Senin, 11 Maret 2013

Geology of the Karangbolong Mountains



Dosen Pengampu: Drs.Wakino M.S  




 Introduction

            The Karangbolong Mountains are situated in the southern coastal plain of Central Java, to the southwest of of the Lokuloh region and thus outside the Serayu Basin. The southern coastal plain only is interrupted by the Karangbolong promontory and by some small outcrops located on the coast at about 6 km east of the mouth of the Serayu River. The latter outcrops mainly consist of coarse breccias and are indicated of fig. The Karangbolong Mountains are the physiographical and structural equivalent of the Southern Mountains of West and East Java (Van Bemmelen, 1949). These have subsided below sea level between Cilacap and the Opak River near Yogyakarta, with the exception of the horst-like transverse structure of Karangbolong. A preliminary geological map of the area  and two cross-sections and a longitudinal section  were compiled, based upon data collected in the field and on geological airphoto interpretation. Five main geological units have been distinguished on the map. The deposits of the “volcanic Facies of the Halang Formation” mainly occur in the southern part of the area. These predominantly consist of andesitic breccias. Exposures of the deposits of the “Marine Facies of the Halang Formation” mainly are found in the northern section. These mostly consist of marly sandstones and marls. Rocks of an “Intrusive Phase” comprise the third unit. The “Karangbolong Limestones” mostly consist of typical reef limestone, which mainly occur in the central part of the area. The “Alluvial Deposits” east and westwards of the Karangbolong Mountains mainly consist of the alluvial sands and silts. The data given in these paragraphs primarily have to be regarded as a contribution to future investigations. Another reason for the geological survey carried out in the area is that the geological evolution of the Karangbolong promontory and the southern coastral plain closely is linked with the development of the Serayu Basin.

   Description of geological units

The deposits of the “volcanic Facies of the Halang Formation” consist of tuffaceous andesitic breccias, lahar deposits and some tuffites, and mainly andsitic lava flows. The flows have a glassy texture, indicating their quick cooling as pillow lavas. The breccias mostly are deeply weathered. A distinctive layering only is recognizable in some outcrops near the Indian Ocean. At the coast the tuffaceous breccias mostly consist of very coarse, angular boulders, inbedded in the tuffaceous deposits and alternating with some layers of less coarse breccias. The dip of these layers is at the western coast about 30 degrees southwest and at the opposite side ca. 30 degrees southeast. The dips and strikes give the impression that the breccias were formed on the slopes of a volcano. They however probably are caused by more recent tectonic movements. These deposits are entirely comparable with the beds of the Volcanic Facies of the Halang Formation exposed withinthe Serayu Basin. In the northern part of the Karangbolong area the deposits are overlain by the beds of the Marine Facies ot the Halang Formation. The deposits of the latter unit are not found beetwen the deposits of the Volcanic Facies and the reef limestones of Karangbolong in the southern section of the area.

            Magma intruded through the feeder channels of the eruption centres of the Halang Volcanoes. Hypabyssal sills and dikes were not found, but 11 volcanic necks presently are exposed in the southern part of the Karangbolong area. The necks consist of dioritic and augite-andesitic rocks and situated more or less in two rows with a north-south direction. Some quartz also occurs in the rocks. The necks protrude through the deposits of the Volcanic Facies of the Halang Formation, but are younger than the reef  limestone deposits. The volcanic necks therefore most probably can be correlated with the rocks of the “Maung Intrusive Phase of the Halang Formation” exposed in the Serayu Basin.

            Exposures of the deposits of the “Marine Facies of the Halang Formation” mostly occur in the northern part of the Karangbolong Mountains. The deposits consist of tuffaceous marly sandstones and marls. The marly sandstones are fine-grained and mainly consist of plagioclase, hornblende, augite and guartz. They contain molluses. The marls usually hold very few tuffaceous elements and are less distinctively layered. These deposits can be aced into the South Serayu Mountains where they form the upper beds of the Marine Facies of the Halang Formation, which are the equivalent of the Third Marl-Tuff Horizon of Harloff (1933). In the Karangbolong area they probably comprise the uppermost beds of the formation. The deposits are slightly folded, the anticlinal axes predominantly having a northwest-southeast direcion. In the central section of the area these deposits only occur locally and with a different facies. In such outcrops the beds mostly consist of sapropel and some lignite, while oil shales also occur. These lagoon-type deposits were formed at the southernmost perimeter of the exposures of the beds of the Marine Facies. A weathered breccia layer with a thickness of a few metres occurs in some places between the sapropel beds and the covering reef limestones. These breccias consist of erosion products of the deposist of the Volcanic Facies of the Halang Formation. In the southern part such lagoon-type deposits do not occur.

The “Karangbolong Limestones” mainly occur in the central section of the area. Some rather extensive outcrops are also found in the southern part. The limestones overlie unconformably the breccias of the Volcanic Facies  of the Halang Formation in such places. The limestones were formed transgreesively on top of both the volcanic and marine Halang beds. An angular unconformity between the deposits of the Marine Facies and the limestones appears to occur in some places. The lack of recognizable layering in the reef limestones makes it however difficult to establish this with certainty. The exposed rocks almost entirely consist of typical reef limestones. They mostly are fine-grained, hard and pure and contain Lepidocyclina as well as corals and Echinoidea (Heine, 1930). On several levels the limestones contain white chalk blanks and chalk marls, which consist of erosion products of the reef. The limestones reach a thickness of more than 100 m at the perimaters of the central section of the Karangbolong Mountains. The thickness in the central part locally probably amounts to about 200 m. The reef limestones are easily soluble under tropical conditions, resulting in the formation of extensive cave-systems. Phosphate deposits occur in many of these caves and locally are quarried. Some outcrops of limestones also contain manganese ores (Keil, 1930).

The coastal plains west and east of the Karangbolong Mountains are bordered on the landward slide by the South Serayu Mountains. The coastal area is composed of beach ridges with alternating silty flats. The recent beach sediments mostly consist of fine-grained sands and silty sands. The sand and silt-sized particles are transported by e.g. the Ijo River which enters the Indian Ocean at the western perimeter of the Karangbolong promontary and the Centang River which flows along the eastern side. The sand and part of the silt-sized particles are washed up the beach, thus causing coastal accretion. The sands and silts however rapidly are converted into clays by tropical weathering processes. The clay sized particles are transported further offshore by longshore currents. Narrow strips of fluviatile deposits occur along streams draining the southern part of the Karangbolong area.

ILMU TANAH



  tanah merupakan sistem polifasa, sarang, dan  dispers.
Susunan kimia tanah sangat bervariasi  bergantung ke pada bahan induk, iklim, proses pembentukan, tempat (topografi) terbentuk, vegetasi dan budidaya/ pengelolaan manusia.
Sebagai sistem polifasa, fasa padat tanah  tersusun oleh  mineral-mineral primer dan sekunder berupa  zarah pasir, debu,lempung . Secara kimia fasa padat tersebut terdiri senyawa-senyawa kimia  dari banyak unsur.
Sarang merupakan tanah yang gembur .
Tahun 1907, ostwald, mengemukakan istilah terdispersi bagi zat yang terdispersi dalam medium pendispersi. Analogi dalam larutan, fase terdispersi adalah zat terlarut sedangkan medium pendispersi adalah zat pelarut. Larutan merupakan sistem dispersi yang ukuran partikelnya sangat kecil sehingga tidak dapat dibedakan antara partikel dispersi dan pendispersi. Sistem dispersi adalah tanah terdiri atas unit-unit kecil, kemudian bergabung menjadi lebih besar.

   tekstur tanah
Tanah terdiri dari butir-butir tanah dengan berbagai ukuran. Bagian tanah  yang berukuran lebih dari 2 mm disebut bahan kasar . ukuran tanah dibedakan menjadi tiga yaitu:
pasir                        : 2mm - 0,05mm
debu           : 50 u – 2 u
liat              : kurang dari 2 u
                              
Pasir/Sand                                      Debu/Silt                     Lempung/Clay
Tekstur tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah. Tekstur tanah  menunjukkan kasar halusnya tanah  atau yang menunjukkan perbandingan fraksi-fraksi lempung, debu dan pasir.
Fraksi dominan dari ketiga fraksi tanah tersebut adalah yang menunjukkan tekstur tanah.

tekstur tanah secara kuantitatif
Secara Kuantitatif  pengukuran tekstur tanah dilakukan di sebuah laboraturium. Pengukuran  dilakukan dengan hasil akhir berupa persentase perbandingan antar fraksi sand, silt dan clay.  Setelah diperoleh persentase perbandingan antar fraksi kemudian dicocokkan degan segitiga tekstur tanah.
Contoh: disediakan 2 jenis tanah yang akan diteliti. Kemudian dilakukan pengukuran dan dianalisis tiap-tiap jenis tanah  Hasil akhirnya adalah presentase perbandingan. Misal hasilnya tanah jenis satu dan dua setelah di cocokan dengan segitiga tekstur adalah lempung berpasir dan debu halus.

   hubungan tekstur  tanah dengan permeabilitas tanah.
Tekstur tanah ialah sifat fisik tanah yang menyatakan kasar halusnya tanah atau yang menunjukkan perbandingan fraksi-fraksi lempung, debu dan pasir.
Tekstur tanah menunjukkan fraksi dominan dari ketiga fraksi tanah tersebut. Sedangkan permeabilitas yaitu cepat / lambatnya air merembas kedalam tanah baik melalui pori makro maupun pori mikro, baik kearah horizontal maupun kearah vertikal.
Hubungan tekstur tanah dengan permeabilitas tanah adalah cepat / lambatnya perembasan air  ditentukan oleh tekstur tanah. Semakin kasar tekstur fraksi tanah semakin besar tingkat permeabilitas tanah. Itu artinya semakin renggang tekstur tanah maka air yang di loloskan akan semakin banyak.

     tipe struktur, ukuran, dan derajat kemantapan agregat
      Ă˜  Tipe struktur  dan ukuran tanah dibedakan menjadi 4 macam, yaitu :
  1. Tipe granuler
Struktur granular adalah format struktur tanah [yang] diuntungkan untuk pertumbuhan tanaman Kumpulan gnular struktur dibentuk oleh patahan terpisah kumpulan lebih besar melalui/sampai proses alam membasahi dan mengeringkan, dan pembekuan dan pencairan. Kumpulan ini kemudian adalah disemen bersama-sama oleh hasil sampingan microbial pembusukan bahan organik. Bersifat secara nisbi kurang-tidak berpori; tipe remah / crumb lebih berpori.
Ukuran struktur tanah tipe granuler / kersai dibedakan menjadi :
Sangat halus     apabila tebalnya                     < 2mm
Halus               apabila tebalnya                     1-2mm
Sedang                       apabila tebalnya                      2-5mm
Kasar               apabila tebalnya                     5-10mm
Sangat kasar    apabila tebalnya                     > 10mm

  1. Tipe lempeng
Struktur lempeng  adalah sering ditemukan horison E ( di bawah A) dimana jika air pindah;gerakkan secara menyamping melalui/sampai tanah  .Platy Struktur dapat merugikan sebab membatasi akar dan penetrasi air.
Ukuran struktur tanah tipe lempeng (platy) dibedakan menjadi :
Sangat tipis                 dengan tebal                < 1mm
Tipis                            dengan tebal                1-2mm
Sedang                                   dengan tebal                2-5mm
Tebal / kasar                dengan tebal                5-10mm
Sangat tebal               dengan tebal                > 10mm

