TATANAN TEKTONIK ZONA SUBDUKSI DAN BATUAN BEKU INDONESIA

Transkripsi

1 TATANAN TEKTONIK ZONA SUBDUKSI DAN BATUAN BEKU INDONESIA RIVDHAL SAPUTRA Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2, Yogyakarta, Indonesia ABSTRAK Proses magmatisme adalah proses kompleks yang terjadi karena aktifitas arus konveksi, yang menyebabkan terjadinya pergerakan tektonisme lempeng-lempeng di bumi. Dari pergerakan lempeng-lempeng tersebut, didapatkan suatu setting tektonik yang menghasilkan magma yang berbeda-beda, baik secara komposisi maupun sifatnya. Salah satu setting tektonik yang umum diteliti adalah pada zona subduksi. Zona subduksi adalah zona penunjaman salah satu lempeng, baik itu lempeng benua maupun samudera, dibawah lempeng yang lain setelah terjadi proses tumbukan diantara keduanya akibat pengaruh arus konveksi. Setting-setting tektonik semacam ini banyak berkembang di Indonesia, kita dapat menemukan zona subduksi baik berupa busur kepulauan maupun busur kontinental. Keberadaan Zona subduksi di Indonesia inilah yang menyebabkan Indonesia menjadi salah satu negara dengan aktivitas seismik, tektonisme maupun vulkanisme yang teraktif di dunia. Prosesproses magmatisme dan tektonisme di Indonesia ini berdampak pada komposisi batuan penyusun dan distribusinya. Selain itu zona subduksi erat kaitannya dengan aktivitas vulkanik yang juga sangat berpengaruh terhadap sebaran batuan di Indonesia. Kondisi kompleks pada zona subduksi ini menyebabkan Indonesia memiliki potensi positif dan negatif yang berdampak pada kehidupan manusianya. Potensi positifnya adalah berupa sumber daya mineral hingga ke potensi hidrokarbon. Tidak hanya itu, aktivitas magmatisme yang tinggi di area subduksi menyebabkan Indonesia memiliki potensi panas bumi yang luar biasa. Namun keadaan ini juga membuat Indonesia rawan akan bencana alam. Bencana alam yang mungkin terjadi adalah gempa bumi, gunung meletus, dan tsunami.

2 PENDAHULUAN Proses magmatisme ini sendiri selalu berkaitan dengan setting tektonik. Lokasilokasi pembentukan magma inilah yang menjadi model-model setting tektonik, Gambar 1. Lokasi terbentuknya magma dalam konteks tatanan tektonik global (Schimncke, 2004 dalam Setijadji, 2011) Magma terbentuk karena adanya perubahan tiga parameter utama, yaitu temperatur, tekanan, dan komposisi kimia. Berdasarkan konteks tektonik global, lokasi terbentuknya magma dapat dibedakan menjadi (Wilson, 1989) : a. Batas lempeng konstruktif, merupakan batas lempeng divergen yang meliputi rekahan tengah samudera dan back-arc spreading. b. Batas lempeng destruktif, merupakan batas lempeng konvergen yang meliputi busur kepulauan (island arc) dan tepi benua aktif (active continental margin). c. Tatanan antar lempeng samudera, meliputi busur samudera. d. Tatanan antar lempeng benua, meliputi continental flood basalt, zona rekahan benua.

