Ringkasan Cekungan Sedimen based on Sam Boggs Jr. Vol 6

Compiled by: Fery Andika Cahyo

Peta Paleogeologi

Peta paleogeologi adalah peta yang mempertunjukkan informasi geologi suatu area baik di bawah atau di atas suatu unit stratigrafi yang telah ditentukan. Bayangkan, sebagai contoh, jika kita dapat menghilangkan batuan yang menyusun suatu formasi(dan seluruh tubuh batuan yang ada di atas formasi tersebut) untuk dapat melihat keberadaan unit batuan di bawahnya, yang merupakan batuan dimana formasi itu dulunya diendapkan. Kita kemudian dapat melakukan konstruksi peta geologi terhadap batuan ini. peta semacam ini disebut sebagai peta subcrop (Krumblein dan Sloss, 1963). Dengan logika yang sama, batuan yang ada di atas formasi juga dapat dipetakan. Peta jenis ini, dilihat seolah-olah dari arah bawah, disebut sebagai peta sudut pandang mata cacing atau peta supercrop. Peta subcrop dan supercrop pada umumnya dikonstruksikan pada suatu bidang ketidakselarasan, kendati demikian, keduanya dapat dikonstruksi pada setiap unit batuan yang berbeda, entah didapati kehadiran ketidakselarasan atau tidak. Tujuan utama dari pembuatan peta yang telah dibahas adalah untuk mengilustrasikan pola pengaliran di masa lampau, pola pengisian cekungan, perubahan garis pantai, atau penimbunan bertahap dari topografi erosional yang telah hadir sebelumnya(Miall, 2000, hal, 250). Untuk membuat peta paleogeologi perlu dilakukan suatu identifikasi terhadap unit stratigrafi yang melampar tepat di bawah(atau di atas) suatu formasi yang telah ditentukan atau unit stratigrafi lain pada beberapa titik kontrol. Data-data seperti itu dikumpulkan dari data singkapan permukaan atau dari data sumur bawah permukaan.

Peta Litofasies

Peta fasies menunjukkan variasi litologi dan karakteristik biologis dari suatu unit stratigrafi. Jenis yang paling umum dari peta fasies adalah peta litofasies, yang menunjukkan beberapa aspek komposisi atau tekstur batuan. Peta yang didasarkan pada karakteristik faunal disebut sebagai peta biofaunal. Banyak jenis peta litofasies yang digunakan. Beberapa berupa hasil plot dari rasio unti litologi spesifik(contohnya, rasio komponen silisiklastik terhadap non-silisiklastik) atau berupa peta isopach unit tertentu(contohnya, peta isopach batupasir, peta isopach batugamping, dll). Jenis yang lain menitik beratkan pada perbandingan relatif dari distribusi tiga jenis utama litologi(contohnya batupasir, batuserpih, dan batugamping). Dua jenis peta litofasies akan didiskusikan pada tulisan ini untuk mengilustrasikan metode yang digunakan: peta rasio klastik dan peta litofasies tiga komponen batuan. Contoh tambahan diberikan oleh Krumbein dan Sloss(1963) dan Miall (2000).

Peta rasio klastik adalah peta yang menunjukkan kontur dengan nilai rasio klastik yang sama, yang didefinisikan sebagai rasio kumulatif total ketebalan endapan silisiklastik dibandingkan dengan ketabalan endapan nonsilisiklastik, sebagai contoh:

Nilai-nilai yang ada akan dikomputasikan pada beberapa titik kontrol, dari data singkapan permukaan atau data sumur bawah permukaan, dan kemudian akan diplotkan pada peta. Peta ini kemudian akan dikonturkan dengan cara yang sama dengan pembuatan peta isopach. Contohnya dapat dilihat pada gambar 16.20. Peta rasio klastik berguna untuk menunjukkan hubungan antara unit litologi di sepanjang batas cekungan di mana baik batuan silisiklastik dan nonsilisiklastik diendapkan. Peta ini juga dapat memberikan informasi, kendati sifatnya masih terbatas, mengenai lokasi sumber endapan sedimen.

Peta liofasies tiga komponen(segitiga) menunjukkan pola dari perbandingan relatif, di dalam suatu formasi atau unit stratigrafi, dari tiga komponen dasar litofasies. Gambar 16.21 menunjukkan peta yang didasarkan dari ketebalan relatif dari batupasir, batuserpih, dan batugamping. Diagram ternary, yang disebut sebagai diagram standar(inset pada gambar 16.21), digambar menggunakan tiga komponen litofasies sebagai patokan. Segitiga ini dibagi menjadi beberapa area, masing-masing diindikasikan dengan pola atau warna tertentu. Ketebalan dari tiap komponen ini diukur pada beberapa titik kontrol dari data singkapan permukaan atau data sumur bawah permukaan. Nilai relatif(dinormalisasikan pada angka 100 persen jika diperlukan) pada tiap titik kontrol diplot pada diagram ternary. Rasio klastik dan rasio pasir-serpih pada tiap titik data dihitung dan digunakan untuk menggambar garis kontur dari rasio klastik(RK) dan rasio pasir/serpih (RPS) pada peta. Garis kontur ini mengijinkan peta yang dibuat untuk dibagi-bagi menjadi pola-pola tertentu yang berkorespodensi dengan pola standar segitiga. Pada contoh di bawah, perubahan fasies secara progresif dari dominan material klastik di bagian barat laut dari peta menjadi suatu sayatan yang didominasi oleh batugamping pada bagian selatan adalah sautu bukti yang signifikan.

