24

BAB III

TINJAUAN GEOLOGI

3.1 Daerah Penelitian

Daerah penelitian berada dalam Cekungan Kutai. Cekungan ini merupakan

cekungan yang paling luas dan paling dalam di Indonesia bagian Barat yang memiliki

cadangan minyak, batubara dan gas yang besar [2]. Cekungan Kutai terbentuk pada kala

Eosen Tengah karena proses pemekaran yang diikuti oleh fase pelenturan dasar cekungan

yang berakhir pada Oligosen Akhir. Peningkatan tekanan karena tumbukan lempeng

mengakibatkan pengangkatan dasar cekungan ke arah Barat Laut yang menghasilkan siklus

regresif utama sedimentasi klastik di Cekungan Kutai dan tidak terganggu sejak Oligosen

Akhir hingga sekarang [3].

Pengangkatan dasar cekungan pada kala Miosen Tengah dimulai dari bagian Barat

Cekungan Kutai yang bergerak secara progresif ke arah Timur sepanjang waktu dan

bertindak sebagai pusat pengendapan. Selain itu, juga terjadi susut laut yang berlangsung

terus menerus sampai Miosen Akhir. Bahan yang terendapkan berasal dari bagian Selatan,

Barat dan Utara cekungan menyusun Formasi Warukin, Formasi Pulaubalang dan Formasi

Balikpapan. Struktur utama di daerah kajian berupa antiklinorium yang dicirikan oleh

antiklin asimetris yang berarah Utara – Timur Laut yang dipisahkan oleh sinklin lebar yang

berisi siliklastik berumur Miosen di mana jejak sumbunya mencapai 20-50 km sepanjang

jurus berbentuk lurus hingga melengkung. Struktur antiklinorium berubah secara gradual

dari Timur ke Barat hingga tanpa pengangkatan sampai pada lipatan kompleks/jalur sesar

naik dengan pengangkatan dan erosi di bagian Barat [39].

Sedimen Tersier sangat tebal yang diendapkan di Cekungan Kutai bagian Timur

dengan fasies pengendapan yang berbeda dan memperlihatkan siklus genang-susut laut.

Urutan transgresif dijumpai di sepanjang daerah tepi cekungan berupa lapisan klastik yang

berbutir kasar, juga di pantai hingga laut dangkal. Pengendapan pada lingkungan laut terus

berlangsung hingga Oligosen dan menandakan perioda genang laut maksimum. Secara

umum ditemukan lapisan turbidit berselingan dengan serpih laut dalam sedangkan

batugamping terumbu ditemukan secara lokal dalam Formasi Antan. Sedangkan urutan

regresif di Cekungan Kutai mencakup lapisan klastik delta hingga paralik yang banyak

mengandung lapisan-lapisan batubara dan lignit. Siklus delta berumur Miosen Tengah

25

berkembang secara cepat ke arah Timur dan Tenggara. Progradasi ke arah Timur dan

tumbuhnya delta berlangsung terus menerus sepanjang waktu diselingi oleh tahapan-

tahapan genang laut secara lokal [3].

Pengamatan singkapan batubara dilakukan pada formasi pembawa batubara,

seperti Formasi Pulaubalang, Formasi Balikpapan dan Formasi Kampungbaru [40].

Cekungan Kutai merupakan salah satu dari cekungan terbesar di Indonesia dan juga

memiliki kandungan hidrokarbon yang sangat besar. Formasi Balikpapan pada Cekungan

Kutai merupakan salah satu formasi yang memiliki reservoar-reservoar prospek terdapat

cadangan hidrokarbon [4]. Berikut peta geologi Cekungan Kutai, Kalimantan Timur dapat

dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Peta geologi Cekungan Kutai, Kalimantan Timur [41]

26

3.2 Geologi Regional Daerah Penelitian

Kalimantan merupakan daerah yang memiliki tektonik yang kompleks. Adanya

interaksi konvergen atau kolisi antara 3 lempeng utama, yakni lempeng Indo-Australia,

Lempeng Pasifik dan Lempeng Asia membentuk daerah Timur Kalimantan. Evolusi

tektonik dari Asia Tenggara dan sebagian Kalimantan yang aktif menjadi bahan

perbincangan ahli-ahli ilmu kebumian. Pada zaman Kapur Bawah, bagian dari continental

passive margin di daerah Barat Daya Kalimantan, terbentuk sebagai bagian dari lempeng

Asia Tenggara yang dikenal sebagai Paparan Sunda. Pada zaman Tersier, terjadi peristiwa

interaksi konvergen yang menghasilkan beberapa formasi akresi di daerah Kalimantan.

