KARAKTERISTIK DEFORMASI STRUKTUR PADA SISTEM KOMPLEKS SESAR MENDATAR TREMBONO DI DUSUN SUMBERAN, KECAMATAN NGAWEN KABUPATEN GUNUNG KIDUL

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK DEFORMASI STRUKTUR PADA SISTEM KOMPLEKS SESAR MENDATAR TREMBONO DI DUSUN SUMBERAN, KECAMATAN NGAWEN KABUPATEN GUNUNG KIDUL Adi Nugraha 1,2* Fitrio Pambudi 1 Vanny Septia Sundari 1 Slamet Sugiarto 1,2 Salahudin Hussein 3 1 Jurusan Teknik Geologi, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta 2 GAIA Riset Indonesia 3 Jurusan Teknik Geologi, Universitas Gadjah Mada * adinugraha.ista@yahoo.com SARI Kompleks struktur sesar Trembono merupakan sedikit gambaran dari rekaman tektonik yang terjadi pada batuan Tersier di Pegunungan Selatan. Objek penelitian merupakan batuan vulkaniklastik Oligo - Miosen Formasi Kebo Butak yang terletak di Dusun Sumberan, Desa Tancep, Kecamatan Ngawen, Kabupaten Gunung Kidul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Metode yang digunakan dalam penelitian ini berupa kombinasi pengamatan lapangan yang terdiri dari pengukuran objek geologi struktur, sedimentologi serta geomorfologi. Berdasarkan pengukuran pada lokasi penelitian didominasi oleh sesar turun serta beberapa sesar naik dengan orientasi arah Utara - Selatan dan Barat Daya - Timur Laut. Adapun litologi yang mengalami deformasi merupakan batuan volkaniklastik yang terendapkan pada bagian lereng bawah laut, sehingga banyak dijumpai struktur dengan pengaruh aliran gaya berat berupa nendatan. Hasil penelitian ini diharapkan mampu memahami karakteristik deformasi yang terjadi oleh rezim tektonik serta pengaruh sedimentasi. Kata kunci : Deformasi Struktur, Sesar Trembono, Kebo Butak, Aliran Gaya Berat. I. PENDAHULUAN Pegunungan Selatan di Daerah Istimewa Yogyakarta dan sekitarnya sebagian besar tersusun atas batuan tersier dan sebagian kecil pra-tersier, stratigrafi Pegunungan Selatan dari tua muda (Surono, dkk, 1992) yaitu batuan malihan berumur kapur yang dianggap sebagai batuan dasar pada saat subduksi zaman kapur, terendapkan tidak selaras diatasnya Formasi Wungkal Gamping berumur Eosen, dan pada kala Oligosen ahir Miosen tengah mulai terekam aktivitas vulkanik dengan diendapkannya Formasi Kebo-Butak, Semilir, Nglanggeran, dan Sambipitu, kemudian disusul selaras menjari Formasi Oyo dengan 21 kandungan karbonatnya lebih tinggi, dan selanjutnya diendap Formasi Wonosari dan Formasi Kepek. Tektonik yang terjadi di Pegunungan Selatan telah terjadi pada Zaman Kapur (Smyth, etal, 2005, 2008; Celements and Hall, 2007; Satyana, 2014), dan hal yang menarik hanya beberapa saja yang sudah merisetkan struktur geologi secara khusus yang terjadi di Pegunungan Selatan di D.I. Yogyakarta dan sekitarnya, beberapa diantaranya yaitu Sudarno (1997), Mulyawan dan Husein (2014). Hal ini yang membuat kesempatan penulis membahas sebagian kecil deformasi yang ada di Pegunungan Selatan berupa pembahasan