Gambar 16.20 Contoh dari peta rasio klastik(perbandingan klastik dengan nonklastik). Peningkatan secara progresif rasio klastik dari tenggara ke arah barat laut di sepanjang peta mengindikasikan peningkatan progresif persentase komponen silisiklastik ke arah barat laut, sehingga bisa diasumsikan bahwa sumber material sedimen yang mengisi cekungan ini berasal dari arah barat laut. Garis panah kecil pada peta menunjukkan beberapa kemungkinan arah transportasi sedimen.

Gambar 16.21 Peta segitiga litofasies dari Grup Trinity berumur Zaman Kapur, Amerikat Serikat Selatan, Perhatikan bahwa sayatan stratigrafi berubah dari didominasi material silisiklastik di bagian barat laut menjadi didominasi batugamping di bagian selatan. Tidak semua litofasies ditunjukkan pada segitiga litofasies(contohnya serpih) sebenarnya hadir pada area yang dipetakan. (Digambar ulang dari Krumbein dan Sloss, 1963, gambar 12.11, gambar. 464, dimodifikasi Forgotson, 1960.)

Derajat pencampuran tiga komponen batuan pada sayatan stratigrafi dapat dihitung secara matematis dengan mengaplikasikan fungsi entropi. Fungsi atau rumus yang diaplikasikan akan diset pada keadaan dimana jumlah yang sama(sebagai contoh) dari batupasir, batuserpih, dan batugamping memiliki nilai entropi 100. Seiring dengan bertambahnya nilai proporsi dari salah satu komponen, maka nilai entropi menjadi lebih kecil, mendekati nol saat komposisi yang dijumpai mendekati hanya satu jenis komponen. Pete entropi dapat disiapkan dari data-data ini menggunakan overlay dari fungsi entropi pada segitiga litofasies(Krumbein dan Sloss, 1963, hal. 467; Forgotson, 1960).

Jika terdapat lebih dari tiga litofasies hadir dalam suatu penampang stratigrafi, litofasies tambahan yang hadir harus dihilangkan(dan sisa tiga litofasies lainnya akan dinormalisasikan menjadi 100 persen) atau dikombinasikan dengan litofasies lainnya untuk menghasilkan suatu total dari tiga litofasies tersebut. sebagai contoh, jika fasies konglomerat hadir, maka ia dapat digabungkan dengan fasies batupasir, atau saat batuan evaporit muncul, ia dapat dikombinasikan dengan fasies batugamping. Peta tiga komponen litofasies menyediakan objek visualisasi yang memadai untuk menunjukkan signifikansi relatif dari kehadiran tiap litofasies di keseluruhan area geografik. Seperti peta rasio klastik, kendati demikian, ia masih hanya menyediakan panduan kasar untuk penentuan lingkungan pengendapan dan lokasi sumber material sedimen.

Peta Hasil Proses Komputasi

Keseluruhan peta yang telah didiskusikan di atas dapat dibuat menggunakan tangan, dan geologist telah melakukan metode demikian selama bertahun-tahun, kendati demikian, peta seperti yang dimaksud telah dikonstruksi pada masa ini menggunakan komputer. Aplikasi komputer telah sangat familiar dalam industri perminyakan, dimana analisis cekungan telah menjadi prosedur yang umum. Komputer dapat mengolah data dengan kuantitas yang sangat besar, seperti data stratigrafi dan struktural yang didapatkan dari data sumur, dan penggunaan komputer mengijinkan modifikasi analisis data sehingga metode statistik dapat diterapkan secara lebih baik. Peta dasar yang sesuai dapat disimpan dalam komputer dan lokasi singkapan permukaan beserta data sumur bawah permukaan juga dapat diplot dengan mudah di peta dasar ini. Data yang dipilih(contohnya ketebalan unit litologi, elevasi struktural, dll) dapat diambil sesuai keperluan dan ditambahkan ke dalam peta dasar, yang kemudian dapat dikonturkan menggunakan komputer dengan menggunakan perangkat lunak sesuai kebutuhan dan mesin pencetak khusus untuk penggambaran peta. Oleh karena itu, tiap peta yang telah disebutkan sebelumnya dapat dihasilkan menggunakan komputer, demikian halnya dengan jenis-jenis peta lainnya sepeti peta tren permukaan. Analisis tren permukaan dapat memberikan pemilahan data peta menjadi dua komponen: tren regional dan fluktuasi lokal. Tren regional secara matematis dapat diturunkan oleh komputer, meninggalkan data residual, yang berhubungan dengan fenomenan variasi lokal. Sebagai contoh, tren struktur regional dapat dihasilkan dari peta kontur struktur untuk dapat menunjukkan secara lebih jelas sifat anomali struktur lokal. Peta yang dihasilkan oleh komputer pada dasarnya tidak selalu lebih detil dibandingkan dengan peta yang dibuat dengan tangan. Kelebihan yang dimilikanya hanyalah kemampuan untuk mengolah data yang besar dengan kecepatan yang signifikan.

