BAB II GEOLOGI REGIONAL

Transkripsi

1 BAB II GEOLOGI REGIONAL 2.1. Fisiografi Menurut Tobler (1922) dalam van Bemmelen (1949), secara fisiografis daerah Sumatera Tengah dibagi menjadi tujuh zona fisiografi, yaitu Dataran Aluvial Pantai Timur, Cekungan Tersier Sumatera Tengah, Zona Depresi Tengah dari Daerah Barisan, Pegunungan Barisan Depan, Sekis Barisan atau Daerah Barisan Timur, Daerah Dataran Tinggi Barisan, Dataran Aluvial Pantai Barat. Sebagai perkembangan lebih lanjut dari pembagian Tobler (1922), van Bemmelen (1949) membagi fisiografi daerah Sumatera Tengah, yaitu Zona Pegunungan Tiga Puluh, Zona Sesar Semangko, Zona Pegunungan Bukit Barisan, Zona Dataran Rendah dan Zona Dataran Bergelombang (Gambar 2.1) Gambar 2.1 Peta Zona Fisiografi Sumatera Tengah (van Bemmelen, 1949). 6

2 Berdasarkan pembagian dari van Bemmelen (1949), daerah penelitian termasuk kedalam Zona Pegunungan Barisan dan Zona Sesar Semangko (Katili dan Hehuwat, 1967 dalam Koesomadinata dan Matasak, 1981). 2.2 Stratigrafi Regional Daerah penelitian terletak pada subcekungan Sinamar merupakan subcekungan bagian timur dari cekungan Ombilin. Subcekungan Sinamar yang berada di timur dan subcekungan Talawi yang berada di barat merupakan dua bagian subcekungan dari cekungan Ombilin, yang secara struktural dipisahkan oleh sesar berarah relatif utara-selatan sesar Tanjung Ampalu. Selain secara struktural pembagian subcekungan ini juga didasarkan atas batuan penyusun dari kedua subcekungan tersebut. Subcekungan Talawi disusun oleh endapan berumur Paleogen, sedangkan subcekungan Sinamar disusun oleh endapan berumur Neogen (Situmorang, dkk., 1993, Hastuti, dkk., 2001, Barber, dkk., 2005). Secara stratigrafi, berdasarkan dari resume para peneliti terdahulu (Koesoemadinata dan Matasak, 1981, Koning, 1985, Situmorang, dkk., 1991, Yarmanto dan Fletcher, 1993, Barber, dkk., 2005) cekungan Ombilin memiliki batuan dengan umur Pra-Tersier (Perm dan Trias) hingga batuan berumur Kuarter (Gambar 2.2) dengan deskripsi dari tiap-tiap formasi yang ditulis oleh para peneliti terdahulu yang ditunjukkan pada Gambar

3 Gambar 2.2. Stratigrafi Cekungan Ombilin berdasarkan kompilasi Koesomadinata dan Matasak (1981), Koning (1985), Situmorang, dkk. (1991), Yarmanto dan Fletcher (1993), Barber, dkk. (2005). 8

4 Gambar 2.3. Deskripsi dari tiap formasi kompilasi dari Koesomadinata dan Matasak (1981), Koning (1985), Situmorang, dkk. (1991). 9

