PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Oktober 2014

Transkripsi

1 M3O-04 STUDI AWAL TINGKAT PELAPUKAN PADA BATUGAMPING PADA ANGGOTA KAPUNG, FORMASI KALIBENG BERDASARKAN KENAMPAKAN FISIK BATUAN: STUDI KASUS KAVLING DAERAH PEMETAAN GEOLOGI 2014 Arif Zainudin 1*, Lucas Donny Setijadji 1 1 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jalan Grafika no 2, Mlati, Sleman, D. I. Yogyakarta, Indonesia,*E arifzain281094@yahoo.co.id Abstrak Diterima 30 September 2014 Pelapukan merupakan sesuatu hal yang pasti terjadi pada batuan yang sudah tersingkap dipermukaan. Untuk daerah yang beriklim tropis pelapukan akan berlangsung lebih intensif. Semua jenis batuan akan mengalami pelapukan meskipun berbeda-beda intensitas dan penyebabnya. Salah satunya adalah batugamping. Maksud dari penelitian ini adalah mengetahui tingkat pelapukan yang terjadi pada batugamping berdasarkan kenampakan fisiknya berupa warna dan komposisinya yang dilihat secara makroskopis dan mikroskopis. Metode yang digunakan yaitu dengan melakukan pemetaan daerah tersebut berupa pengukuran stratigrafi terukur. Selanjutnya dilakukan pengamatan petrografi dari sampel yang dirasa telah mengalami perubahan komposisi yang dapat teridentifikasi melalui mata telanjang. Batugamping merupakan batuan karbonat yang mudah terubah oleh proses pelapukan. Pelapukan disini yang terjadi yaitu karena faktor utamanya yaitu air meteorik dari air hujan yang mengandung bermacam-macam unsur alam bereaksi dengan batugamping yang berkomposisi CaCO 3 sehingga dapat melarutkan CaCO 3 yang ada. Hasil dari penelitian ini adalah dari paling bawah tersusun oleh batuan yang segar berwarna abu-abu berupa perselingan wackestone-mudstone setebal 18,3 m, kemudian di atasnya terdapat batugamping yang sudah lapuk berwarna coklat berupa Wackestone-Batugmping Koralin dengan tebal 6,5 m, paling atas terdapat tanah dengan tebal kurang lebih 30 cm. Perbandingan antara mikrit dan sparit pada lapisan bawah 3:1 sedangkan pada lapisana atas 1:3. Tanah yang ada termasuk tanah residu yang jenis calcrete dengan kriteria khusus nodular calcrete. Kata kunci: Pelapukan, Batugamping, Tanah, Kenampakan Fisik Pendahuluan Latar Belakang Pelapukan merupakan salah satu bagian dari proses eksogenik. Pelapukan terjadi pada semua batuan yang sudah tersingkap di permukaan. Pelapukan dapat terjadi di semua daerah baik lintang tinggi atau pun lintang rendah. Di Indonesia pelapukan pada batuan berlangsung lebih intensif disebakan posisi Indonesia yang berada di lintang rendah menyebabkan faktor-faktor penyebab pelapukan berkerja lebih dominan. Dengan adanya pelapukan batuan, maka akan terjadi perbedaan kenampakan fisik dari batuan tersebut yang dapat diamati secara makroskopis atau pun mikroskopis. Terjadinya pelapukan juga dapat membuat batuan berubah ukuran butir dan komposisnya. Pelapukan batuan juga membuat terbentuknya tanah residu. Terjadinya perubahan kenampakan batuan dan terdapatnya tanah menjadi dasar dilakukannya penelitian ini. 583

