PRAKTIKUM
SEDIMENTOLOGI
Acara
: Analisa Ukuran
Butir Nama
: Daud Rani Salamba
Hari/Tgl :
Sabtu, 5 April
2012 STB
: D 611 08 293
I. Latar
Belakang
Batuan
sedimen adalah batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil perombakan
batuan yang sudah ada sebelumnya atau hasil aktivitas kimia maupun organisme,
yang di endapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi yang kemudian mengalami
pembatuan.(Pettjohn, 1975)
Batuan
sedimen banyak sekali jenisnya dan tersebar sangat luas dengan ketebalan antara
beberapa centimetersampai beberapa kilometer. Juga ukuran butirnya dari sangat
halus sampai sangat kasar dan beberapa proses yang penting lagi yang termasuk
kedalam batuan sedimen. Dibanding dengan batuan beku, batuan sedimen hanya
merupakan tutupan kecil dari kerak bumi. Batuan sedimen hanya 5% dari seluruh
batuan – batuan yang terdapat dikerak bumi. Dari jumlah 5% ini,batu lempung
adalah 80%, batupasir 5% dan batu gamping kira - kira 80%
Sifat
– sifat utama batuan sedimen :
1.
Adanya
bidang perlapisan yaitu struktur sedimen yang menandakan adanya proses sedimentasi.
2.
Sifat
klastik yang menandakan bahwa butir – butir pernah lepas terutama pada golongan
detritus.
3.
Sifat
jejak adanya bekas – bekas tanda kehidupan (fosil).
4.
Jika
bersifat hablur, selalu monomineralik, misalnya : gypsum, kalsit, dolomite dan
rijing.
Volume
batuan sedimen dan termasuk batuan metasedimen hanya mengandung 5% yang diketahui
di litofera dengan ketebalan 10 mil di luar tepian benua, dimana batuan beku
metabeku mengandung 95%. Sementara itu, kenampakan di permukaan bumi, batuan –
batuan sedimen menempati luas bumi sebesar 75%, sedangkan singkapa dari batuan
beku sebesar 25% saja. Batuan sedimen dimulai dari lapisan yang tipis sekali
sampai yang tebal sekali. Ketebalan batuan sedimen antara 0 sampai 13
kilometer, hanya 2,2 kilometer ketebalan yang tersingkap dibagian benua. Bentuk
yang besar lainnya tidak terlihat, setiap singkapan memiliki ketebalan yang berbeda
dan singkapan umum yang terlihat ketebalannya hanya 1,8 kilometer. Di dasar
lautan dipenuhim oleh sedimen dari pantai ke pantai. Ketebalan dari lapisan itu
selalu tidak pasti karena setiap saat selalu bertambah ketebalannya. Ketebalan
yang dimiliki bervariasi dari yang lebih tipis darim0,2 kilometer sampai lebih
dari 3 kilometer, sedangkan ketebalan rata – rata sekitar 1 kilometer.
Total
volume dan massa dari batuan – batuan sedimen di bumi memiliki perkiraan yang
berbeda – beda, termasuk juga jalan untuk mengetahui jumlah yang tepat.
Beberapa ahli dalam bidangnya telah
mencoba untuk mengetahui ketebalan
rata – rata dari lapisan batuan sedimen di seluruh muka bumi. Clarke (1924)
pertama sekali memperkirakan ketebalan sedimen di paparan benua adalah 0,5
kilometer. Di dalam cekungan yang dalam, ketebalan ini lebih tinggi, lapisan
tersebut selalu bertambah ketebalannya dari hasil alterasi dari batuan beku,
oksidasi, karonasi dan hidrasi. Ketebalan tersebut akan bertambah dari hasil
rombakan di benua sehinngga ketebalan akan mencapai 2.200 meter. Volume batuan
sedimen hasil perhitungan dari Clarke adalah 3,7 x 108 kilometer kubik. (
Danang Endarto, 2005 )
II. Maksud dan
Tujuan
Maksud
dari praktikum ini adalah agar praktikuan mampu memisahkan ukuran butir sedimen
dan mengetahui proses- proses yang mempengaruhi adanya perbedaan ukuran butir
Adapun
tujuan dari praktikum ini adalah :
a.
Mengetahui
sebaran ukuran butir sedimen pada suatu cekungan sedimentasi
b.
Menghitung
dan mengukur ukuran butir material sedimen
c.
