Komposisi dan Mineralogi yang Unik pada Batuan Karbonat

Kualitas reservoar pada batuan karbonat salah satunya dipengaruhi oleh komposisi dan mineralogi dari batuan karbonat. Secara umum, komponen utama yang menyusun batuan karbonat baik itu modern carbonate maupun ancient carbonate adalah allochems (butir karbonat), mud (yang umumnya rekristalisasi menjadi “mikrit”), semen dan sangat jarang/sedikit butir terigenous. Allochems merupakan agregat butiran karbonat yang umumnya mengalami transportasi dan memiliki 4 jenis agregrat yang utama berupa intraclasts, pellets (peloid), ooids, dan skeletal fragments (bioclasts) (Emery, 1992).

Menurut Tucker (1991), komponen penyusun batuan karbonat dibedakan atas non-skeletal grain, skeletal grain, matriks dan semen. Non-skeletal grain terdiri dari :

1.    Ooid dan Pisoid

Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang mempunyai satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya berupa partikel karbonat atau butiran kuarsa (Tucker, 1991). Ooid memiliki ukuran butir < 2 mm dan apabila memiliki ukuran > 2 mm maka disebut pisoid (Tucker 1991).

2.    Peloid

Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau meruncing yang tersusun oleh mikrit dan tanpa struktur internal. Ukuran peloid antara 0,1 – 0,5 mm. Kebanyakan peloid ini berasal dari kotoran (faecal origin) sehingga disebut pellet (Tucker 1991).

3.    Agregat dan Intraklas

Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat yang tersemenkan bersama-sama oleh semen mikrokristalin atau tergabung akibat material organik. Sedangkan intraklas adalah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi atau setengah terlitifikasi yang terjadi akibat pelepasan air terkandung dalam lumpur pada daerah pasang surut atau tidal flat (Tucker,1991).

Butiran karbonat selanjutnya adalah skeletal grains. Skeletal grains adalah butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil, maupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping (Boggs, 1987). Komponen cangkang pada batugamping juga merupakan penunjuk pada distribusi invertebrata penghasil karbonat sepanjang waktu geologi (Tucker, 1991). Hal ini akan berakibat karakteristik reservoar batuan karbonat mengalami perubahan dari waktu ke waktu diakibatkan karena adanya perbedaan komposisi butir penyusun batuan karbonat dimana masing-masing organisme penyusun batuan karbonat memiliki karakteristik bentuk dan geometri pori awal yang berbeda-beda (porositas primer) yang dapat berpengaruh terhadap perkembangan porositas sekunder setelah tahap diagenesis (lihat gambar dibawah ini).  

Kelimpahan organisme dan penyebaran organisme dalam skala waktu geologi, serta macam-macam organisme  laut gampingan yang membentuk sedimen karbonat sepanjang waktu geologi mencerminkan bahwa komposisi batuan karbonat yang terbentuk akan berbeda-beda dari waktu ke waktu dimana pada akhirnya akan mempengaruhi distribusi dan kualitas reservoar batuan karbonat (Scholle dan Ulmer-Scholle, 2003).

Komponen penyusun batuan karbonat yang ketiga menurut Tucker (1991) adalah mud (lumpur karbonat) atau mikrit. Mikrit merupakan matriks yang biasanya berwarna gelap. Pada batugamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Mikrit memiliki ukuran butir kurang dari 4 mikrometer. Pada studi mikroskop elektron menunjukkan bahwa mikrit tidak homogen dan menunjukkan adanya ukuran kasar sampai halus dengan batas antara kristal yang berbentuk planar, melengkung, bergerigi ataupun tidak teratur. Mikrit dapat mengalami alterasi dan dapat tergantikan oleh mosaic microspar yang kasar. Yang terakhir adalah semen dimana semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang diendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, oksida besi ataupun sulfat (Tucker, 1991).

Baca juga : Lingkungan Diagenesis Batuan Karbonat : Zona Meteorik

Komposisi mineral memiliki peranan penting didalam mengontrol kualitas suatu batuan karbonat sebagai reservoar hidrokarbon. Implikasi terpenting adalah hubungannya dengan proses pengendapan yang berlangsung setelah terjadinya proses pengendapan karbonat. Material karbonat tersusun oleh beberapa jenis mineral karbonat yang paling umum dijumpai dalam komposisinya. Secara garis besar terdapat 3 jenis mineral karbonat sebagai komposisi dari fragmen atau butir hingga matriks penyusun batuan karbonat  yaitu mineral aragonit, High Mg Calcite,  dan Low Mg Calcite serta yang jarang dijumpai sebagai penyusun utama adalah dolomit. Sebagian besar penyusun batuan karbonat adalah organisme baik bercangkang maupun kelompok kelompok alga dan masing – masing tersusun oleh komposisi mineralogi yang berbeda (Moore, 2001).

Mineral aragonit memiliki struktur kristal orthorombik dan pada kondisi di permukaan mineral ini tidaklah stabil (Lucia, 2007). Mineral kalsit (low Mg-Calcite) memiliki struktur kristal triklin dan memiliki tingkat kestabilan lebih sementara dolomit adalah mineral yang paling  stabil. Komposisi mineralogi dari masing - masing jenis organisme maupun grain penyusun batuan karbonat memiliki tingkat kestabilan yang berbeda beda. Hal ini akan berilmplikasi pada saat proses diagenesa berlangsung, dimana pada suatu kondisi dalam lingkungan tertentu terjadi proses diagenesa. Suatu batuan karbonat yang tersusun oleh fragmen / grain dengan komposisi mineralogi berbeda akan menyebabkan perbedaan proses diagenesa didalamnya. 

Pada gambar dibawah ini merupakan grafik penggambaran hubungan antara jenis komposisi mineral penyusun cangkang organisme penghasil karbonat dan laju pelarutan yang terjadi didalamnya pada saat proses diagenesa terjadi (Moore, 2001). Grafik tersebut menunjukan bahwa didalam proses diagenesa yaitu pelarutan, mineral aragonit memiliki laju kecepatan pelarutan lebih besar dibandingkan dengan fragmen cangkang yang terususun oleh High Mg Calcite dan Low Mg Calcite (Moore, 2001). Sehingga dapat menunjukan bahwa material penyusun batuan karbonat terutama yang terususn oleh mineral aragonit adalah yang paling tidak stabil dan pada saat proses pelarutan berlangsung,mineral ini akan mudah untuk membentuk porositas sekunder (Moore, 2001).

Hubungan antara laju proses pelarutan, tekstur pengendapan dan komposisi mineralogi pada material karbonat (Walter, 1985 dalam Moore, 2001).

Daftar Pustaka :

Lucia, F. Jerry, 2007, Carbonate Reservoir Characterization “An Integrated Approach” 2^nd edition, Springer-Verlag, Berlin.

Moore, Clyde H. 2001. Carbonate Reservoir Porosity Evolution and Diagenesis in a Sequence Stratigraphy Frmaework. Development in Sedimentology 55. Elsevier Science Amsterdam Netherlands.

Scholle, P. A., and Scholle, D.S. U., 2003, A Color Guide To The Petrography. AAPG Memoir 77. The American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, Oklahoma, U.S.A.

Tucker, M.T., dan Wright, V.P., 1990, Carbonate Sedimentology, Blackwell Science Ltd, Oxford. 

Subscribe to receive free email updates: