Batuan

BATUAN

Batuan adalah merupakan kumpulan atau agregasi dari mineral yang sejenis atau tidak sejenis yang merupakan penyusun tubuh bumi. Batuan dalam pengertian geologi tidak selalu berupa masa yang padat, tetapi pasir lepas, tanah lempeng dan tanah liat.

Batuan di klasifikasikan menjadi 3, yaitu:

A.Batuan beku

B.Batuan sedimen

C.Batuan metamorf

A.    BATUAN BEKU

Batuan beku adalah batuan yang berasal dari pembekuan magma. Bila membeku di bawah permukaan bumi, terbentuklah batuan yang dinamakan batuan beku dalam atau disebut juga batuan beku intrusive (sering juga dikatakan sebagai batuan beku plutonik). Sedangkan, bila magma dapat mencapai permukaan bumi kemudian membeku, terbentuklah batuan beku luar atau batuan beku ekstrusif.

Ø  Batuan beku dalam

Magma yang membeku di bawah permukaan bumi, pendinginannya sangat lambat (dapat mencapai jutaan tahun), memungkinkan tumbuhnya kristal-kristal yang besar dan sempurna bentuknya, menjadi tubuh batuan beku intrusive. Tubuh batuan beku dalam mempunyai bentuk dan ukuran yang beragam, tergantung pada kondisi magma dan batuan di sekitarnya. Magma dapat menyusup pada batuan di sekitarnya atau menerobos melalui rekahan-rekahan pada batuan di sekelilingnya.

            Bentuk-bentuk batuan beku yang memotong struktur batuan di sekitarnya disebut diskordan, termasuk di dalamnya adalah
1. batholit
2. stok
3. dyke
4. jenjang vulkanik
            Bentuk-bentuk yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya disebut konkordan diantaranya adalah
1. sill
2. lakolit
3. Lopolit

Ø  Batuan beku luar

Magma yang mencapai permukaan bumi, keluar melalui rekahan atau lubang kepundan gunung api sebagai erupsi, mendingin dengan cepat dan membeku menjadi batuan ekstrusif. Keluarnya magma di permukaan bumi melalui rekahan disebut sebagai fissure eruption. Pada umumnya magma basaltis yang viskositasnya rendah dapat mengalir di sekitar rekahannya, menjadi hamparan lava basalt yang disebut plateau basalt. Erupsi yang keluar melalui lubang kepundan gunung api dinamakan erupsi sentral. Magma dapat mengalir melaui lereng, sebagai aliran lava atau ikut tersembur ke atas bersama gas-gas sebagai piroklastik. Lava terdapat dalam berbagai bentuk dan jenis tergantung apda komposisi magmanya dan tempat terbentuknya.

Klasifikasi Batuan Beku

1. Tekstur

Tekstur didefinisikan sebagai keadaan atau hubungan yang erat antar mineral-mineral sebagai bagian dari batuan dan antara mineral-mineral dengan massa gelas yang membentuk massa dasar dari batuan.

Tekstur pada batuan beku umumnya ditentukan oleh tiga hal yang penting, yaitu:

A. Kristalinitas

Kristalinitas adalah derajat kristalisasi dari suatu batuan beku pada waktu terbentuknya batuan tersebut. Kristalinitas dalam fungsinya digunakan untuk menunjukkan berapa banyak yang berbentuk kristal dan yang tidak berbentuk kristal, selain itu juga dapat mencerminkan kecepatan pembekuan magma. Apabila magma dalam pembekuannya berlangsung lambat maka kristalnya kasar. Sedangkan jika pembekuannya berlangsung cepat maka kristalnya akan halus, akan tetapi jika pendinginannya berlangsung dengan cepat sekali maka kristalnya berbentuk amorf.

Dalam pembentukannnya dikenal tiga kelas derajat kristalisasi, yaitu:

• Holokristalin, yaitu batuan beku dimana semuanya tersusun oleh kristal. Tekstur holokristalin adalah karakteristik batuan plutonik, yaitu mikrokristalin yang telah membeku di dekat permukaan.

• Hipokristalin, yaitu apabila sebagian batuan terdiri dari massa gelas dan sebagian lagi terdiri dari massa kristal.

• Holohialin, yaitu batuan beku yang semuanya tersusun dari massa gelas. Tekstur holohialin banyak terbentuk sebagai lava (obsidian), dike dan sill, atau sebagai fasies yang lebih kecil dari tubuh batuan.

B. Granularitas

Granularitas didefinisikan sebagai besar butir (ukuran) pada batuan beku. Pada umumnya dikenal dua kelompok tekstur ukuran butir, yaitu:

1. Fanerik/fanerokristalin, Besar kristal-kristal dari golongan ini dapat dibedakan satu sama lain secara megaskopis dengan mata biasa. Kristal-kristal jenis fanerik ini dapat dibedakan menjadi:

- Halus (fine), apabila ukuran diameter butir kurang dari 1 mm.

- Sedang (medium), apabila ukuran diameter butir antara 1 - 5 mm.

- Kasar (coarse), apabila ukuran diameter butir antara 5 - 30 mm.

- Sangat kasar (very coarse), apabila ukuran diameter butir lebih dari 30 mm.