5 Untuk mempermudah penjelasan, penulis merujuk kepada satu tata nama satuan litostratigrafi, yaitu yang dibuat oleh Koesomadinata dan Matasak (1981), yang dijelaskan dari tua ke muda sebagai berikut Batuan Pra-Tersier Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), batuan Pra-Tersier merupakan batuan yang mendasari cekungan Ombilin. Batuan ini tersingkap di bagian barat dan timur dari cekungan. Batuan Pra-Tersier yang tersingkap di bagian barat cekungan terdiri dari: - Formasi Silungkang, terdiri dari litologi batuan vulkanik batugamping koral. Batuan vulkanik terdiri dari lava andesitik, basaltik serta tufa. Umur formasi ini adalah Permo- Karbon berdasarkan kandungan fosil Fusulinida pada batu gamping. - Formasi Tuhur, terdiri dari litologi batusabak, anggota serpih dan anggota batugamping. Umur formasi ini adalah Trias. Seluruh batuan ini kemudian diintrusi oleh Granit Lassi, yang berumur 200 juta tahun yang lalu (Katili,1962 dalam Koesoemadinata dan Matasak, 1981). Batuan Pra-Tersier yang tersingkap di bagian timur cekungan terdiri dari: - Formasi Kuantan terdiri dari litologi batugamping Oolit yang mengalami rekristalisasi, marmer, batusabak, filit serta kuarsit yang berkembang secara lokal.umur dari formasi ini adalah Trias (Kastowo dan Silitonga,1973 dalam Koesoemadinata dan Matasak, 1981) Formasi Kuantan di intrusi oleh granit masif dari Formasi Sumpur (Musper, 1930 dalam Koesoemadinata dan Matasak, 1981) yang berumur 200 juta tahun yang lalu (Obradovich,1973 dalam Koesoemadinata dan Matasak, 1981) Batuan Tersier Batuan Tersier cekungan Ombilin dapat dibagi menjadi enam formasi menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), sebagai berikut. a. Formasi Brani Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Brani terdiri dari konglomerat berwarna cokelat keunguan, berukuran kerikil sampai kerakal, dengan beraneka ragam jenis fragmen berupa andesit, batugamping, batusabak dan argilit, granit, kuarsit, arkosic gritsand yang berbutir kasar, massif dan umumnya tidak berlapis. Umur formasi ini berdasarkan 10

6 hubungan yang menjemari dengan Formasi Sangkarewang diduga Paleosen hingga Eosen. Formasi Brani diperkirakan diendapkan sebagai endapan kipas aluvial. b. Formasi Sangkarewang Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Sangkarewang terdiri dari serpih berlapis tipis berwarna kelabu gelap kecoklatan sampai hitam, plastis, gampingan mengandung material karbon, mika, pirit, dan sisa tumbuhan. Formasi ini memiliki sisipan berupa lapisanlapisan batupasir dengan tebal yang umumnya kurang dari 1 m, terdapat fragmen kuarsa dan feldspar, gampingan berwarna abu-abu sampai hitam, matriks lempung terpilah buruk mengandung mika dan material karbon dan terdapatnya struktur nendatan (slump). Sisipan batupasir ini menunjukan pola menghalus ke atas. Berdasarkan analisa polen umur dari formasi ini diperkirakan berumur Eosen atau pra-eosen (JICA, 1979 dalam Koesomadinata dan Matasak, 1981), berumur Eosen Awal (Koning, 1985), berumur Eosen Atas (Himawan, 1991 dalam Situmorang, dkk.,1991), berumur Paleosen-Eosen (Sirumorang, dkk., 1991), berumur Paleosen- Eosen Awal (Yarmanto dan Fletcher, 1993), berumur Eosen-Oligosen (Whateley dan Jordan, 1989, Howells, 1997 dalam Barber, 2005). Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981) berdasarkan hubungannya dengan Formasi Sawahlunto yang berada di atasnya yang berdasarkan analisa polen Formasi Sawahlunto menunjukkan umur Paleosen sampai Eosen diperkirakan Formasi Sangkarewang ini berumur Paleosen. Formasi Sangkarewang diperkirakan terendapkan pada lingkungan danau. c. Formasi Sawahlunto Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), formasi ini terdiri dari sekuen serpih berwarna abu-kecoklatan, serpih lanauan dan batulanau dengan sisipan batupasir kuarsa berwarna abu-kecoklatan dan dicirikan dengan hadirnya batubara. Serpih umumnya karbonan. Batupasir memiliki ciri sekuen menghalus ke atas, memiliki struktur sedimen berlapis silangsiur, ripple lamination dan dasar erosi tegas yang menunjukkan suatu sekuen point bar. Batubara umumnya berselingan dengan batulanau berwarna kelabu dan lempung karbonan. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981) Formasi Sawahlunto ini berumur Eosen berdasarkan analisa polen yang menunjukkan umur Paleosen sampai Eosen, sedangkan menurut Himawan (1991) dalam Situmorang, dkk. (1991) dan Bartman dalam Yarmanto dan Fletcher (1993) berdasarkan analisa polen, umur formasi ini diperkirakan Oligosen hingga Miosen Awal. 11

