis
batupasir dari Satuan Batupasir, dan 11 buah sampel sayatan tipis batupasir dari
Satuan Batupasir - Batulempung.
Klasifikasi sampel batupasir yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Foto dan analisis petrografi seluruh sampel sayatan tipis terkandung dalam
Lampiran A. Hasil perhitungan komposisi modal detritus seluruh sampel sayatan
tipis terkandung dalam Lampiran B. Dari 17 sampel batupasir, 11 buah sampel
diklasifikasikan sebagai sublitharenite, 4 buah sampel diklasifikasikan sebagai
lithic greywacke, dan 2 buah sampel diklasifikasikan sebagai litharenite
(Pettijohn, 1987 dalam Boggs, 1992).
Batupasir Formasi Kantu bertekstur klastik, dengan komposisi butiran 69 –
84%, matriks 7 – 17%, semen 4 – 7 %, dan porositas 3 – 10%. Komposisi butiran
terdiri dari kuarsa (35 – 50%), feldspar (3 – 6%), mika (4 – 8%), fragmen batuan
(18 – 28%), material opak (1 – 3%), dan pada beberapa sampel mengandung
zirkon, epidot, dan turmalin hingga 1 %, serta detritus karbon (5 - 8%). Ukuran
butir umumnya berkisar antara pasir sangat halus hingga pasir sedang (0,0625 –
29
0,4 mm). Kemas butiran tertutup, umumnya long contact dan concavo-convex
contact di beberapa tempat.
Gambar 4.1 Klasifikasi sampel Batupasir Formasi Kantu dari Satuan Batupasir
(simbol hijau) dan Satuan Batupasir – Batulempung (simbol merah) berdasarkan
diagram klasifikasi batupasir Pettijohn (1987 dalam Nichols, 2009).
Kuarsa pada sampel batupasir terdiri atas kuarsa monokristalin (83 – 96%
dari total kuarsa) dan kuarsa polikristalin (4 – 17% dari total kuarsa). Butiran
kuarsa monokristalin hampir seluruhnya memiliki pemadaman bergelombang,
yang mengindikasikan bahwa kuarsa telah mengalami deformasi (Foto 4.1).
Terdapat inklusi mineral pada beberapa butir kuarsa. Kuarsa polikristalin yang ada
umumnya terdiri dari lebih dari 3 kristal kuarsa berukuran < 0,0625mm (Foto
4.2). Batas antar kristal di dalam kuarsa polikristalin berupa sutured contact.
30
Foto 4.1 Kuarsa monokristalin
umumnya memiliki pemadaman
bergelombang,
yang
2
butir
a
diantaranya tampak jelas pada foto
(ditunjukkan huruf a dan b).
(Sampel LS 105 I ; XPL).
b
Foto
4.2
Kuarsa
polikristalin
(ditunjukkan huruf a) umumnya
memiliki lebih dari 3 butir kristal
kuarsa berukuran < 0,0625mm,
dengan batas antar kristal sutured.
a
(Sampel LS 19 B ;XPL).
Kehadiran feldspar sebagian besar diwakili oleh K-Feldspar (Foto 4.3), dan
hanya sedikit plagioklas yang menunjukkan kembar polisintetik. K-feldspar
umumnya telah mengalami alterasi oleh serisit.
Mika pada sampel batupasir sebagian besar hadir berupa muskovit, dan
hanya sedikit kehadiran biotit. Muskovit berbentuk lembaran, memiliki bias
rangkap tinggi, dan pada beberapa tempat terlihat terbengkokkan akibat tertekan
oleh butiran lain (Foto 4.4). Hal ini menunjukkan bahwa batupasir Formasi Kantu
telah mengalami kompaksi.
31
Foto
4.3
K-feldspar
(ditunjukkan oleh elips kuning)
umumnya
telah
mengalami
alterasi oleh serisit.
(Sampel LS 105 I ; XPL).
Foto 4.4
Kehadiran
muskovit
(ditunjukkan oleh elips kuning)
pada yang tertekan oleh butiran
lain,
mengindikasikan
proses
kompaksi pada butiran.
