ANALISIS KEKAR DAN VEIN PERMUKAAN DALAM SESAR PEMBENTUK MINERALISASI HIDROTERMAL DAERAH WONOGIRI, JAWA TENGAH

Transkripsi

1 ANALISIS KEKAR DAN VEIN PERMUKAAN DALAM SESAR PEMBENTUK MINERALISASI HIDROTERMAL DAERAH WONOGIRI, JAWA TENGAH Sonny Aribowo 1, Andrie Al Kautsar 2, Iwan Setiawan 2 1 UPT Loka Uji Teknik Penambangan dan Mitigasi Bencana, Liwa Pekon Padangdalom, Kecamatan Balikbukit, Liwa, Lampung Barat 2 Puslit Geoteknologi LIPI, Komplek LIPI Bandung Jl. Sangkuriang, Bandung aribowo.son@gmail.com ABSTRAK Salah satu cara pembentukan mineral logam di alam adalah melalui proses hidrotermal. Perangkap terbentuknya mineralisasi hidrotermal adalah suatu bukaan dalam bumi atau jalur-jalur lemah yang berpotensi untuk dilalui fluida. Pola atau bentuk-bentuk bukaan dan jalur lemah tersebut dikontrol oleh struktur geologi. Penarikan kelurusan pada Citra ASTER-GDEM dan Landsat, serta tinjauan struktur geologi pada Peta Geologi daerah penelitian dilakukan sebagai tahapan awal analisis struktur untuk mendeteksi daerah sesar utama pembentuk mineralisasi hidrotermal daerah penelitian. Data kekar dan vein didapatkan dari pengamatan langsung di lapangan. Pengolahan data pada setiap unsur struktur geologi dilakukan pada setiap lintasan yang berbeda, tetapi tidak pada setiap lokasi pengukuran. Bidang komponen kompresi dan ekstensi kekar permukaan di setiap lintasan memiliki arah relatif Timurlaut Baratdaya, Utara Selatan dan Baratlaut Tenggara. Kedudukan bidang-bidang kekar yang terisi mineral (vein) berarah Timurlaut-Baratdaya dengan pola kemiringan yang bervariasi. Berdasarkan analisis, pola kekar dan vein yang terbentuk di daerah penelitian dikontrol oleh sistem sesar mendatar dimana tegasan utama ( 1 ) berarah Utara-Selatan. Kata kunci : kekar, vein, mineralisasi hidrotermal, wonogiri ABSTRACT The metallic mineral in nature formed by hydrothermal processes. The trap of the hydrothermal mineralization is an opening in the earth or pathways which potentially weak to pass the fluid material. This patterns controlled by geological structure. Drawing lineaments on ASTER-GDEM and Landsat imagery, as well as a review of geological structure on the geological map conducted as preliminary structural analysis to detect major faults areas. Fractures and veins data derived from the field observation. Processing of data on each element of the structure was different on each track, but not at any measurement location. Compression and extension planes on every tracks has a relatively northeast-southwest direction, north - south and northwest - southeast direction. The veins commonly have northeast - southwest direction with various dipping. Based on the analysis, the pattern of fractures and veins at the study area controlled by strike-slip fault system which the maximum stress ( 1 ) trending north - south Keyword: fracture, vein, hydrothermal mineralization, wonogiri 155

2 PENDAHULUAN Kebutuhan dunia akan emas dan logam dasar cukup meningkat, sedangkan sumberdaya yang telah ditemukan semakin berkurang akibat dieksploitasi. Di sisi lain, penemuan cadangan baru menunjukkan gejala penurunan (Zulkarnain, dkk., 2006). Salah satu keberhasilan dalam eksplorasi mineral adalah penguasaan pemahaman tentang konsep genesa mineralisasi. Perangkap terbentuknya mineralisasi hidrotermal adalah suatu bukaan dalam bumi atau jalur-jalur lemah yang berpotensi untuk dilalui fluida. Bukaan atau jalur-jalur lemah tersebut akibat dinamika di dalam bumi yang bekerja dalam suatu ruang dan waktu. Pola atau bentuk-bentuk bukaan dan jalur lemah tersebut dikontrol oleh struktur geologi. Penambangan tembaga di Wonogiri sudah ada sejak zaman penjajahan Belanda dan Jepang, diantaranya berlokasi di Tirtomoyo. Mineral mengandung tembaga tersebut berupa urat sulfida hasil proses hidrotermal. Kini penambangan emas dan logam dasar masih berlangsung dan dilakukan oleh rakyat dan perusahaan swasta di berbagai tempat diantaranya di Warak, Karangtengah, Randukuning, Jendi, Gunung Tumbu Selogiri dan Sendang, Mineralisasi logam terbentuk oleh proses hidrotermal pada batuan samping volkanik andesitan (old andesit) yang menghasilkan ubahan propilitik dan argilik dengan urat kuarsa mengandung pirit, kalkopirit, galena dan sulfida masif dengan arah umum Utara-Selatan. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur kekar dan vein yang berada di sejumlah daerah di Wonogiri dengan hasil akhir mengetahui hubungan antara struktur kekar yang berkembang dengan pembentukan vein dan struktur utama yang mengontrol mineralisasi di daerah ini. Daerah penelitian terletak di Kabupaten Wonogiri, Provinsi Jawa Tengah (Gambar 1), dimana lokasi-lokasi yang diamati berada di daerah Gunung Rohtawu, Hargosari, Sobo, Dlepih Warak, Ngrejo dan Selogiri. Lokasi Penelitian Gambar 1. Lokasi Penelitian 156

