yordan wahyu ch._22314008_laporan ekskursi 2015
DESCRIPTION
-TRANSCRIPT
-
LAPORAN EKSKURSI JAWA TENGAH
PENGAMATAN GEOLOGI DAN GEOFISIKA
BATUAN PRE-TERSIER SAMPAI ENDAPAN KWARTER
Oleh :
Yordan Wahyu Christanto
NIM: 22314008
Program Pasca Sarjana Teknik Geofisika FTTM ITB
Institut Teknologi Bandung
2015
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto i
LAPORAN EKSKURSI JAWA TENGAH
PENGAMATAN GEOLOGI DAN GEOFISIKA
BATUAN PRE-TERSIER SAMPAI ENDAPAN KWARTER
Oleh :
Yordan Wahyu Christanto
NIM: 22314008
Program Pasca Sarjana Teknik Geofisika FTTM ITB
Institut Teknologi Bandung
2015
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto ii
ABSTRAK
Daerah Karangsambung-Bayat-Wonosari merupakan daerah dengan kompleksitas
batuan maupun kontrol struktur yang tinggi, terlebih di daerah Karangsambung. Dari hal
tersebut, perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kondisi geologi bawah permukaan dari
beberapa daerah tersebut.
Pada penelitian ini memakai 2 metode, yakni metode geologi dan metode geofisika,
dimana kedua metode tersebut diintergrasikan, sehingga akan mendapatkan model geologi
bawah permukaan pada daerah penelitian (Kebumen-Bayat-Wonosari). Metode geologi
dilakukan dengan melakukan pengamatan geologi di surface, berdasarkan singkapan batuan,
struktur geologi, maupun bentang alam. Sedangkan metode geofisika dilakukan dengan
melakukan pengukuran gayaberat dan magnetik di sepanjang lintasan pada daerah penelitian.
Berdasarkan hasil intergrasi antara metode geologi dan metode geofisika, didapatkan
model geologi bawah permukaan pada daerah penelitian, dimana penulis membuat 4
penampang, yakni Penampang Karangsambung-Kebumen (A-A), Penampang Kebumen-Wates (B-B), Penampang Wates-Bayat (C-C), dan Penampang Bayat-Wonosari (D-D). Berdasarkan nilai anomali gayaberat maupun anomali magnetik, menunjukkan perbedaan
anomali yang sangat jauh antara daerah Karangsambung dengan daerah Yogyakarta, Bayat
dan Wonosari. Hal ini disebabkan oleh adanya beberapa tubuh intrusi terpendam di daerah
Sentolo (Yogyakarta) dan Wonosari, maupun intrusi tersingkap di daerah Purworejo dan
Bayat.
Hasil intergrasi metode geologi dan geofisika mampu membuat model geologi bawah
permukaan daerah penelitian dengan baik.
Kata kunci: geologi, geofisika, gayaberat, magnetik, intergrasi
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto iii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .................................................................................................................... i
ABSTRAK .................................................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................................. iii
DAFTAR TABEL ....................................................................................................................... v
DAFTAR FOTO ......................................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... viii
BAB 1. PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1
1.1.Latar Belakang Penelitian ...................................................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian .................................................................................................................. 2
1.3. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................................... 2
1.4. Metodologi ............................................................................................................................ 3
1.4.1. Tahap Pendahuluan ..................................................................................................... 3
1.4.2. Tahap Penelitian dan Pengumpulan Data ................................................................... 3
1.4.3. Tahap Pemodelan dan Interpretasi ............................................................................. 4
1.4.4. Tahap Penyelesaian dan Penyajian Data .................................................................... 4
BAB II. PENGAMATAN GEOLOGI JALUR
KARANGSAMBUNG BAYAT- WONOSARI ....................................................................... 5
2.1 Kerangka Tektonik Pulau Jawa ............................................................................................. 5
2.2. Struktur Regional Pulau Jawa ............................................................................................. 10
2.3. Geologi Regional dan Fisiografi Jawa Timur ..................................................................... 12
2.3.1. Fisiografi ................................................................................................................... 12
2.3.2. Stratigrafi Zona Pegunungan Selatan ....................................................................... 15
2.3.3. Struktur Umum Jawa Bagian Timur ......................................................................... 18
2.4. Pengamatan Geologi Lapangan .......................................................................................... 19
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto iv
2.4.1. Desa Gununggajah, Kecamatan Bayat, Klaten......................................................... 19
2.4.2. Desa Tancep, Kecamatan Ngawen, Kabupaten Gunungkidul.................................. 30
2.4.3. Sungai Oyo ............................................................................................................... 32
BAB III. PENGAMATAN GEOFISIKA .................................................................................. 34
3.1. Metode Gayaberat ............................................................................................................... 34
3.1.1. Teori Dasar Gayaberat .............................................................................................. 34
3.1.2. Pengolahan Data Gayaberat ...................................................................................... 39
3.2. Metode Magnetik ................................................................................................................ 45
3.2.1. Teori Dasar Magnetik ............................................................................................... 45
3.2.2. Pengolahan Data Magnetik ....................................................................................... 47
BAB 4. PEMBAHASAN ........................................................................................................... 50
4.1 Pemodelan Geologi Lokasi Pengamatan LP1-LP8 .............................................................. 50
4.2. Sayatan untuk Pemodelan Geologi dari Profil Gayaberat dan Magnetik ........................... 55
4.2.1. Pemodelan Geologi dari Profil Gayaberat dan Magnetik A-A .............................. 56
4.2.2. Pemodelan Geologi dari Profil Gayaberat dan Magnetik B-B ................................ 58
4.2.3. Pemodelan Geologi dari Profil Gayaberat dan Magnetik C-C ................................ 61
4.2.4. Pemodelan Geologi dari Profil Gayaberat dan Magnetik D-D ............................... 63
4.3. Penampang 3D Jalur Ekskursi ............................................................................................ 65
BAB 5. KESIMPULAN ............................................................................................................ 67
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................................. xi
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto v
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Perbandingan Batuan Metamorf di Bayat dan di Karangsambung ............................. 27
Tabel 2. Contoh data mentah gayaberat dan magnetik pada Ekskursi
Karangsambung-Bayat-Wonosari 12 Mei 2015 .......................................................... 40
Tabel 3. Pengolahan data altimeter base pada Ekskursi 12 Mei 2015 ....................................... 41
Tabel 4. Perhitungan SBA di jalur penelitian (Karangsambung-Bayat-Wonosari) .................. 43
Tabel 5. Perhitungan magnetik di jalur penelitian (Karangsambung-Bayat-Wonosari) ........... 43
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto vi
DAFTAR FOTO
Halaman
Foto 1. Batugamping nummulites di Desa Gununggajah, cuaca cerah (LP 1) ......................... 20
Foto 2. Kenampakan kontak batugamping nummulites dengan batupasir karbonatan
di Desa Gununggajah, dengan arah N2300E, cuaca cerah (LP 1) .................................. 22
Foto 3. Kenampakan soil produk lapukan sekis dan filit di Desa Gununggajah,
dengan arah N3200E, cuaca cerah (LP 2) ...................................................................... 22
Foto 4. Kenampakan filit di Desa Gununggajah, dengan arah N3500E, cuaca cerah (LP3) .... 23
Foto 5. Kenampakan kontak sekis dan filit sekis dan filit di Desa Gununggajah,
dengan arah N570E, cuaca cerah (LP 4) ........................................................................ 25
Foto 6. Kenampakan sekis di daerah Karangsambung, dengan arah N3200E,
cuaca mendung ............................................................................................................... 26
Foto 7. Kenampakan slate dengan struktur slaty cleavage meliputi fragmen sekis
di alur liar utara Sungai Cacaban, daerah Karangsambung,
dengan arah N3200E, cuaca cerah .................................................................................. 26
Foto 8. Kenampakan fosil nummulites pada batugamping nummulites di Desa Gununggajah,
dengan arah N2050E, cuaca cerah (LP 5) ...................................................................... 27
Foto 9. Kenampakan batugamping nummulites di Desa Gununggajah,
dengan arah N2700E, cuaca cerah (LP 5) ...................................................................... 28
Foto 10. Kenampakan intrusi mikro-diorit yang telah mengalami pelapukan
spheroidal weathering di Desa Gununggajah, cuaca cerah (LP2) ................................. 29
Foto 11. Kenampakan tuff penyusun Formasi Semilir di Desa Tancep,
dengan arah N1850E, cuaca cerah (LP 7) ...................................................................... 31
Foto 12. Kenampakan batugamping berlapis penyusun Formasi Oyo di Sungai Oyo,
dengan arah N970E, cuaca cerah (LP 8) ........................................................................ 33
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto vii
Foto 13. Kenampakan aglomerat penyusun Formasi Kebo-Butak di daerah Purworejo,
cuaca cerah (N 9) (Courtesy Foto : Agus Laesanpura, 2015) ........................................ 60
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Daerah Penelitian (Karangsambung-Bayat-Wonosari) ............................................. 2
Gambar 2. Rekonstruksi perkembangan tektonik Pulau Jawa dimulai pada
Kapur-Paleosen sampai dengan Oligosen Tengah (Prasetyadi, 2007) ........................ 6
Gambar 3. Jalur subduksi Kapur sampai masa kini di Pulau Jawa
(Katili 1975, dalam Sujanto et al., 1977) .................................................................... 8
Gambar 4. Jalur magmatik Tersier Pulau Jawa (Soeria-Atmadja et al., 1994)............................ 9
Gambar 5. Pola struktur Pulau Jawa (Martodjojo&Pulunggono, 1994)
(RMKS=Rembang-Madura-Kangean-Sakala) .......................................................... 12
Gambar 6. Fisiografi bagian tengah dan timur Pulau Jawa (Van Bemmelen, 1949) ................ 13
Gambar 7. Rangkuman stratigrafi regional Jawa Tengah dan Jawa Timur dari
peneliti terdahulu, modifikasi dari Smyth et al., 2005 .............................................. 17
Gambar 8. Pola struktur dan sesar di Pulau Jawa (Natalia dkk., 2010) ..................................... 19
Gambar 9. Sketsa penampang geologi tanpa skala dari Gunung Pendul-Gunung Semangu .... 30
Gambar 10. Gaya tarik menarik antara dua benda..................................................................... 34
Gambar 11. Kurva Ln A dengan k ............................................................................................. 39
Gambar 12. Tampilan software tidelongman.exe ...................................................................... 42
Gambar 13. Peta kontur gayaberat Karangsambung-Bayat-Wonosari
beserta titik pengukuran ............................................................................................ 44
Gambar 14. Hasil analisa spektral sayatan A-A, B-B, C-C, dan D-D .................................. 44
Gambar 15. Peta kontur magnetik Karangsambung-Bayat-Wonosari
beserta titik pengukuran ............................................................................................ 48
Gambar 16. Formasi yang dilakukan observasi pada kegiatan ekskursi ................................... 50
Gambar 17. Penampang Geologi Pengamatan Lapangan Bayat-Wonosari .............................. 51
-
22314008 | Yordan Wahyu Christanto ix
Gambar 18. Sejarah geologi ketika terjadinya pembentukan batugamping nummulites
dan batupasir karbonatan pada Formasi Gamping-Wungkal .................................... 53
Gambar 19. Sejarah geologi ketika terjadinya pengendapan material sedimen
Formasi Kebo-Butak pada lingkungan kipas bawah laut .......................................... 53
Gambar 20. Proses terbentuknya tuff pada Formasi Semilir berhubungan
beda fasies dengan Formasi Nglanggran dan selaras
di atas Formasi Kebo-Butak ...................................................................................... 54
Gambar 21. Proses terbentuknya Formasi Sambipitu selaras di atas Formasi Nglanggran ...... 54
Gambar 22. Proses terbentuknya Formasi Oyo selaras di atas Formasi Sambipitu .................. 55
Gambar 23. Sayatan A-A, B-B, C-C, dan D-D pada data pengukuran magnetik ................ 55
Gambar 24. Sayatan A-A, B-B, C-C, dan D-D pada data pengukuran gayaberat................ 56
Gambar 25. Gambar model geologi Penampang A-A dari profil gayaberat dan
magnetik (Model Vision) .......................................................................................... 56
Gambar 26. Gambar model geologi Penampang A-A setelah dilakukan digitasi ulang .......... 57
Gambar 27. Gambar model geologi Penampang B-B dari profil gayaberat dan
magnetik (Model Vision) .......................................................................................... 58
Gambar 28. Gambar model geologi Penampang B-B setelah dilakukan digitasi ulang .......... 59
Gambar 29. Gambar model geologi Penampang A-A dari profil gayaberat dan
magnetik (Model Vision) .......................................................................................... 61
Gambar 30. Gambar model geologi Penampang A-A setelah dilakukan digitasi ulang .......... 62
Gambar 31. Gambar model geologi Penampang A-A dari profil gayaberat dan
magnetik (Model Vision) .......................................................................................... 63
Gambar 32. Gambar model geologi Penampang A-A setelah dilakukan digitasi ulang .......... 64
Gambar 33. Penampang 3D daerah penelitian (jalur ekskursi) ................................................. 66
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Pengintegrasian data hasil pengamatan geologi dan pengukuran geofisika merupakan
kunci utama tahapan interpretasi dalam memodelkan kondisi geologi bawah permukaan di
suatu daerah. Analisis geofisika berkaitan dengan metode apa yang cocok digunakan untuk
mencapai tujuan pengukuran, bagaimana proses akuisisi yang seharusnya dilakukan di
lapangan demi mencapai tujuan tertentu, dan apakah hasil pengukuran yang diperoleh sudah
sesuai dengan hasil yang diharapkan atau belum. Pengamatan geologi wilayah pengukuran
merupakan informasi yang sangat penting sebagai kunci utama ketika melakukan interpretasi
hasil pengukuran dengan metode geofisika. Beberapa informasi pengamatan geologi yang
diperlukan dalam analisa geologi, meliputi : kedudukan litologi, stratigrafi, kontrol struktur,
tatanan tektonik, dan fisiografi suatu daerah pengukuran.