2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui tingkat pelapukan yang terjadi pada batugamping pada Anggota Kapung Formasi Kalibeng berdasarkan kenampakan fisik secara makroskopis dan mikroskopis. Studi Pustaka Komposisi dari batuan yang ada di bumi ini berbeda beda sehingga tingkat pelapukan dan jenis pelapukannya pun berbeda-beda. Pelapukan terjadi karena faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pelapukan bekerja dengan baik. Faktor-faktor penyebeb pelapukan adalah bahan induk, topografi, iklim dan organisme, dan waktu (Wijono, 2013). Manifestasi dari adanya pelapukan adalah terbentuknya tanah. Tanah adalah sebuah lapisan yang menutupi kenampakan batuan/ bahan tambang di lapangan, namun tanah (paleosoil) dapat menjadi kunci (keybed) yang karena lokasi tanah yang berada di bawah permukaan dan memilki umur tertentu yang dapat digunakan untuk korelasi stratigrafi (Sheldon, 2003 dalam Wijono). Salah satu jenis tanah berdasarkan klasifikasi berdasarkan genetisnya adalah calcrete. Calcrete adalah salah satu jenis tanah yang terbentuk oleh pengendapan material karbonat, terutama terdiri dari Ca dan Mg karbonat. Calcrete terbentuk karena proses nonpedogenetic yang dihasilkan oleh proses fluvial atau air tanah, kedua faktor tesebut mungkin bersifat pedogenetic melalui perpindahan secara vertikal atau pun horizontal. Macam-macam calcrete dibuat berdasarkan tingkat dan jenis sementasi (misalnya bubuk, nodular, dll) (Fookes, 1997). Calcrete mengandung 60-97% CaCO 3 dengan nilai pada umumnya yaitu 80% (Goudie 1973 dalam Fookes 1997). Geologi Regional Daerah penelitan yang dilakukan berada di Gunung Kapung secara administrasi berada Desa Kapung, Kecamatan Tanggung Harjo, Kabupaten Grobogan, Jawa Tengah berada pada koordinat elevasi 59 m. Secara regional dalam Sukardi, 1992 lokasi penelitian berada pada Anggota Kapung, Formasi Kalibeng yang tersusun oleh batugamping pejal di bagian bawah, perselingan batugamping pasiran-napal di bagian atas yang berumur Pliosen. Daerah tersebut merupakan daerah antiklin dengan sumbu yang berarah relatif barat timur. Pengamatan berada di bagian sayap selatan antiklin tersebut. Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang digunakan yaitu dengan melakukan pengukuran stratigrafi terukur dan pengamatan petrografi. Pengukuran stratigrafi terukur dilakukan dengan menggunakan tongkat jacob untuk mendapatkan tebal lapisan sebenarnya dan menentukan pada ketebalan berapa terjadi perubahan kenampakan fisik batuan pada litologi yang sama. Pengambilan sampel dilakukan secara sistematis tiap cm. Dari beberapa sampel yang ada dilakukan pemilihan sampel yang paling baik untuk dilakukan analisa petrografi. Selanjutnya dari pengamatan petrografi diperoleh deskripsi dari tiap-tiap batuan dan salah satunya diketahui apa komposisi dari masing-masing sampel batuan tersebut. Dari hasil deskripsi tersebut dilakukan identifikasi apakah ada perubahan komposisi dari masingmasing sampel yang diambil dari paling bawah sampai paling atas. Data dan Pembahasan Data yang diperoleh dari pengukuran yang dilakukan yaitu berupa jenis batuan yang ada. Batuan yang ada pada bagian bawah belum mengalami pelapukan sedangkan pada bagian atas sudah mengalami pelapukan dan pada bagian paling atas terdapat tanah residu. Jenis 584

3 batuan yang ada yaitu batugamping. Tebal keseluruhan dari batuan adalah 25,1 m terdiri atas batuan fresh dengan tebal 18,3 m dengan blanks zone setebal 3 m, batuan yang lapuk 6,5 m dan 0,3 m berupa tanah. Berdasarkan klasifikasi Embry Klovan, 1972 jenis batuan untuk batuan yang fresh yaitu berupa perselingan Wackestone dan Mudstone. Untuk deskripsi lapangan dari Wackestone adalah batuan memiliki warna abu-abu cerah, ukuran butir pasir halus-sedang, sortasi baik, kemas tertutup, komposisi material karbonat, material sedimen, dan sedikit material vulkanik. Sedangkan deskripsi lapangan dari Mudstone adalah batuan memiliki warna abu-abu kehitaman, ukuran butir lempung-pasir halus, sortasi baik, kemas tertutup, komposisi material karbonat, material sedimen, dan sedikit material vulkanik. Batuan yang lapuk berupa Wackestone dan Batugamping Koralin. Wackestone berada di bagian bawah dan dengan warna coklat ukuran butir pasir, sortasi baik, kems tertutup, komposisi material karbonat, sedkit fragmen cangkang. Sedangkan batugamping koralinnya berada di bagian atas dengan warna coklat, ukuran butir 0,2-15cm, komposisi koral, alga, cangkang, material karbonat, dll. Dari 27 sampel yang diambil 10 sampel dilakukan pengamatan petrografi. Sampel petrografi dipilih berdasarkan prakiraan terjadinya perubahan komposisi yang hanya teramati secara mikroskopis. Hasil dari pengamatan menunjukkan terjadi perubahan komposisi dari batuan. Dari batuan yang paling bawah jumlah dari semen karbonat tidak terlalu banyak namun semakin ke atas jumlah semen karbonatnya semakin banyak. Dari pengamatan petrografi didapatkan bahwa pada lapisan batuan yang ada di bawah perbandingan antara mikrit dan sparit masih dominan mikrit dengan perbandingan kurang lebih 3:1. Dengan jenis batuan yang berupa wackestone jumlah dari skeletal fragmen tidak terlalu banyak yaitu rata-rata dalam satu medan pandang berkisar 5-20an yang berukuran <2 mm. Perbandingan jumlah mikrit dan sparit yang masih didominasi oleh mikrit menujukkan bahwa batuan ini belum mengalami pelapukan secara intensif. Kehadiran semen/ sparit yang masih sedikit dapat terbentuk karena pengaruh dari air hujan yang melarutkan CaCO 3 sebagai komposisi utama dari batuan yang ada belum terlalu dominan sehingga hasil pelarutan karena air hujan yang kemudian menyebabkan batuan tersemenkan jumlahnya belum terlalu banyak. Komposisi batuan dari fasies wackestone-batugamping koralin sudah di dominasi oleh sparit. Perbandingan jumlah antara mikrit dan sparitnya yaitu 1:1 sampai 1:3. Pada batuan ini proses pelapukan sudah cukup intensif karena dengan mata telanjang sudah dapat dibedakan perbedaan batuan fresh yang di bawah dan lapuk yang di atas. Batuan yang di bawah berwarna abu-abu kebiruan sedangkan batuan yang diatas berwarna kuning kecoklatan. Proses pelapukan yang terjadi pada batuan yang di atas terjadi karena batuan sudah tersingkap cukup lama. Dengan tersingkapnya batuan maka salah satu faktor yaitu air meteorik akan melarutkan batugamping yang ada. Hasil dari pelarutan tersebut kemudian terkristalkan kembali di posisi samping atau bawah dari batuan yang terlarut membentuk kristal karbonat sekunder. Kristal-kristal tersebut dijumpai mulai dari sampel 17. Bentukan dari kristal-kristal tersebut ada yang seperti hasil aliran ada pula yang prismatik. Bukti sudah cukup lanjut dari proses pelapukan adalah terubahnya fragmen koral yang cukup besar dari komposisinya yang karbonat non-kristalin terubah keseluruhannya menjadi karbonat kristalin. Pada bagian paling atas dari batuan terdapat tanah setebal 30 cm. Tanah yang ada memiliki sebaran ukuran partikel pasir (1/16-2 mm), memilki warna coklat kemerahmerahan, moisture conditionnya adalah moist-dry, rekasi terhadap HCl yaitu strong karena merupakan lapukan dari batugamping. Untuk tingkat kekerasannya yaitu soft/ empuk karena jempol dapat menekan kurang kebih 1 inch. Tingkat sementasi dari tanah yang ada sangat lemah karena gumpalan-gumpalan tanah masih dapat di hancurkan dengan 585