Membuat
suatu pengelolahan data secara statistik ataupun data semilog dari data sebaran
sedimen tersebut
d.
Mengklasifikasikan
nilai ukuran butir berdasarkan ukurannya
III.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan
yang digunakan dalam praktikum ini adalah :
1.
Mesin
pengayak dan ayakan satu set
2.
Tempat
penampung sampel yang telah diayak (kantong obat)
3.
Kuas
4.
Timbangan
digital
5.
Sampel
splitter atau quartering
6.
Grafik
semilog
7.
Kalkulator
8.
Kertas
hvs
9.
Koran
bekas
10. Alat tulis menulis
11. Wadah kecil seperti gelas kecil
untuk mengambil sampel
12. Sampel
IV. Teori Ringkas
Batuan sedimen klastik terdiri dari berbagai ukuran. Cara
yang terbaik untuk melakukan pemisahan dari setiap ukuran adalah dengan metode
pengayakan. Metode pengukuran secara langsung hanya berfungsi pada batuan kerikil
atau kerakal dikarenakan ukuran mereka yang cukup besar. Dari ribuan butir,
setiap butir memiliki ukuran sendiri
sendiri.
Oleh karena itu skala interval besar butir dibuat oleh banyak penulis seperti
Hopkins, Attenberg, Udden, Wenworth Cayeux, U.S Bureau Soils. Namun yang paling
sering digunakan dan sekaligus digunakan dalam praktikum ini adalah skala dari
Wenworth.
Pembagian
berdasarkan ukuran butir digunakan sebagai awal untuk mengklasifikasikan dan
menamakan sedimen dan batuan sedimen klastik terrigenous . Kerikil dan
konglomerat tersusun oleh klastik berdiameter lebih dari 2 mm, butir berukuran
pasir antara 2 mm sampai 1/16 mm (63 μm) , lumpur (termasuk lempung dan lanau)
terdiri dari partikel berdiameter kurang dari 63 μm. Ada beberapa jenis skema
dan pembagian kategori, tetapi sedimentologist cenderung menggunakan Skala
Wentworth untuk menentukan dan menamakan endapan klastik terrigenous. Dikenal
umum dengan nama Skala Wentworth, skema ini digunakan untuk klasifikasi materi
partikel aggregate ( Udden 1914, Wentworth 1922). Pembagian skala dibuat
berdasarkan faktor 2 ; contoh butiran pasir sedang berdiameter 0,25 mm – 0,5
mm, pasir sangat kasar 1 mm – 2 mm, dan seterusnya. Skala ini dipilih karena
pembagian menampilkan pencerminan distribusi alami partikel sedimen ;
sederhananya, blok besar hancur menjadi dua bagian, dan seterusnya. Sedimen
dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir dan / atau komposisi.
Ukuran
sedimen diukur pada log basis 2 skala, yang disebut “Phi” skala, yang mengklasifikasikan
partikel berdasarkan ukuran dari “koloid” ke “batu”. Skala phi adalah angka
perwakilan pada skala Wentworth. Huruf Yunani ‘Ф’ (phi) sering digunakan
sebagai satuan skala ini Skala ini mempunyai rumus sebagai berikut:
log2 d
dimana adalah ukuran phi dan d merupakan ukuran butir
dalam millimeter
Analisa
ukuran butir adalah suatu cara atau metode yang digunakan untuk mengetahui
ukuran tiap butiran sedimen.. Dalam analisa ini tercakup beberapa hal yang
biasa dilakukan seperti pengukuran rata-rata, pengukuran sorting atau standar
deviasi, pengukuran skewness dan
kurtosis. Masing-masing pengukuran tersebut mempunyai rumus-rumus yang berbeda
dan mempunyai batasan-batasan untuk menggambarkan keadaan dari butiran yang
diamati atau dianalisa. Batasan-batasan tersebut biasa disebut dengan verbal
limit. Analisa ukuran butir dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu dengan
metode grafis dan metode statistik, dimana metode grafis memuat berbagai macam
grafik yang
mencerminkan penyebaran besar
butir, hubungan dinamika aliran dan cara transportasi sedimen klastik,
sedangkan metode statistik menghasilkan nilai rata-rata, deviasi standar,
kepencengan dan kemancungan kurva.