Metode geofisika yang digunakan dalam pengukuran wilayah di kegiatan perkuliahan
lapangan ini adalah metode gayaberat dan metode magnetik. Metode gayaberat merupakan
salah satu metode yang cukup sering digunakan dalam eksplorasi geofisika, terutama jika
eksplorasi tersebut bertujuan untuk menentukan keberadaan struktur di suatu wilayah. Pada
prinsipnya metode gayaberat melakukan pengukuran terhadap variasi medan gravitasi akibat
adanya kontras densitas batuan di bumi. Pengukuran variasi medan gravitasi dilakukan untuk
melokalisasi massa batuan yang memiliki densitas lebih besar atau lebih kecil dibandingkan
dengan nilai densitas batuan disekitarnya. Melalui kontras densitas inilah dapat ditentukan
keberadaan sebuah benda anomali yang berada di bawah permukaan bumi. Berbeda dengan
metode gayaberat, metode magnetik bertujuan untuk menentukan keberadaan suatu benda
anomali yang berada di bawah permukaan bumi dengan mengukuran nilai medan magnet
bumi di setiap titik pengukuran. Pengukuran ini dilakukan berdasarkan perbedaan sifat
kemagnetan yang terkandung pada setiap batuan.
Pengintegrasian antara data hasil pengamatan geologi dan pengukuran metode geofisika
diharapkan dapat membantu dalam melakukan interpretasi dan memodelkan konsep geologi
secara regional yang terdapat di wilayah pengukuran. Perpaduan tersebut nantinya dapat
digunakan dengan baik untuk dapat mempelajari kondisi geologi wilayah pengukuran tersebut
dan bagaimana sejarah pembentukannya.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 2
Pada penelitian ini dilakukan pengamatan geologi dan pengukuran metode geofisika
dari Karangsambung-Bayat-Gunungkidul. Di bagian selatan, kita dapat menemui batuan dasar
pulau Jawa berupa kompleks melange di Karangsambung serta kompleks batuan metamorf di
Bayat dengan arah struktur lapisan timurlaut baratdaya. Di bagian tengah, kita dapat
menemui Zona Pegunungan Selatan di Wonosari.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memahami cara melakukan observasi geologi, baik pengamatan singkapan batuan maupun
pengamatan bentang alam
2. Memahami cara melakukan pengolahan data metode geofisika berupa gayaberat dan
magnetik
3. Memodelkan kondisi geologi permukaan dan geologi bawah permukaan dari hasil integrasi
data pengamatan geologi, data pengukuran gayaberat, dan data pengukuran magnetik
1.3. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dibagi menjadi dua, yaitu survey geofisika dan pengamatan geologi.
Pengamatan geologi dilakukan pada tanggal 12 Mei 2015 di daerah Bayat-Wonosari, dengan
beberapa wilayah pengamatan, yaitu Desa Gununggajah, Desa Tancep, dan Sungai Oyo.
Sedangkan untuk survey geofisika dilakukan sepanjang rute Karang Sambung Bayat
Wonosari dalam waktu yang sama mulai dari pukul 6.10-20.00 WIB (Gambar 1).
Gambar 1. Daerah Penelitian (Karangsambung-Bayat-Wonosari)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 3
1.4. Metodologi
Penelitian ini menggunakan dua metode, yaitu metode di atas permukaan (surface
mapping methods) dan di bawah permukaan (sub surface mapping methods). Metode di atas
permukaan ini dilakukan dengan pengamatan langsung di lapangan seperti pengamatan
singkapan atau litologi dan pengukuran struktur geologi yang ada pada daerah telitian. Selain
itu didukung dengan metode geofisika untuk mengetahui kondisi geologi bawah permukaan
dengan menggunakan metode gayaberat dan magnetik. Penelitian ini dilaksanakan dalam
beberapa tahapan, yakni sebagai berikut :
1.4.1. Tahap Pendahuluan
Di dalam tahapan ini dilakukan persiapan kelengkapan administrasi, studi pustaka, dan
briefing dengan Dosen terkait. Tahapan ini dilakukan di Kampus LIPI Karangsambung.
1.4.2. Tahap Penelitian Lapangan dan Pengumpulan Data
Di dalam melakukan ekskursi di lapangan digunakan 2 metode, yakni metode geologi
dan metode geofisika :
1. Metode Geologi
Metode geologi ini adalah melakukan pengamatan geologi, baik berupa pengamatan
megaskopis conto batuan (petrologi), geomorfologi, dan struktur geologi. Tujuannya adalah
untuk mengenal kondisi lapangan pada daerah ekskursi dan untuk mengetahui gambaran dari
bentuk geomorfologi dan keadaan geologi secara umum, guna menentukan langkah-langkah
yang akan dilakukan dalam pemodelan nanti.
2. Metode Geofisika
Metode geofisika yang dilakukan pada ekskursi ini ada 2 metode, yakni :
Pengukuran Metode Gayaberat
Tujuannya untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat
masa batuan dari batuan sekitar (gr/cm3). Tujuan utama dari studi mendetail data gravitasi
adalah untuk memberikan suatu pemahaman yang lebih baik mengenai kondisi geologi di
sub surface.
Pengukuran Metode Magnetik
Tujuannya untuk mengetahui kondisi geologi di bawah permukaan dengan melihat
nilai suseptibilitas batuan di bawah permukaan, dengan cara mengukur medan magnet bumi
di setiap titik yang ada di jalur penelitian, berdasarkan pada adanya anomali medan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 4
magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai
macam batuan di jalur penelitian.
Secara keseluruhan terdapat sekitar 34 titik stasiun untuk pengukuran nilai gayaberat
dan magnetik di sepanjang lintasan yang dimulai dari Karangsambung- Yogyakarta- Bayat-
Klaten-Wonosari. Titik-titik pengukuran tersebut selanjutnya diolah dengan koreksi untuk
masing-masing metode gayaberat dan metode magnetik dan kemudian hasil pengolahan data
tersebut digunakan sebagai masukan data dalam proses pemodelan untuk melihat gambaran
anomali dan struktur di bawah permukaan bumi.
1.4.3. Tahap Pemodelan dan Interpretasi
Tahap pemodelan dan interpretasi melewati beberapa tahapan untuk dapat mencapai
tujuan penelitian. Di dalam tahapan ini menggunakan data Simple Bouguer Anomaly (SBA)
dari gayaberat dan data nT dari magnetik, dimana keduanya dikombinasikan dengan data
pengamatan geologi. Sehingga diharapkan dari ketiga data tersebut akan menghasilkan
penampang geologi yang merepresentasikan kondisi geologi sebenarnya baik di permukaan
maupun di bawah permukaan.
1.4.4. Tahap Penyelesaian dan Penyajian Data
Semua data yang diperoleh dari pemodelan dan interpretasi pada tahapan di atas, kemudian
dibandingkan dan dihubungkan. Setelah melalui evaluasi dan pembahasan, maka akan
didapatkan kesimpulan dari tujuan penelitian ini.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 5
BAB II. PENGAMATAN GEOLOGI JALUR KARANGSAMBUNG
BAYAT- WONOSARI
2.1 Kerangka Tektonik Pulau Jawa
Mengutip dari pernyataan C.Prasetyadi (2007) secara lisan mengenai Evolusi Tektonik
Tersier Pulau Jawa ,dijelaskan bahwa Pulau Jawa merupakan salah satu pulau di Busur Sunda
yang mempunyai sejarah geodinamik aktif, yang jika dirunut perkembangannya dapat
dikelompokkan menjadi beberapa fase tektonik dimulai dari Kapur Akhir hingga sekarang
(Gambar 2), yaitu :
1. Periode Kapur akhir Paleosen.
2. Periode Eosen (Periode Ekstensional /Regangan) .
3. Periode Oligosen Tengah (Kompresional Terbentuknya OAF) .
4. Periode Oligo-Miosen (Kompresional Struktur Inversi ) .
5. Periode Miosen Tengah Miosen Akhir.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 6
Gambar 2. Rekontruksi perkembangan tektonik Pulau Jawa dimulai pada Kapur-Paleosen
sampai dengan Oligosen Tengah (Prasetyadi, 2007)
1. Periode Kapur Akhir Paleosen
Fase tektonik awal terjadi pada Mesozoikum ketika pergerakan Lempeng Indo-
Australia ke arah timur laut menghasilkan subduksi di bawah Sunda Microplate sepanjang
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 7
suture Karangsambung-Meratus, dan diikuti oleh fase regangan (rifting phase) selama
Paleogen dengan pembentukan serangkaian horst (tinggian) dan graben (rendahan). Aktivitas
magmatik Kapur Akhir dapat diikuti menerus dari Timurlaut SumatraJawa-Kalimantan
Tenggara. Pembentukan cekungan depan busur (fore arc basin) berkembang di daerah selatan
Jawa Barat dan Serayu Selatan di Jawa Tengah. Mendekati Kapur Akhir Paleosen, fragmen
benua yang terpisah dari Gondwana, mendekati zona subduksi Karangsambung-Meratus.