3 ZONA SUBDUKSI Zona subduksi adalah zona pertemuan antara dua buah lempeng dimana kedua lempeng ini mengalami tumbukan, baik antara lempeng benua dengan lempeng samudra, maupun lempeng samudra dengan lempeng samudra yang menyebabkan salah satu dari lempeng tersebut menunjam di bawah lempeng yang lain. Akibatnya terjadilah proses magmatisme. Proses magmatisme yang terjadi pada zona subduksi ini pun menghasilkan magma yang sumbernya dibagi atas 3 (tiga) kemungkinan, yaitu: a. Berasal dari pelelehan sebagian mantel atas ( Paling dominan terjadi). b. Berasal dari pelelehan sebagian kerak samudra yang menunjam ke bawah. c. Berasal dari pelelehan sebagian kerak benua bagian bawah (anateksis). Magma yang dihasilkan dari 3 kemungkinan di atas, ini komposisinya sangat bervariasi. Secara umum, magma yang berasal dari pelelehan kerak samudra yang menunjam dan dari pelelehan mantel atas akan bersifat basa, namun apabila magma naik menuju permukaan, akan terjadi proses diferensiasi sehingga magma yang dihasilkan berubah sifat menjadi intermediet hingga asam. Sedang untuk magma yang berasal dari pelelehan kerak benua bagian bawah (anateksis), pada awalnya memang sudah bersifat asam sesuai dengan komposisi umum kerak benua, kemungkinan besar jika naik menuju permukaan magma tidak akan mengalami diferensiasi, sehingga magma yang dihasilkan tetap bersifat asam. Secara lebih jelasnya, Zona subduksi dapat dikenali dengan adanya busur kepulauan dan busur tepi benua aktif, yang keduanya mempunyai karakteristik seperti adanya kepulauan yang berbentuk busur dan membentang hingga ribuan kilometer, adanya palung samudera yang dalam, adanya volkanisme aktif dan gempa bumi, serta asosiasi volkanik yang khas, yang disebut orogenic andesit. Di permukaan, zona subduksi dapat dibagi menjadi tiga wilayah, yaitu busur depan (forearc), busur gunungapi (volcanic arc), dan busur belakang (backarc) (Tatsumi&Eggins, 1993). Proses magmatisme di zona subduksi berbeda dengan magmatisme di tatanan tektonik lain karena adanya peran fluida pada kerak yang menunjam dan adanya pelelehan sebagian baik dari baji mantel, kerak samudera, ataupun kerak benua bagian bawah. Secara umum, mekanisme magmatismenya adalah adanya finger tip effect, dimana kerak samudera yang menunjam menjadi lebih panas oleh mantel dan gesekan yang mengakibatkan mineral melepas H 2 O dan adanya pelelehan sebagian mantel.

4 Maka dari itu zona subduksi ini dibagi menjadi dua tatanan tektonik yaitu : A. Setting Tektonik dan Magmatisme Busur Kepulauan Busur Kepulauan ini sendiri terbentuk akibat adanya proses magmatisme yang disebabkan oleh tumbukan antara lempeng samudra dengan lempeng samudra yang diikuti oleh penunjaman salah satu lempeng samudra tersebut. Pada daerah ini, magma berasal dari pelelehan sebagian mantel dan pelelehan sebagian kerak samudra itu sendiri. Hal ini menyebabkan magma induk kemungkinan besar akan bersifat basaltic yang kemudian apabila naik menuju permukaan akan mengalami proses diferensiasi dan menghasilkan magma yang cenderung bersifat toleiitik. Magma jenis toleiitik akan menghasilkan batuan yang berkomposisi intermediet, didominasi oleh batuan jenis andesit, andesit basaltik, dan dasit. Magma toleiitik ini disebut juga sebagai magma sub-alkali. Gambar 2. Busur Kepulauan Selain itu biasanya pada busur kepulauan akan terbentuk Gunungapi. Ciri dari Gunungapi yang terbentuk pada lokasi ini adalah gunungapi dengan tipe strato dan letusan yang eksplosif.