2 II. karakteristik dari Sesar Trembono yang terletak pada bagian Tenggara-Selatan Perbukitan Jiwo, terjadi oleh kendali tektonik dan proses sedimentasi. Lokasi penelitian berada pada bukit di Dusun Sumberan, Desa Tancep, Kecamatan Ngawen, Kabupaten Gunungkidul, Daerah Istimewa Yogyakarta (Gambar 1), tempat pengamatan dalam penelitian ini berada pada tambang rakyat yang dimanfaatkan sebagai bahan bangunan, tambang terbagi atas 2 bagian yakni tambang bawah dan tambang atas. Batuan yang mengalami deformasi pada daerah penelitian termasuk ke dalam Formasi Kebo-Butak yang berumur Oligosen Akhir hingga Miosen Awal. Deformasi pada batuan di daerah penelitian ini terjadi selama Tersier. Deformasi yang terbentuk salah satunya yaitu sesar trembono diakibatkan oleh proses tektonik pada kala Oligosen akhir Miosen awal, dimana Sundaland mulai mengalami rotasi berlawanan jarum jam. Rotasi ini menyebabkan perubahan arah jalur subduksi dan menyebabkan perubahan regim tektonik di Pulau Jawa, dari rezim regangan yang tereaktifasi kembali oleh sesar-sesar mendatar dengan gaya kompresi yang berotasi (Sudarno, 1997). GEOLOGI REGIONAL Daerah penelitian termasuk kedalam zona Pegunungan Selatan (Van Bemmelen, 1970), dengan litologi penyusunnya berupa batuan berumur kenozoik yang terbentuk dengan mekanisme pengendapan gaya berat. Urutan formasi penyusun Zona Pegunungan Selatan dari mulai yang tertua kemuda, yaitu batuan malihan berumur Kapur Paleosen Awal, Formasi Wungkal-Gamping berumur Eosen Tengah Eosen Akhir, Formasi Kebo-Butak, Formasi Semilir, dan Formasi Nglanggran berumur Oligosen Akhir Miosen Tengah yang merupakan hasil aktivitas vulkanisme, Formasi Sambipitu dan Formasi Oyo berumur Miosen Tengah, Formasi Wonosari dan Formasi Kepek berumur Miosen Akhir - Plistosen (Surono, dkk., 1992 dalam Bronto dkk, 2009). Pada daerah penelitian, menurut Surono (2008) tersusun atas Formasi Kebo dan Formasi Butak yang dibedakan berdasarkan komposisinya. Formasi Kebo tersusun dari tua - muda atas Lava Bantal Nampurejo yang bersifat basal berselingan dengan batupasir hitam, tuf, batulempung, batupasir kerikilan sisipan batulanau, dan batupasir. Diatasnya menumpang secara selaras Formasi butak dari tua muda atas batulanau, serpih, batulempung, batupasir kerikilan dan breksi polimik berselingan dengan batupasir. Struktur geologi regional Pegunungan Selatan terbagi atas struktur geologi yang berorientasi dengan arah Timurlaut Baratdaya, Utara Selatan, Baratlaut Tenggara dan Barat Timur (Sudarno, 1997). Pada daerah penelitian termasuk kedalam komplek sesar Trembono yang berorientasi Timurlaut Baratdaya dan termasuk kedalam struktur geologi dengan pola meratus pulau Jawa. Sedangkan berdasarkan proses pembentukannya struktur geologi pulau Jawa terbagi menjadi 3 periode (Purnomo dan Purwoko, 1994). Periode pertama (Paleogen Extensional Rifting) terjadi pada kala Eosen Oligosen yang menyebabkan terbentuknya cekungan tersier Pulau Jawa yang umumnya berupa graben dan half-graben yang mempunyai arah tertentu. Pada periode kedua (Neogen Compressional Wrenching) ditandai dengan pembentukan struktur sesar mendatar. Struktur sesar mendatar ini merupakan hasil reaktivasi dari sesar turun pada zaman Paleogen yang disebabkan oleh tumbukan lempeng Hindia dengan lempeng Eurasia. Periode terakhir yakni Periode ketiga (Plio-Plistosen Compressional Thrust-Folding) yang ditandai oleh terbentuknya anticlinorium dan sesar naik yang umunya berarah Barat Timur. 22