7 Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), hadirnya serpih karbonan, batubara, khususnya batupasir yang bertipe point bar menunjukkan lingkungan pengendapan dari formasi ini merupakan suatu dataran banjir dengan sungai yang berkelok dimana batubara terdepositkan. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Sawahlunto terletak selaras di atas Formasi Brani dan secara setempat juga terletak selaras dengan Formasi Sangkarewang dan juga diperkirakan menjemari dengan Formasi Sangkarewang di beberapa tempat. Menurut Cameron, dkk (1981) dalam Koning (1985) proses pengangkatan dan erosi yang berhubungan dengan tektonik sesar mendatar terjadi pada saat pengendapan Formasi Sawahlunto. Proses hiatus ini menurut Koning (1985) ditemukan tersingkap di beberapa tempat dan sebagai bukti adanya ketidakselarasan bersudut pada beberapa hasil seismik pada pinggir cekungan. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Sawahlunto memiliki ketebalan 274 meter. Sedangkan, menurut Koning (1985) berdasarkan sumur bor, tebal formasi ini 170 meter. d. Formasi Sawah Tambang Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), formasi ini dicirikan oleh sekuen masif yang tebal dari batupasir berstruktur silang siur. Serpih dan batulanau berkembang secara setempat. Batupasir berwarna abu-abu terang sampai coklat, berbutir halus sampai sangat kasar, sebagian besar konglomeratan dengan fragmen kuarsa berukuran kerikil, terpilah sangat buruk, menyudut tanggung, keras dan masif. Ciri sekuen Formasi Sawahtambang terdiri dari siklussiklus atau seri pengendapan dimana setiap siklus dibatasi oleh bidang erosi pada bagian dasarnya dan diikuti oleh kerikil yang berimbrikasi, bersilang siur dan paralel laminasi dengan sekuen yang menghalus keatas. Pada batupasir konglomeratan terdapat lensa-lensa batupasir yang bersilang-siur. Struktur silang siur umumnya berskala besar dan memiliki bentuk gelombang (trough crossbedded). Secara setempat, pada bagian bawah Formasi Sawahtambang, terdapat sisipan lapisan-lapisan batulempung atau serpih lanauan yang membentuk unit tersendiri yaitu sebagai Anggota Rasau. Sedangkan, pada bagian atas formasi ini dengan sisipan lapisanlapisan batulempung dengan kandungan laminasi batubara yang terjadi secara setempat, membentuk unit sendiri, yaitu Anggota Poro. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), formasi ini terletak selaras di atas Formasi Brani dan memiliki hubungan selaras dan menjari dengan Formasi Sawahlunto di beberapa tempat. Menurut Cameron, dkk. (1981) dalam Koning (1985) berdasarkan pemetaan lapangan 12