Selama zaman Eosen, daerah Sulawesi berada di bagian Timur kontinen dataran Sunda.

Pada pertengahan Eosen, terjadi interaksi konvergen ataupun kolisi antara lempeng utama,

yaitu lempeng India dan lempeng Asia yang memengaruhi semakin terbukanya busur

belakang samudra, Laut Sulawesi dan Selat Malaka. Pada zaman Pra-Tersier, pulau

Kalimantan merupakan salah satu pusat pengendapan, yang kemudian pada awal Tersier

terpisah menjadi 6 cekungan sebagai berikut: Cekungan Barito yang berada di Kalimantan

Selatan, Cekungan Kutai yang berada di Kalimantan Timur, Cekungan Tarakan yang

berada di Timur Laut Kalimantan, Cekungan Sabah yang berada di Utara Kalimantan,

Cekungan Sarawak yang berada di Barat Laut Kalimantan, Cekungan Melawai dan

Ketungau yang berada di Kalimantan Tengah. Berikut peta geologi lembar Balikpapan

dapat dilihat pada Gambar 3.2.

27

Gambar 3.2 Peta geologi lembar Balikpapan, Kalimantan [40]

28

3.3 Litologi dan Stratigrafi Daerah Penelitian

Endapan Paleozoikum dan Mesozoikum Kalimantan, diawetkan di daerah

kraton, dimetamorfosis dan dilipat selama orogenies pra-Tersier. Sedimen Tersier

dan Pleistosen diendapkan di daerah cekungan bergabung dengan pusat

Kalimantan. Sedimentasi Tersier terjadi di bawah benua, daerah transisi dan kondisi

laut terbuka [39]. Sejarah pengendapan cekungan Kalimantan Timur selama Tersier

secara luas adalah salah satu subsiden, dengan pembentukan kondisi laut dalam,

diikuti dengan pengisian cekungan di bawah kondisi laut yang lebih dangkal

(Gambar 3.3).

Suksesi stratigrafi Tersier dalam cekungan dimulai dengan pengendapan

sedimen aluvial Paleosen dari Formasi Kiham Haloq di cekungan dalam, dekat

dengan perbatasan barat. Cekungan mereda selama Paleosen Akhir – Eosen Tengah

ke Oligosen, karena rifting basement dan menjadi tempat pengendapan serpihan

Mangkupa di lingkungan laut terbuka. Beberapa silisiklastik kasar, Beriun Sands,

secara lokal dikaitkan dengan urutan serpih, menunjukkan gangguan penurunan

muka air dengan peningkatan. Cekungan mereda dengan cepat setelah pengendapan

Pasir Beriun, sebagian besar melalui mekanisme cekungan kendur, menghasilkan

pengendapan serpih laut Formasi Atan dan karbonat dari Formasi Kedango [39].

29

Gambar 3.3 Skema stratigrafi Cekungan Kutai [39]

Tatanan stratigrafi lembar Balikpapan yang diurutkan dari muda ke tua

adalah sebagai berikut [40]:

1. Aluvial (Qa): kerakal, kerikil, pasir, lempung dan lumpur. Merupakan endapan

rawa, sungai, delta dan pantai. Tersebar di sepanjang Pantai Timur Tanah

Grogot, Teluk Adang dan Teluk Balikpapan.

2. Formasi Kampungbaru (Tpkb): batulempung pasiran, pasir kuarsa, batulanau,

sisipan batubara, napal, batugamping dan lignit. Tebal sisipan batubara dan

lignit kurang dari 3 meter. Bagian bawah ditandai oleh lapisan batubara.

Berumur Miosen Akhir sampai Pliosen, diendapkan pada lingkungan delta dan

30

laut dangkal. Tebal formasi ini 700-800 meter dan terletak tidak selaras di atas

Formasi Balikpapan.

3. Formasi Balikpapan (Tmbp): perselingan batupasir kuarsa, batulempung

lanauan dan serpih dengan sisipan napal, batugamping dan batubara. Berumur

Miosen Tengah bagian atas. Lingkungan pengendapan pada daerah litoral-laut

dangkal dengan ketebalan 800 meter.