3 III. IV. METODE Metode penelitian yang digunakan berupa kombinasi pengamatan secara detail mengenai struktur geologi, stratigrafi dan geomorfologi. Pengambilan data menggunakan metode kompas dan pita ukur, data yang diambil berupa struktur bidang dan struktur garis meliputi data sesar, kekar dan streasi, pada pengamatan stratigrafi data yang diambil berupa data struktur sedimen untuk menentukan arus purba, serta pada pengamatan geomorfologi berupa pengamatan aspek geomorfologi dari citra satelit google earth. PEMBAHASAN a. Stratigrafi Stratigrafi lokasi penelitian terdiri atas 2 satuan batuan, satuan tuf dan satuan batupasir. Satuan tuf terdiri dari perulangan tuf, batulanau, batulempung dan batupasir, dengan mekanisme endapan turbidit klasik (Bouma, 1962 dalam Shanmugam, 2012) berupa Ta, Tb dan Te, ditemukan dengan struktur gradasi normal, laminasi laminasi semu, laminasi pararel, tekstur ukuran butir tuf halus-kasar, menyudut menyudut tanggung, sortasi baik, kemas tertutup, komposisi terdapat fragmen arang kayu dengan panjang 5 cm dan lebar 0,8 cm yang masih terlihat serat-seratnya, ditemukan pada bagian bawah dari satuan tuf, dan dibeberapa tempat terdapat fragmen batuan beku pada lapisan tuf, matrik tuf halus kasar, semen silika, dan beberapa pada batulempung dengan semen karbonatan, dari penciri tersebut didapat lingkungan pengendapannya pada fasies D yaitu basin plain (Mutti & Luchi, 1972 dalam Mutti etal, 2015). Satuan batupasir terdiri dari batupasir, batulanau dan batulempung yang didominasi oleh batupasir, satuan ini kontak dengan satuan tuf dibatasi oleh bidang erosional, dimana satuan batupasir mengerosi satuan tuf, dengan karakter melensa pada beberapa bagian serta dengan ketebalan yang paling tebal dari pada batulanau dan batulempung, batupasir diendapkan dengan tipe endapan arus gaya berat yang dicirikan dengan adanya struktur traction carpet dan traction pada fragmen batupasir, hal demikian merupakan mekanisme dari high density tubidit berupa S1, S2 dan S3 (Lowe, 1982 dalam Sanmugam, 2014), komposisi berupa fragmen bongkahan batuan beku pada beberapa alur sedimentasi gaya berat dengan diameter lebar 5cm dan panjang 8-10cm, matrik berupa pasir kasar-sedang, dengan semen silika. b. Struktur Geologi Struktur geologi yang didapat dibagi atas 10 Satuan Sesar yang diberi nama SF (Sumberan Fault), dengan jumlah sesar sebanyak 26 sesar, pembagian satuan sesar di dasarkan untuk mengelompokan beberapa sesar dengan orientasi sesar serta mekanisme pembentukannya, guna mengetahui karakter deformasi dari sesar besar yang membentuk satuan sesar-sesar tersebut, pembagian ini pula ditujukan untuk mengetahui peran deformasi dari mekanisme pengaruh tektonik dan proses sedimentasi yang membentuk kompleksitas sesar-sesar di lokasi penelitian (Lihat Tabel.1) Struktur oleh pengaruh gaya tektonik didominasi oleh sesar-sesar turun dan sebagian sesar-sesar naik yang di identifikasikan merupakan kompleks dari struktur sesar mendatar, teradapat 2 sesar mendatar besar yang mengontrol dengan orientasi Baratdaya Timurlaut (Sinistral) dan Utara Selatan (Dextral). Sruktur oleh pengaruh proses sedimentasi sendiri di dominasi oleh aktivitas pembebanan dari alur alur sedimentasi gaya berat, serta terdapat beberapa sesar tumbuh (growth fault), nendatan (slump) dan beberapa bidang erosional yang tidak wajar pada beberapa lapisan yang mengerosi bidang sesar, yang membuat alur itu sendiri mengalami deformasi bending (Lihat Tabel 1). Orientasi 23