8 yang telah dilakukan oleh Cameron, dkk. menunjukkan antara Formasi Sawahtambang dengan Formasi Sawahlunto memiliki hubungan ketidakselarasan bersudut. Sedangkan, menurut Situmorang, dkk (1991) secara keseluruhan antara Formasi Sawahlunto dan Formasi Sawahtambang memiliki hubungan menjari berdasarkan lingkungan pengendapan dari kedua formasi tersebut yang merupakan sistem sungai, yang mana Formasi Sawahtambang memiliki lingkungan pengendapan sungai teranyam pada bagian fasies proksimal yang berubah secara lateral menjadi fasies distal yang membentuk endapan sungai berkelok dari Formasi Sawahlunto. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981) umur dari formasi ini berdasarkan posisi stratigrafi di bawah Formasi Ombilin dan hubungan yang selaras di atas Formasi Sawahlunto diperkirakan berumur Oligosen. Menurut Himawan (1991) dalam Situmorang, dkk. (1991) berdasarkan analisa polen formasi ini juga menunjukan berumur Oligosen. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981) dan Situmorang, dkk. (1991), formasi ini diendapkan pada lingkungan sistem sungai teranyam. Menurut Whateley dan Jordan (1989) dan Howells (1997) dalam Barber, dkk. (2005) sumber sedimen dari Formasi Sawahtambang ini berasal dari barat cekungan Ombilin. Menurut Barber, dkk. (2005) proses pengendapan dari Formasi Sawahtambang ini bersamaan dengan pengangkatan dari Bukit Barisan. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Sawahtambang memiliki ketebalan antara 625 meter sampai 825 meter, dan menunjukan terjadinya penebalan dari utara cekungan ke arah selatan. Sedangkan, menurut (Koning, 1985) berdasarkan sumur bor tebal formasi ini 1420 meter. e. Formasi Ombilin Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Ombilin terdiri dari serpih atau napal berwarna kelabu gelap, karbonan dan karbonatan, bila lapuk menjadi berwarna kelabu terang dan umumnya berlapis baik. Termasuk kedalam sekuen ini adalah lapisan-lapisan batupasir yang mengandung glaukonit, berbutir halus, berwarna kelabu kehijauan, secara umum terdapat sisa-sisa tumbuhan dan fosil moluska. Pada bagian bawah dari formasi ini terdapat nodul-nodul batugamping dan lensa batugamping foraminifera-koral, sedangkan dibagian atas sisipan lapisan batupasir tufaan, diselingi oleh batulanau bersifat karbonan, mengandung glaukonit dan fosil moluska. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981) napal dari formasi ini mengandung Globigerina yang merupakan ciri endapan laut. 13

9 Umur dari formasi ini diperkirakan berumur Miosen Awal (Koesomadinata dan Matasak, 1981, Humpreys, dkk., 1991 dalam Situmorang, dkk., 1991). Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), berdasarkan kandungan fosil bentonik serta kehadiran glaukonit, maka formasi ini diperkirakan diendapkan pada lingkungan neritik luar sampai batial atas. Menurut Howell (1997) dalam Barber, dkk. (2005) Formasi Ombilin terendapkan pada lingkungan laut, yang terdiri dari batupasir halus, batulanau dan batulempung yang sering kali karbonatan dengan batugamping secara setempat memiliki ketebalan 50 meter sampai 100 meter yang termasuk ke dalam lentikuler koral dan batugamping alga. Batupasir halus dengan fragmen dari batubara dan amber diperkirakan merepresentasikan pasir pantai. Proses pengendapan Formasi Ombilin pada cekungan Ombilin ini terjadi akibat adanya proses transgressi yang terjadi pada cekungan Ombilin yang berhubungan dengan fase transgressi pada cekungan busur belakang Sumatra (Situmorang, dkk., 1991., Hastuti, dkk., 2001, Barber, dkk., 2005). Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Ombilin terletak selaras di atas Formasi Sawahlunto dan terletak secara tidak selaras di beberapa tempat. Sedangkan, Formasi Ombilin terletak selaras di atas Formasi Sawahtambang. Menurut Koning (1985) antara Formasi Ombilin dan Formasi Sawahtambang memiliki hubungan tidak selaras berdasarkan reflektansi vitrinit terhadap kedalaman pada sumur bor di subcekungan Sinamar yang mengindikasikan terdapatnya bagian Sawahtambang yang telah tererosi. Menurut Koesomadinata dan Matasak (1981), Formasi Ombilin memiliki ketebalan antara 1442 meter, sedangkan menurut Koning (1985) berdasarkan data seismik, tebal formasi ini 2740 meter. f. Formasi Ranau Menurut van Bemmelen (1943) pada beberapa lokasi di Cekungan Ombilin, didapatkan formasi berupa tufa yang disebut sebagai Tufa Ranau. Tufa ini dianggap menjadi deposit volkanik berumur Pleistosen (Koesomadinata dan Matasak, 1981), sedangkan menurut Bellon, dkk. (2004) dalam Barber, dkk umur dari formasi ini diperkirakan antara 5,5 hingga 2,4 juta tahun yang lalu (Pliosen). Adanya perbedaan urutan litostratigrafi terhadap umur dari tiap peneliti-peneliti sebelumnya (Gambar 2.2), diakibatkan oleh sukarnya penentuan umur yang tepat dari tiap formasi pada cekungan Ombilin bagian bawah yang berupa endapan darat. Penentuan umur yang 14