2. Afanitik, Besar kristal-kristal dari golongan ini tidak dapat dibedakan dengan mata biasa sehingga diperlukan bantuan mikroskop. Batuan dengan tekstur afanitik dapat tersusun oleh kristal, gelas atau keduanya. Dalam analisa mikroskopis dapat dibedakan:

- Mikrokristalin, apabila mineral-mineral pada batuan beku bisa diamati dengan bantuan mikroskop dengan ukuran butiran sekitar 0,1 - 0,01 mm.

- Kriptokristalin, apabila mineral-mineral dalam batuan beku terlalu kecil untuk diamati meskipun dengan bantuan mikroskop. Ukuran butiran berkisar antara 0,01 - 0,002 mm.

- Amorf/glassy/hyaline, apabila batuan beku tersusun oleh gelas.

C. Bentuk Kristal

Bentuk kristal adalah sifat dari suatu kristal dalam batuan, jadi bukan sifat batuan secara keseluruhan. Ditinjau dari pandangan dua dimensi dikenal tiga bentuk kristal, yaitu:

- Euhedral, apabila batas dari mineral adalah bentuk asli dari bidang kristal.

- Subhedral, apabila sebagian dari batas kristalnya sudah tidak terlihat lagi.

- Anhedral, apabila mineral sudah tidak mempunyai bidang kristal asli.

- Ditinjau dari pandangan tiga dimensi, dikenal empat bentuk kristal, yaitu:

- Equidimensional, apabila bentuk kristal ketiga dimensinya sama panjang.

- Tabular, apabila bentuk kristal dua dimensi lebih panjang dari satu dimensi yang lain.

- Prismitik, apabila bentuk kristal satu dimensi lebih panjang dari dua dimensi yang lain.

- Irregular, apabila bentuk kristal tidak teratur.

D. Hubungan Antar Kristal

Hubungan antar kristal atau disebut juga relasi didefinisikan sebagai hubungan antara kristal/mineral yang satu dengan yang lain dalam suatu batuan. Secara garis besar, relasi dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

- Equigranular, yaitu apabila secara relatif ukuran kristalnya yang membentuk batuan berukuran sama besar. Berdasarkan keidealan kristal-kristalnya, maka equigranular dibagi menjadi tiga, yaitu:

- Panidiomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang euhedral.

- Hipidiomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang subhedral.

- Allotriomorfik granular, yaitu apabila sebagian besar mineral-mineralnya terdiri dari mineral-mineral yang anhedral.

- Inequigranular, yaitu apabila ukuran butir kristalnya sebagai pembentuk batuan tidak sama besar. Mineral yang besar disebut fenokris dan yang lain disebut massa dasar atau matrik yang bisa berupa mineral atau gelas.

2. Struktur

Struktur adalah kenampakan batuan secara makro yang meliputi kedudukan lapisan yang jelas/umum dari lapisan batuan. Struktur batuan beku sebagian besar hanya dapat dilihat dilapangan saja, misalnya:

• Pillow lava atau lava bantal, yaitu struktur paling khas dari batuan vulkanik bawah laut, membentuk struktur seperti bantal.

• Joint struktur, merupakan struktur yang ditandai adanya kekar-kekar yang tersusun secara teratur tegak lurus arah aliran. Sedangkan struktur yang dapat dilihat pada contoh-contoh batuan (hand speciment sample), yaitu:

• Masif, yaitu apabila tidak menunjukkan adanya sifat aliran, jejak gas (tidak menunjukkan adanya lubang-lubang) dan tidak menunjukkan adanya fragmen lain yang tertanam dalam tubuh batuan beku.

• Vesikuler, yaitu struktur yang berlubang-lubang yang disebabkan oleh keluarnya gas pada waktu pembekuan magma. Lubang-lubang tersebut menunjukkan arah yang teratur.

• Skoria, yaitu struktur yang sama dengan struktur vesikuler tetapi lubang-lubangnya besar dan menunjukkan arah yang tidak teratur.

• Amigdaloidal, yaitu struktur dimana lubang-lubang gas telah terisi oleh mineral-mineral sekunder, biasanya mineral silikat atau karbonat.

• Xenolitis, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya fragmen/pecahan batuan lain yang masuk dalam batuan yang mengintrusi.

• Pada umumnya batuan beku tanpa struktur (masif), sedangkan struktur-struktur yang ada pada batuan beku dibentuk oleh kekar (joint) atau rekahan (fracture) dan pembekuan magma, misalnya: columnar joint (kekar tiang), dan sheeting joint (kekar berlembar).

3. Komposisi Mineral

Untuk menentukan komposisi mineral pada batuan beku, cukup dengan mempergunakan indeks warna dari batuan kristal. Atas dasar warna mineral sebagai penyusun batuan beku dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

• Mineral felsik, yaitu mineral yang berwarna terang, terutama terdiri dari mineral kwarsa, feldspar, feldspatoid dan muskovit.

• Mineral mafik, yaitu mineral yang berwarna gelap, terutama biotit, piroksen, amphibol dan olivin.

Batuan beku dapat diklasifikasikan berdasarkan cara terjadinya, kandungan SiO2, dan indeks warna. Dengan demikian dapat ditentukan nama batuan yang berbeda-beda meskipun dalam jenis batuan yang sama, menurut dasar klasifikasinya.