Kehadiran allochthonous micro-continents di wilayah Asia Tenggara telah dilaporkan oleh
banyak penulis (Metcalfe, 1996). Basement bersifat kontinental yang terletak di sebelah timur
zona subduksi Karangsambung-Meratus dan yang mengalasi Selat Makasar teridentifikasi di
Sumur Rubah-1 (Conoco, 1977) berupa granit pada kedalaman 5056 kaki, sementara
didekatnya Sumur Taka Talu-1 menembus basement diorit. Docking (mera-patnya) fragmen
mikro-kontinen pada bagian tepi timur Sundaland menyebabkan matinya zona subduksi
Karang-sambung-Meratus dan terangkatnya zona subduksi tersebut menghasilkan Pegunungan
Meratus.
2. Periode Eosen (Periode Ekstensional /Regangan)
Antara 54 jtl 45 jtl (Eosen), di wilayah Lautan Hindia terjadi reorganisasi lempeng
ditandai dengan berkurangnya secara mencolok kecepatan pergerakan ke utara India. Aktifitas
pemekaran di sepanjang Wharton Ridge berhenti atau mati tidak lama setelah pembentukan
anomali 19 (atau 45 jtl). Berkurangnya secara mencolok gerak India ke utara dan matinya
Wharton Ridge ini diinterpretasikan sebagai pertanda kontak pertama Benua India dengan
zona subduksi di selatan Asia dan menyebabkan terjadinya tektonik regangan (extension
tectonics) di sebagian besar wilayah Asia Tenggara yang ditandai dengan pembentukan
cekungan-cekungan utama (Cekungan-cekungan: Natuna, Sumatra, Sunda, Jawa Timur,
Barito, dan Kutai) dan endapannya dikenal sebagai endapan syn-rift. Pelamparan extension
tectonics ini berasosiasi dengan pergerakan sepanjang sesar regional yang telah ada
sebelumnya dalam fragmen mikrokontinen. Konfigurasi struktur basement mempengaruhi
arah cekungan syn-rift Paleogen di wilayah tepian tenggara Sundaland (Sumatra, Jawa, dan
Kalimantan Tenggara). Sejak Paleosen sampai Oligosen, terjadi evolusi geologi yang cukup
signifikan, terutama di wilayah Jawa Tengah-Jawa Timur, ditandai dengan berubahnya arah
lajur subduksi yang pada zaman Kapur Akhir-Paleosen berarah Timur Laut-Barat Daya
menjadi Timur-Barat pada Zaman Tersier (Gambar 3).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 8
Gambar 3. Jalur subduksi Kapur sampai masa kini di Pulau Jawa (Katili 1975, dalam
Sujanto et al., 1977)
3. Periode Oligosen Tengah (Kompresional Terbentuknya OAF)
Sebagian besar bagian atas sedimen Eosen Akhir memiliki kontak tidak selaras dengan
satuan batuan di atasnya yang berumur Oligosen. Di daerah Karangsambung batuan Oligosen
diwakili oleh Formasi Totogan yang kontaknya dengan satuan batuan lebih tua menunjukkan
ada yang selaras dan tidak selaras. Di daerah Karangsambung Selatan batas antara Formasi
Karangsambung dan Formasi Totogan sulit ditentukan dan diperkirakan berangsur, sedangkan
ke arah utara Formasi Totogan ada yang langsung kontak secara tidak selaras dengan batuan
dasar Komplek Melange Luk Ulo. Di daerah Nanggulan kontak ketidakselarasan terdapat
diantara Anggota Seputih yang berumur Eosen Akhir dengan satuan breksi volkanik Formasi
Kaligesing yang berumur Oligosen Tengah. Demikian pula di daerah Bayat, bagian atas
Formasi Wungkal-Gamping yang berumur Eosen Akhir, tanda-tanda ketidak selarasan
ditunjukkan oleh terdapatnya fragmen-fragmen batuan Eosen di sekuen bagian bawah Formasi
Kebobutak yang berumur Oligosen Akhir. Ketidakselarasan di Nanggulan dan Bayat
merupakan ketidakselarasan menyudut yang diakibatkan oleh deformasi tektonik yang sama
yang menyebabkan terdeformasinya Formasi Karangsambung. Akibat deformasi ini di daerah
Cekungan Jawa Timur tidak jelas teramati karena endapan Eosen Formasi Ngimbang disini
pada umumnya selaras dengan endapan Oligosen Formasi Kujung. Deformasi ini
kemungkinan juga berkaitan dengan pergerakan ke utara Benua Australia. Ketika Wharton
Ridge masih aktif Benua Australia bergerak ke utara sangat lambat. Setelah matinya pusat
pemekaran Wharton pada 45 jt, India dan Australia berada pada satu lempeng tunggal dan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 9
bersama-sama bergerak ke utara. Pergerakan Australia ke utara menjadi lebih cepat dibanding
ketika Wharton Ridge masih aktif. Bertambahnya kecepatan ini meningkatkan laju kecepatan
penunjaman Lempeng Samudera Hindia di Palung Jawa dan mendorong ke arah barat,
sepanjang sesar mendatar yang keberadaannya diperkirakan, Mikrokontinen Jawa Timur
sehingga terjadi efek kompresional di daerah Karangsambung yang mengakibatkan
terdeformasinya Formasi
Karangsambung serta terlipatnya Formasi Nanggulan dan Formasi Wungkal-Gamping
di Bayat. Meningkatnya laju pergerakan ke utara Benua Australia diperkirakan masih
berlangsung sampai Oligosen Tengah. Peristiwa ini memicu aktifitas vulkanisme yang
kemungkinan berkaitan erat dengan munculnya zona gunungapi utama di bagian selatan Jawa
(OAF=Old Andesite Formation) yang sekarang dikenal sebagai Zona Pegunungan Selatan.
Aktifitas volkanisme ini tidak menjangkau wilayah Jawa bagian utara dimana pengendapan
karbonat dan silisiklastik menerus di daerah ini (Gambar 4).
Gambar 4. Jalur magmatik Tersier Pulau Jawa (Soeria-Atmadja et al., 1994)
4. Periode Oligo-Miosen (Kompresional Struktur Inversi )
Pada Oligosen Akhir sampai Miosen Tengah pergerakan ke utara India dan Australia
berkurang secara mencolok karena terjadinya benturan keras (hard collision) antara India
dengan Benua Asia membentuk Pegunungan Himalaya. Akibatnya laju penunjaman Lempeng
Samudera Hindia di palung Sunda juga berkurang secara drastis. Hard collision India
menyebabkan efek maksimal tektonik ekstrusi sehingga berkembang fase kompresi di wilayah
Asia Tenggara. Fase kompresi ini menginversi sebagian besar endapan syn-rift Eosen. Di
Cekungan Jawa Timur fase kompresi ini menginversi graben RMKS menjadi zona Sesar
RMKS. Di selatan Jawa, kegiatan volkanik Oligosen menjadi tidak aktif dan mengalami
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 10
pengangkatan. Pengangkatan ini ditandai dengan pengen-dapan karbonat besar-besaran seperti
Formasi Wonosari di Jawa Tengah dan Formasi Punung di Jawa Timur. Sedangkan di bagian
utara dengan aktifnya inversi berkembang endapan syn-inversi formasi-formasi Neogen di
Zona Rembang dan Zona Kendeng. Selama periode ini, inversi cekungan terjadi karena
konvergensi Lempeng Indian menghasilkan rezim tektonik kompresi di daerah busur depan
Sumatra dan Jawa. Sebaliknya, busur belakang merupakan subjek pergerakan strike-slip utara-
selatan yang dominan sepanjang sesar-sesar turun (horst dan graben) utara-selatan yang telah
ada.
5. Periode Miosen Tengah Miosen Akhir
Pengaktifan kembali sepanjang sesar tersebut menghasilkan mekanisme transtension
dan transpression yang berasosiasi dengan sedimentasi turbidit dibagian yang mengalami
penurunan. Namun demikian, di bagian paling timur Jawa Timur, bagian basement dominan
berarah timur-barat, sebagaimana secara khusus dapat diamati dengan baik mengontrol
Dalaman Kendeng dan juga Dalaman Madura.Bagian basement berarah Timur Barat
merupakan bagian dari fragmen benua yang mengalasi dan sebelumnya tertransport dari
selatan dan bertubrukan dengan Sundaland sepanjang Suture Meratus (NE-SW struktur).
Tektonik kompresi karena subduksi ke arah utara telah mengubah sesar basement Barat
Timur menjadi pergerakan sesar mendatar, dalam perioda yang tidak terlalu lama (Manur dan
Barraclough, 1994). Kenaikan muka air laut selama periode ini, menghasilkan pengendapan
sedimen klastik di daerah rendahan, dan sembulan karbonat (carbonate buildup) pada tinggian
yang membatasinya.