5 B. Setting Tektonik dan Magmatisme Busur Aktif Tepi Benua Jenis kedua dari zona subduksi adalah Active Continental Margin atau disebut juga Busur aktif tepi benua. Daerah ini terbentuk akibat adanya tumbukan antara lempeng benua dengan lempeng samudra yang diikuti oleh penunjaman kerak samudra di bawah kerak benua. Gambar 3: Busur Aktif Tepi Benua Ada dua kemungkinan yang terjadi pada tipe subduksi ini : 1) terjadinya pelelehan sebagian kerak samudra atau mantel atas. Hasil dari proses pelelehan sebagian ini adalah magma yang bersifat basaltik dan ketika naik ke permukaan akan mengalami diferensiasi. Sifat magma yang dihasilkan nantinya akan bersifat asam ataupun intermediet (kalk-alkali). 2) terjadinya pelelehan sebagian kerak benua bagian bawah (anateksis). Pada kondisi ini, magma induk yang pertama dihasilkan langsung bersifat asam dan ketika naik ke permukaan, tidak mengalami diferensiasi dan menghasilkan magma yang sifatnya asam. BUSUR MAGMATIK DI INDONESIA Sebagai daerah pertemuan tiga lempeng aktif, Indonesia juga memiliki daerah busur kepulauan yang menyebar sepanjangan wilayah timur selatan Indonesia. Pergerakan lempeng lempeng secara aktif pada masa neogen menyusun Indonesia menjadi beberapa jalur aktif busur magmatik.

6 Gambar 4. Peta Sebaran Busur Magmatik Utama di Indonesia http: psdg.bgl.esdm.go.id/kolokium%202000/logam.pdf ( Hasil Ekplorasi Mineral Logam Di Jalur Busur Magmatik - PDF)

7 Indonesia memiliki 7 jalur utama busur magmatik dan beberapa busur minor. Ketujuh busur mayor tersebut adalah 1. Busur Sumatra-Meratus (Pertengahan dan Akhir Cretaceous) Daerah busur Sumatera-Meratus meliputi daerah dataran sunda, yaitu sepanjang sumatera bagian barat dan selatan Kalimantan. Pada daerah ini, busur magmatik dimulai dengan terjadinya perubahan polaritas tektonik setelah penempatan Woyla. Sistem busur subduksi Sumatera dibentuk oleh penyusupan lempeng samudra di bawah lempeng benua. Lempeng benua tebal dan tua ini meliputi busur volkanik berumur Perm, Kapur dan Tersier (Katili, 1973). Sedimen elastis sangat tebal menyusup di subduksi Sumatera (Hamilton, 1973) dan sedimen yang tebal didorong ke atas membentuk rangkaian kepulauan. Saat terekspos, busur tidak termineralisasi dengan baik, karena perluasan akibat pengangkatan dan erosi selama masa tertiary. 2. Busur Sunda-Banda (Neogen) Busur ini adalah busur magmatik yang terpanjang di Indonesia, membentang dari Sumatera bagian Utara hingga timur Damar. Busur Sunda (Sunda Arc) ini terletak di tepi Asia Tenggara dan terbentang mulai dari kepulauan Andaman- Nicobar di barat sampai busur Banda (Timor) di timur. Busur Sunda adalah busur kepulauan hasil dari interaksi lempeng samudera (disini lempeng Indo-Australia yang bergerak ke utara dengan kecepatan 7 cm pertahun) yang menunjam di bawah lempeng benua (Lempeng Eurasia). Penunjaman lempeng terjadi di selatan busur Sunda berupa palung (trench) yang dikenal sebagai palung Jawa. Disamping itu, penunjaman lempeng juga menghasilkan sepasang busur volkanik dan non-volkanik. Busur volkanik terdiri dari rangkaian gunung berapi yang menjadi tulang punggung pulau-pulau busur Sunda, sedangkan busur nonvolkanik merupakan rangkaian pulau-pulau yang terletak di sisi samudera busur volkaniknya.