Klasifikasi berdasarkan cara terjadinya, menurut Rosenbusch (1877-1976) batuan beku dibagi menjadi:

• Effusive rock, untuk batuan beku yang terbentuk di permukaan.

• Dike rock, untuk batuan beku yang terbentuk dekat permukaan.

• Deep seated rock, untuk batuan beku yang jauh di dalam bumi. Oleh W.T. Huang (1962), jenis batuan ini disebut plutonik, sedang batuan effusive disebut batuan vulkanik.

Klasifikasi berdasarkan kandungan SiO2 (C.L. Hugnes, 1962), yaitu:

• Batuan beku asam, apabila kandungan SiO2 lebih dari 66%. Contohnya adalah riolit.

• Batuan beku intermediate, apabila kandungan SiO2 antara 52% - 66%. Contohnya adalah dasit.

• Batuan beku basa, apabila kandungan SiO2 antara 45% - 52%. Contohnya adalah andesit.

• Batuan beku ultra basa, apabila kandungan SiO2 kurang dari 45%. Contohnya adalah basalt.

Klasifikasi berdasarkan indeks warna ( S.J. Shand, 1943), yaitu:

• Leucoctaris rock, apabila mengandung kurang dari 30% mineral mafik.

• Mesococtik rock, apabila mengandung 30% - 60% mineral mafik.

• Melanocractik rock, apabila mengandung lebih dari 60% mineral mafik.

Sedangkan menurut S.J. Ellis (1948) juga membagi batuan beku berdasarkan indeks warnanya sebagai berikut:

• Holofelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna kurang dari 10%.

• Felsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 10% sampai 40%.

• Mafelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 40% sampai 70%.

• Mafik, untuk batuan beku dengan indeks warna lebih dari 70%.

Contoh batuan beku

    

B.     BATUAN SEDIMEN

Batuan sedimen merupakan batuan yang terjadi akibat peristiwa pembatuan atau litifikasi dari hancuran batuan lain (detritus) atau litifikasi dari hasil reaksi kimia tertentu. Litifikasi (diagenesis) adalah proses terubahnya material lepas menjadi kompak dan keras.Proses litifikasi meliputi sementasi atau perekatan oleh SiO2, Fe2O3, atau CaCO3, kompaksi (pemadatan), desikasi (keluarnya air dari pori-pori karena pemadatan atau penguapan) serta kristalisasi.

            Batuan sedimen dilihat dari sebarannya di permukaan bumi menempati sekitar 75% luas permukaan bumi, sedangkan sisamya adalah batuan beku dan sedikit batuan metamorfik.

Faktor-Faktor Yang Harus Diperhatikan Dalam Deskripsi Batuan Sedimen

1.Warna

Secara umum warna pada batuan sedimen akan dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu :

a)    Warna mineral pembentukkan batuan sedimen

Contoh jika mineral pembentukkan batuan sedimen didominasi oleh kwarsa maka batuan akan berwarna putih.

b)    Warna massa dasar/matrik atau warna semen.

c)    Warna material yang menyelubungi (coating material).

Contoh batupasir kwarsa yang diselubungi oleh glaukonit akan berwarna hijau.

d)    Derajat kehalusan butir penyusunnya.

Pada batuan dengan komposisi yang sama jika makin halus ukuran butir maka warnanya cenderung akan lebih gelap. Warna batuan juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan pengendapan, jika kondisi lingkungannya reduksi maka warna batuan menjadi lebih gelap dibandingkan pada lingkungan oksidasi. Batuan sedimen yang banyak kandungan material organic (organic matter) mempunyai warna yang lebih gelap.

2.Tekstur

Tekstur batuan sediment adalah segala kenampakan yang menyangkut butir sedimen sepertiukuran butir, bentuk butir dan orientasi. Tewkstur batuan sedimen mempunyai arti penting karena mencerminkan proses yang telah dialamin batuan tersebut terutama proses transportasi dan pengendapannya, tekstur juga dapat digunakan untuk menginterpetasi lingkungan pengendapan batuan sediment. Secara umum batuan sedimen dibedakan menjadi dua, yaitu tekstur klastik dan non klastik.

a)    Tekstur klastik

Unsur dari tekstur klastik fragmen, massa dasar (matrik) dan semen.

• Fragmen  : Batuan yang ukurannya lebih besar daripada pasir.
• Matrik    : Butiran yang berukuran lebih kecil daripada fragmen dan diendapkan bersama-sama dengan fragmen.
• Semen     : Material halus yang menjadi pengikat, semen diendapkan setelah fragmen dan matrik. Semen umumnya berupa silica, kalsit, sulfat atau oksida besi.

Besar butir kristal dibedakan menjadi :     >5 mm = kasar

1-5 mm = sedang

<1  mm = halus

Jika kristalnya sangat halus sehingga tidak dapat dibedakan disebut mikrokristalin.