4 gaya/tegasan relatif dari keseluruhan sesar pada lokasi penelitian berupa gaya kompresi Baratdaya Timurlaut dan gaya ekstensi Baratdaya Timurlaut (Gambar 5) Pengolahan data struktur menggunakan perangkat lunak Win-Tensor keluaran tahun 2015, penggunaan perangkat lunak ini ditujukan agar dapat membagi tensor yang sesuai dengan data di lapangan, hingga mendapatkan nilai populasi data sesar yang konsisten terhadap nilai relatif tegasan yang diperoleh dari data sesar itu sendiri. Penamaan sesar menggunakan klasifikasi Gultaf (2004) digunakan untuk mempermudah dalam pengolahan data menggunakan Win Tensor, yang dimana mempunyai nilai rake berbeda dengan klasifikasi Ricard (Gambar 3). Mekanisme sesar yang terjadi di daerah penelitian pada mulanya merupakan kumpulan sesar sesar turun, dengan bentukan graben dan beberapa sesar sesar yang dikontrol oleh grafitasi, dengan lingkungan lereng bawah laut sangat mendukung untuk terbentuknya hal tersebut, sesar sesar yang dikontrol grafitasi berorientasi dengan arah Selatan Baratdaya Utara Timurlaut dan beberapa Baratlaut Tenggara, sesar-sesar ini merupakan syndeformasi pada lokasi penelitian. Setelah adanya reaktifasi pada fase pertama berupa gaya kompresi dari Barat Baratdaya Timur Timurlaut (Gambar 5) membuat bebesapa sesar sesar yang sudah ada tereaktifasi kembali, menjadi sesar sesar naik dengan arah dominan Utara Selatan. Dan pada fase selanjutnya gaya kompresi yang berkurang menjadi berkembang gaya ekstensi dengan arah yang sama membentuk sesar sesar turun (Gambar 5), serta beberapa sesar sesar yang tereaktifasi dari sesar turun menjadi sesar naik salah satu diantaranya adanya nendatan yang berorientasi kearah sesar naik, dan setelah direkonstruksi nendatan tersebut searah dengan arus purba yang diambil di sekitarnya yaitu pada N195 o E atau kearah Selatan (Gambar 7). 24 V. DISKUSI VI. Daerah penelitian merupakan blok pada bagian timur dari sesar Trembono yang terletak di Pegunungan Selatan, sebelumnya Mulyawan dan Husein (2014) menyebutkan bawha sesar Trembono merupakan komplek struktur grafitasi, dengan tegasan ekstensional berarah Baratdaya Timurlaut, lokasi bertempat pada Dusun Bentengwareng, yang berada pada bagian Selatan Baratdayanya lokasi penelitian ini. Sedangkan hasil penelitian ini menunjukan adanya perbedaan rezim tegasan dengan peneneliti sebelumnya, dengan rezim orientasi tegasan 2 arah pada fase pertama berupa tegasan kompresi Baratdaya Timurlaut dan fase kedua berupa tegasan ekstensi Baratdaya Timurlaut, dengan asumsi periode pensesaran terjadi setelah pengendapan (post-genetic deformation). Hal ini membuktikan sesar Trembono merupakan sesar yang mengalami deformasi lebih dari satu kali (poli-deformasi). Sesar Trembono merupakan sesar tua yang berpola meratus, yang memotong sebagian besar litologi yang menyusun Pegunungan Selatan, diantaranya Formasi Wungkal Gamping, intrusi Diorit Pendul dan Formasi Kebo-Butak (Rahadjo, 1994), dengan pergerakan mendatar mengiri. Konsep Banding (Gambar 2) pada sesar mendatar sudah banyak dirisetkan dan hal itu yang belum diaplikasikan pada kompleks sesar Trembono yang mungkin sedikit menjawab kenapa sesar Trembono semakin keutara berubah orientasi menjadi Utara Selatan, dan hal itu membutuhkan penelitian yang lebih lanjut. KESIMPULAN Karakteristik deformasi di lokasi penelitian dikontrol oleh sebagian besar dari aktivitas tektonik yang hadir setelah proses pengendapan, sedangkan deformasi oleh faktor sedimentasi sendiri lebih dikontrol oleh grafitasi, didapat beberapa pencirinya yaitu sesar tumbuh (growth fault), deformasi

5 pembebanan, nendatan (slump) serta beberapa endapan yang diendapkan setelah deformasi lokal yang membuat lapisan diatasnya kurang setabil, dari karakter yang disebutkan diatas tidak lepas dari proses sedimentasi yang terjadi, dengan lingkungan pengendapan di lereng bagian bawah laut, endapan-endapan turbidit klasik sampai kompleks alur sedimentasi laut dalam menjadi penentu deformasi deformasi pada faktor yang dikontrol oleh sedimentasi, yang terjadi berbarengan pada saat pengendapan, dan pengukuran arus purba melalui struktur flute cast dan grove cast, ditemukan arah arus purba sebagian besar dari arah Baratlaut Tenggara, dan beberapa Utara Selatan. Karakter deformasi tektoniknya sendiri berfariasi, dari reaktifasi oleh tegasan gaya kompresi Baratdaya Timurlaut. Ditemukan sesar-sesar besar yang diindikasikan pembentuk deformasi dari re-aktivasi sesar trembono, terdapat 2 sesar mendatar, Sesar 1 berarah Utara Baratlaut - Selatan Tenggara dengan pergerakan menganan (dektral) dan Sesar 2 berarah Baratdaya - Timurlaut dengan pergerakan mengiri (sinistral) (Gambar 6). DAFTAR PUSTAKA Bronto S. Mulyaningsih S. Hartono G, dan Astuti B, 2009, Waduk Parangjoho dan Songputri: Alternatif Sumber Erupsi Formasi Semilir di daerah Eromoko, Kabupaten Wonogiri, Jawa Tengah, Jurnal Geologi Indonesia, Vol.4 No.2: Celements B, Hall R, 2007, Cretaceous To Late Miocene Stratigraphic And Tectonic Evolution Of West Java, Poceeding, Indonesian Pertoleum Association, 31th Annual Convention and Exhibition, IPA07-G-037. Delvaux, D. dan Sperner, B., Stress Tensor Inversion from Fault Kinematic Indicators and Focal Mechanism Data: the TENSOR program.in: New Insight into Structural Interpretation and Modelling (D. Nieuwland Ed.), Geological Society, London, Special Publication, 212:75-100, 2003 Fossen H, 2010, Structural Geology, New York, Cambridge University Press. Gultaf H, 2014, Analisa Kinematik Sesar Gerindu Didaerah Pacitan Dan Sekitarnya, Tesis Magister, Institut Teknologi Bandung. (tidak dipublikasikan) Mulyawan R.S dan Husein S, 2014, Kompleks Sesar Trembono Sebagai Gravitational Structures, Prosiding SEMNAS Kebumian ke-7, Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, P4P-01. Mutty etal, 2015, Contourites and Turbidites of Brazilian Marginal Basins, Adapted from oral presentation at AAPG Annual Convention & Exhibition, USA. Purnomo J. dan Purwoko, 1994, Kerangka Tektonik dan Stratigrafi Pulau Jawa secara Regional dan kaitannya dengan Potensi Hidrokarbon. Prosiding Geology and Geoteknik Pulau Jawa, Seminar Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta. Sanmugam, 2012, New Perspectives on Deep-Water Sandstones, Amsterdam, The Netherland, Elsevier. 25