4 menguunakan tangan dengan mudah. Strukturnya homogeneous karena kenampakan tanah tersebut sama semua. Pada tanah tersebut terdapat kalice atau karbonat hasil presipitasi. Kalice yang ada bentuknya nodular yang tersebar di seluruh tanah yang terbentuk. Berdasarkan klasifikasi Fookes, 1997 mengenai klasifikasi tanah residu, tanah yang ada termasuk dalam subdivisi calcrete dengan kriteria khususnya yaitu calcrete nodular jenisnya nodular karena bentukan nodul tersebut berada pada matriks yang masih lepas. Nodul-nodul tersebut terbentuk pertama dari hasil evaporasi material yang telah menjadi tanah. Material karbonat yang larut pada kondisi yang kering kemudian mengalami evaporasi sehingga dan membentuk nodul-nodul calcrete. Selain itu nodul-nodul tersebut dapat terbentuk dari hasil pelarutan batuan yang ada di bawahnya kemudian dengan suhu yang terik membuat larutan karbonat tersebut mengalami proses evaporasi dan terendapkan pada lapisan tanah yang berada di bagian paling atas dari singkapan yang ada. Tebal tanah yang yang sekitar 30an menunjukkan pembentukan tanah yang terjadi pada daerah tersebut sudah sangat lama. Karena membutuhkan waktu kurang lebih 100 tahun untuk mendapatkan tanah setebal 10 cm. Kesimpulan Jenis batuan yang ada yang masih fresh yaitu perselingan wackestone-mudstone yang lapuk Wackestone-Batugamping Koralin. Komposisi batugamping semakin ke arah pada batuan yang lapuk jumlah sparitnya semakin banyak dengan jumlah matriks yang semakin berkurang. Tanah yang terdapat pada lapisan paling atas dari batuan jenisnya termasuk subdivisi calcrete dengan kriteria khususnya calcrete nodular dengan tipe nodular. Daftar Pustaka Fokes, P. G, 1997, Tropical Residual Soil, The Geological Society. London. Marks, P., 1957, Stratigraphic Lexicon Stratigraphy of Indonesia. Kementrian Perekonomian Pusat Djawatan Geologi Bandung, Publikasi Keilmuan. Bandung. Wijono, S.,, Geopedologi. Jurusan Teknik Geologi FT UGM. Yogyakarta. Sukardi dan T. Budhitrisna, 1992, Peta Geologi Lembar Salatiga. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Bandung. 586

5 Tabel 1. Klasifikasi Tanah Residu (Fookes, 1997) Subdivision Kriteria Karakteristik Umum Calcified soil Powder calcrete Calcrete Nodular a. Nodular Biasanya lepas atau tanah tersemankan CaCO 3 dengan lemah Halus, seperti bubuk yang lepas, CaCO3 terlihat sedikit, bentuk nodular berkembang Nodul atau konsentris pada matriks yang berstruktur lepas b. Konsentris Calcrete Honeycomb a. Coalesed nodules b. Cemented Hardpan Calcrete a. Cemented Honeycomb b. Cemented Powder c. Recemented d. Coalsced horizontal nodule e. Case hardened calcic Laminer Boulder Bersifat kaku sampai sangat terbuka dengan void biasanya diisi dengan tanah Kerikil dan fragmen tersemenkan bersatu dengan laminar rinds Kaku-sangat keras seperti lemabaran selalu didasari material yang lepas atau lebih halus dan jarang kurang dari 45 cm. Mungkin pseudo-laminasi Kaku-keras terlaminasi dengan baik oleh lapisan yang lepas, sering dibatasi oleh hardpan Bervariasi bentuknya dari diskrit-menyatu keras-sangat keras berukuran boulder biasanya dalam matriks pasir merah 587

6 Tabel 2. Hasil Pengamatan Petrografi No Sampel Komposisi Fragmen : Mikrit : 78 % Sparit : 22 % Foto PPL XPL GIPS Fragmen : 21 Mikrit : 29 % Sparit : 6 % Fragmen : 28 Mikrit : 32 % Sparit : 4 % Fragmen : 9 Mikrit : 74 % Sparit : 9 % Fragmen : 7 Mikrit : 80 % Sparit : 6 % 6 17 Sparit : 45 % Kuarsa : 55 % 7 20 Fragmen : 1 Mikrit : 27 % Sparit : 70 % 588

7 8 21 Fragmen : 3 Mikrit : 50 % Sparit : 50 % 9 22 Sparit : 100% Fragmen : 6 Mikrit : 29 % Sparit : 62 % B A Gambar 1. Batuan yang fresh (A) dan gambar batuan yang lapuk (B) 589

8 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Gambar 2. Kolom stratigrafi terukur lokasi pengamatan 590

9 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Lapisan Tanah Gambar 3. Lapisan tanah 591