Ukuran Butir

Ukuran butir yang digunakan adalah skala Wenworth (1922), yaitu :

Ukuran Butir (mm)	Nama Butir	Nama Batuan
> 256	Bongkah (Boulder)	Breksi : jika fragmen
64-256	Berangkal (Couble)	berbentuk runcing
4-64	Kerakal (Pebble)	Konglomerat : jika membulat
2-4	Kerikil (Gravel)	fragmen berbentuk membulat
1-2	Pasir Sangat Kasar(Very Coarse Sand)
1/2-1	Pasir Kasar (Coarse Sand)
1/4-1/2	Pasir Sedang (Fine Sand)	Batupasir
1/8-1/4	Pasir halus (Medium Sand)
1/16-1/8	Pasir Sangat Halus( Very Fine Sand)
1/256-1/16	Lanau	Batulanau
<1/256	Lempung	Batulempung

Besar butir dipengaruhi oleh :

1. Jenis Pelapukan
2. Jenis Transportasi
3. Waktu/jarak transport
4. Resistensi

Bentuk Butir

• Tingkat kebundaran butir (roundness)

Tingkat kebundaran butir dipengaruhi oleh komposisi butir, ukuran butir, jenis proses transportasi dan jarak transport (Boggs,1987. Butiran dari mineral yang resisten seperti kwarsa dan zircon akan berbentuk kurang bundar dibandingkan butiran dari mineral kurang resisten seperti feldspar dan pyroxene. Butiran berukuran lebih besar daripada yang berukuran pasir. Jarak transport akan mempengaruhi tingkat kebundaran butir dari jenis butir yang sama, makin jauh jarak transport butiran akan makin bundar. Pembagian kebundaran :

a)    Well rounded (membundar baik)

Semua permukaan konveks, hamper equidimensional, sferoidal.

b)    Rounded (membundar)

Pada umumnya permukaan-permukaan bundar, ujung-ujung dan tepi butiran bundar.

c)    Subrounded (membundar tanggung)

Permukaan umumnya datar dengan ujung-ujung yang membundar.

d)    Subangular (menyudut tanggung)

Permukaan pada umumnya datar dengan ujung-ujung tajam.

e)    Angular (menyudut)

Permukaan konkaf dengan ujungnya yang tajam.

• Sortasi (Pemilahan)

Pemilahan adalah keseragaman dariukuran besar butir penyusun batuan sediment, artinya bila semakin seragam ukurannya dan besar butirnya maka, pemilahan semakin baik. Pemilahan yaitu kesergaman butir didalam batuan sedimen klastik.bebrapa istilah yang biasa dipergunakan dalam pemilahan batuan, yaitu :

• Sortasi baik      :  bila besar butir merata atau sama besar
• Sortasi buruk   : bila besar butir tidak merata, terdapat matrik dan fragmen.
• Kemas (Fabric)

Didalam batuan sedimen klastik dikenal dua macam kemas, yaitu :

• Kemas terbuka   : bila butiran tidak saling bersentuhan (mengambang dalam matrik).
• Kemas tertutup    : butiran saling bersentuhan satu sama lain

3.Struktur

Struktur sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal batuan sedimen yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan energi pembentuknya. Pembentukkannya dapat terjadi pada waktu pengendapan maupun segera setelah proses pengendapan.(Pettijohn & Potter, 1964 ; Koesomadinata , 1981)

Pada batuan sedimen dikenal dua macam struktur, yaitu :

• Syngenetik    : terbentuk bersamaan dengan terjadinya batuan sedimen, disebut juga sebagai struktur primer.
• Epigenetik     : terbentuk setelah batuan tersebut terbentuk seperti kekar, sesar, dan lipatan.

Macam-macam struktur primer adalah sebagai berikut :

• Karena proses fisik

1. Struktur eksternal

Terlihat pada kenampakan morfologi dan bentuk batuan sedimen secara keseluruhan di lapangan. Contoh : lembaran (sheet), lensa, membaji (wedge), prisma tabular.

2.      Struktur internal

Struktur ini terlihat pada bagian dalam batuan sedimen, macam struktur internal :

a)    Perlapisan dan Laminasi

Disebut dengan perlapisan jika tebalnya lebih dari 1 cm dan disebut laminasi jika kurang dari 1 cm.perlapisan dan laminasi batuan sedimen terbentuk karena adanya perubahan kondisi fisik,kimia, dan biologi. Misalnya terjadi perubahan energi arus sehingga terjadi perubahan ukuran butir yang diendapkan.

Macam-macam perlapisan dan laminasi :

• Perlapisan/laminasi sejajar (normal)

Dimana lapisan/laminasi batuan tersusun secara horizontal dan saling sejajar satu dengan yang lainnya.

• Perlapisan/laminasi silang siur (Cross bedding/lamination)

Perlapisan/batuan saling potong memotong satu dengan yang lainnya.

• Graded bedding

Struktur graded bedding merupakan struktur yang khas sekali dimana butiran makin ke atas makin halus. Graded bedding sangat penting sekali artinya dalam penelitian untuk menentukan yang mana atas (up) dan yang bawah (bottom) dimana yang halus merupakan bagian atasnya sedangkan bagian yang kasar adalah bawahnya. Graded bedding yang disebabkan oleh arus turbid,dimana fraksi halus didapatkan di bagian atas juga tersebar di seluruh batuan tersebut. Secara genesa graded bedding oleh arus turbid juga terjadi oleh selain oleh kerja suspensi juga disebabkan oleh pengaruh arus turbulensi.