(Sampel LS 20 ; XPL).
Fragmen batuan yang hadir pada sampel batupasir Formasi Kantu terdiri
dari fragmen batuan sedimen (77 – 92% dari total fragmen batuan) (Foto 4.5),
fragmen batuan metamorf (Foto 4.6) (1 - 11% dari total fragmen batuan), dan
fragmen batuan beku (1 – 5% dari total fragmen batuan). Fragmen batuan sedimen
yang hadir didominasi fragmen batulempung, serpih, dan sedikit rijang.
32
Foto 4.5 Fragmen batuan sedimen
(ditunjukkan oleh huruf a) hadir
mendominasi
populasi
fragmen
batuan (77-92%).
a
(Sampel LS 20 ; XPL).
.
Foto 4.6 Fragmen batuan metamorf
/ metasedimen (butir besar pada
bagian tengah foto) hadir sebesar
1-11%
dari
populasi
fragmen
batuan.
(Sampel LS 105 I ; XPL).
Pada beberapa sayatan terdapat kehadiran mineral berat seperti zirkon,
epidot, dan turmalin. Kehadiran mineral tersebut muncul sebagai inklusi pada
butir kuarsa monokristalin pada beberapa tempat (Foto 4.7 dan Foto 4.8).
Matriks pada batupasir Formasi Kantu hadir berupa material lempung yang
telah mengalami rekristalisasi. Semen pada batupasir Formasi Kantu hadir berupa
mineral lempung autigenik, yaitu serisit berbentuk serabut dengan bias rangkap
yang tinggi, silika autigenik, dan oksida besi pada beberapa tempat.
Kompaksi dan sementasi yang berlangsung selama diagenesa telah
mengurangi porositas primer batupasir Formasi Kantu secara signifikan. Secara
umum, batupasir Formasi Kantu mengandung 3 – 10% porositas sekunder yang
terbentuk sebagai hasil pelarutan feldspar.
33
Foto 4.7 Kehadiran zirkon sebagai
mineral inklusi (ditunjukkan oleh
lingkaran kuning) pada butir kuarsa
monokristalin.
(Sampel LS 20 ; XPL).
Foto
4.8
epidot
Kehadiran
sebagai
(ditunjukkan
kuning)
pada
beberapa
mineral
oleh
butir
inklusi
lingkaran
kuarsa
monokristalin.
(Sampel LS 13 A ; XPL).
4.4 Analisis Komposisi Modal Batupasir Formasi Kantu
Komposisi butir yang dianalisis terdiri dari kuarsa, feldspar, dan fragmen
batuan. Penjelasan parameter butir untuk perajahan kedalam diagram segitiga
provenan Q-F-L, Qm-F-Lt, dan Qp-Lv-Ls diuraikan dalam Tabel 4.1. Hasil
perhitungan komposisi modal detritus diperlihatkan pada Lampiran B dan nilai
persentase komponen untuk diagram segitiga provenan Q-F-L, Qm-F-Lt, dan QpLv-Ls terkandung dalam Lampiran C. Hasil perajahan komposisi butir kedalam
diagram segitiga provenan Q-F-L, Qm-F-Lt, dan Qp-Lv-Ls diperlihatkan pada
Gambar 4.2 - 4.4.
34
Tabel 4.1 Definisi Parameter Butir (Dickinson dan Suczek, 1979)
Diagram Q-F-L
Q = Qm + Qp, dengan:
Q = total butir kuarsa
Qm = kuarsa monokristalin
Qp = kuarsa polikristalin + rijang
F = P + K, dengan:
F = total butir feldspar
P = plagioklas
K = K-feldspar
L = Ls + Lv, dengan:
L = total fragmen batuan tidak stabil
Ls = total fragmen batuan sedimen dan metasedimen
Lv = total fragmen batuan vulkanik dan metavulkanik
Diagram Qm-F-Lt
Qm = kuarsa monokristalin
F = total butir feldspar
Lt = L + Qp
Diagram Qp-Lv-Ls
Qp = kuarsa polikristalin
Lv = total fragmen batuan vulkanik dan metavulkanik
Ls = total fragmen batuan sedimen dan metasedimen
35
Gambar 4.2 Hasil perajahan diagram segitiga Q-F-L (Dickinson et al., 1983).