  1. Tipe gumpal
Tipe gumpal bersudut ialah yang rusuk-rusuknya bersegi tajam; tipe gumpal membulat berusuk bersegi tak tajam.
Ukuran struktur tanah tipe gumpal dibedakan menjadi :
Sangat halus                dengan tebal                < 5mm
Halus                           dengan tebal                5-10mm
Sedang                                   dengan tebal                10-20mm
Kasar                           dengan tebal                20-50mm
Sangat Kasar              dengan tebal                > 50mm

  1. Tipe tiang
Tipe tiang prismatik ialah yang ujung maupun rusuknya bersegi; tipe tiang kolumnar rusuk bersegi, tetapi ujungnya membulat.
Ukuran struktur tanah tipe tiang dibedakan menjadi :
Sangat halus                dengan tebal                < 10mm
Halus                           dengan tebal                10-20mm
Sedang                                   dengan tebal                20-50mm
Kasar                           dengan tebal                50-100mm
Sangat Kasar              dengan tebal                > 100mm

      Ă˜  Derajat struktur tanah :
0. tak beragregat , yaitu pejal jika berkoherensi
  
 (yaitu lepas-lepas)
1. lemah, jika tersentuh mudah hancur, yang dapat dibedakan lagi menjadi
  
 lemah dan agak lemah.
2.Cukupan (sedang), agregat sudah jelas terbentuk dan masih dapat
   
dipecahkan.
3.Kokoh, agregat yang mantap dan jika dipecahkan terasa berketahanan,
  
dibedakan lagi atas sangat kokoh dan cukup kokoh.

warnah tanah
Warna tanah merupakan komponen sifat fisik tanah yang dipengaruhi antara lain oleh bahan induk pembentuk tanah dan reaksi kimia dalam tanah.
Pada tanah-tanah yang banyak megandung bahan organik selama pembentukannya, tanah akan berwarna coklat kehitaman (gelap). Tanah yag demikian pada umumnya memeliliki tigkat kesuburan yang tinggi karena disamping Struktur tanahnya remah ketersediaan unsur haranya juga tinggi akibat Kapasitas Tukar Kationnya (KTK) tinggi .
Sementara itu tanah yang berasal dari pelapukan batuan induk, pada umumnya berwarna cerah atau memiliki warna sesuai denga warna batuan induk yang lapuk.
Pada umumynya tanah yang banyak mengandung batuan mineral ini kandungan bahan organik tanahnya rendah, teksturnya didominasi oleh liat dan unsur haraa yag dibutuhkan oleh tanaman pakan berada dalam keaaan terikat oleh anion-anion liat, sehingga ketersediaannya rendah
Warna tanah juga dipengaruhi oleh reaksi kimia yang terjadi dalam tanah. Sebagai contoh adalah reaksi reduksi dan oksidasi (redoks) dalam tanah. Tanah yang tergenag air terus menerus akibat tekstur tanah yang didominasi liat, atau rendahnya kanduangan pori-pori tanah dapat menimbulkan reaksi reduksi daam tanah tersebut. Tanah yang reduktif umumnya menunjukkan warna abu-abu. Pada tanah seperti ini kandungan oksigen dalam tanah rendah, tapi kandunga hidrogen sangat tinggi, sehingga pH tanah pada umunya rendah. Sebaliknya pada tanah oksidatif jumlah oksigen dalam tanah cukup tinggi biasanya ditandai misalnya dengan warna tanah merah karena terjadi oksidasi pada beberapa mineral dalam tanah, seperti Fe-oksida. Bentuk oksida lain dalam tanah yang sering dijumpai adalah Al-oksida dan Mn-oksida.
      Warna tanah tidak berpengaruh langsung terhadap pertumbuhaan, produksi dan kualitas tanaman makanan ternak. Hal ini dikarenakan warna tanah hanya merupakan indikator proses kimia yang berlangsung dalam tanah tersebut dan bahan induk pembentuk tanah.  Jumlah unsur hara yang tersedia akibat perubahan kimiawi dalam tanah itulah yang berpengaruh terhadap jumlah unsur hara yang diserap oleh akar tanaman pakan, yang pada gilirannya akan berpengaruh terhadap pertumbuhan, produksi dan kualitas hijauan makanan ternak.
Warna tanah ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam buku Munsell Soil Color Chart. Dalam warna baku ini warna disusun oleh 3 variabel, yaitu :
  1. Hue, adalah warna spektrum yang dominan sesuai dengan panjang gelombangnya.
  2. Value, menunjukkan gelap terangnya warna, sesuai dengan banyaknya sinar yang dipantulkan.
  3. Chroma, menunjukkan kemurnian atau kekuatan dari warna spektrum.
Dalam buku Munsell Soil Color Chart, hue dibedakan menjadi 5R, 7,5R, 10R, 2,5YR, 5YR, 7,5YR, 10YR, 2,5Y, 5Y. Yaitu mulai dari spektrum paling merah (5R) sampai s[ektrum dominan paling kuning (5Y). Selain itu sering ditambahkan pula blue untuk warna-warna tanah tereduksi (gley) yaitu 5G, 5GY, 5GB dan N (netral).
Value dibedakan dari 0 sampai 8, dimana makin tinggi value menunjukkan warna makin terang ( makin banyak warna yang dipantulkan ). Chroma juga ditunjukkan dengan nilai dari 0 sampai 8, dimana makin tinggi chroma menunjukkan kemurnian spektrum atau kekuatan warna spektrum makin meningkat.
Warna tanah dicatat dengan menggunakan notasi dalam buku munsell tersebut, misalnya 7,5YR 5/4 (coklat). Ini berarti bahwa warna tanah mempunyai hue = 7,5YR, value = 5, chroma 4, yang secara keseluruhan disebut berwarna coklat.