Penggolongan  Bedding Menurut Ketebalan (Mc Kee and Weir, 1985)

Ukuran Bedding (cm)	Nama Bedding
>100	very thick bedded
30-100	thick bedded
10-30	medium bedded
3,0-10	thin bedded
1,0-3,0	very thin bedded
0,3-1,0	thick laminated
<0,3	thin laminated

b)    Masif

Struktur kompak, consolidated, menyatu

1. Kenampakan pada permukaan lapisan

• Ripple mark

Bentuk permukaan yang bergelombang karena adanya arus

• Flute cast

Bentuk gerusan pada permukaan lapisan akibat aktivitas arus

• Mud cracks

Bentuk retakan pada lapisan Lumpur (mud), biasanya berbentuk polygonal.

• Rain marks

Kenampakan pada permukaan sedimen akibat tetesan air hujan.

4.  Struktur yang terjadi karena deformasi

-   Load cast

Lekukan pada permukaan lapisan akibat gaya tekan dari beban di atasnya.

-   Convolute structure

Liukan pada batuan sedimen akibat proses deformasi.

-   Sandstone dike and sill

Karena deformasi pasir dapat terinjeksi pada lapisan sediment diatasnya.

-   Karena proses biologi

1. Jejak (tracks and trail)

Track        : jejak berupa tsapak organisme

Trail          : jejak berupa seretan bagian tubuh organisme

1. Galian (burrow)

Adalah lubang atau bahan galian hasil aktivitas organisme

1. Cetakan (cast and mold)

Mold         : cetakan bagian tubuh organisme

Cast          : cetakan dari mold

Struktur batuan sedimen juga dapat digunakan untukmenentukan bagian atas suatu batuan sedimen. Penentuan bagian atas dari batuan sedimen sangat penting artinya dalam menentukan urutan batuan sediment tersebut.

4.Komposisi

Batuan sediment berdasarkan komposisinya dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok, yaitu :

1. Batuan sediment detritus/klastik

Dapat dibedakan menjadi :

• Detritus halus           : batulempung, batulanau.
• Detritus sedang        : batupasir (greywock, feldspathic)
• Detritus kasar           : breksi dan konglomerat.

Komposisi batuan ini pada umumnya adalah kwarsa, feldspar, mika,mineral lempung,dsb.

2.      Batuan sedimen evaporit

Batuan sedimen ini terbentuk dari proses evaporasi. Contoh batuannya adalah gips, anhydrite, batu garam.

3.      batuan sedimen batubara

Batuan ini terbentuk dari material organic yang berasal dari tumbuhan. Untuk batubara dibedakan berdasarkan kandungan unsure karbon,oksigen, air dan tingkat perkembangannya. Contohnya lignit, bituminous coal, anthracite.

4.      Batuan sedimen silica

Batuan sedimen silica ini terbentukoleh proses organic dan kimiawi. Contohnya adalah rijang (chert), radiolarian dan tanah diatomae.

5.      Batuan sedimen karbonat

Batuan ini terbentuk baik oleh proses mekanis, kimiawi, organic. Contoh batuan karbonat adalah framestone, boundstone, packstone, wackstone dan sebagainya.

Klasifikasi Batuan Sedimen

1.   Klasifikasi Batuan Sedimen Klastik

Klasifikasi batuan sedimen klastik yang umum digunakan adalah berdasarkan ukuran butirnya (menurut ukuran butir dari Wenworth), namun akan lebih baik lagi ditambahin mengenai hal-hal lain yang dapat memperjelas keterangan mengenai batuan sedimen yang dimaksud seperti komposisi dan strukturalnya. Misalnya batupasir silang siur, batulempung kerikil, batupasir kwarsa.

Ada klasifikasi lain yang juga dapat digunakan yaitu end members classification, klasifikasi ini dibuat berdasarkan komposisi atau ukuran butir. Penyusun batuan sedimen yang sudah ditentukan lebih dahulu.

Batupasir kwarsa

• Komposisi didominasi oleh pasir kwarsa dengan demikian berarti transportasinya lebih jauh.
• Sedikit mengandung chert (rijang)
• Semennya adalh karbonat dan silica.
• Kemungkinan mengandung fosil kecil sekali (fosil karbonat), jika ada kemungkinan karena semennya karbonat (gamping)
• Warnanya agak gelap terang, karena kwarsa berwarna putih.

Greywocke

• Istilah pertama digunakan di pegunungan Harz (Jerman)
• Merupakan fragmen batuan (rock fragmen)
• Berumur : devon-karbon atas, juga tersingkap di Skotlandia yang berumur Paleozoikum bawah.
• Dengan adanya rock fragmen ini menyatakan bahwa sedimentasi tak normal (pendek), terjadi di daerah tektonik (dekat continental). Oleh karena pada daerah yang mantap, maka ia akan bersosiasi dengan lava bantal (di laut), batuan erupsi dan rijang (chert) (di darat). Rijang mencerminkan laut dalam,kemungkinan juga terdapat di continental slope besar sekali, yang disebut arus turbbidit.
• Warnanya gelap
• Pemilahannya jelek, karena transportasi pendek.
• Bentuk agakmenyudut, karena transportasi jelek.
• Karena arus turbidit maka struktur yang jelas yaitu graded-bedding
• Pengendapan syngenetis (bersama-sama dengan proses genetika)

Arkone

• Yang dominan adalah feldspar
• Oleh karena yang dominant adalah feldspar maka ia tak tahan lapuk atau tidak stabil
• Ini menunjukkan bahwa batuan ini terjadi pada keadaan transportasi pendek, kesempatan untuk melapuk kecil, iklim erring,relief tajam (pada daerah yang berelief tajam)
• Warnanya terang kemerah-merahan
• Sorting jelek, karena transportasi pendek
• Kebulatan komponen, agak menyudut, karena transportasi pendek.

Konglomerat

Batuan klastik yang mempunyai fragmen batuan dan matrik,dengan batuan fragmen membundar – sangat membundar, kerikil, kerakal, dan bongkah dapat terdiri bermacam batuan tetapi, kebanyakan biasanya kaya akan mineral kwarsa. Biasanya ruang antara kerikil dengan pasir tersementasi dengan silica, lempung, limonite atau kalsit.

Breccia (breksi)

Adalah jenis batuan sedimen klastik yang menyerupai konglomerat, tetapi kebanyakan fragmen batuannya berbentuk angular sampai meruncing-runcing, ukuran umumnya berkisar dari kerakal sampai berangkal, sering diantara fragmen ini dijumpai ukuran yang lebih kecil yang disebut matrik, fragmen dan matrikpenyusun breksi ini terikat dengan semen yang berupa material karbonatan atau lempungan, dari bentuk fragmen yang meruncing, dapat ditafsirkan bahwa breksi ini diendapkan dengan sumbernya, sehingga tidak terpengaruh suara fisik oleh jarak transportasi hingga ingin mencapai cekungan sedimen ukuran material penyusun breksi lebih besar dari 2 mm.

Batupasir

Batuan sediment klastik yang terdiri dari semen berukuran pasir, massa pasir ini umumnya adalah mineral silika, feldspar atau pasir karbonat, sedang material pengikat atau semen berupabesi oksida, silika lempung atau  kalsium karbonat. Dengan adanya perubahan yang besar dalam ukuran butirnya, maka dapt dibedakan ukurannya dari batupasir kasar sampai batulanau. Pada beberapa batuan, dijumpai ukuran butir yang beragam; jadi dapat dikatakan batupasir konglomerat atau batulanau pasiran. Warna pada batupasir, terbentuk sebagian besar oleh variasi butirnya.

Arkose

Adalah jenis dari batupasir dengan jumlah butiran feldspar yang lebih banyak. Kalau komposisi batuan ini terdiri dari kwarsa dan feldspar dapat diikatakan granit, jadi kemungkinan adanya kesalahan tentang arkose sangat kecil. Pada arkose butirnya tidak saling mengunci, butiran membulat dan dipisahkan dengan material semen dengan butiran yang halus.

Batulempung (dapat disebut serpih)

Adalah batuan sediment klastik yang terbentuk dari hasil pengompakan lempung dan lanau, ukuran butirnya halus sehingga batuannya terlihat homogen. Batulempung adalah halus dan umumnya terasa lembut, tetapi beberapa pasir halus atau lanau kasar mungkin membuat terasa griity.

Batulempung umumnya dijumpai pelapisan sedimen. Batuan yang komposisinya sama tetapi mempunyai ketebalan dan lapisan yang berbentuk blok dapat disebut batulumpur, warna dari batulempung dan batulumpur antara ungu, hijau,merah,dan cokelat. Beberapalapisan yang banyak mengndung karbon berwarna hitam.

Batugamping

Yang mungkin saja termasuk kedalam batuan sediment klastik atau kimiawi, umumnya terdiri dari kalsit,beberapa mempunyai imparities atau variasi bagus bahkan keduanya dalam penampakkannya. Beberapa betugamping yang berbentuk butiran halus mungkin terbentuk secara presipitasi kimia dengan batuan banyak atu sedikit organisme kecil, beberapa sedimen pada dasar laut kemungkinan tersingkap di lapisan awal pada formasi batugamping ukuran halus.

Dolostone Seperti batugamping, juga merupakan batuan sedimen klastik ataun kimiawi yang umumnya tersusun oleh mineral dolomite, CuMg(CO₃)₂. dolomite kelihatan seperti kalsit,oleh karena itu mengapa dolomite dapat dikatakan sebagai batugamping.

Contoh batuan sedimen

  

C.    BATUAN METAMORF

            Merupakan  batuan yang mengalami perubahan karena pengaruh bertambahnya tekanan dan temperatur. Stuktur, tekstur dan komposisi batuan asal berubah menjadi batuan baru (batuan metamorfik), demikian juga mineraloginya, perubahan ini terjadi langsung dari fase padat tanpa melalui fase cair.

Berdasarkan strukturnya, batuan metamorf dibagi dalam dua kelompok, yaitu:

1. Foliasi/banded
2. Non foliasi

TEKSTUR BATUAN METAMORF

}  Kristaloblastik

            Tekstur yang terjadi pada saat tumbuhnya mineral dalam suasana padat (tekstur batuan asalnya tidak tampak lagi).