4. Formasi Pulaubalang (Tmpb): perselingan batupasir kuarsa, batupasir dan

batulempung dengan sisipan batubara. Berumur Miosen Tengah dan

terendapkan pada lingkungan sublitoral dangkal. Tebal formasi ini sekitar 900

meter. Formasi Pulaubalang menindih selaras Formasi Pamaluan dan ditindih

secara selaras Formasi Balikpapan.

5. Formasi Warukin (Tmw): perselingan batupasir dan batulempung dengan

sisipan batubara. Terendapkan di lingkungan delta. Umur diduga berkisar

antara Miosen Tengah-Miosen Akhir. Tebal formasi antara 300-500 meter.

Formasi Warukin menindih selaras formasi Berai.

6. Formasi Bebulu (Tmbl): batugamping dengan sisipan batulempung lanauan dan

sedikit napal. Berumur Miosen Awal dan terendapkan di lingkungan laut

dangkal. Ketebalannya mencapai 1900 meter. Formasi ini menindih selaras

Formasi Pamaluan.

7. Formasi Pamaluan (Tomp): batulempung dan serpih dengan sisipan napal,

batupasir dan batugamping. Berumur Oligosen Akhir-Miosen Tengah. Satuan

ini terendapkan di lingkungan laut dalam dengan ketebalan antara 1500-2500

meter.

8. Formasi Berai (Tomb): batugamping, napal dan serpih. Napal dan serpih

menempati bagian bawah formasi, sedangkan bagian tengah dan atas dikuasai

oleh batugamping. Berumur Oligosen sampai Miosen Awal dan terendapkan di

lingkungan neritik. Tebal formasi sekitar 1100 meter.

9. Formasi Tuyu (Toty): perselingan batupasir, greywacke, serpih dan

batulempung. Berumur Oligosen Akhir dengan lingkungan pengendapan pada

laut dalam. Formasi ini menindih selaras formasi Telakai.

10. Formasi Telakai (Tetk): batulempung, batupasir lempungan dan serpih dengan

sisipan batugamping dan napal. Berumur Eosen Akhir dan terendapkan di

31

lingkungan lebih dalam daripada sedimen Formasi Kuaro. Tebal formasi 1700

meter dan menindih selaras Formasi Kuaro.

11. Formasi Kuaro (Tek): batupasir dan konglomerat dengan sisipan batubara,

napal, batugamping dan serpih lempungan. Berumur Eosen Awal dan

terendapkan di lingkungan paralik sampai laut dangkal. Ketebalan formasi

sekitar 700 meter dan menindih tak selaras Formasi Pintap.

12. Formasi Tanjung (Tet): perselingan batupasir, batulempung, konglomerat,

batugamping dan napal dengan sisipan tipis batubara. Batupasir dan

batugamping menunjukkan struktur perlapisan bersusun dan cross bedding.

Berumur Eosen Akhir dan terendapkan di lingkungan paralik sampai neritik.

Tebal formasi diperkirakan sekitar 1000-1500 meter. Formasi ini tertindih tak

selaras Formasi Pintap.

13. Formasi Haruyan (Kvh): lava, breksi dan tufa. Lava bersusunan basal. Breksi

polimik dengan fragmen andesit dan basal tidak memperlihatkan perlapisan.

Tufa berlapis tipis umumnya telah terubah, mengandung kaca dan klorit.

14. Olistolit Kintap (Kok): batugamping, padat, tidak berlapis, berumur Kapur

Tengah. Tebal satuan sekitar 200 meter.

15. Formasi Pintap (Ksp): perselingan batupasir, greywacke, batulempung dan

konglomerat. Berumur Kapur Awal, tebal formasi diduga tidak kurang dari

1500 meter.

16. Batuan Terobosan Granit dan Diorit (Kdi): granit berwarna kelabu muda,

mengandung muskovit dan sedikit hornblende. Menerobos batuan pra-Tersier

berupa dike. Diorit berwarna kelabu muda, tekstur faneritik, mineral utama

biotit. Umur batuan terobosan ini diduga berumur Kapur Akhir.

17. Batuan Tektonit Kompleks Ultramafik (Ju): Serpentinit dan harzburgit.

Serpentinit berwarna kelabu kehijauan, padat, tersusun oleh mineral krisotil dan

antigorit. Harzburgit berwarna hijau gelap, terserpentinitkan, tersusun oleh

mineral olivin, piroksin dan serpentin. Umurnya diduga Jura.

Stratigrafi daerah penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.4.