 lempung kaolinit
Penggabungan antara lempeng-lempeng silikat dan aluminati, dapat terbentuk beberapa golongan mineral lempung. Golongan mineral lempung tanah pada umumnya dibagi menjadi tiga yaitu :
1.      Golongan kaolinit
Dalam satuan kristal atau satuan paket kristal terdiri dari satu lempeng silikat dan satu lempeng aluminat atau susunan Tetraeder.Oktaeder (T.O.). Jarak antara dasar paket 7,2 Angstrom (A˚) (1 Angström = 0,000.0001 mm). Permukaan luar mineral lempung golongan ini aktif mengadopsi kation-kation, sedang permukaan dalam tidak dapat menarik kation dan molekul air.

2.      Golongan Montmorillonit
Golongan Montmorillonit dalam satu paket kristalnya terdiri dari satu lempeng aluminat yang diapit oleh satu lempeng silikat diatas dan dibawahnya atau bersusunan Tetraeder-Oktaeder-Tetraeder (T.O.T). Jarak antara dasar paket 9,6 – 21,4 Angström. Permukaan luar dan dalam bersifat aktif mengadsorpsi kation-kation dan antar paket mampu “menangkap” molekul air.
3.      Golongan Illit
 memiliki susunan T.O.T. seperti pada golongan Montmorillonit, hanya dalam molekul-molekul yang menyusun lempeng kristal terdapat pergantian atau substitusi atom. Beberapa inti Si dalam lempeng tetraeder diganti atom-atom Alumunium dan beberapa inti Alumunium dalam lempeng oktraeder diganti atom besi (Fe) dan magnesium (Mg). Ion kalium mengikat antara dua lempeng silikat. Jarak antara dasar paket 10 Angström. Sifat-sifat Illit hampir sama dengan Montromorillonit, hanya kemampuan “menangkap” air adalah lebih kecil.

