Turbidite Current

   Turbidit adalah suatu sedimen yang diendapkan oleh mekanisme arus turbid (turbidity current), sedangkan arus turbid itu sendiri adalah suatu arus yang memiliki suspensi sedimen dan mengalir pada dasar tubuh cairan, karena mempunyai kerapatan yang lebih besar daripada cairan tersebut.(Keunen dan Migliorini, 1950).

                                                           

                                                            Gambar 1. Arus Turbidite

Ciri-ciri endapan Turbidit :

Endapan turbidit mempunyai karakteristik tertentu yang sekaligus dapat dijadikan sebagai ciri pengenalnya. Namun perlu diperhatikan bahwa ciri itu bukan hanya berdasarkan suatu sifat tunggal sehingga tidak bisa secara langsung untuk mengatakan bahwa suatu endapan adalah endapan turbidit. Hal ini mengingat bahwa banyak struktur sedimen tersebut, yang juga berkembang pada sedimen yang bukan turbidit (Keunen, 1964). Karakteristik endapan turbidit pada dasarnya dapat dikelompokan ke dalam dua bagian besar berdassarkan litologi dan struktur sedimen, yaitu :

1)Karakteristik Litologi

a)Terdapat perselingan tipis yang bersifat ritmis antar batuan berbutir relatif kasar dengan batuan yang berbutir relatif halus, dengan ketebalan lapisan beberapa milimeter sampai beberapa puluh centimeter. Umumnya perselingan antar batupasir dan serpih. Batas atas dan bawah lapisan datar, tanpa adanya penggerusan (scouring).

b)Pada lapisan batuan berbutir kasar memiliki pemilahan buruk dan mengandung mineral-mineral kuarsa, feldspar, mika, glaukonit, juga banyak didapatkan matrik lempung. Kadang-kadang dijumpai adanya fosil rework, yang menunjukan lingkungan laut dangkal.

c)Pada beberapa lapisan batupoasir dan batulanau didapatkan adanya fragmen tumbuhan.

d)Kontak perlapisan yang tajam, kadang berangsur menjadi endapan pelagik.

e)Pada perlapisan batuan, terlihat adanya struktur sedimen tertentu yang menunjukan proses pengendapannya, yaitu antara lain perlapisan bersusun, perlapisan sejajar, perlapisan bergelombang, konvolut, dengan urut-urutan tertentu.

f)Tak terdapat struktur sedimen yang memperlihatkan ciri endapan laut dangkal maupun fluvial, antara lain pengerukan, silang siur, dll.

g)Sifat-sifat penunjukan arus , memperlihatkan pola aliran yang hampir seragam saat suplai terjadi.

Karakteristik tersebut tidak selalu harus ada pada suatu endapan turbidit. Dalam hal ini lebih merupakan suatu alternatif, mengingat bahwa suatu endapan turbidit juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lainnya yang akan memberikan ciri yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lain.

2)Karakteristik Struktur sedimen

Menurut Bouma (1962) dalam hal pengenalan endapan turbidit salah satu ciri yang penting adalah struktur sedimen, karena mekanisme pengendapan arus turbid memberikan karakteristik sedimen tertentu. Banyak klasifikasi struktur sedimen hasil mekanisme arus turbid, salah satunya karakteristik genetik dari Selly (1969). Selly (1969) mengelompokan struktur sedimen menjadi 3 berdasarkan proses pembentukannya :

a)Struktur Sedimen Pre-Depositional Merupakan struktur sedimen yang terjadi sebelum pengendapan sedimen, yang berhubungan dengan proses erosi oleh bagian kepala (head) dari suatu arus turbid (Middleton, 1973). Umumnya pada bidang batas antara lapisan batupasir dan serpih. Beberapa struktur sedimen yang antara lain flute cast, groove cast.

b)Struktur Sedimen Syn-Depositional,Struktur yang terbentuk bersamaan dengan pengendapan sedimen, dan merupakan struktur yang penting dalam penentuan suatu endapan turbidit. Beberapa struktur sedimen yang penting diantaranya adalah perlapisan bersusun, perlapisan sejajar dan perlapisan bergelombang.

c)Struktur Sedimen Post-Derpositional Struktur sedimen yang dibentuk setelah terjadi pengendapan sedimen, yang umumnya berhubungan dengan proses deformasi. Salah satunya struktur pembebanan.

Sam Boggs (1995) mengklasifikasikan struktur sedimen dengan menghubungkan struktur stratifikasi dan bentuk dasar. Struktur stratifikasi dibagi menjadi 4 :
(1)Bedding dan lamination
(2)Bedforms
(3)Cross lamination
(4)Irregular stratification

Struktur sedimen dibagi 4 berdasarkan proses terjadinya, yaitu :
1)Strutur yang terjadi karena proses sedimentasi
2)Struktur yasng terjadi karena adanya deformasi
3)Struktur yang terjadi karena erosi
4)Struktur yang terbentuk dari aktivitas biogenic

Umumnya struktur sedimen yang ditemukan pada endapan turbidit adalah struktur sedimen yang terbentuk karena proses sedimentasi, terutama yang terjadi karena proses pengendapan suspensi dan arus.