3 METODOLOGI Landasan Teori Tataan geologi di daerah Wonogiri dipengaruhi oleh kegiatan penunjaman lempeng Samudera Hindia di bawah Pulau Jawa yang sejak permulaan Tersier bergeser ke selatan dan mengalami penggiatan lagi selama akhir jenjang Aquitanian (Sampurno dan Samodra, 1997). Pola dan jenis struktur sesar umumnya merupakan sesar geser yang mempunyai arah relatif Baratlaut Tenggara dengan pergerakan mendatar menganan (dekstral) dan Timurlaut Baratdaya dengan pergerakan mendatar mengiri (sinistral). Di daerah Selogiri, struktur yang berpengaruh adalah sesar utama berarah Baratlaut Tenggara dengan kinematika sesar normal yang merupakan bagian sistem sesar di Pegunungan Selatan Jawa yang mengakibatkan daerah prospek mineralisasi terdapat pada bagian ujung utara Pegunungan Selatan (Prihatmoko, dkk., 2005). Urat-urat di daerah penelitian terbentuk pada rekahan struktur yang terbentuk sebagai hasil fase-fase tektonik ekstensi. Terdapat empat fase tektonik ekstensif yang telah terjadi di daerah penelitian. Fase pertama merupakan ekstensi yang terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 21 o / U 308 o T. Fase kedua terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 1 o / U 293 o T. Fase ketiga dengan arah gaya utama minimum σ3 : 3 o / U 207 o T. Fase tektonik keempat merupakan fase ekstensi yang terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 3 o / U 354 o T. Berdasarkan hasil analisis kimia logam menunjukkan bahwa arah umum urat yang mengandung logam potensial terutama emas dan perak berasosiasi dengan rekahan dengan arah umum utara-selatan yang terbentuk sebagai hasil ekstensi fase II (Asmoro dan Pramuwijoyo, 2006) Kekar, kekar gerus dan sesar dapat menjadi tempat pengendapan mineral-mineral logam dan nonlogam, umumnya bagian mineralisasi terendapkan di sekitar atau di dalam rekahan. Mineral mengisi kekar yang terbuka yang kemudian dialiri oleh fluida hidrothermal. Meskipun tidak semua kekar dan rekahan membawa mineral ekonomis, tetapi dapat ditandai dengan adanya veinlet dan atau kumpulan alterasi mineral silikat dan sulfida. Alterasi mineral inilah yang digunakan oleh geologiawan sebagai penunjuk endapan bijih (Guilbert & Park, 1986 dalam Davis & Reynolds, 1996 ) Kontrol struktur pada mineralisasi di daerah Wonogiri umumnya adalah sesar-sesar yang berarah Timurlaut Baratdaya dan Baratlaut Tenggara, dimana rekahan tensional yang berisi kuarsa memiliki trend Utara Selatan seperti contoh kasus mineralisasi tipe porfiri di daerah Tepungsari Kabupaten Lumajang, dimana batuan dari Formasi Mandalika diterobos batuan dioritik dengan struktur patahan berarah Timurlaut Tenggara dan Utara - Selatan. Metode Pengumpulan Data Penentuan sesar utama yang mengontrol mineralisasi dilakukan dengan melakukan studi terhadap peta geologi regional serta dengan melakukan penarikan kelurusan pada citra. Kedudukan unsur struktur sangat beragam di setiap lokasi pengukuran, untuk itu penyamarataan dengan cara penggabungan semua unsur struktur tidak dilakukan dalam satu pengolahan data. Pengolahan data pada setiap unsur geologi dilakukan pada setiap lintasan yang berbeda, tetapi tidak pada setiap lokasi pengukuran. Dari daerah penelitian dan sekitarnya didapatkan data struktur geologi yang cukup representatif antara lain berupa kekar, kelurusan morfologi, vein, gash, terobosan, breksiasi dan mata air. Dari setiap pengukuran unsur struktur ini dibagi ke dalam dua komponen yaitu komponen kompresi 157