6 Satyana A.H, 2014, New Consideration On The Cretaceous Subduction Zone Of Ciletuh-Luk Ulo-Bayat- Meratus: Implication For Southeast Sundaland Petroleoum Geology, Proceedings IPA, 38th Annual Convention & Exhibition, IPA14-G-129. Smyth H.R, Hall R, Nichols G.J, 2008, Cenozoic volcanic arc history of East Java, Indonesia: The tatigraphic record of eruption on an active continental margin, The Geological Society of America, Special Paper 236. Smyth etal, 2005, East Java: Cenozoic Basins Volcanoes And Ancient Basement, Proceedings IPA, 30th Annual Convention & Exhibition, IPA05-G-045. Sudarno, 1997, Kendali Tektonik Terhadap Pembentukan Struktur Pada Batuan Paleogen Dan Neogen Di Pegunungan Selatan, Daerah Istimewa Yogyakarta Dan Sekitarnya, Tesis Magister, Institur Teknologi Bandung, (tidak dipublikasikan). Surono, 2008, Litostratigrafi dan Sedimentasi Formasi Kebo dan Formasi Butak di Pegunungan Baturagung, Jawa Tengah Bagian Selatan, Jurnal Geologi Indonesia, Vol.3 No.4: Van Bemmelen, R.W, 1949, The Geology of Indonesia, v.ia, The Hague, Gov. Printing Office, Martinus Nijhoff 732p. Amsterdam. 26

7 TABEL Tabel 1. Tektonostratigrafi Pegunungan Selatan (Mulyawan dan Husein, 2014) 27

8 Tabel 2. Karakter deformasi pada setiap kelurusan Sumberan Fault

9 GAMBAR Gambar 1. Lokasi Penelitian, dengan Latar Sketsa Peta Geologi Perbukitan Jiwo (after Rahardjo, 1994) Gambar 2. Animasi Step over sistem sesar mendatar (Fossen, 2010) Gambar 3. Klasifikasi sesar berdasarkan nilai rake dan arah pergerakan sesarnya (Gultaf, 2014) 29

10 Gambar 4. Peta persebaran sturuktur daerah penelitian. 30

11 Gambar 5. Dinamika pola tegasan realtif struktur (gambar atas), dan dinamika orientasi struktur pada stereonet berdasarkan pembagian kelurusannya Dari SF.1 SF.10, (gambar bawah), Analisa menggunakan perangkat lunak Win Tensor (Delvaux dan Sperner, 2003) 31

12 Gambar 7. Sesar Sumberan. 32

13 Gambar 7. Dokumentasi lokasi penelitian, (A) Citra morfologi Google Earth, (A.1) Seketsa dan Foto singkapan pada tambang bawah, (A.2) Sketsan dan Foto singkapan pada bagian Utara tambang, (A.3) Skestsa dan foto singkapan pada atas tambang, (A1.1) Kompleks alur sedimentasi gaya berat pada tambang bawah bagian Timurlaut tambang bawah dengan arus purba berupa flute cast berarah Tenggara, (A1.2) Kompleks alur sedimentasi gaya berat pada tambang bawah bagian Baratdaya, (A1.3) Arang kayu pada litologi batupasir yang masih mempunya sesat-seratnya, (A3.1) Nendatan yang terpotong oleh sesar naik, (A3.2) Nendatan pada bagian utanya A3.1 yang belum terpotong oleh sesar (A1.1.1) Bongkahan Fragmen batuan beku pada lapisan tuf. 33