Bouma (1962) memberikan urutan ideal endapan turbidit yang dikenal dengan Bouma Sequence, dari interval a-e. Urut-urutan endapan turbidit yang umumnya berupa perselingan antara batupasir dan batulempung merupakan suatu satuan yang berirama (ritmis), dimana setiap satuan merupakan hasil episode tunggal dari suatu arus turbid. Bouma Sequence yang lengkap dibagi 5 interval, peralihan antara satu interval ke interval berikutnya dapat secara tajam, berangsur, atau semu, yaitu :

1) Gradded Interval (Ta)

Merupakan perlapisan bersusun dan bagian terbawah dari urut-urutan ini, bertekstur pasir kadang-kadang sampai kerikilatau kerakal. Struktur perlapisan ini menjadi tidak jelas atau hilang sama sekali apabila batupasir penyusun ini terpilah baik. Tanda-tanda struktur lainnya tidak tampak.

2) Lower Interval of Parallel Lamination (Tb)

Merupakan perselingan antara batupasir dengan serpih atau batulempung, kontak dengan interval dibawahnya umumnya secara berangsur.

3) Interval of Current Ripple Lamination (Tc)

Merupakan struktur perlapisan bergelombang dan konvolut. Ketebalannya berkisar antara 5-20 cm, mempunyai besar butir yang lebih halus daripada kedua interval dibawahnya. (Interval Tb).

4) Upper Interval of Parallel Lamination (Td)

Merupakan lapisan sejajar, besar butir berkisar dari pasir sangat halus sampai lempung lanauan. Interval paralel laminasi bagian atas, tersusun perselingan antarabatupasir halus dan lempung, kadang-kadang lempung pasirannya berkurang ke arah atas. Bidang sentuh sangat jelas.

5) Pelitic Interval (Te)

Merupakan susunan batuan bersifat lempungan dan tidak menunjukan struktur yang jelas ke arah tegak, material pasiran berkurang, ukuran besar butir makin halus, cangkang foraminifera makin sering ditemukan. Bidang sentuh dengan interval di bawahnya berangsur. Diatas lapisan ini sering ditemukan lapisan yang bersifat lempung napalan atau yang disebut lempung pelagik.

Berdasarkan sifat jauh dekatnya sumber, maka endapan turbidit dapat dibagi menjadi 3 fasies, yaitu : fasies proximal, intermediate dan distal. Distal merupakan endapan turbidit yang pengendapannya relatif lebih jauh dari sumbernya atau tidak mengandung interval a dan b. endapannya dicirikan oleh adanya perselingan yang teratur antara batupasir dan serpih, lapisan batupasirnya tipis-tipis dan lapisan serpihnya lebih tebal. Pengendapan yang relatif lebih dekat dengan sumbernya disebut turbidit proximal, biasanya berbutir kasar, kadang-kadang konglomeratan dan sedikit serpih.

Mekanisme Pembentukan Endapan Turbidit

Middleton (1967) menyatakan bahwa arus turbid merupakan salah satu tipe dari arus kerapatan (density current), dimana arus bergerak secara gaya berat, karena adanya perbedaan kerapatan antara arus dengan cairan di sekeliingnya, yang disebabkan oleh adanya dispersi sedimen pada suatu tempat (misalnya : muara sungai atau delta), dimana sedimen banyak terakumulasi karena adanya faktor pemicu, misalnya : suatu gempa bumi, tsunami,dll, mulai bergerak dan meluncur secara tiba-tiba ke arah bawah cekungan. Saat sedimen tersebut mulai meluncur ke bawah akan membentuk slump. Slump tersebut bergerak perlahan-lahan dan berangsur-angsur menjadi lebih cepat disebabkan adanya pengurangan viskositas. Selanjutnya massa sedimen akan bergerak sampai pada lereng yang curam, maka terjadilah kenaikan kecepatan dan pergerakan selanjutnya berubah menjadi arus turbidit, sehingga butiran kasar akan terkonsentrasi pada bagian kepala arus, sedangkan yang lebih halus di bagian ekor. Karena pengaruh gravitasi maka arus turbid akan bergerak ke bawah mengikuti ngarai di bawah samudera.