2.2. Struktur Regional Pulau Jawa
Jalur penunjaman Kapur-Paleosen yang ditunjukkan oleh singkapan batuan Komplek
Melange Luk Ulo-Karangsambung (Asikin, 1974; Hamilton, 1979; Suparka, 1988; Parkinson
et al., 1998) mempunyai arah umum struktur TL-BD yang mengarah ke arah Pegunungan
Meratus di ujung tenggara Kalimantan. Pulunggono dan Martodjojo (1994) mengenali tiga
arah struktur utama di Pulau Jawa: Arah timurlaut-baratdaya atau Pola Meratus, arah utara-
selatan atau Pola Sunda, dan arah timur-barat atau Pola Jawa (Gambar 5). Disamping tiga
arah struktur utama ini, masih terdapat satu arah struktur utama lagi, yakni arah baratlaut-
tenggara yang disebut Pola Sumatra (Satyana, 2007). Pola Meratus dominan di kawasan lepas
pantai utara, ditunjukkan oleh tinggian-tinggian Karimunjawa, Bawean, Masalembo dan Pulau
Laut (Guntoro, 1996). Di Pulau Jawa arah ini terutama ditunjukkan oleh pola struktur batuan
Pra-Tersier di daerah Luk Ulo, Kebumen Jawa Tengah. Pola Sunda yang berarah utara-selatan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 11
umum terdapat di lepas pantai utara Jawa Barat dan di daratan di bagian barat wilayah Jawa
Barat. Arah ini tidak nampak di bagian timur pola Meratus. Pola Jawa yang berarah timur-
barat merupakan pola yang mendominasi daratan Pulau Jawa, baik struktur sesar maupun
struktur lipatannya. Di Jawa Barat pola ini diwakili oleh Sesar Baribis, serta sesar sungkup dan
lipatan di dalam Zona Bogor. Di Jawa Tengah sesar sungkup dan lipatan di Zona Serayu
Utara dan Serayu Selatan mempunyai arah hampir barat-timur. Di Jawa Timur pola ini
ditunjukkan oleh sesar-sesar sungkup dan lipatan di Zona Kendeng. Struktur Arah Sumatra
terutama terdapat di wilayah Jawa Barat dan di Jawa Tengah bagian timur struktur ini sudah
tidak nampak lagi. Struktur arah barat-timur atau Arah Jawa, di cekungan Jawa Timur ternyata
ada yang lebih tua dari Miosen Awal, dan disebut Arah Sakala (Sribudiyani et al., 2003).
Struktur Arah Sakala yang utama adalah zona sesar RMKS (Rembang-Madura-Kangean-
Sakala) dan merupakan struktur yang menginversi cekungan berisi Formasi Pra-Ngimbang
yang berumur Paleosen sampai Eosen Awal sebagai endapan tertua. Sebagian besar batuan
tertua di Jawa, yakni yang berumur Pra-Tersier sampai Paleogen dan dianggap sebagai
batuandasar Pulau Jawa, tersingkap di wilayah Jawa bagian timur. Mereka tersingkap di
Komplek Melange Luk Ulo-Karangsambung, Kebumen (Asikin, 1974; Suparka, 1988);
Nanggulan, Kulonprogo (Rahardjo et al., 1995); dan Pegunungan Jiwo, Bayat-Klaten
(Sumarso dan Ismoyowati, 1975; Samodra dan Sutisna, 1997).
Sedangkan untuk batuan yang lebih muda, yakni yang berumur Neogen, telah banyak
penelitian dilakukan terhadapnya (Van Bemmelen, 1949; Marks, 1957; Sartono, 1964;
Nahrowi et al, 1978; Pringgo-prawiro, 1983; De Genevraye dan Samuel, 1972; Soeria-
Atmadja et al., 1994). Pada umumnya penelitian geologi Tersier ini menyepakati fenomena
struktur atau tektonik yang berarah umum timur-barat sebagai hasil interaksi lempeng dengan
zona tunjaman di selatan Jawa dan searah dengan arah memanjang Pulau Jawa.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 12
Gambar 5. Pola struktur Pulau Jawa (Martodjojo & Pulunggono, 1994) (RMKS =
Rembang-Madura-Kangean-Sakala)
2.3. Geologi Regional dan Fisiografi Jawa Timur
2.3.1. Fisiografi
Uraian Fisiografi daerah Jawa bagian timur ditekankan disini mengingat ekskursi yang
dilakukan meliputi wilayah Propinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur.
Pembagian zona fisiografi Jawa yang dibuat oleh Van Bemmelen (1949), pada
dasarnya juga mencerminkan aspek struktur dan stratigrafinya (tektonostratigrafi).
Berdasarkan aspek struktur dan stratigrafi, Smyth et al. (2005) membagi Jawa bagian
timur menjadi empat zona tektonostratigrafi, dari selatan ke utara: (1) Zona Pegunungan
Selatan (Southern Mountain Zone), (2) Busur Volkanik masa kini (Present-day Volcanic
Arc), (3) Zona Kendeng (Kendeng Zone), dan (4) Zona Rembang (Rembang
Zone) (Gambar 6).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 13
Gambar 6. Fisiografi bagian tengah dan timur Pulau Jawa (Van Bemmelen, 1949)
Pembagian ini menganggap Pegunungan Serayu Selatan (South Serayu
Mountain) (Van Bemmelen, 1949) sebagai bagian dari Zona Pegunungan Selatan, sedangkan
Zona Randublatung (Van Bemmelen, 1949) sebagai bagian dari Zona Rembang. Stratigrafi
Zona Pegunungan Selatan, Zona Kendeng, dan Zona Rembang, telah banyak dikaji oleh para
peneliti terdahulu (Sartono, 1964; De Genevraye dan Samuel, 1972; Baumann et al.,1972;
Asikin, 1974; Sumarso dan Ismoyowati, 1975; Nahrowi et al, 1978; Sujanto dan Sumantri,
1977; Pringgoprawiro, 1983; Pertamina-Robertson Research, 1986; Phillips et al., 1991;
Bransden dan Matthews, 1992; Samodra et al., 1993; Rahardjo et al., 1995; Smyth et al.,
2005). Rangkuman ini dibuat dengan maksud agar diperoleh gambaran secara lebih
menyeluruh tentang stratigrafi wilayah Jawa bagian timur terutama meliputi Zona Pegunungan
Selatan (Gambar 7).
Daerah Pegunungan Selatan Jawa secara fisiografi termasuk ke dalam lajur
Pegunungan Selatan Jawa (Bemmelen, 1949), sedangkan secara tektonik global diperkirakan
pada cekungan antar busur sampai busur vulkanik. Daerah Pegunungan Selatan yang
membujur mulai dari Yogyakarta kearah timur, Wonosari, Wonogiri, Pacitan menerus ke
daerah Malang selatan, terus ke daerah Blambangan. Berdasarkan pada letak yang berada di
zona Pegunungan Selatan Jawa Timur, bentang alam yang terdiri atas rangkaian pegunungan
yang memanjang relatif barat - timur dan jenis litologi penyusunnya yang didominasi oleh
material material volkanikklastik, daerah penelitian termasuk dalam zona Wonosari
Plateau.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 14
Zona Pegunungan Selatan Jawa terbentang dari wilayah Jawa Tengah, di selatan
Yogyakarta dengan tebal' kurang lebih 55 km, hingga Jawa Timur, dengan lebar kurang lebih
25 km, di selatan Blitar. Zona Pegunungan Selatan dibatasi oleh Dataran Yogyakarta-
Surakarta di sebelah barat dan utara, sedangkan di sebelah timur oleh Waduk Gajahmungkur,
Wonogiri dan di sebelah selatan oleh Lautan India. Di sebelah barat, antara Pegunungan
Selatan dan Dataran Yogyakarta dibatasi oleh aliran K. Opak, sedangkan di bagian utara
berupa gawir Baturagung. Bentuk Pegunungan Selatan ini hampir membujur barat-timur
sepanjang lk. 50 km dan ke arah utara-selatan mempunyai lebar lk. 40 km (Bronto dan
Hartono, 2001).
Zona Pegunungan Selatan dapat dibagi menjadi tiga subzona, yaitu Subzona
Baturagung, Subzona Wonosari dan Subzona Gunung Sewu Subzona Wonosari merupakan
dataran tinggi ( 190 m) yang terletak di bagian tengah Zona Pegunungan Selatan, yaitu di
daerah Wonosari dan sekitarnya. Dataran ini dibatasi oleh Subzona Baturagung di sebelah
barat dan utara, sedangkan di sebelah selatan dan timur berbatasan dengan Subzona Gunung
Sewu. Aliran sungai utama di daerah ini adalah K. Oyo yang mengalir ke barat dan menyatu
dengan K. Opak sebagai endapan permukaan di daerah ini adalah lempung hitam dan endapan
danau purba, sedangkan batuan dasarnya adalah batugamping.
Subzona Baturagung
Terletak di bagian utara, namun membentang dari barat (tinggian G. Sudimoro, 507
m, antara Imogiri-Patuk), utara (G. Baturagung, 828 m), hingga ke sebelah timur (G.
Gajahmungkur, 737 m). Di bagian timur ini, Subzona Baturagung membentuk tinggian agak
terpisah, yaitu G. Panggung ( 706 m) dan G. Gajahmungkur ( 737 m). Subzona Baturagung
ini membentuk relief paling kasar dengan sudut lereng antara 100 300 dan beda tinggi 200-
700 meter serta hampir seluruhnya tersusun oleh batuan asal gunungapi.
Subzona Wonosari
Merupakan dataran tinggi ( 190 m) yang terletak di bagian tengah Zona Pegunungan
Selatan, yaitu di daerah Wonosari dan sekitarnya. Dataran ini dibatasi oleh Subzona
Baturagung di sebelah barat dan utara, sedangkan di sebelah selatan dan timur berbatasan
dengan Subzona Gunung Sewu. Aliran sungai utama di daerah ini adalah K. Oyo yang
mengalir ke barat dan menyatu dengan K. Opak (lihat Gambar 2.2). Sebagai endapan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 15
permukaan di daerah ini adalah lempung hitam dan endapan danau purba, sedangkan batuan
dasarnya adalah batugamping.
Subzona Gunung Sewu
Merupakan perbukitan dengan bentang alam karts, yaitu bentang alam dengan bukit-
bukit batugamping membentuk banyak kerucut dengan ketinggian beberapa puluh meter. Di
antara bukit-bukit ini dijumpai telaga, luweng (sink holes) dan di bawah permukaan terdapat
gua batugamping serta aliran sungai bawah tanah. Bentang alam karts ini membentang dari
pantai Parangtritis di bagian barat hingga Pacitan di sebelah timur.
Zona Pegunungan Selatan pada umumnya merupakan blok yang terangkat dan miring
ke arah selatan. Batas utaranya ditandai escarpment yang cukup kompleks. Lebar maksimum
Pegunungan Selatan ini 55 km di sebelah selatan Surakarta, sedangkan sebelah selatan Blitar
hanya 25 km. Diantara Parangtritis dan Pacitan merupakan tipe karts (kapur) yang disebut
Pegunungan Seribu atau Gunung Sewu, dengan luas kurang lebih 1400 km2 (Lehmann. 1939).
Sedangkan antara Pacitan dan Popoh selain tersusun oleh batugamping (limestone) juga
tersusun oleh batuan hasil aktifitas vulkanis berkomposisi asam-basa antara lain granit, andesit
dan dasit (Van Bemmelen,1949).
2.3.2. Stratigrafi Zona Pegunungan Selatan
Zona ini merupakan busur volkanik Eosen-Miosen yang endapannya terdiri dari
batuan-batuan siliklastik, volkaniklastik, volkanik dan karbonat dengan kedudukan umum
perlapisannya miring ke selatan. Zona Pegunungan Selatan dialasi secara tidak selaras oleh
batuandasar berumur Kapur seperti yang tersingkap di daerah Karangsambung dan Bayat. Di
Karangsambung singkapannya terdiri dari himpunan batuan komplek akresi yang dikenal
sebagai Komplek Melange Luk Ulo yang terdiri dari blok-blok filit, sekis biru, eklogit,
ultramafik, ofiolit, basalt, kalsilutit dan rijang tertanam dalam matrik serpih tergerus (Asikin,
1974). Di daerah Bayat, singkapan batuandasar terdiri dari filit, sekis, dan marmer (Sumarso
dan Ismoyowati, 1975).
