Dalam studi geologi, khususnya sedimentologi, salah satu parameter paling krusial untuk mengklasifikasikan dan memahami lingkungan pengendapan suatu batuan sedimen adalah ukuran batuan sedimen. Ukuran butir (grain size) bukan sekadar deskripsi fisik, melainkan kunci untuk mengungkap sejarah geologi batuan tersebut, mulai dari energi aliran air atau angin saat pengendapan hingga proses transportasi yang dialaminya.
Batuan sedimen terbentuk dari akumulasi material yang terlepas (sedimen) dari batuan yang sudah ada, kemudian mengalami pemadatan (litifikasi). Proses ini sangat dipengaruhi oleh medium transportasinya, seperti air, angin, atau es. Energi dari medium ini menentukan seberapa jauh dan seberapa besar partikel yang dapat diangkut. Oleh karena itu, ukuran butir menjadi penanda langsung kondisi energi pengendapan.
Ilustrasi representasi visual perbedaan ukuran batuan sedimen kasar dan halus.
Secara internasional, klasifikasi ukuran batuan sedimen yang paling umum digunakan adalah skala Wentworth (atau Udden-Wentworth). Skala ini menggunakan satuan phi ($\phi$), yang merupakan logaritma negatif dari diameter butir dalam milimeter ($-\log_2 D_{\text{mm}}$). Penggunaan skala logaritmik memudahkan penanganan rentang ukuran butir yang sangat luas, dari lempung mikroskopis hingga bongkahan besar.
Berikut adalah pembagian utama dalam skala Wentworth:
| Nama Sedimen | Rentang Diameter (mm) | Skala Phi ($\phi$) |
|---|---|---|
| Kerikil (Gravel) | > 2.0 | < -1 |
| Pasir (Sand) | 0.0625 - 2.0 | 1 hingga -6 |
| Lanau (Silt) | 0.0039 - 0.0625 | 4 hingga 8 |
| Lempung (Clay) | < 0.0039 | > 8 |
Perbedaan antara pasir kasar, sedang, dan halus didasarkan pada rentang diameter spesifik dalam kelompok pasir. Demikian pula, dalam kelompok kerikil, kita membedakan antara kerikil kecil, sedang, dan besar. Pemisahan ini penting karena setiap sub-kategori dapat mengindikasikan sub-lingkungan pengendapan yang berbeda.
Analisis ukuran batuan sedimen adalah fondasi dari interpretasi fasies sedimen. Energi medium transportasi adalah faktor utama yang mengontrol distribusi ukuran butir:
Selain energi, proses pengerjaan (treatment) selama transportasi juga mempengaruhi ukuran dan bentuk butir. Butir yang mengalami transportasi jauh akan cenderung lebih bulat (well-rounded) akibat abrasi, sementara butir di lingkungan pengendapan lokal mungkin tetap bersudut (angular).
Selain ukuran batuan sedimen rata-rata, geolog juga memperhatikan dua atribut terkait: sortasi (pemilahan) dan keutuhan (roundness/angularity).
Sortasi merujuk pada seberapa seragam ukuran butir dalam suatu sampel. Sortasi yang baik (well-sorted) berarti sebagian besar butirnya memiliki ukuran yang hampir sama, biasanya terjadi di lingkungan dengan energi yang konstan (misalnya, padang pasir atau pantai yang stabil). Sebaliknya, sortasi buruk (poorly-sorted) menunjukkan campuran besar butir kasar dan halus, sering terjadi pada aliran debris atau aliran turbidit, di mana perubahan energi sangat drastis.
Keutuhan Butir (kehalusan tepi) menentukan seberapa jauh butir telah diangkut dan digerus. Pasir dengan butir yang sangat bulat biasanya telah mengalami transportasi yang panjang (misalnya di pantai), sedangkan butir yang bersudut tajam biasanya berasal dari pelapukan di tempat (in situ) atau transportasi yang sangat pendek.
Secara keseluruhan, analisis terpadu antara ukuran batuan sedimen, sortasi, dan keutuhan memberikan narasi geologi yang kaya, memungkinkan para ilmuwan merekonstruksi sejarah geodinamika suatu area, mulai dari proses pelapukan di daratan hingga pengendapan di cekungan laut dalam.