Tabel Standar Deviasi
|
|
<0,35Φ
|
very well sorted
|
0,35-0,50Φ
|
well sorted
|
0,50-0,71Φ
|
moderately well sorted
|
0,71-1,00Φ
|
moderately sorted
|
1,00-2,00Φ
|
poorly sorted
|
2,00-4,00Φ
|
very poorly sorted
|
>4,00Φ
|
extremely poorly sorted
|
Keseragaman
atau Sortasi dapat menunjukkan batas ukuran butir atau keanekaragaman ukuran
butir, tipe dan karakteristik serta lamanya waktu sedimentasi dari suatu
populasi sedimen (Folk, 1968). Menurut Friedman dan Sanders (1978), sortasi
atau pemilahan adalah penyebaran ukuran butir terhadap ukuran butir rata-rata.
Sortasi dikatakan baik jika batuan sedimen mempunyai penyebaran ukuran butir
terhadap ukuran butir rata-rata pendek. Sebaliknya apabila sedimen mempunyai
penyebaran ukuran butir terhadap rata-rata ukuran butir panjang disebut sortasi
jelek. Sortasi secara matematika dapat dinyatakan dalam standar deviasi.
Ada
hubungan antara ukuran butir dan sortasi dalam batuan sedimen. Hubungan ini
terutama terjadi pada batuan sedimen berupa
pasir kasar sampai pasir sangat
halus. Pasir dari berbagai macam lingkungan air menunjuk bahwa pasir halus
mempunyai sortasi yang lebih baik daripada pasir sangat halus. Sedangkan pasir
yang diendapkan oleh angin sortasi terbaik terjadi pada ukuran pasir sangat
halus.
Kepencengan (Skewness)
adalah penyimpangan distribusi ukuran butir terhadap distribusi normal.
Distribusi normal adalah suatu distribusi ukuran butir dimana pada bagian
tengah dari sampel mempunyai jumlah butiran paling banyak. Butiran yang lebih
kasar serta lebih halus tersebar disisi kanan dan kiri dalam jumlah yang sama.
Apabila dalam suatu distribusi ukuran butir berlebihan partikel kasar, maka
kepencengannya bernilai negatif, begitupun sebaliknya (Folk, 1974).
Skewness (Boogs, 1995)
|
|
>+0,30
|
Strongly fine skewed
|
0,3-0,1
|
Fine skewed
|
+0,1 to -0,1
|
Near symmetrical
|
-0,1 to -0,3
|
Coarse skewed
|
<-0,3
|
Strongly coarse skewed
|
Hasil dari perhitungan ukuran butir dapat
ditampilkan dalam bentuk grafik atau kurva. Kurva yang digunakan adalah kurva
histogram dan kurva frekuensi. Kurva ini diperoleh dari membandingkan antara
ukuran butir dengan berat kumulatif.
Kurva
frekuensi ukuran butir tidak selamanya normal. Bisa saja melengkung atau tajam.
Derajat dari kelengkungan puncak kurva ini disebut kurtosis.
Nilai
kurtosis berhubungan antara penyebaran
dan normalitas distribusi. Perhitungan dari kurtosis merupakan perbandingan antara
ekor kurva dengan puncak kelengkungannya.
Kurtosis
|
|
<0,67
|
very platykurtic
|
0,67-0,9
|
Platycurtic
|
0,9-1,11
|
Mesokurtic
|
1,11-1,5
|
Leptokurtic
|
1,5-3
|
very leptokurtic
|
>3
|
extremely leptokurtic
|
Kurva
frekuensi ukuran butir dapat menunjukkan variasi dari puncak-puncak yang
bebeda. Derajat puncak-puncak kurva frekuensi disebut kurtosis. Meskipun kurtosis dapat dihitung, tapi secara
signifikan tidak dapat diketahui serta menampakkan jumlah yang sedikit dari
interpretasi ukuran butir.