32

Gambar 3.4 Stratigrafi Balikpapan [40]

33

3.4 Fisiografi dan Geomorfologi Daerah Penelitian

Peta fisiografi memperlihatkan bentuk-bentuk muka bumi sebagai hasil dari

proses tektonika dan denudasi, termasuk pegunungan, gunung, dataran tinggi,

perbukitan, dataran rendah, dataran pantai dan dataran rawa. Bentuk-bentuk

mukabumi ini berkaitan erat dengan dinamika kerak bumi, yang disebabkan oleh

faktor endogen (gerakan lempeng, magmatisme) dan faktor eksogen (iklim,

pelapukan, erosi/denudasi dan sedimentasi). Keadaan fisiografis adalah keadaan

suatu tempat berdasarkan segi fisiknya, seperti posisi dengan daerah lain, batuan

yang ada dalam bumi, relief permukaan bumi, serta kaitannya dengan laut [39].

Bagian Utara Kalimantan didominasi oleh komplek akresi Crocker-Rajang-

Embaluh berumur Kapur dan Eosen-Miosen. Di bagian Selatan komplek ini terbentuk

Cekungan Melawi-Ketungai dan Cekungan Kutai selama Eosen Akhir dan dipisahkan oleh

zona ofiolit-melange Lupar-Lubok Antu dan Boyan. Di bagian Selatan pulau Kalimantan

terdapat Schwanner Mountain berumur Kapur Awal-Akhir berupa batolit granit dan

granodiorit yang menerobos batuan metamorf regional derajat rendah. Tinggian Meratus

di bagian Tenggara Kalimantan yang membatasi Cekungan Barito dengan Cekungan

Asem-asem. Tinggian Meratus merupakan sekuens ofiolit dan busur volkanik Kapur Awal.

Cekungan Barito dan Cekungan Kutai dibatasi oleh Adang flexure. Orogenesa yang terjadi

pada Pliosen-Plistosen mengakibatkan bongkah Meratus bergerak ke arah Barat. Akibat

dari pergerakan ini sedimen-sedimen dalam Cekungan Barito tertekan sehingga terbentuk

struktur perlipatan [39].

Fisiografi daerah penelitian berada di daerah perbukitan. Morfologi daerah

penelitian adalah perbukitan rendah (low hills). Terdiri dari litologi berupa batuan

sedimen klastik dan batuan vulkanik (clastic sedimentary & volcanic rocks). Asal

mula atau genesis daerah penelitian yaitu pengendapan sedimen klastika dan

vulkanik klastika (sedimentation of clastic rocks & volcanic clastics) (Gambar 3.5).

34

Gambar 3.5 Fisiografi daerah penelitian tugas akhir [42]

35

Saat ini, tren struktur Cekungan Kutai didominasi oleh serangkaian lipatan

berarah Timur Laut – Barat Daya (dan patahan tambahan) yang sejajar dengan garis

pantai arkuata dan dikenal sebagai Samarinda Antiklinorium–sabuk lipatan

Mahakam. Sabuk lipat ini dicirikan oleh antiklin yang asimetris dan kencang,

dipisahkan oleh sinklin lebar, mengandung silisiklastik Miosen. Fitur-fitur ini

mendominasi bagian Timur cekungan dan juga dapat diidentifikasi lepas pantai.

Deformasi semakin kompleks di arah darat [39]. Wilayah cekungan barat telah

terangkat (Gambar 3.6).

Gambar 3.6 Tren struktur di Kalimantan [39]

36

Daerah penelitian dibagi menjadi beberapa zona fisiografi (Gambar 3.7),

yaitu [43]:

1. Blok Schwaner yang dianggap sebagai bagian dari dataran Sunda,

2. Blok Paternoster, meliputi pelataran Paternoster sekarang yang terletak

dilepas Pantai Kalimantan Tenggara dan sebagian di dataran Kalimantan

yang dikenal sebagai sub Cekungan Pasir,

3. Meratus Graben, terletak di antara blok Schwaner dan Paternoster, daerah

ini merupakan bagian dari Cekungan Kutai,

4. Tinggian Kuching, merupakan sumber untuk pengendapan ke arah Barat

Laut dan Tenggara Cekungan Kalimantan selama Neogen. Cekungan-

cekungan tersebut antara lain:

a. Cekungan Tarakan, yang terletak paling Utara dari Kalimantan Timur.