Batuan sedimen tertua yang diendapkan di atas ketidak-selarasan menyudut terdiri dari
konglomerat berfragmen batuan dasar dan batupasir seperti yang terdapat dalam Formasi
Nanggulan dan Formasi Wungkal-Gamping yang berumur Eosen Tengah. Di atas konglomerat
dan batupasir kuarsa terdapat endapan bersekuen transgresif yang terdiri dari batubara,
batupasir dan batulanau. Pada Formasi Nanggulan, batupasir pada bagian atas mengandung
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 16
material volkanik dan sisipan batulempung tufaan (Smyth et al., 2005). Kehadiran lapisan
batugamping numulit menandai dimulainya pengendapan di lingkungan lautan. Di lingkungan
pengendapan yang lebih dalam di daerah Karangsambung, secara tidak selaras di atas batuan
dasar Komplek Melange Luk Ulo, diendapkan satuan olistostrom Formasi Karangsambung
dan Formasi Totogan. Kandungan material volkanik Zona Pegunungan Selatan ini ke arah
bagian atas meningkat sedangkan proporsi material batuan dasar makin berkurang. Ketebalan
endapan bagian bawah zona ini diperkirakan mencapai 1000 m dengan singkapan terbatas
dijumpai di bagian barat, yakni di Karangsambung (diwakili oleh Formasi Karangsambung),
Nanggulan (Formasi Nanggulan), dan Bayat (Formasi Wungkal-Gamping). Sekuen batuan
bagian bawah ini oleh Smyth et al. (2005) disebut sebagai Synthem One Zona Pegunungan
Selatan. Synthem adalah satuan kronostratigrafi suatu satuan batuan sedimen yang dibatasi
oleh ketidakselarasan dan menunjukkan suatu siklus sedimentasi yang dipengaruhi oleh
perubahan muka air laut relatif atau tektonik. Batas atas sekuen bagian bawah Zona
Pegunungan Selatan ini di daerah Nanggulan dan Bayat merupakan ketidakselarasan Intra-
Oligosen sementara di daerah Karangsambung pengendapan berlangsung menerus (Asikin et
al., 1992).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 17
Gambar 7. Rangkuman stratigrafi regional Jawa Tengah dan Jawa Timur dari peneliti
terdahulu,modifikasi dari Smyth et al, 2005
Di atas bidang ketidakselarasan diendapkan suatu seri endapan yang terutama terdiri
dari endapan vulkaniklastik dari Formasi Kaligesing di Kulonprogo (Pringgoprawiro dan
Riyanto, 1986); Kebobutak di Bayat ( Surono et al., 1992), dan Formasi Besole (Sartono,
1964) dan Formasi Mandalika (Samodra et al., 1992) di Pacitan, berumur Oligo-Miosen dan
meliputi seluruh daerah Zona Pegunungan Selatan. Sekuen endapan vulkaniklastik ini, yang
oleh Smyth et al. (2005) disebut sebagai Synthem Two Zona Pegunungan Selatan, merekam
perkembangan dan berakhirnya Busur Vulkanik Oligo-Miosen Pegunungan Selatan. Aktifitas
volkaniknya meliputi daerah yang luas, explosif dan diperkirakan berjenis Plinian-type (Smyth
et al., 2005). Komposisi endapannya berkisar mulai dari andesitik sampai rhyolitik dan
litologinya terdiri dari abu vulkanik yang tebal, tuff, breksi batuapung, breksi andesitik, kubah
lava dan aliran lava dengan ketebalan berkisar mulai dari 250 m sampai lebih dari 2000 m.
Akhir atau batas atas dari sekuen vulkaniklastik ini ditandai oleh peristiwa vulkanik yang
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 18
singkat yang kemungkinan besar berupa suatu erupsi super (Erupsi Semilir) yang
menghasilkan Formasi Semilir (Smyth et al., 2005).
Setelah periode ketika vulkanisme Oligo-Miosen jauh berkurang aktifitasnya, bahkan
mati, kemudian tererosi dan materialnya diendapkan kembali sebagai sekuen endapan
berikutnya. Disamping itu sekuen endapan berikutnya juga dicirikan oleh perkembangan
paparan karbonat yang luas seperti yang dijumpai di daerah Wonosari (Formasi Wonosari) dan
Pacitan (Formasi Punung dan Formasi Campurdarat). Endapannya mencapai ketebalan sekitar
500 m dan terumbu berkembang pada daerah-daerah tinggian yang dibatasi sesar atau di
daerah-daerah bekas gunungapi. Di bagian puncaknya terdapat lapisan-lapisan debu volkanik
mengandung zircon yang berdasarkan penanggalan U-Pb SHRIMP menunjukkan umur antara
10 dan 12 juta tahun yang lalu (Smyth et al., 2005). Umur ini diperkirakan berkaitan dengan
munculnya kembali aktivitas volkanik pada Miosen Akhir, di posisi dimana Busur Sunda masa
kini berada.
2.3.3. Struktur Umum Jawa Bagian Timur
Jawa bagian timur (mulai dari daerah Karangsambung ke timur), berdasarkan pola
struktur utamanya,merupakan daerah yang unik karena wilayah ini merupakan tempat
perpotongan dua struktur utama, yakni antara struktur arah Meratus yang berarah timurlut-
baratdaya dan struktur arah Sakala yang berarah timur-barat. Arah Meratus lebih berkembang
di daerah lepas pantai Cekungan Jawa Timur, sedangkan arah Sakala berkembang sampai ke
daratan Jawa bagian timur.
Struktur arah Meratus adalah struktur yang sejajar dengan arah jalur konvergensi
Kapur Karangsambung-Meratus. Pada awal Tersier, setelah jalur konvergensi
Karangsambung-Meratus tidak aktif, jejak-jejak struktur arah Meratus ini berkembang
menjadi struktur regangan dan membentuk pola struktur tinggian dan dalaman seperti, dari
barat ke timur, Tinggian Karimunjawa, Dalaman Muria-Pati, Tinggian Bawean, Graben
Tuban, JS-1 Ridge, dan Central Deep (Gambar 8).
Endapan yang mengisi dalaman ini, ke arah timur semakin tebal, yang paling tua
berupa endapan klastik terestrial yang dikenal sebagai Formasi Ngimbang berumur Eosen.
Distribusi endapan yang semakin tebal ke arah timur ini menunjukkan pembentukan struktur
tinggian dan dalaman ini kemungkinan tidak terjadi secara bersamaan melainkan dimulai dari
arah timur. Struktur arah Sakala yang berarah barat-timur saat ini dikenal sebagai zona sesar
mendatar RMKS (Rembang-Madura-Kangean-Sakala). Pada mulanya struktur ini merupakan
struktur graben yang diisi oleh endapan paling tua dari Formasi Pra-Ngimbang yang berumur
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 19
Paleosen-Eosen Awal (Phillips et al., 1991; Sribudiyani et al., 2003). Graben ini kemudian
mulai terinversi pada Miosen menjadi zona sesar mendatar RMKS. Berdasarkan sedimen
pengisi cekungannya dapat disimpulkan sesar arah Meratus lebih muda dibandingkan dengan
sesar arah Sakala.
Gambar 8. Pola struktur dan sesar di Pulau Jawa ( Natalia dkk., 2010)
Selain arah Sakala, struktur arah barat-timur lainnya adalah struktur yang oleh
Pulunggono dan Martodjojo (1994) disebut sebagai arah Jawa. Struktur ini pada umumnya
merupakan jalur lipatan dan sesar naik akibat kompresi yang berasal dari subduksi Neogen
Lempeng Indo-Australia. Jalur lipatan dan sesar naik ini terutama berkembang di Zona
Kendeng yang membentuk batas sesar berupa zona overthrust antara Zona Rembang dan
Zona Kendeng. Bidang overthrust yang nampak memotong sampai ke lapisan yang masih
berkedudukan horisontal menunjukkan pensesarannya terjadi paling akhir dibandingkan
dengan pembentukan struktur yang lain (Arah Meratus dan Arah Sakala).
2.4. Pengamatan Geologi Lapangan
2.4.1. Desa Gununggajah, Kecamatan Bayat, Klaten
Lokasi Pengamatan 1
Lokasi Pengamatan 1 secara administratif berada di Desa Gununggajah, Kecamatan
Bayat, Klaten dan secara geografis terletak pada koordinat x : 463714 dan y : 9141456,
dijumpai singkapan batugamping berfosil dengan ukuran fosil nummulites yang relatif kecil-
kecil (dengan lebar 0,5-1 cm), yang juga menandakan umur foramnya masih muda (Foto 1).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 20
Batugamping ini merupakan batuan sedimen klastik, karena terlihat dari orientasi fosil yang
memiliki pola arah yang sama. Di atas batugamping nummulites tersingkap perlapisan
batupasir karbonatan yang menindih secara selaras. Di atas batugamping nummulites
tersingkap perlapisan batupasir karbonatan yang menindih secara selaras. Batuan-batuan
tersebut merupakan penyusun dari Formasi Gamping-Wungkal.
Foto 1. Batugamping nummulites di Desa Gununggajah, cuaca cerah (LP 1)
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Sedimen Karbonat Klastik; Warna : Putih kekuningan; Struktur :
Perlapisan; Tekstur : Ukuran butir : Arenite (0,062-1 mm), D.Pembundaran : Rounded,
D.Pemilahan : Baik, Kemas : Tertutup; Komp.: Allochem : Skeletal (Nummulites), Mikrit :
Kalsit, Sparit : Karbonat; Nama Batuan : Kalkarenit (Batugamping Nummulites).
Jenis Batuan : Batuan Sedimen Klastik; Warna : Putih kekuningan; Struktur : Perlapisan;
Tekstur : Ukuran butir : Pasir sedang (0,25-0,5 mm), D.Pembundaran : Sub-Rounded,
D.Pemilahan : Baik, Kemas : Tertutup; Komp.: Fragment : Fosil, Matrik : Pasir halus, Semen :
Karbonat; Nama Batuan : Batupasir karbonatan.
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 1, batugamping nummulites ini tersingkap di sebelah utara dan selatan jalan,
dengan penyebaran setempat dan tidak meluas, sehingga tidak menunjukkan kenampakan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 21
morfologi tertentu. Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan, singkapan batugamping
nummulites memiliki ketebalan 2 m. Kedudukan batuan ini adalah N60oE/30
o.