10 memiliki rentang umum dari endapan-endapan darat tersebut, dibatasi oleh endapan berlingkungan laut Formasi Ombilin yang terdapat foraminifera dari Miosen Awal, yang memberikan batas umur paling muda untuk formasi-formasi yang lebih tua (Gambar 2.4). 15

11 Gambar 2.4. Kompilasi kumpulan fosil dari Koesomadinata dan Matasak (1981), Situmorang, dkk.(1991) dan Yarmanto dan Fletcher (1993) dari formasi formasi di cekungan Ombilin. 16

12 2.3 Tatanan Tektonik dan Struktur Geologi Regional Perkembangan struktur pada cekungan Ombilin dikontrol oleh pergerakan Sistem Sesar Sumatera yang membuat sesar tua yang telah terbentuk ditimpa oleh sesar yang lebih muda oleh sistem sesar yang sama (Situmorang, dkk., 1991) Menurut Situmorang, dkk.(1991) keseluruhan geometri cekungan Ombilin memanjang dengan arah umum barat laut tenggara, dibatasi oleh sesar berarah barat laut-tenggara Sitangkai di utara dan sesar Silungkang di selatan yang keduanya kurang lebih paralel terhadap Sistem Sesar Sumatra (Gambar 2.5). Gambar 2.5 Pola struktur regional cekungan Ombilin, Sumatera Barat (Situmorang, dkk., 1991). Menurut Situmorang, dkk. (1991) secara umum, cekungan Ombilin dibentuk oleh dua terban berumur Paleogen dan Neogen, dibatasi oleh Sesar Tanjung Ampalu berarah utaraselatan. 17

13 Menurut Situmorang, dkk.(1991) secara lokal ada tiga bagian struktur yang bisa dikenal pada cekungan Ombilin. 1. Sesar dengan jurus berarah baratlaut-tenggara yang membentuk bagian dari sistem sesar Sumatera. Bagian utara dari cekungan dibatasi oleh Sesar Sitangkai dan Sesar Tigojangko. Sesar Tigojangko memanjang ke arah tenggara menjadi sesar Takung. Bagian selatan dari cekungan dibatasi oleh Sesar Silungkang. 2. Sistem sesar dengan arah umum utara-selatan dengan jelas terlihat pada timur laut dari cekungan. Sistem sesar ini membentuk sesar berpola tangga (step-like fault), dari utara ke selatan: Sesar Kolok, Sesar Tigotumpuk, dan Sesar Tanjung Ampalu. Perkembangan dari sesar ini berhubungan dengan fase tensional selama tahap awal dari pembentukan cekungan dan terlihat memiliki peranan utama dalam evolusi cekungan. 3. Jurus sesar dengan arah timur-barat membentuk sesar antitetik mengiri dengan komponen dominan dip-slip. Menurut Situmorang, dkk.(1991) pola struktur keseluruhan dari cekungan Ombilin menunjukkan sistem transtensional atau pull-apart yang terbentuk di antara offset lepasan dari Sesar Sitangkai dan Sesar Silungkang yang berarah baratlaut-tenggara yang mana sistem sesar yang berarah utara-selatan dapat berbaur dengan sistem sesar yang berarah baratlaut-tenggara. Menurut Situmorang, dkk.(1991) adanya fase ekstensional dan kompresional yang ditemukan pada jarak yang sangat dekat merupakan fenomena umum untuk cekungan Ombilin yang merupakan cekungan strike-slip. Cekungan ini mengalami pergantian fase ekstensional pada satu sisi yang diikuti oleh pemendekkan pada sisi yang lain. Hastuti, dkk. (2001) mengemukakan bahwa terdapat 5 fase tektonik yang bekerja pada Cekungan Ombilin yang mempengaruhi pola struktur pada Cekungan Ombilin (Gambar 2.6 dan Gambar 2.7). Lima fase tektonik yang terjadi pada cekungan Ombilin menurut Hastuti, dkk. (2001), yaitu: - Fase tektonik pertama (F3grnt) berlangsung awal Tersier berupa fase tektonik ekstensif bersamaan dengan terbentuknya sistem tarik pisah berarah baratlaut-tenggara yang merupakan awal terbentuknya cekungan Ombilin. Bersamaan dengan membukanya cekungan, terbentuk endapan kipas aluvium Formasi Brani menempati lereng-lereng 18