}  Palimsest (tekstur sisa)

STRUTUR BATUAN METAMORF

Secara:

}  Foliasi : mempunyai kenampakan seperti perlapisan akibat adanya penjajaran mineral

1. Slatycleavage
2. Philithic
3. Schistose
4. Gneissic

}  Non foliasi : tidak nampak adanya penjajaran mineral

1. Hornfelsik
2. Kataklastik
3. Milonitik

Komposisi Mineral Batuan Metamorf

1. Mineral stress

            Mineral yang terbentuk dan stabil dalam kondisi P & T. Mineral dapat berbentuk pipih, tabular atau prismatic. Contoh : mika, termolit, aktinolit, hornblende.

2. Mineral anti stress

            Mineral yang terbentuk bukan dalam kondisi P dan biasanya berbentuk equidimensional. Contoh : kuarsa, kalsit, feldspar.

Contoh Batuan Metamorf

 

SIFAT FISIK BATUAN DAN SIFAT MEKANIK BATUAN

Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui, dalam mekanika

batuan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu ;

a.  Sifat fisik batuan seperti bobot isi ”Spesific Gravity” porositas dan absorbsi ”Void Ratio”.

b. Sifat mekanika batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, ”   Poisson `s Ratio”.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan, pada umumnya ditentukan terhadap sampel yang diambil dari lapangan. Satu persatu dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang merupakan pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak (Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).

Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Batuan

•Sifat Fisik batuan , misalnya : Berat isi ; Specific Gravity , Porositas , Absorbsi , Void ratio.

•Sifat Mekanik Batuan misalnya : Kuat tekan , Kuat tarik , Modulus elastisitas, Poisons ratio.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan  di laboratorium , maupun dilapangan ( insitu-test )

Berikut adalah sifat Fisik Batuan :

1.Bobot isi asli ( Natural Density )  = Wn / ( Ww – Ws )

2.Bobot isi kering ( dry density )  =  Wo / ( Ww – Ws )

3.Bobot isi jenuh ( saturated density ) = Ws / ( Ww – Ws )

4.Apparent Specific gravity = (Bobot isi kering / bobot isi air )

5.True Specific gravity  = [ Wo / (Wo-Ws) ] / bobot isi air

6.Kadar air asli  = [ (Wn-Wo) / Wo ] x 100 %

7.Derajat Kejenuhan  = {(Wn-Wo) / (Ww-Wo)} x 100 %

8.Porositas  n  =  { (Ww-Wo) / (Ww-Ws) } x 100 %

9.Void Ratio  :  e  =  n  / ( 1 – n ) 

A. SIFAT FISIK BATUAN

1.Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (yaitu volume yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Ada dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas rekahan. Secara matematis porositas dapat dituliskan sebagai berikut:

Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan volume 0,001 m³, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023 m³, maka porositasnya adalah:

Pada kenyataannya, porositas di dalam suatu sistem panas bumi sangat bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori berharga antara 5 – 30%.

Berdasarkan asal usulnya porositas dibagi menjadi 2, yaitu :

v  Original (Primary) Porosity

Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur.

v  Induced (Secondary) Porosity

Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur.

Berdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga diklasifikasikan menjadi dua, yaitu: 

·         Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung.

·         Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah proses pengendapan.

Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir,susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk  pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :

Porositas (%)	Kualitas
0-5	Dianggap jelek sekali
5-10	Dianggap jelek
10-15	Dianggap sedang
15-20	Dianggap baik
Diatas 20	Sangat baik

Faktor Yang Mempengaruhi Porositas

v  Susunan Batuan

Pemeriksaan porositas batuan salah satunya dengan melihat porositas gabungan batuan. Dalam memperkirakan nilai porositas, Slichter dan kemudian Graton dan Fraser menghitung porositas berbagai susunan batuan serupa. Porositas dengan susunan kubik atau biasa disebut cubic packing (agak kompak) adalah 47.6 %, sedangkan rombohedral (seperti belah ketupat, lebih kompak) adalah 25,96 %.

v  Distribusi Batuan

            Kita tahu bahwa di alam, batuan terdiri dari berbagai jenis dan ukuran yang tidak hanya menyebabkan perbedaan susunannya saja tapi juga angularity dan distribusi dari berbagai ukuran partikel akan mempengaruhi nilai porositas batuan.

            Distribusi suatu batuan berhubungan erat dengan komposisi butiran dari batuan tersebut. Batuan dengan satu jenis unsur penyusun bisa memiliki porositas yang lebih besar daripada porositas batuan yang terdiri dari berbagai macam unsur penyusun. Misalnya saja  batupasir dapat tersusun dari butiran kuarsa, feldspar, limestone, fossil, dan chert. Keberagaman penyusun batuan ini sangat mempengaruhi besarnya porositas dari suatu batuan karena bentuk dan ukuran dari masing-masing penyusun yang berbeda. Jelas akan sangat berbeda perhitungannya dengan ukuran partikel yang seragam.