Batupasir karbonatan tersingkap di samping jalan menindih secara selaras di atas
batugamping nummulites, dengan penyebaran NE-SW. Batupasir karbonatan ini cenderung
membentuk morfologi dataran. Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan, singkapan
batupasir karbonatan memiliki ketebalan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 22
Foto 2.Kenampakan kontak batugamping nummulites dengan batupasir karbonatan di Desa
Gununggajah, dengan arah N230E, cuaca cerah (LP 1)
Lokasi Pengamatan 2
Lokasi Pengamatan 2 secara administratif berada di Desa Gununggajah dan secara
geografis terletak pada koordinat x : 463608 dan y : 9141435. Lokasi Pengamatan 2 berada di
sebelah barat LP 1 dengan jarak sekitar 108,1 m. Pada LP ini dijumpai soil dengan beberapa
material lepas batuan yang bertekstur liniasi dan kuarsit berukuran gravel, yang diperkirakan
merupakan produk lapukan dari filit ataupun sekis.
Foto 3. Kenampakan soil produk lapukan sekis dan filit di Desa Gununggajah, dengan arah N320E,
cuaca cerah (LP 2)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 23
Deskripsi Soil:
Soil berwarna coklat, dengan beberapa material lepas batuan yang bertekstur liniasi
dan kuarsit yang berukuran gravel.
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 2, soil ini terdapat di sebelah utara jalan, dengan penyebaran cukup luas ke
arah barat dan utara, apabila semakin ke utara morfologinya berupa bukit .
Umur dan Lingkungan Pengendapan
-
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Apabila dilihat dari posisi keterdapatan soil ini, yang merupakan lapukan dari sekis/ filit
dan tersingkapnya batugamping nummulites di sebelah timur, harusnya dijumpai kontak antara
keduanya, tetapi karena kondisi batuan yang sudah mengalami pelapukan, kontak keduanya
diinterpretasi berdasarkan soilnya.
Lokasi Pengamatan 3
Lokasi Pengamatan 3 secara administratif berada di Desa Gununggajah dan secara
geografis terletak pada koordinat x : 463566 dan y : 9141408. Lokasi Pengamatan 3 berada di
sebelah barat daya LP 2 dengan jarak sekitar 49,9 m. Pada LP ini dijumpai batuan metamorf
berderajat sedang, yaitu filit. Filit ini memiliki arah foliasi N42oE/39
o (Foto 4).
Foto 4 .Kenampakan filit di Desa Gununggajah, dengan arah N350E, cuaca cerah (LP 3)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 24
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Metamorf Foliasi; Warna : Hitam; Struktur : Foliasi Phylitik; Tekstur
: Kristaloblastik Lepidoblastik; Komposisi : Mineral Stress : Muskovit (0,1-1mm), Mineral
Antistress : Kuarsa, Serisit; Nama Batuan : Filit.
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 3, filit tersingkap di sebelah utara jalan, dengan penyebaran barat-timur,
cenderung membentuk morfologi bukit. Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan, singkapan
filit memiliki ketebalan 5 m. Dari temuan singkapan ini dapat disimpulkan bahwa soil yang
dijumpai pada LP 2 merupakan produk lapukan dari filit.
Umur dan Lingkungan Pengendapan
Di dalam penentuan umur filit dikarenakan tidak melakukan dating, sehingga
penentuannya didasarkan dari referensi peneliti terdahulu, yang menyatakan bahwa umur
batuan ini Kapur-Paleosen Awal (Surono drr, 1992). Batuan ini merupakan basement dari
Pulau Jawa.
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Hubungan stratigrafi filit dengan batugamping nummulites yang berada di atasnya
adalah tidak selaras dengan kontak tidak jelas.
Lokasi Pengamatan 4
Lokasi Pengamatan 4 secara administratif berada di Desa Gununggajah dan secara
geografis terletak pada koordinat x : 463500 dan y : 9141408. Lokasi Pengamatan 4 berada di
sebelah barat LP 3 dengan jarak sekitar 66 m. Pada LP ini dijumpai batuan metamorf
berderajat rendah, yaitu sekis. Pada singkapan ini terdapat kontak antara sekis dengan filit.
Sekis ini memiliki arah foliasi N10oE/43
o. Satuan batuan metamorf ini, yang terdiri dari sekis
dan filit merupakan penyusun utama dari Gunung Semangu.
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Metamorf Foliasi; Warna : Hitam; Struktur : Foliasi Schistosa;
Tekstur : Kristaloblastik Lepidoblastik; Komposisi : Mineral Stress : Muskovit (>1mm),
Mineral Antistress : Kuarsa, Garnet; Nama Batuan : Sekis.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 25
Jenis Batuan : Batuan Metamorf Foliasi; Warna : Hitam; Struktur : Foliasi Phylitik; Tekstur
: Kristaloblastik Lepidoblastik; Komposisi : Mineral Stress : Muskovit (0,1-1mm), Mineral
Antistress : Kuarsa, Serisit; Nama Batuan : Filit.
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 4, sekis tersingkap di sebelah utara jalan, dengan penyebaran barat-timur,
cenderung membentuk morfologi bukit. Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan, singkapan
sekis dan filit memiliki ketebalan 3 m.
Umur dan Lingkungan Pengendapan
Di dalam penentuan umur sekis dan filit dikarenakan tidak melakukan dating, sehingga
penentuannya didasarkan dari referensi peneliti terdahulu, yang menyatakan bahwa umur
satuan batuan ini adalah Kapur-Paleosen Awal (Surono drr, 1992). Satuan batuan ini
merupakan basement dari Pulau Jawa.
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Hubungan stratigrafi sekis dengan filit yang berada di atasnya adalah kontak tegas (Foto 5).
Foto 5.Kenampakan kontak sekis dan filit di Desa Gununggajah, dengan arah N57E, cuaca cerah
(LP 4)
Perbandingan Batuan Metamorf di Bayat dan di Karangsambung
Di daerah Karangsambung dan Bayat masing-masing memiliki batuan metamorf yang
merupakan singkapan batuan tertua di Pulau Jawa. Di Karangsambung ditemukan satuan
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 26
batuan metamorf, yakni terdiri dari sekis, filit, slate (Foto 6 dan Foto 7). Sedangkan di Bayat
ditemukan satuan batuan metamorf, yakni terdiri dari sekis dan filit.
Foto 6. Kenampakan sekis di daerah Karangsambung, dengan arah N311E, cuaca mendung
Foto 7. Kenampakan slate dengan struktur slaty clevage meliputi fragmen sekis di alur liar utara
Sungai Cacaban, daerah Karangsambung, dengan arah N280E , cuaca mendung
Satuan batuan metamorf diantara keduanya tidak memiliki kesamaan, dengan
perbandingan sebagai berikut :
Ciri Luk Ulo, Karangsambung Perbukitan Jiwo, Bayat
Litologi Sekis kuarsa-muskovit-garnet
Filit kuarsa-muskovit-serisit
Blue Schist (glaukofan)
(Hadir sebagai blok tektonik)
Sekis kuarsa-muskovit-garnet
Filit kuarsa-muskovit-serisit
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 27
dalam masa dasar melange
(batulempung tergerus)
Slate yang berasal dari
metamorfisme batulempung,
ditemukan melingkupi blok-blok
fragmen
Struktur Menunjukkan tectonic block in-
matrix structure, boudin structure
Tidak menunjukkan komplek
melange
Memiliki arah foliasi NNE-SSW
Posisi Tektonik Komplek akresi : Zona subduksi
(palung)
Tidak diketahui
Tabel 1. Perbandingan Batuan Metamorf di Bayat dan di Karangsambung
Lokasi Pengamatan 5
Lokasi Pengamatan 5 secara administratif berada di Desa Gununggajah dan secara
geografis terletak pada koordinat x : 463490 dan y : 9141360. Lokasi Pengamatan 5 berada di
sebelah selatan LP 4 dengan jarak sekitar 49 m. Pada LP ini dijumpai singkapan batugamping
nummulites seperti yang tersingkap pada LP 1. Perbedaan batugamping ini dengan
batugamping pada LP 1 adalah ukuran dari allochemnya yang merupakan fosil nummulites,
pada LP ini fosil nummulites-nya relatif besar-besar (dengan lebar 2 cm), yang juga
menandakan umur foramnya sudah tua (Foto 8). Batugamping ini merupakan batuan sedimen
klastik, karena terlihat dari orientasi fosil yang memiliki pola arah yang sama.
Foto 8. Kenampakan fosil nummulites pada batugamping nummulites di Desa Gununggajah,
dengan arah N205E, cuaca cerah (LP 5)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 28
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Sedimen Karbonat Klastik; Warna : Putih kekuningan; Struktur :
Perlapisan; Tekstur : Ukuran butir : Arenite (0,062-1 mm), D.Pembundaran : Rounded,
D.Pemilahan : Baik, Kemas : Tertutup; Komp.mineral : Allochem : Skeletal (Nummulites),
Mikrit : Kalsit, Sparit : Karbonat; Nama Batuan : Kalkarenit (Batugamping Nummulites)
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 5, batugamping nummulites ini tersingkap di belakang rumah warga, dengan
penyebaran setempat dan cukup meluas, dan tidak menunjukkan kenampakan morfologi
tertentu. Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan, singkapan batugamping nummulites
memiliki ketebalan 2,5 m (Foto 9).
Foto 9. Kenampakan batugamping nummulites di Desa Gununggajah, dengan arah N270E, cuaca
cerah (LP 5)
Umur dan Lingkungan Pengendapan
Penentuan umur untuk batugamping nummulites didasarkan pada kandungan foram
nya, yaitu nummulites yang memiliki umur Eosen, sehingga batugamping nummulites ini
diperkirakan berumur Eosen. Penentuan lingkungan pengendapan batugamping nummulites
didasarkan pada kandungan foram nya yang merupakan produk endapan laut dangkal (neritik).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 29
Kontak / Hubungan Stratigrafi
-
Lokasi Pengamatan 6
Lokasi Pengamatan 6 secara administratif masih berada di Desa Gununggajah dan
secara geografis terletak pada koordinat x : 463893 dan y : 9140823. Lokasi Pengamatan 6
berada di sebelah tenggara LP 5 dengan jarak sekitar 671,4 m. Pada LP ini dijumpai
singkapan intrusi dari mikro-diorit. Batuan ini telah mengalami pelapukan spheroidal
weathering (Foto 10).
Foto 10. Kenampakan intrusi mikro-diorit yang telah mengalami pelapukan spheroidal
weathering di Desa Gununggajah, cuaca cerah (LP 6)
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Beku Intermediet Plutonik; Warna : Putih bercorak hitam keabu-abuan;
Struktur : Masif; Tekstur : Derajat Kristalisasi : Holokristalin, Derajat Granularitas : Fanerik
sedang ( 1mm -5 mm ); Kemas : B. Kristal : Euhedral, Relasi : Equigranular Panidiomorfik
Ganular; Komposisi : Plagioklas 45%, Hornblende 30%, Piroksen : 20%, Kuarsa : 5%; Nama
Batuan : Diorit
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Di sekitar LP ini tidak dijumpai adanya litologi lain selain mikro-diorit. Intrusi diorit di
LP ini masih satu bodi dengan intrusi di LP 1 (Gunung Pendul), sehingga dapat ditarik
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 30
kesimpulan bahwa intrusi diorit ini memiliki geometri yang besar. Berdasarkan hasil
pengukuran di lapangan, singkapan intrusi mikro-diorit memiliki ketebalan 5 m.