8 3. Busur Aceh (Neogen) Busur Aceh berada pada palung di utara Sumatra yang tidak panjang. Busur ini berkaitan langsung dengan dataran Sunda. Palung di sekitar busur menjadi daerah subduksi antara kerak samudra hasil pemekaran dari cekungan Mergui yang menekan pada lantai lempeng Sumatera bagian utara. 4. Busur Kalimantan Tengah (pertengahan Tertiary dan Neogen) Busur ini selama bertahun-tahun diperkirakan dari kehadiran kondisi sisa erosi selama akhir Oligocene hingga awal Miosen yang sifatnya andesitik hingga trachyandesitik di daerah sekitar ativitas vulkanik. Kebanyakan dari yang ditemukan berasosiasi dengan emas. 5. Busur Sulawesi-Timur Mindanao (Neogen) Pada busur ini, aktivitas magmatik cenderung berada pada daerah bawah laut dan juga tersusun oleh batuan sedimen sebagai akumulasi kegiatan tektonik aktif di daerah ini. Dominasi busur ini adalah aktivitas lempeng aktif yang membentuk lengan lengan kepulauan Sulawesi. 6. Busur Halmahera (Neogen) Daerah busur Halmahera terdiri dari hasil intrusi andesitik yang berusia Neogen, termasuk dengan batuan vulkanik. Pada daerah barat busur ini juga dipotong oleh sesar Sorong selama daerah timur terjadi subduksi di Laut Molluca. 7. Busur Tengah Irian Jaya (Neogen) Daerah busur tengah Irian Jaya memanjang dari kepala burung hingga Papua Nugini. Hal ini berkaitan dengan pergerakan sabuk New Guinea, sebuah zona sabuk metamorfik dan pembentukan ophiolit. Busur diikuti juga dengan subduksi di selatan dan diikuti penumbukan. Kegiatan vulkanisme yang mengikuti adalah bersifat andesitik. Busur tengah Irian Jaya terbentuk di lempeng aktif Pasifik. Deformasi yang terus terjadi mengakibatkan pembentukan deposit pada daerah benua pasif yang terbentuk sebelumnya dengan dasar berupa batugamping jalur New Guinea.

9 Selain busur-busur mayor diatas, busur mayor ini juga diikuti dengan keberadaan busur minor di sekitar. Busur minor tersebut terdiri atas : 1. Busur Schwaner mountain (west Kalimantan, tonalitic granodioritic batholiths, early cretaceous) 2. Busur Sunda shelf (Karimata island, granitic, late cretaceous) 3. Busur Moon utawa (northern head of Irian Jaya, andesitic sedimentary rocks intruded dioritic, middle miocene) 4. Busur West sulawesi (western Sulawesi, granitic, late miocene pliocene) 5. Busur Northwest Borneo ( andesitic, middle miocene) 6. Busur Sumba Timor (andesitic andesite porphyry intrusions, palaeogene) 7. Busur Coastal Irian Jaya (Mamberamo, diorites, neogene possibly) 8. Busur Talaud (Northeast Sulawesi, andesitic-andesite blocks in melange, neogene) BATUAN BEKU DI ZONA SUBDUKSI INDONESIA