Grafik
mean : Mz = 
Modus :
Md = Φ50
Standar
deviasi : 
= 
=
Grafik
skewness : SKi = 
Kurtosis : Kg = 
Selama
melakukan pengayakan ada beberapa factor yang perlu diperhatikan:
a)
Berat
sampel
b)
Lamanya
waktu pengayakan
c)
Kondisi
kawat mesh selama pengayakan
d)
Interval
ukuran antara ayakan dalam setiap stack. bila terlalu sedikit ayakan yang
digunakan akan menyebabkan banyaknya akumulasi pasir diatas ayakan yang
merupakan ukuran midalnya
e)
Kehadiran
aggregate
f)
Kehadiran
lempung dalam sample
g)
Kesalahan
dalam menggunakan sample spliter terutama untuk sample yang akan di ayak
h)
Kehati-hatian
dalam memindahkan sample dari ayakan kedalam timbangan
i)
Kesalahan
selama proses penimbangan
Selain
beberapa faktor yang disebut di atas,dalam melakukan analisa ukuran butir
dengan metode pengayakan, factor lain yang juga berpengaruh pada hasil analisa
adalah interval ukuran mesh yang digunakan dalam mempresentasekan dari
klasifikasi ukuran butir udden – wentworth, misalnya kita gunakan mesh dengan
urutan bukaan dari atas kebawah 2, 1, 0.5, 0.25, 0.125, 0.063 dan < 0.0063 mm
angka angka tersebut mewakili klasifikasi dari udden –wentworth.
V.
Prosedur Kerja
Adapun
prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum ini yaitu :
1.
Sampel
yang diperoleh dari lapangan dicuci dan dikeringkan
2.
Splitting,
dengan cara mengambil sampel yang mewakili sampel yang ada. Splitting dapat
dilakukan dengan splitter atau dengan kuartering. Kuartering dilakukan sampai
diperoleh berat sampel yang diinginkan
3.
Menimbang
sampel untuk dianalisa. Mengusahakan berat sampel merupakan bilangan bulat
untuk memudahkan perhitungan
4.
Pengayakan,
digunakan satu set ayakan yang diinginkan dan mesin pengayak. Sampel yang telah
ditimbang dari setiap lapisan kemudian diayak untuk melihat ukuran butir dari
halus sampai kasar
5.
Ayakan
tersebut disusun dengan nomor mesh yang diletakkan paling besar ukuran meshnya.
Pengayakan dilakukan dengan mesin pengayakan selama 10 menit
6.
Setelah
10 menit, sampel diangkat dari tempat pengayakann. Tiap-tiap sampel yang
tertampung dalam mesh kemudian dikeluarkan tanpa mencampurkan dengan mesh yang
lain
7.
Sampel
yang diperoleh tadi kemudian dilakukan penimbangan
8.
Data
timbangan tersebut kemudian dilakukan pengolahan data
9.
Data
tersebut disajikan dalam bentuk tabel dan grafik seperti grafik semilog.
VI. Pengolahan Data
1.
Lapisan 1
No
|
Mesh
|
Bukaan
|
Berat
|
% Berat
|
Berat kumulatif
|
1
|
2
|
-1
|
0,021
|
0,020920294
|
0,02092029
|
2
|
1
|
0
|
0,55
|
0,547912454
|
0,56883275
|
3
|
0,5
|
1
|
0,228
|
0,227134617
|
0,79596736
|
4
|
0,25
|
2
|
2,651
|
2,640938026
|
3,43690539
|
5
|
0,125
|
3
|
48,269
|
48,08579313
|
51,5226985
|
6
|
0,063
|
4
|
47,882
|
47,700262
|
99,2229605
|
7
|
pan
|
5
|
0,78
|
0,77703948
|
100
|
Total
|
100,38
|
||||
Grafik
mean : Mz =
= 
= 2,9
= 2,9
Modus :
Md = Φ50 = 3
Standar
deviasi : =
=
=
=
= 
= 0,012
= = 0,012
Grafik
skewness : SKi =
=
=
= 
= -0,7
= = -0,7
Kurtosis : Kg = 
=
= 
= 0,95
= = 0,95
2.
Lapisan 2
No
|
Mesh
|
Bukaan
|
Berat
|
% Berat
|
Berat kumulatif
|
1
|
2
|
-1
|
0,052
|
0,0518362
|
0,0518362
|
2
|
1
|
0
|
0,986
|
0,98289405
|
1,0347303
|
3
|
0,5
|
1
|
4,198
|
4,18477611
|
5,2195064
|
4
|
0,25
|
2
|
9,412
|
9,38235177
|
14,601858
|
5
|
0,125
|
3
|
34,251
|
34,1431078
|
48,744966
|
6
|
0,063
|
4
|
51,192
|
51,0307429
|
99,775709
|
7
|
pan
|
5
|
0,225
|
0,22429124
|
100
|
Total
|
100,316
|
||||