Umur dan Lingkungan Pengendapan
Di dalam penentuan umur intrusi diorit dikarenakan tidak melakukan dating, sehingga
penentuannya didasarkan dari referensi peneliti terdahulu, yang menyatakan bahwa umur
batuan ini adalah Pliosen-Plistosen (Surono drr, 1992). Batuan ini merupakan hasil terobosan
batuan beku yang terbentuk dari hasil peleburan lantai samudera yang bersifat mafik pada
suatu subduction zone.
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Berdasarkan hukum cross cutting relationship, batuan ini ,memiliki umur lebih muda
dibandingkan dengan satuan batuan metamorf, batugamping nummulites, dan batupasir
karbonatan. Berikut gambaran penampang geologi tanpa skala dari Gunung Pendul-Gunung
Semangu yang berarah N-S di Desa Gununggajah (Gambar 9) :
Gambar 9. Sketsa penampang geologi tanpa skala dari Gunung Pendul-Gunung Semangu
2.4.2. Desa Tancep, Kecamatan Ngawen, Kabupaten Gunungkidul
Lokasi Pengamatan 7 secara administratif berada di Desa Tancep, Kecamatan Ngawen,
Kabupaten Gunugkidul dan secara geografis terletak pada koordinat x : 466284 dan y :
9136960. Lokasi Pengamatan 7 berada di sebelah selatan LP 6 dengan jarak sekitar 4,5 km.
Pada LP ini dijumpai singkapan tuff yang memiliki ketebalan sekitar 7 m.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 31
Deskripsi Batuan:
Jenis Batuan : Batuan Piroklastik; Warna : Putih; Struktur : Perlapisan; Tekstur :
Ukuran butir : Debu Halus (
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 32
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Tidak ditemukan batuan lain selain tuff.
2.4.3. Sungai Oyo
Lokasi Pengamatan 8 secara administratif berada di Sungai Oyo di daerah jalan raya
Nglipar-Wonosari, Kabupaten Gunugkidul dan secara geografis terletak pada koordinat x :
457023 dan y : 9125379. Lokasi Pengamatan 8 berada di sebelah selatan LP 7 dengan jarak
sekitar 14,9 km. Pada LP ini dijumpai singkapan batugamping berlapis yang memiliki dip di
bawah 10o. Batugamping berlapis ini merupakan salah satu litologi penyusun dari Formasi
Oyo.
Deskripsi Singkapan:
Jenis Batuan : Batuan Sedimen Karbonat Klastik; Warna : Putih kekuningan; Struktur :
Perlapisan; Tekstur : Ukuran butir : Arenite (0,062-1 mm), D.Pembundaran : Rounded,
D.Pemilahan : Baik, Kemas : Tertutup; Komp.mineral : Allochem : -, Interclas, Mikrit : Kalsit,
Sparit : Karbonat; Nama Batuan : Kalkarenit.
Interpretasi:
Penyebaran dan Ketebalan
Pada LP 8, batugamping berlapis tersingkap di sepanjang tubuh Sungai Oyo, dengan
penyebaran barat-timur (kedudukan batuan N94oE/4
o). Berdasarkan hasil pengukuran di
lapangan, singkapan batugamping berlapis ini memiliki ketebalan 3 m (Foto 12).
Foto 12. Kenampakan batugamping berlapis penyusun Formasi Oyo di Sungai Oyo, dengan arah
N97E, cuaca cerah (LP 8)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 33
Umur dan Lingkungan Pengendapan
Di dalam penentuan umur batugamping berlapis dikarenakan tidak melakukan analisa
fosil plankton, sehingga penentuannya didasarkan dari referensi peneliti terdahulu, yang
menyatakan bahwa umur batuan ini adalah Miosen Tengah-Miosen Akhir (Bothe, 1929).
Kontak / Hubungan Stratigrafi
Tidak ditemukan batuan lain selain batugamping berlapis.
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 34
BAB III. PENGAMATAN GEOFISIKA
3.1. Metode Gayaberat
3.1.1. Teori Dasar Gayaberat
Metode gayaberat adalah salah satu metode geofisika yang didasarkan pada
pengukuran medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan di permukaan bumi, di kapal
maupun di udara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat
variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang
diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi
lainnya. Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa
suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan
dapat diketahui.
Untuk menggunakan metode ini dibutuhkan minimal dua alat gravitasi, alat gravitasi
yang pertama berada di base sebagai alat yang digunakan untuk mengukur pasang surut
gravitasi, alat yang kedua dibawa pergi ke setiap titik pada stasiun untuk mencatat perubahan
gravitasi yang ada. Pada dasarnya gravitasi adalah gaya tarik menarik antara dua benda yang
memiliki rapat massa yang berbeda, hal ini dapat diekspresikan oleh rumus hukum Newton
sederhana sebagai berikut (Gambar 10):
Gambar 10. Gaya tarik menarik antara dua benda
, dimana
F = besar gaya gravitasi antara dua titik massa (Newton)
G =besar konstanta gravitasi Newton
m1 = massa benda pertama (kg)
m2 = massa benda kedua (kg)
r = jarak antara benda pertama dan benda kedua (m).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 35
Dengan menggunakan rumus dasar inilah maka survey geofisika, metode gravitasi
dapat dilakukan, namun seperti halnya metode geofisika lainnya, tentu saja metode ini
memiliki koreksi. Koreksi dalam metode gravitasi adalah sebagai berikut :
1. Koreksi Pasang Surut (Tide)
Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda-benda di luar
bumi seperti bulan dan matahari, yang berubah terhadap lintang dan waktu. Penurunan efek
tidal ini hampir sebagian besar menggunakan persamaan Longman (1959).
)cos33cos5(
6
1
3
12sin)(
43
mmmR
c
c
r
R
crGtide
Dalam prakteknya, koreksi tidal dilakukan dengan cara mengukur nilai gravitasi di
stasiun yang sama (base) pada interval waktu tertentu. Kemudian bacaan gravimeter tersebut
diplot terhadap waktu agar menghasilkan suatu persamaan yang digunakan untuk menghitung
koreksi tidal. Nilai koreksi tidal ini selalu ditambahkan pada pembacaan gravitasi.
obsobst tidegg
, dimana :
tg = gayaberat terkoreksi tidal
obsg = gayaberat bacaan
obstide = koreksi tidal
2. Koreksi Apungan (Drift)
Koreksi apungan akibat adanya perbedaan pembacaan gayaberat dari stasiun yang
sama pada waktu yang berbeda, yang disebabkan karena adanya guncangan pegas alat
gravimeter selama proses transportasi dari suatu stasiun ke stasiun lainnya. Untuk
menghilangkan efek ini, akuisisi data gayaberat didesain dalam suatu rangkaian tertutup
(loop), sehingga besar penyimpangan tersebut dapat diketahui dan diasumsikan linier pada
selang waktu tertentu. Koreksi drift pada masing-masing titik stasiun adalah:
ntlokal
N
N
n
n
driftgg
ggtt
ttdrift
)( 1
1
1
, dimana:
tn = waktu pembacaan pada stasiun ke-n
t1 = waktu pembacaan pada stasiun base (awal looping)
tN = waktu pembacaan pada stasiun base (akhir looping)
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 36
g1 = bacaan gravimeter terkoreksi tidal pada stasiun base (awal looping)
gN = bacaan gravimeter terkoreksi tidal pada stasiun base (akhir looping)
glokal = gayaberat terkoreksi drift dan tidal
3. Koreksi Lintang
Koreksi ini dilakukan karena bentuk bumi yang tidak sepenuhnya bulat sempurna,
sehingga terdapat perbedaan antara jari-jari bumi di kutub dengan di daerah katulistiwa
sebesar 21 km. Dengan demikian nilai gayaberat di kutub akan lebih besar dibandingkan nilai
gayaberat di katulistiwa. Secara umum gravitasi terkoreksi lintang dapat ditulis sebagai berikut
:
)2sin108,5sin103024,51(8,978031 2623 g
4. Koreksi udara bebas (Free Air Correction)
Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan efek topografi atau efek ketinggian yang
mempengaruhi nilai pembacaan nilai gayaberat tanpa memperhatikan efek dari massa batuan.
Dengan kata lain koreksi udara bebas merupakan perbedaan gayaberat yang diukur pada mean
sea level (geoid) dengan gayaberat yang diukur pada ketinggian h meter dengan tidak ada
batuan diantaranya.
Nilai gaya berat pada mean sea level dengan menganggap bentuk bumi yang ideal, spheroid,
tidak berotasi, dan massa terkonsentrasi pada pusatnya, yaitu:
2R
MGg o
Nilai gayaberat pada stasiun pengukuran dengan elevasi h (meter) dari mean sea level
(Kadir, 2000) adalah:
R
ghg
hR
MGg ooh
2)(.
Perbedaan nilai gayaberat antara yang terletak pada mean sea level dengan titik yang
terletak pada elevasi h (meter) adalah koreksi udara bebas (FAC) diberikan persamaan sebagai
berikut (Telford dkk,1990):
hhR
gh
R
GMh
R
R
MG
hR
ggFAC oof .3085,0
223
2
, dengan go = 981785 dan R = 6371000 meter, sehingga besarnya anomali pada posisi tersebut
menjadi :
FACggFAA obs .
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 37
5. Koreksi Bouguer
Koreksi bouger merupakan koreksi ketinggian yang memperhitungkan adanya efek
dari massa batuan yang berada di antara bidang datum (geoid) dan titik amat dengan asumsi
memiliki jari-jari tak terhingga dengan tebal h (meter) dan densitas (gr/cm3), sehingga koreksi
ini dapat ditulis sebagai berikut:
hBC ..0419,0 mGal
, dimana :
= rapat massa rata-rata daerah penelitian (gr/cm3)
h = ketinggian titik amat (m)
Anomali gaya berat setelah diaplikasikan koreksi udara bebas dan koreksi Bouguer
yaitu :
BCFAASBA .
6. Koreksi medan (Terrain Correction)
Koreksi medan mengakomodir ketidak teraturan pada topografi sekitar titik
pengukuran. Pada saat pengukuran, elevasi topografi di sekitar titik pengukuran, biasanya
dalam radius dalam dan luar, diukur elevasinya. Sehingga koreksi ini dapat ditulis sebagai
berikut :
)()(2 2222 zrzrrr
n
GTC DLDL
mGal
, dengan:
DL danrr : radius luar dan radius dalam kompartemen
z : perbedaan elevasi rata-rata kompartemen
n : jumlah segmen dalam zona tersebut
, karena komponen gaya horizontal (koreksi medan) bersifat mengurangi nilai gayaberat
terukur, maka koreksi medan harus ditambahkan pada Simple Bouguer Anomali (SBA),
sehingga anomali menjadi Complete Bouguer Anomali (CBA).
TCSBACBA .