Simbol berwarna hijau mewakili sampel dari Satuan Batupasir dan simbol
berwarna merah mewakili sampel Satuan Batupasir – Batulempung.
Perajahan komposisi modal Batupasir Formasi Kantu ke dalam segitiga QF-L (Gambar 4.2) memperlihatkan bahwa persentase kandungan kuarsa dalam
batupasir yang berasal dari Satuan Batupasir (6 sampel) cenderung lebih tinggi
dibandingkan persentase kandungan kuarsa dalam batupasir yang berasal dari
Satuan Batupasir - Batulempung (11 sampel). Seluruh hasil perajahan sampel
menunjukkan bahwa sumber provenan adalah sebuah daerah orogen terdaurkan
(recycled orogen).
36
Gambar 4.3 Hasil perajahan diagram segitiga Qm-F-Lt (Dickinson et al., 1983).
Simbol berwarna hijau mewakili sampel dari Satuan Batupasir dan simbol
berwarna merah mewakili sampel Satuan Batupasir – Batulempung.
Perajahan komposisi modal Batupasir Formasi Kantu ke dalam segitiga QmF-Lt (Gambar 4.3) menunjukkan bahwa persentase kandungan
kuarsa
monokristalin dalam batupasir yang berasal dari Satuan Batupasir cenderung lebih
tinggi dibandingkan batupasir Satuan Batupasir-Batulempung. Seluruh hasil
perajahan sampel menunjukkan bahwa sumber provenan batupasir Formasi Kantu
adalah sebuah daerah kaya kuarsa yang terdaurkan (quartzose recycled).
37
Gambar 4.4 Hasil perajahan diagram segitiga Qp-Lv-Ls (Dickinson dan Suczek,
1979). Simbol berwarna hijau mewakili sampel dari Satuan Batupasir dan simbol
berwarna merah mewakili sampel Satuan Batupasir – Batulempung.
Hasil perajahan komposisi modal Batupasir Formasi Kantu ke dalam
segitiga Qp-Lv-Ls diperlihatkan pada Gambar 4.4. Seluruh hasil perajahan
menunjukkan bahwa sumber provenan batupasir Formasi Kantu merupakan
sebuah daerah orogen kolisi (collision orogen sources).
4.5 Analisis Provenan
Hasil perajahan komposisi modal batupasir yang dijabarkan pada sub-bab
4.4 mengindikasikan bahwa Batupasir Formasi Kantu berasal dari sebuah
lingkungan orogen kolisi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah provenan
Batupasir Formasi Kantu merupakan daerah yang memiliki kandungan kuarsa
38
cukup tinggi dan juga mengandung sumber fragmen batuan sedimen, fragmen
batuan metamorf, dan sedikit fragmen batuan beku. Batulempung dan serpih
cenderung tidak resistan terhadap transportasi yang jauh. Oleh karena itu
kehadiran batulempung dan serpih sebagai fragmen batuan sedimen Batupasir
Formasi Kantu mengindikasikan bahwa daerah sumber provenan berada tidak
terlalu jauh dari daerah penelitian.