            Semakin besar ukuran butiran, semakin besar ruang kosong yang akan diisi dengan batu lempung atau partikel-partikel  lebih kecil dan materi semen. Semakin banyak partikel kecil yang masuk, mengurangi jumlah pori-pori batuan. Seperti contoh hasil pengayakan antara batupasir (a) dengan batupasir serpihan (b).

v  Sementasi

            Sementasi juga merupakan salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi porositas. Material semen juga perlu diperhatikan karena semen akan menyegel batuan sehingga fluida tidak dapat mengalir. Jika suatu batuan tersementasi dengan baik, maka kemungkinan besar akan terdapat banyak pori yang tidak berhubungan. Hal ini dapat menyebabkan porositas efektif dari batuan itu menjadi kecil, sebaliknya jika suatu batuan tidak tersementasi dengan baik, kemungkinan besar semakin banyak pori yang terhubungkan, sehingga harga porositas efektif semakin besar.

v  Kompaksi

            Kompaksi dapat mempengaruhi harga dari porositas. Semakin dalam posisi batuan dari permukaan, beban yang diterima semakin besar. Tekanan yang disebabkan oleh akumulasi beban batuan yang berada di atasnya disebut tekanan overburden. Jika suatu batuan terkompaksi dengan baik artinya semakin dalam dari permukaan,  pori-pori dari batuan itu akan semakin kecil karena butiran penyusun semakin merapat, contohnya pada rhombohedral packing. Begitu pula sebaliknya, jika kompaksi semakin rendah maka presentasi pori akan semakin besar, contohnya saja pada cubic packing.

v  Angularitas

            Jika derajat angularitas butiran penyusun batuan semakin besar (semakin jauh dari kebundaran/roundness), bentuk butirannya akan semakin menyudut. Hal ini akan menyebabkan daerah sentuh antar butiran yang satu dengan yang lainnya akan semakin besar jika dibandingkan dengan bidang sentuh antar butiran yang roundness-nya tinggi (daerah sentuhnya kecil). Sehingga, mengakibatkan ruang yang dapat ditempati fluida akan semakin berkurang dan porositasnya menurun.

2.Kecepatan Aliran Fluida

Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata volume flux per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan rata-rata fluida yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u). Hubungan antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:

Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10^-6 m/s. Besarnya interstitial velocity digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau tracer) yang mengalir pada media berpori.

3.Permeabilitas

Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan suatu fluida untuk mengalir pada media berpori. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif. Parameter ini dihubungkan dengan kecepatan alir fluida oleh hukum Darcy seperti di bawah ini

Keterangan:   Q = laju alir fluida, cc/det

k = permeabilitas, darcy

μ = viskositas, cp

dP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm

A = luas penampang, cm2

Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah dengan pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan bahwa kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m, dimana didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.

Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.

Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun vertikal disebut sistem isotropik.

Satuan permeabilitas adalah m². Pada umumnya pada reservoir panasbumi, permeabilitas vertikal berkisar antara 10^-14 m², dengan permeabilitas horizontal dapat mencapai 10 kali lebih besar dari permeabilitas vertikalnya (sekitar 10^-13 m²). Satuan permeabilitas yang umum digunakan didunia perminyakan adalah Darcy (1 Darcy = 10^-12 m²).

4.Densitas Batuan

Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat terhadap volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah perbandingan antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 10³ kg/m³.

5. Massa Jenis

Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada bendabermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).Satuan SImassa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massajenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akanmemiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis adalah

B. SIFAT MEKANIK BATUAN

Selain daripada sifat-sifat fisik dari batuan terdapat sifat-sifat mekanik batuan yang berpengaruh pula dalam penembusan batuan. Sifat-sifat mekanik tersebut meliputi : strength batuan, drillabilitas batuan, hardness batuan, abrasivitas batuan, tekanan batuan dan elastisitas batuan.

1.   Strenght batuan

Strength pada batuan adalah kemampuan batuan untuk mengikat komponen-komponennya bersama-sama. Jadi dengan kata lain apabila suatu batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan batuan tersebut, maka komponen-komponennya akan terpisah-pisah atau dapat dikatakan hancur. Lebih lanjut lagi, kriteria kehancuran batuan diakibatkan oleh adanya : Stress (tegangan) dan Strain (regangan). Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya yang dikenakan pada batuan tersebut.

2.Drillabilitas

Drillabilitas batuan (rock drillability) merupakan ukuran kemudahan batuan untuk dibor, yang dinyatakan dalam satuan besarnya volume batuan yang bisa dibor pada setiap unit energi yang diberikan pada batuan tersebut. Drillabilitas batuan dapat ditentukan melalui data pemboran (drilling record).

Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran, drillabilitas batuan dapat ditentukan dengan menggunakan roller cone bit.

3.Hardnes

Hardness atau kekerasan dari batuan, merupakan ketahanan mineral batuan terhadap goresan.

4.Abrasivitas

Merupakan sifat menggores dan mengikis dari batuan, sehingga sering menyebabkan keausan pada gigi pahat dan diameter pahat. Setiap batuan mempunyai sifat abrasivitas yang berbeda-beda, pada umumnya batuan beku mempunyai tingkat abrasivitas sedang sampai tinggi, batu pasir lebih abrasif daripada shale, serta limestone lebih abrasif dari batu pasir atau shale. Ukuran dan bentuk dari partikel batuan menyebabkan berbagai tipe keausan, seperti juga torsi dan daya tekan pada pahat.

5.Tekanan pada batuan

Merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan formasi. Tekanan-tekanan tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran. Karena berpengaruh dalam cepat-lambatnya laju penembusan batuan formasi.

6.Elastisitas

Adalah sifat elastis atau kelenturan dari suatu batuan.