Sifat-sifat koloid lempung:
  1. Pertukaran ion.
            Adalah sifat koloid tanah untuk dapat menukar kation-kation yang diadsorpsinya dengan kation bebas dalam air  tanah. Kation-kation yang diadsorpsi umumnya adalah Ca++, Mg++, K+, H+, NH4+, dan Na+. Pada umumnya kation bermartabat dua lebih mudah ditukar daripada yang bermartabat satu. Urutan pertukaran adalah H, Ba, Ca, Mg, K, NH4, dan Na. Artinya ion H+ lebih sukar ditukar daripada Ca, Mg lebih sukar ditukar daripada K dan seterusnya. Kation-kation ini disebut  kation dapattukar dan karena terdiri atas logam-logam basa sering disebut sebagai basa dapattukar. Kejenuhan basa adalah jumlah maksimal basa-basa dapattukar yang dapat diadsorpsi oleh koloid lempung. Disini koloid telah jenuh mengadsorpsi basa dan tidak dapat menampung tambahan basa-basa baru. Kapasitas dari koloid untuk mengadsorpsi kation-kation tanah sering disebut sebagai daya adsorpsi kation.  Besarnya daya adsorpsi kation ini dinyatakan sebagai nilai tukar kation (NTK) yaitu  banyak kation dalam miligram secara (miliekvalen) yang dapat diadsorpsi oleh 100 gram tanah.
  1. Penggembungan dan pengkerutan koloid.
Koloid lempung dapat menghisap air, disini molekul-molekul air “ditangkap” diantara paket-paket kristal. Bila cukup banyak air dihisap, maka volumenya membesar dan tanah tampak menggelembung. Bila kering air menguap koloid mengkerut kembali. Diantara ketiga golongan mineral lempung, yang paling besar sifat penggembungan dan pengkerutannya adalah Montmorillonit. Illit mempunyai sedikit sifat ini dan kaolinit tidak mempunyai.
  1. Penggumpalan atau flokulasi
Dalam larutan dan suspensi, koloid lempung mendispersi artinya partikel-partikelnya terpisah satu sama lain. Flokulasi adalah penggumpalan koloid lempung, karena banyak mengadsorpsi ion-ion Ca. Flokulasi koloid ini penting dalam pembentukan struktur tanah, yaitu dalam penggabungan agregat-agregat primer tanah.
Koloid lempung atau disebut koloid anorganik bersama dengan koloid humus atau koloid organik, membentuk kompleks lempung-humus yang terdapat menyelaputi butir-butir pasir dan debu atau berbeda sebagai penyusun bebas dalam tanah. Kompleks ini memegang peranan penting dalam tanah sebagai penyerap dan pengatur persediaan unsur hara, mengatur kemasaman tanah, membantu pembentukan struktur, menahan air  tanah dan pengaruh-pengaruh lain.

  perbedaan umum kaolit lempung dan kaolit humus
Antara kaolit lempung dengan kaolit humus terdapat beberapa berbedaan, dapat dibedakan dari sifat-sifat keduanya, yaitu:
     1.      Penyusun utama
Penyusun utama pada kaolit humus terdiri dari Unsur2 C, H, O, N, S, danP, sedangkan pada kaolit  lempung terdiri dari unsur  Al, Si, Fe, dan O

     2.      Daya adsorpsi ion
Daya adsorpsi ion pada kaolit humus lebih besar bila dibandingkan dengan daya adsorpsi ion  kaolit lempung

     3.      Daya serap air
Daya serap air pada kaolit humus besar berbeda dengan daya serap air pada kaolit lempung sedang atau bahkan tidak mempunyai daya serap air

     4.      Sifat partikel
Sifat partikel pada kaolit humus tidak bersifat kristal, sedangkan pada partikel lempung bersifat kristal

     5.      Sifat koloid
Dilihat dari sifat koloidnya, koloid humus labil, mudah dibentuk dan mudah diuraikan mikrobia tanah, berbeda dengan sifat koloid pada koloid lempung lebih stabil, terbentuk lebih lama dan sukar terurai



Daftar Pustaka

       Hardjowigeno, Sarwono.1987.ILMU TANAH.Bogor: PT. MEDIYATAMA
        SARANA PERKASA

        Hadi, Partoso.2012.Slide Power Point

        Hadi, Partoso.2012. Sifat Fisik Tanah
Cori.2010.Sifat Fisik Tanah.http://coridamayanti.blogspot.com/2010/12/sifat-
          fisik-tanah.html