Pada saat mendekati daerah pengendapannya, kecepatan arus mulai berkurang karena penurunan gravitasi akibat kemiringan lereng yang semakin landai. Dalam kondisi seperti ini maka bagian kepala dari arus akan mengerosi lapisan dibawahnya membentuk struktur sedimen scour mark. Sesuai dengan sifat-sifat kerapatan arus, maka pengendapan akan terjadi sekaligus, sehingga sedimen yang diendapkan mempunyai pemilahan yang sangat buruk. Dalam hal ini material-material yang lebih berat akan terkumpul pada bagian depan arus turbid, sedangkan material halus akan terperangkap bersama-sama. Endapan yang pertama terbentuk adalah batupasir berstruktur perlapisan bersusun. Selanjutnya arus akan semakin lemah dan sedimen yang halus akan diendapkan. Apabila kecepatan arus telah hilang, maka akan terjadi pengendapan lempung pelagik dalam suasana suspensi yang menunjukan kondisi lingkungan bernergi rendah.

Bouma (1962) menyimpulkan bahwa partikel-partikel sedimen bergerak tanpa bantuan benturan atau seretan air, tetapi bergerak dibawah permukaan air yang relatif tenang (stagnant water). Massa sedimen bisa saja tidak tercampur air secara baik sehingga mengakibatkan massa sedimen tersebut terlalu encer untuk melengser dan membentuk arus turbid. Sedimen yang berbutir kasar tidak menempati bagian kepala dan apabila terendapkan massa sedimen kasar akan membentuk fluxoturbidite yaitu endapan antara nendatan dan arus turbid (Dzulynski, dkk, 1959).

Menurut Koesoemadinata (1972) pengendapan arus turbid merupakan suatu keadaan massa teronggok pada lereng benua, yang secara tiba-tiba dapat meluncur dengan kecepatan tinggi bercampur dengan air, yang merupakan suatu aliran menuju laut dalam. Disini partikel-partikel sedimen bergerak tanpa bantuan benturan /seretan air, melainkan oleh energi inersia, dimana energi potensial diubah menjadi energi kinetik, kemudian pengendapan terjadi segera setelah energi kinetik habis.

Middleton dan Hampton (1973) memperkenalkan istilah sedimen gravity flow untuk menerangkan mekanisme pengangkutan batupasir dan sedimen klastik kasar lainnya dalam lingkungan laut dalam melalui pematang bawah samudra (submarine canyons). Dalam hal ini istilah sedimen gravity flow, digunakan secara umum untuk aliran sedimen atau campuran sedimen fluida dibawah pengaruh gaya berat. Berdasarkan gerakan relatif antar butir dan jaraknya dari sumber, sedimen gravity flow dapat dibedakan menjadi 4 jenis yaitu :
1) Aliran turbid (turbidity current), dimana butir-butir telah lepas sama sekali dan masing-masing butir didukung oleh fluida (telah terinduksi menjadi turbulen).
2) Aliran sedimen yang difluidakan (fluidized sediment flow), butir yang lepas di dukung oleh cairan yang diperas ke atas antar butir. Butir-butir masih bersentuhan.
3) Aliran butir (grain flow), dimana butir-butir belum lepas dan dalam mengalir masih sering bersentuhan.
4) Aliran debris (debris flow), dimana butir-butir kasar masih didukung oleh matriks (massa dasar) campuran sedimen yang lebih halus dan media (air) dan masih mempunyai kekuatan. Jika butir-butir ini masih mempunyai kekuatan dan relatif merupakan massa dan terdapat kohesi antara butir, maka hal ini disebut slump (lengseran), sehingga masih bersifat plastis.

Mutti dan Ricci Luchi (1972), mengatakan bahwa fasies adalah suatu lapisan atau kumpulan lapisan yang memperlihatkan karakteristik litologi, geometri dan sedimentologi tertentu yang berbeda dengan batuan di sekitarnya. Suatu mekanisme yang bekerja serentak pada saat yang sama. Asosiasi fasies didefinisikan sebagai suatu kombinasi dua atau lebih fasies yang membentuk suatu tubuh batuan dalam berbagai skala dan kombinasi. Asosiasi fasies ini mencerminkan lingkungan pengendapan atau proses dimana fasies-fasies itu terbentuk.

Dalam menentukan fasies turbidit, Walker dan Mutti (1973) merinci pembagian fasies turbidit dari Mutti dan Ricci Lucci (1972).

Walker dan Mutti (1973) telah mengemukakan suatu model, yaitu model kipas laut dalam dan hubungannya dengan fasies turbidit (gb.2.9). Walker (1978) kemudian menyederhanakan kembali klasifikasi tersebut menjadi 5 fasies, yaitu :

1)Fasies Turbidit Klasik (Classical Turbidite, CT)

Fasies ini pada umumnya terdiri dari perselingan antara batupasir dan serpih/batulempung dengan perlapisan sejajar tanpa endapan channel. Struktur sedimen yang sering dijumpai adalah perlapisan bersusun, perlapisan sejajar, dan laminasi, konvolut atau a,b,c Bouma (1962), lapisan batupasir menebal ke arah atas. Pada bagian dasar batupasir dijumpai hasil erosi akibat penggerusan arus turbid (sole mark) dan dapat digunakan untuk menentukan arus turbid purba. Dicirikan oleh adanya CCC (Clast, Convolution, Climbing ripples). Climbing ripples dan convolut merupakan hasil dari pengendapan suspensi, sedangkan clast merupakan hasil erosi arus turbid (Walker, 1985).