Kompleks orogen kolisi yang terdekat dengan daerah penelitian adalah
Kompleks Orogen Sarawak (didefinisikan oleh Hutchison, 1995 dalam Banda,
1998) yang di dalamnya terdapat Kompleks Kapuas (di Sarawak dikenal sebagai
Bancuh Lubok Antu) dan cekungan turbidit Kelompok Rajang. Kompleks Kapuas
(Jura – Kapur Awal) mengandung fragmen native berupa batulempung, serpih,
dan batupasir dan fragmen eksotik berupa serpentinit, gabro, basalt, rijang,
batugamping, beserta batuan metamorf yang ekivalen (hasil metamorfosa
fragmen-fragmen yang ada) (Honza et al., 2000). Kelompok Rajang terdiri dari
Formasi Lupar dan Formasi Belaga (Honza et al., 2000). Formasi Lupar (Kapur
Awal – Kapur Akhir) adalah sekuen turbidit dengan litologi batupasir greywacke,
serpih, batulempung, dan batusabak. Pada Formasi Lupar terdapat Kompleks
Mafik Pakong, yaitu kompleks ofiolit dengan kandungan utama gabro dan basalt
bantal (Hutchison, 1996). Formasi Belaga (Kapur Akhir – Eosen Tengah) terdiri
dari Anggota Layar, Kapit, Pelagus, Metah, dan Bawang dengan litologi
batusabak, filit, batupasir (Honza et al., 2000). Tan (1979) mendefinisikan
batupasir Formasi Lupar dan Belaga sebagai batupasir lithic greywacke dan
subgreywacke yang kaya akan kuarsa, memiliki banyak fragmen batuan metamorf
dan rijang, sedikit feldspar, dan sangat sedikit fragmen batuan volkanik. Dilihat
dari litologinya, Kompleks Kapuas dan Kelompok Rajang memiliki semua jenis
butir dan fragmen yang terdapat dalam Batupasir Formasi Kantu.
Berdasarkan alasan – alasan di atas, dapat disimpulkan bahwa sumber
provenan utama Batupasir Formasi Kantu diperkirakan adalah Kompleks Kapuas
dan Kelompok Rajang, yang terletak di sebelah utara daerah penelitan (Gambar
4.5).
39
Interpretasi Kelompok Rajang sebagai sumber provenan Batupasir Formasi
Kantu diperkuat oleh hasil penelitian arah arus purba oleh Heryanto et al. (1993)
yang berkesimpulan endapan di Cekungan Ketungau berasal dari arah utara –
timur laut.
Gambar 4.5 Arah pengendapan utama (anak panah) daerah penelitian (kotak
merah) berasal dari Kelompok Rajang dan Kompleks Kapuas. (Peta geologi
Kalimantan diambil dari Hall dan Nichols, 2002).
Nilai rasio persentase kandungan Q : L dan Qm : Lt pada Satuan Batupasir
lebih besar dibandingkan dengan Satuan Batupasir – Batulempung (Gambar 4.2
dan 4.3). Hal tersebut diperkirakan disebabkan oleh suplai fragmen litik sedimen
yang diterima oleh Satuan Batupasir – Batulempung lebih tinggi, akibat
Kelompok Rajang yang sudah mengalami pengangkatan lebih tinggi dan erosi
yang lebih intensif dibandingkan waktu sebelumnya saat Satuan Batupasir
diendapkan, sehingga menurunkan nilai rasio persentase kandungan Q : L dan Qm
: Lt pada Satuan Batupasir – Batulempung.
40
Akibat kolisi yang terjadi sejak Kapur Akhir, Kelompok Rajang tertekan,
terdeformasi, dan terangkat di antara Blok Luconia (fragmen kontinen Sarawak,
kerak kontinen Laut Cina Selatan, dan Indochina) dan zona Pegunungan
Schwarner (Banda, 1998) (Gambar 4.6). Pertistiwa orogen tersebut dikenal
sebagai Orogen Sarawak (Hutchison, 1995 dalam Banda, 1998). Kelompok
Rajang dan Kompleks Kapuas yang menjadi tinggian pada Eosen Tengah - Eosen
Akhir diperkirakan menjadi sumber provenan utama Batupasir Formasi Kantu di
Cekungan Ketungau.
Gambar 4.6 Penampang diagramatik Pegunungan Schwarner – Blok Luconia
(tanpa skala) pada Eosen Akhir yang menunjukkan arah pengendapan utama
(anak panah) Batupasir Formasi Kantu (bagian dari cekungan tanah muka) yang
berasal dari Kompleks Kapuas (Bancuh Lubok Antu) dan Kelompok Rajang yang
terangkat.
41