Analisis Arus Purba dan Peta Arus Purba

Analisis arus purba adalah suatu teknik yang digunakan untuk menentukan arah aliran dari arus purba yang mentransportasikan sedimen ke dalam dan menuju cekungan pengendapan, yang merefleksikan kemiringan lereng purba lokal atau regional. Sebagai tambahan, analisis arus purba juga dapat mengungkapkan arah sumber material sedimen berada. Lebih jauh, metode ini akan membantu proses pemahaman geometri dan tren unit litologi dan membantu juga dalam proses intrepertasi lingkungan pengendapan. Analisis arus purba dapat dilakukan dengan melakukan pengukuran terhadap orientasi dari fitur struktur sedimen yang memberikan indikasi pola arus purba( contohnya flute cast, ripple marks, cross beds, dll) atau sumbu terpanjang dari orientasi kerakal. Beberapa pengukuran harus dilakukan pada unit stratigrafi yang telah ditentukan untuk mendapatkan data statistik arah arus purba yang dapat diandalkan. Tren dari ukuran butir, karakteristik litologis, dan ketebalan sedimen juga dapat memiliki signifikansi penunjuk arah saat dipetakan, seperti yang sudah didiskusikan sebelumnya. Contoh dari peta arus purba, dikonstruksikan dari data orentasi struktur sedimen cross bedding, ditunjukkan pada gambar 16.22. Perhatikan bahwa data rata-rata aliran arus purba yang diindikasikan oleh peta ini memiliki arah dari barat laut menuju tenggara.

Gambar 16.22 Contoh dari kegunaan data arus purba untuk menentukan lokasi sumber material sedimen, bongkah Brandywine Maryland. Kontur menunjukkan ukuran butir modal(dalam mm). (Diambil dari Potter, P. E., dan F. J. Pettijohn, 1977, Paleocurrent and Basin Analysis, Gambar 8.9, hal 282)

Studi Petrofasies Silisiklastik(Provenans)

Komposisi dari sedimen silisiklastik yang mengisi suatu cekungan ditentukan secara garis besar oleh litologi dari batuan sumber yang terombakkan dan kemudian terendapkan di dalam cekungan, dan juga oleh faktor iklim dan kondisi pelapukan dari area sumber. Oleh karena itu, analisis komponen partikel dari susunan mineral silisiklastik(dan fragmen batuan) menyediakan metode bekerja perunutan ke belakang untuk memahami sifat dari area sumber sedimen berasal. Studi semacam ini diklasifikasikan sebagai studi provenans, dimana provenas dianggap meliputi antara lain: (1) litologi dari batuan sumber, (2) tatanan tektonik dari area sumber, dan (3) iklim, relief, dan kemiringan lereng dari area sumber. Studi provenans memberikan informasi penting mengenai paleoklimatologi, dan paleogeografi dari tatanan cekungan.

Litologi dari batuan sumber diintrepertasikan dengan data dasar berupa jenis mineral dan fragmen batuan yang hadir pada batuan sedimen silisiklastik, terutama batupasir dan konglomerat. Sebagai contoh, kehadiran yang signifikan dari mineral akali feldspar mengindikasikan batuan sumber berupa granit, melimpahnya fragmen batuan vulkanik mengindikasikan batuan sumber berupa batuan vulkanik, dan seterusnya. Mineralogi silisiklastik juga menyediakan informasi mengenai tatanan tektonik(blok kontinental, busur magmatik, dan collision orrogen), sedimen yang berasal dari blok kontinental memiliki kecendrungan kaya akan kuarsa dan alkali feldspar, sedimen yang berasal dari busur magmatik didominasi oleh fragmen batuan vulkanik dan plagioklas feldspar, sedangkan batuan sedimen yang berasal dari tinggian di sepanjang collision orrogen pada umumnya kaya akan fragmen batuan meta sedimen dan sedimen. Iklim, relief, dan kemiringan lereng dari area sumber secara umum lebih sulit untuk diintrepertasi dari susunan mineral silisiklastik, namun beberapa petunjuk disediakan oleh rasio kuarsa/feldspar dan tingkat pelapukan feldspar.

Boggs, Jr. S.(2006): Principal of Sedimentology and Stratigraphy 4^th edition, Hal 572-576, Pearson Education, inc., Upper Saddle River New Jersey.