2) Fasies Batupasir masif (Massive Sandstone, MS)

Fasies ini terdiri dari batupasir masif, kadang-kadang terdapat endapan channel, ketebalan 0,5-5 meter, struktur mangkok/dish structure. Fasies ini berasosiasi dengan kipas laut bagian tengah dan atas.

3) Fasies Batupasir Kerakalan (Pebbly Sandstone, PS)

Fasies ini terdiri dari batupasir kasar, kerikil-kerakal, struktur sedimen memperlihatkan perlapisan bersusun, laminasi sejajar, tebal 0,5 – 5 meter. Berasosiasi dengan channel, penyebarannya secara lateral tidak menerus, penipisan lapisan batupasir ke arah atas dan urutan Bouma tidak berlaku.

4) Fasies Konglomeratan (Clast Supported Conglomerate, CGL)

Fasies ini terdiri dari batupasir sangat kasar, konglomerat, dicirikan oleh perlapisan bersusun, bentuk butir menyudut tanggung-membundar tanggung, pemilahan buruk, penipisan lapisan batupasir ke arah atas, tebal 1-5 m. Fasies ini berasosiasi dengan sutrafanlobes dari kipas tengah dan kipas atas.

5) Fasies Lapisan yang didukung oleh aliran debris flow dan lengseran (Pebbly mudstone, debris flow, slump and slides, SL).

Fasies ini terdiri dari berbagai kumpulan batuan, pasir, kerikil, kerakal dan bongkah-bongkah yang terkompaksi. Fasies ini berasosiasi dengan lingkungan pengendapan kipas atas (upper channel fill).

Dari penelitian fasies turbidit ini, beberapa peneliti kemudian berusaha untukmembuat suatu model kipas bawah laut, yang merupakan asosiasi dari beberapa fasies. Model fasies adalah suatu model umum dari suatu sistem pengendapan yang khusus (Walker, 1992). Dari model tersebut diharapkan dapat diketahui arah pengendapan serta letak dari suatu endapan turbidit.

Model Kipas Bawah Laut Mutti dan Lucchi

Mutti dan Lucchi (1972) berdasarkan sifat fisik endapan turbidit seperti warna, komposisi, variasi besar butir, tekstur perlapisan dan struktur sedimen, membagi fasies turbidit menjadi 7 fasies utama, yaitu fasies A,B,C,D,E,F, DAN G, dimana ketujuh fasies tersebut berasosiasi dengan tiga lingkungan pengendapan, yaitu : lereng (slope), dibagi menjadi lereng atas (upper slope) dan lereng bawah (lower slope); kipas (fan) dibagi menjadi kipas dalam (inner fan), kipas tengah (middle fan) dan kipas luar (outer fan); kumpulan daratan cekungan.

Model Kipas Bawah Laut Normark

Model kipas bawah laut Normark (1978), terdiri dari 3 lingkungan pengendapan utama, yaitu : kipas atas (upper fan), kipas tengah (middle fan), dan kipas bawah (lower fan). Kipas atas ditandai oleh suatu lembah dengan lebar 1-5 km, endapan dasar lembah terdiri dari endapan berbutir kasar seperti endapan channel, braided berupa batupasir kasar dan batulanau, struktur sedimen perlapisan bersusun, perlapisan sejajar atau interval a dan b Bouma (1962). Kipas tengah ditandai bentuk morfologi suprafan lobe, litologi terdiri dari perselingan batupasir dan batulempung, dimana sifat lapisan batupasir mengkasar dan menebal kearah atas, kipas bawah ditandai oleh permukaan yang hampir rata (flat), lapisan batupasir yang tipis dan berstruktur perlapisan sejajar atau interval b Bouma (1962).

Model Kipas Bawah Laut Walker

Model kipas menurut Walker (1978) ini merupakan penyempurnaan dari beberapa peneliti terdahulu yang terdiri dari saluran utama (fedder channel), lereng(slope), kipas atas (upper fan ), kipas tengah (middle fan) yang terdiri dari channeled portion of suprafan lobes, kipas bawah (lower fan) dan dasar cekungan (basin pain). Pada umumnya kipas tersebut berasosiasi dengan lima fasies turbidit yang diajukan oleh Walker (1978).