Di sebelah Utara cekungan ini dibatasi oleh “Semporna High”,

b. Cekungan Kutai, merupakan sumber untuk pengendapan ke arah Barat

Laut dan Tenggara cekungan Kalimantan selama Neogen. Terletak

sebelah Selatan dari Tinggian Kuching yang merupakan tempat

penampungan pengendapan dari Tinggian Kuching selama Tersier.

Cekungan ini dipisahkan oleh suatu unsur Tektoniok yang dikenal

sebagai Paternoster Cross Hight dari Cekungan Barito.

Morfologi daerah penelitian secara umum adalah rawa. Kawasan lahan rawa di

Kalimantan umumnya dipengaruhi oleh sungai-sungai, baik sungai berukuran besar dan

panjang maupun sungai berukuran kecil. Kalimantan Timur umumnya dipengaruhi oleh

Sungai Mahakam yang bermuara langsung ke laut, sungai ini menjangkau sangat luas dan

dihubungkan oleh sungai-sungai yang lebih kecil maupun anak sungai untuk ke wilayah

lainnya. Keberadaan air di daerah rawa dipengaruhi oleh sungai-sungai di sekitarnya.

Lahan gambut ini mampu menyerap air dan menyimpannya dalam jumlah yang banyak

sehingga dapat mengurangi resiko terjadinya banjir [44].

37

Gambar 3.7 Fisiografi Cekungan Kutai, Kalimantan Timur [39]

Morfometri Borneo (Kalimantan) yaitu daratan dengan sungai-sungai besar:

Sungai Kapuas, Sungai Barito, Sungai Kahayan, Sungai Kayan dan Sungai

Mahakam di wilayah Kalimantan. Sungai-sungai ini merupakan jalur masuk utama

ke arah pedalaman pulau dan daerah pegunungan tengah. Semakin ke hulu, sungai

semakin sempit. Sungai tersebut mengalir melalui hutan-hutan perbukitan,

memiliki arus yang deras dan airnya jernih. Kebanyakan sungai-sungai utama di

Kalimantan terdapat di jajaran pegunungan tengah. Sungai-sungai itu semakin lebar

38

dan semakin besar volumenya menuju ke laut, dikarenakan adanya tambahan air

dari anak-anak sungai, yang membentuk sungai utama yang mengalirkan air dari

daerah aliran sungai yang luas. Debit air bervariasi menurut musim. Kecepatan

arus, kedalaman air dan komposisi substrat bervariasi menurut panjang aliran dan

lebar sungai [44].

Morfografi topografi daerah penelitian yaitu berbentuk pesisir yang rendah,

memanjang dan dataran sungai, terutama di bagian Selatan. Lebih dari setengah pulau ini

berada di bawah ketinggian 150 m dan air pasang dapat mencapai 100 km ke arah

pedalaman. Sistem dataran berupa dataran berbukit kecil yang terbentuk oleh aktivitas

sungai yang membawa bahan-bahan dari daerah perbukitan dan pegunungan [44]. Sungai-

sungai yang mengalir di daerah penelitian seperti Sungai Wain, Sungai Riko dan Sungai

Sepaku. Sungai-sungai itu semakin lebar dan semakin besar volumenya menuju ke laut,

karena ada tambahan air dari anak-anak sungainya, yang membentuk sungai utama yang

mengalirkan air dari daerah aliran sungai yang luas. Sungai Wain berada dekat dengan

daerah penelitian membentuk sebuah endapan yaitu fasies dataran banjir (flood plain).

Aliran sungai yang menuju ke laut, membentuk endapan transisi yaitu fasies delta plain.

dan endapan ini menuju hingga laut dangkal (shallow marine). Berikut peta topografi

Balikpapan dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Morfometri pola aliran sungai (Gambar 3.9) di lokasi penelitian memiliki

pola aliran sungai yang umum, yaitu pola dendritik. Pola aliran sungai dendritik

adalah pola aliran dengan cabang-cabang sungai menyerupai garis penampang atau

pertulangan daun. Jenis pola aliran sungai dikontrol oleh litologi yang homogen.

Aliran sungainya memiliki tekstur dengan kerapatan yang tinggi yang diatur oleh

jenis batuan. Tekstur sungai merupakan panjang sungai per satuan luas. Daerah

aliran sungai (DAS) adalah daerah yang dibatasi punggungan-punggungan gunung

atau pegunungan di mana air hujan yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir

menuju sungai utama [44].

39

Gambar 3.8 Peta topografi Balikpapan, Kalimantan Timur

40

Gambar 3.9 Pola aliran sungai Balikpapan