10 1. Sumatra, pada umumnya berumur Paleozoic (Silurian) Tertiary, di dominasi oleh batuan beku jenis I-type granitoids (Cobbing, 2005; Setijadji, 2009) selain itu juga terdapat batuan serpentinit dan gabbro berumur Neogen. Aktivitas vulkanisme dan intrusi menghasilkan batuan seperti andesit dan granodiorit. Bangka Belitung di dominasi S-type Triassic granites, granit ini merupakan jenis pembawa timah. 2. Jawa, pada umumnya berumur pra-tersier hingga tersier, batuan pra tersier teringkap di Luh Ulo berupa batuan basaltik yaitu gabbro, diabas, sepentinit dan peridotit. Seain itu juga terdapat intrusi granitoid yang mendorong munculnya batuan dengan komposisi intermediet yaitu andesit tua. 3. Kalimantan, pada umumnya berumur Cretaceous didominasi oleh batuan beku jenis I-type batholiths, meskipun terdapat batuan yang lebih tua dn lebih muda (Setijadji et al., 2010). Selain itu terjadi banyak intrusi yang menghassilkan jenis batuan basa seperti gabbro, hingga ke batuan dengan komposisi intermediet hingga asam berupa andesit dan granit. 4. Sulawesi, pada umumnya berumur Upper Mio-Pliocene, batuan beku pada daerah ini mengandung K granitoids tinggi. Sepanjang barat menunjukan karakter continental, umum ditemui batuan beku kalk-alkali berumur tersier. Selain itu juga terdapat batuan dengan komposisi basa berupa peridotit, gabro dan basalt. 5. Banggai-Sula: pada umumnya berumur Early Triassic. Batuan granitic pada daerah ini diperkirakan terbentuk karena adanya pergerakan sesar sorong (Hutchison, 1989) 6. Maluku Maluku Utara : pada umumnya berumur Pliocene dengan jenis batuan beku berupa peraluminous granite (Priem et al., 1978 in Hutchison, 1989) diyakini batuan beku pada daerah ini terbentuk karena pergerakan lempeng benua Australia. Selain itu juga hadir batuan dengan komposisi bervariasi yaitu granodiorit dan basalt trachite (Roevei, 1940). 7. Papua: batuan beku pada daerah ini berupa plutonik granitic rock pada daerah kepala burung. Batuan beku pada daerah ini berumur Late Permian Early Triassic (Hamilton, 1979) diantaranya adalah granit, diorit, granodiorit, syenodiorit, dan monzonit. Selain itu juga terdapat batuan basaltik hasil dari proses magmatisme kerak samudera pasifik berupa basalt dan gabbro di utara papua.

11 KESIMPULAN Indonesia dibentuk oleh tumbukan lempeng-lempeng tektonik besar diantaranya adalah lempeng Eurasia, India-Australia, Samudera Hindia, dan Samudera Pasifik. Tumbukan Lempeng Eurasia dan Lempeng India-Australia mempengaruhi Indonesia bagian barat, sedangkan pada Indonesia bagian timur, dua lempeng tektonik ini ditubruk lagi oleh Lempeng Samudra Pasifik dari arah timur. Kondisi inilah yang memiliki pengaruh besar terhadap proses geologi, sejarah dan kehidupan manusia hingga saat ini. Aktivitas tektonisme dan magmatisme ini membuat indonesia memiliki beberapa busur magmatik mayor dan busur magmatik minor, yaitu : Busur Magmatik Mayor 1. Busur Sumatra-Meratus 2. Busur Sunda-Banda 3. Busur Aceh 4. Busur Kalimantan Tengah 5. Busur Sulawesi-Timur Mindanao 6. Busur Halmahera 7. Busur Tengah Irian Jaya Busur Magmatik Minor 1. Busur Schwaner mountain 2. Busur Sunda shelf 3. Busur Moon utawa 4. Busur West sulawesi 5. Busur Northwest Borneo 6. Busur Sumba Timor 7. Busur Coastal Irian Jaya 8. Busur Talaud Sedangkan batuan beku di Indonesia didominasi oleh batuan beku granitoid, karena tatanan tektoniknya yang berada si Subduction Zone. Tatanan tektonik ini menyebabkan magma terdiferensiasi hingga komposisi nya menjadi intermediet hingga asam. Namun bukan berarti keberadaan batuan dengan komposisi basaltik tidak ada, namun kebanyakan batuan dengan komposisi basaltik sudah terubah oleh proses metamorfisme dan tidak dominan. REFERENSI Carlile, J.C, A.H.G Mitchell, 1993, Magmatic arcs and associated gold and copper mineralization in Indonesia, Australia, ELSEVIER. Setijadji, Lucas Donny, Dr., 2011, Materi Kuliah Petrologi batuan beku dan batuan metamorf BATUAN GRANITIK(Granitic Rocks atau Granitoids), Yogyakarta, Unpublished Setijadji, Lucas Donny, Dr., 2011, Materi Kuliah Petrologi batuan beku dan batuan metamorf MAGMATISME DALAM KONTEKS TATANAN TEKTONIK GLOBAL,Yogyakarta, Unpublished