14 tinggian batuan dasar dan terbentuk endapan rawa Formasi Sangkarewang di bagian tengah cekungan. - Fase tektonik ke dua (F4brn) berlangsung sejak Eosen berupa fase kompresif dengan terbentuknya sesar-sesar berarah utara-selatan. Selain fase kompresif dibeberapa tempat terdapat daerah ekstensif yang menyebabkan penurunan dasar cekungan yang cepat dan diimbangi pula oleh pengendapan sedimen yang seimbang, menyebabkan pelongsoranpelongsoran endapan aluvium Formasi Brani pada tepi cekungan dan sebagian masuk ke dalam endapan rawa Formasi Sangkarewang, sehingga kedua formasi berhubungan menjarijemari. - Fase tektonik ke tiga berupa fase kompresif (F5swl). Fase ini mengakibatkan proses pengangkatan dengan terbentuknya endapan sungai berkelok Formasi Sawahlunto. Di beberapa tempat fase kompresif diikuti oleh fase ekstensif dengan terbentuknya endapan batubara di daerah limpah banjir. Selain itu, pada fase ini terjadi pengaktifan kembali sesarsesar yang sudah terbentuk dan sesar minor berupa sesar naik yang terjadi bersamaan dengan pengendapan Formasi Sawahlunto. - Fase tektonik yang ke empat berupa fase kompresif (F6swtk) berarah relatif utara-selatan. Akibat fase kompresif ini sesar-sesar berarah utara-selatan dan baratlaut-tenggara yang terbentuk awal mengalami reaktifasi menjadi sesar naik dan sesar mendatar. Bersamaan dengan fase ini (F6swtk) terjadi pula fase ekstensif (F6swte) berarah relatif baratlauttenggara yang mengakibatkan dibeberapa tempat terjadi genangan rawa dan penumpukan sedimen yang membentuk endapan tipis batubara. - Fase tektonik yang ke lima berupa fase ekstensif (F7omben) yang berarah relatif utaraselatan berlangsung sejak Miosen awal. Fase ini mengakibatkan terbentuknya sesar-sesar berarah barat-timur. Selain itu, fase ekstensif ini mengakibatkan terjadinya Sesar Tanjung Ampalu berarah utara-selatan yang kemudian diikuti dengan fase genanglaut. Pada Miosen Akhir terjadi fase kompresif (F7ombek) berarah relatif barat-timur yang menghasilkan sesarsesar berarah timurlaut-baratdaya dan sesar-sesar yang terbentuk awal aktif kembali. 19

15 Gambar 2.6. Tektonikstratigrafi cekungan Ombilin menurut penjelasan Hastuti, dkk.(2001). Gambar 2.7. Skema evolusi tektonik cekungan tarik pisah Ombilin, Sumatera Barat menurut Hastuti, dkk. (2001). (A) Kapur-Tersier Awal (B) Paleosen (C) Miosen Awal (D) Plio-Pleistosen. 20