Tahapan setelah mendapatkan nilai CBA adalah analisa spektrum. Analisis spektrum
dilakukan untuk mengestimasi lebar jendela dan mengestimasi kedalaman dari anomali
gayaberat. Selain itu analisis spektrum juga dapat digunakan untuk membandingkan respon
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 38
spektrum dari berbagai metode filtering. Analisisi spektrum dilakukan dengan
mentransformasi fourier lintasan-lintasan yang telah ditentukan.
Spektrum diturunkan dari potensial gayaberat yang teramati pada suatu bidang
horizontal dimana transformasi fouriernya sebagai berikut (Blakely, 1995):
rFUF
1)( dan
k
e
rF
zozk )( '
21
, maka persamaannya menjadi
k
eUF
zozk )( '
2)(
, dimana :
U = potensial gayaberat
= anomali rapat massa
= konstanta gayaberat
r = jarak.
Transformasi fourier anomali gayaberat yang diamati pada bidang horizontal diberikan
oleh persamaan:
)'(
211
)(zozk
er
Fr
FgFzz
z
, dimana :
gz = anomali gaya berat
zo = ketinggian titik amat
k = bilangan gelombang
z = kedalaman benda anomali.
Jika distribusi rapat massa bersifat random dan tidak ada korelasi antara masing-
masing nilai gayaberat, maka 12 , sehingga hasil transformasi fourier anomali gaya berat
menjadi :
)'( zozk
CeA
, dengan :
A = amplitudo
C = konstanta
Estimasi lebar jendela dilakukan untuk menentukan lebar jendela yang akan digunakan
untuk memisahkan data regional dan residual. Untuk mendapatkan estimasi lebar jendela yang
optimal didapatkan dengan me-logaritma-kan spektrum amplitudo yang dihasilkan dari
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 39
transformasi fourier di atas, sehingga memberikan hasil persamaan garis lurus. Komponen k
menjadi berbanding lurus dengan spektrum amplitudo.
kzzA o )(ln'
Dari persamaan garis lurus di atas, melalui regresi linier diperoleh batas antara orde
satu (zona regional) dan orde dua (zona residual), sehingga nilai k pada batas tersebut diambil
sebagai penentu lebar jendela. Hubungan panjang gelombang )( dengan k diperoleh dari
persamaan Blakely (1995):
Ak
2 , dimana xn .
, dengan n = lebar jendela, maka didapatkan estimasi lebar jendelanya, yaitu :
xkxn
2
Untuk estimasi kedalaman diperoleh dari nilai gradien persamaan garis lurus di atas.
Nilai gradien hasil regresi linier zona regional menunjukkan kedalaman regional dan nilai
hasil regresi linier zona residual menunjukkan kedalaman residual (Gambar 11).
Gambar 11. Kurva Ln A dengan k
3.1.2. Pengolahan Data Gayaberat
Dalam pemrosesan data gayaberat, diperlukan data mentah yang didapat dari lapangan
(Tabel 2).
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 40
Tabel 2. Contoh data mentah gayaberat dan magnetik pada Ekskursi Karangsambung-Bayat-Wonosari
12 Mei 2015 (lengkapnya ada di Lampiran 3)
Nama X Y Jam Menit Detik T1 T2 Jam Menit Detik
Base 353556 9165643 6 13 29 4131,349 34 44.990,21 44.995,07 6 2 0
6 14 3 4131,344
6 14 37 4131,343
N1 353776 9160923 6 48 21 4134,663 35 44.996,79 44.881,47 6 46 0
6 48 55 4134,658
6 49 29 4134,661
N2 354186 9149773 7 30 25 4149,766 15 45.338,04 7 30 0
7 30 59 4149,785
7 31 33 4149,776
N3 362349 9146839 7 52 16 4149,243 14 44.951,60 7 52 0
7 52 50 4149,243
7 53 58 4149,235
N4 371937 9146465 8 15 51 4155,477 5 45.267,12 8 14 0
8 18 25 4155,665
8 18 8 4155,559
N5 383576 9146228 8 39 47 4153,171 15 45.207,96 8 38 0
8 40 21 4153,214
8 40 55 4153,181
8 42 3 4153,206
N6 390086 9143296 9 0 20 4162,611 30 45.357,49 8 58 0
9 0 54 4162,614
9 1 28 4162,61
N7 390425 9137571 9 13 55 4167,123 17 45.508,27 9 12 0
9 14 29 4167,111
9 15 27 4167,098
9 16 1 4167,115
N8 391694 9133965 9 25 27 4184,644 14 45.320,23 9 24 0
9 26 1 4184,651
9 26 35 4184,651
9 27 29 4184,65
N9 394520 9130062 9 37 48 4187,755 10 45.055,53 9 35 0
9 38 22 4187,767
9 39 30 4187,77
N10 398647 9128088 9 49 57 4176,997 12 45.366,44 9 48 0
9 50 31 4176,86
9 51 5 4176,966
9 51 39 4176,908
9 52 13 4176,911
N11 404178 9128278 10 4 1 4164,965 13 45.217,77 10 3 0
10 4 35 4165,001
10 5 9 4164,973
10 6 37 4164,959
10 7 11 4164,962
N12 414211 9134611 10 33 43 4144,578 61 45.464,83 10 31 0
10 34 17 4144,519
10 34 51 4144,533
10 35 25 4144,556
N13 422092 9137004 10 53 59 4157,725 92 45.219,33 10 53 0
10 54 33 4157,679
10 56 5 4157,774
10 56 39 4157,771
Hotel 429316 9137277 11 28 2 4142,149 111
11 28 2 4142,144
11 28 36 4142,152
11 29 10 4142,16
N15 442025 9141778 12 48 0 4115,932 159 45.049,98 12 48 0
12 48 0 4115,93
N17 13 6 41 4117,271 183
13 7 15 4117,225
Waktu MagnetikLokasi Waktu Harga
GravityAltimeter
Harga Magnetik
-
Ekskursi Geologi dan Geofisika Karangsambung-Bayat-Wonosari 2015
22314008 | Yordan Wahyu Christanto 41
H true diperoleh dari data altimeter yang berada pada base. data ketinggian diikat
dengan nilai 55,209 meter untuk 0 meter pada altimeter. Dari data yang diperoleh, nilai waktu
diubah dalam bentuk menit dan seluruh nilai waktu dikurangi dengan waktu awal. Kemudian
dicari nilai rata-rata altimeter dan dibuat kolom rata-rata altimeter yang merupakan hasil
pengurangan nilai altimeter awal dengan rata-rata altimeter. Berikut contoh pengolahan data
altimeter:
Tabel 3. Pengolahan data altimeter base pada Ekskursi 12 Mei 2015
Tabel di atas adalah tabel yang digunakan untuk menentukan koreksi altimeter atau
ketinggian pada suatu pengukuran gayaberat pada hari, jam dan waktu tertentu. Nilai-nilai
pada tabel merupakan nilai fluktuasi perubahan nilai ketinggian pada altimeter yang dijaga
berada konstan (tidak bergerak) pada titik base.
Pengukuran gayaberat dilakukan dari Karangsambung Bayat Wonosari dan alat
yang digunakan dalam pengukuran gravity adalah Scintrex serta operator lapangan, yaitu Pak
Dedi dan Pak Agus Laesanpura. Pengukuran dimulai dari pukul 06.10 dengan lokasi
pengukuran depan asrama Karangsambung. Data observasi yang diperoleh dari alat kemudian
dilakukan koreksi gravity. Nilai densitas rata rata di sekitar daerah observasi berkisar 2,45
No Waktu
Hasil
Pembacaan
Altimeter
t Avg Alti Alti Koreksi
1 11:24 112 125,12963 -13,1296296
2 11:25 113 0 125,12963 -12,1296296
3 11:35 119 0:10 125,12963 -6,12962963
4 11:45 119 0:20 125,12963 -6,12962963
5 11:55 122 0:30 125,12963 -3,12962963
6 12:05 123 0:40 125,12963 -2,12962963
7 12:15 124 0:50 125,12963 -1,12962963
8 12:25 126 1:00 125,12963 0,87037037
9 12:35 125 1:10 125,12963 -0,12962963
10 12:45 125 1:20 125,12963 -0,12962963
11 12:55 126 1:30 125,12963 0,87037037
12 13:05 128 1:40 125,12963 2,87037037
13 13:15 128 1:50 125,12963 2,87037037
14 13:25 130 2:00 125,12963 4,87037037
15 13:35 129 2:10 125,12963 3,87037037
16 13:45 130 2:20 125,12963 4,87037037
17 13:55 132 2:30 125,12963 6,87037037
18 14:05 134 2:40 125,12963 8,87037037
19 14:15 134 2:50 125,12963 8,87037037
20 14:25 136 3:00 125,12963 10,87037037
21 14:35 137 3:10 125,12963 11,87037037
22 14:45 136 3:20 125,12963 10,87037037
23 14:55 138 3:30 125,12963 12,87037037
24 15:05 137 3:40 125,12963 11,87037037
25 15:15 137 3:50 125,12963 11,87037037
26 15:25 133 4:00 125,12963 7,87037037
27 15:35 133 4:10 125,12963 7,87037037
28 15:45 132 4:20 125,12963 6,87037037
29 15:55 133 4:30 125,12963 7,87037037
30 16:05 135 4:40 125,12963 9,87037037
31 16:15 132 4:50 125,12963 6,87037037
32 16:25 133 5:00 125,12963 7,87037037
33 16:35 133 5:10 125,12963 7,87037037
34 16:45 130 5:20 125,12963 4,87037037
35 16:55 128 5:30 125,12963 2,87037037
36 17:05 130 5:40 125,12963 4,87037037
37 17:15 125 5:50 125,12963 -0,12962963
38 17:25 128 6:00 125,12963 2,87037037
39 17:35 125 6:10 125,12963 -0,12962963
40 17:45 126 6:20 125,12963 0,87037037
41 17:55 119 6:30 125,12963 -6,12962963
42 18:05 119 6:40 125,12963 -6,12962963
43 18:15 118 6:50 125,12963 -7,12962963
44 18:25 116 7:00 125,12963 -9,12962963
45 18:35 115 7:10 125,12963 -10,1296296
46 18:45 118 7:20 125,12963 -7,12962963
47 18:55 117 7:30 125,12963 -8,12962963
48 19:05 117 7:40 125,12963 -8,12962963
49 19:15 113 7:50 125,12963 -12,1296296
50 19:25 111 8:00 125,12963 -14,1296296
51 19:35 112 8:10 125,12963 -13,1296296
52 19:45 111 8:20 125,12963 -14,1296296
53 19:55 109 8:30 125,12963 -16,1296296
54 19:58 106 8:33 125,12963 -19,1296296
No Waktu
Hasil
Pembacaan
Altimeter
t Avg Alti Alti Koreksi
1 11:24 112 125,12963 -13,1296296
2 11:25 113 0 125,12963 -12,1296296
3 11:35 119 0:10 125,12963 -6,12962963
4 11:45 119 0:20 125,12963 -6,12962963
5 11:55 122 0:30 125,12963 -3,12962963
6 12:05 123 0:40 125,12963 -2,12962963
7 12:15 124 0:50 125,12963 -1,129