4 dan komponen ekstensi. Kekar, kelurusan, rekahan termasuk ke dalam komponen kompresi, sedangkan vein, gash, terobosan dan breksiasi termasuk ke dalam komponen ekstensi. Kemudian untuk analisis data dilakukan pemisahan data kekar isian dengan data kekar lainnya dari komponen kompresi dan ekstensi yang kemudian masing-masing dibuat diagram rossete dan stereonetnya. Hal ini dilakukan untuk perbandingan kedudukan bidang kekar isian dengan bidang kekar yang tidak terisi oleh mineral. Kekar yang tidak terisi mineral diasumsikan sebagai shear joint, sedangkan yang terisi mineral (vein) diasumsikan sebagai tension joint atau release joint. HASIL PENELITIAN Struktur pada peta geologi regional menunjukkan maksima U 50 o T- U 60 o T dengan arah relatif baratdaya timurlaut, selain itu juga terlihat pola baratlaut tenggara. Sedangkan pada interpretasi kelurusan menunjukkan maksima U 300 o T dengan arah relatif timurlaut baratdaya. Pola struktur dan kelurusan seperti ini dapat diinterpretasikan sebagai suatu pola struktur dimana tegasan utama ( 1 ) berarah relatif utara selatan. Lintasan Rohtawu, Hargosari, Sobo, Dlepih-Warak, Ngrejo Bidang komponen kompresi kekar permukaan di daerah Rohtawu didominasi oleh arah relatif timurlaut baratdaya dengan dip relatif tegak (Gambar 2A). Selain itu juga didapatkan data cermin sesar pada stasiun W-1 dengan strike U 40 o T/60 o dengan pitch 20 o (Gambar 2B). Data pengukuran struktur di daerah Hargosari didapatkan data kekar, gash, vein dan kelurusan sungai. Bidang vein memiliki dominasi arah umum U 190 o T dengan dip 65 o dan U 65 o T dengan dip 70 o. Sedangkan bidang kompresi kekar permukaan memiliki maksima U 189 o T dan U 240 o T. Data pengukuran di daerah Sobo menunjukkan bidang komponen kompresi kekar permukaan di daerah Sobo didominasi oleh arah relatif utara selatan dengan dip yang relatif tegak dan baratlaut tenggara seperti terlihat pada diagram mawar dengan dip relatif tidak terlalu tegak, tercermin dari kelengkungan proyeksi bidang pada stereografi. Bidang ini memiliki maksima U 350 o T/86 o dan U 310 o T/62 o. Selain kedua pola tersebut, terdapat pula bidang-bidang dari komponen ekstensi yang berarah relatif utara selatan dengan pola kemiringan yang bervariasi. Bidang-bidang ini merupakan bidang kekar yang terisi mineral (vein) dengan arah dominan U 305 o T, U 160 o T, U 280 o T, U 10 o T dengan nilai dip antara 75 o -85 o (Gambar 2B). Pengamatan di Daerah Dlepih Warak hanya ditemukan kelurusan morfologi dengan arah U20 o T (UUT-SSB), dimana pada daerah ini ditemukan bekas tambang galena yang sudah tidak beroperasi lagi. Di daerah Ngrejo, pengamatan struktur yang ditemukan cukup bervariasi, yaitu berupa kekar, sill, kekar bukaan tanpa isian dan juga vein. Bidang komponen kompresi kekar permukaan di daerah Ngrejo didominasi oleh arah relatif utara selatan dan baratlaut tenggara seperti terlihat pada diagram mawar dengan dip relatif tidak terlalu tegak, tercermin dari kelengkungan proyeksi bidang pada stereografi. Bidang ini memiliki maksima U 189 o T/68 o dan U 240 o T/60 o. Selain kedua pola tersebut, terdapat pula bidang-bidang dari komponen ekstensi yang berarah relatif utara-baratlaut (UUB) selatan-tenggara (SST) dengan pola kemiringan yang bervariasi. Kedudukan bidang kekar yang terisi mineral (vein) diinterpretasikan memiliki bidang-bidang dengan arah umum U 160 o T, U 190 o T, dan U 165 o T dengan dip 65 o. Bidang kekar tension tanpa isian, yaitu bidang terobosan dan opening memiliki arah umum U 210 o T dan U 250 o T. 158

5 Lintasan Selogiri Di daerah Selogiri, pengukuran data struktur permukaan hanya didapatkan kekar, breksiasi dan kelurusan. Di daerah Selogiri ini merupakan daerah tambang rakyat yang masih aktif. Morfologinya yang relatif datar, terdapat sumur gali yang terkunci, tata guna lahan sekitarnya adalah perkebunan dan pemukiman, sangat sulit untuk mendapatkan data pengukuran struktur pada batuan yang tersingkap. Bidang komponen kompresi kekar permukaan di daerah Selogiri didominasi oleh arah relatif timurlaut baratdaya dan barat timur seperti terlihat pada diagram mawar dengan dip relatif tegak, tercermin dari kelengkungan proyeksi bidang pada stereografi. Bidang ini memiliki maksima U 160 o T /86 o dan U 269 o T /85 o (Gambar 3). Selain kedua pola tersebut, terdapat pula bidang-bidang dari komponen ekstensi yang berarah relatif baratlaut tenggara dengan pola kemiringan yang relatif tegak (Gambar 3). Kedudukan bidang ini merupakan bidang breksiasi yang diinterpretasikan memiliki arah yang sama dengan sesar yang mengontrol mineralisasi di daerah ini. 159

6 A B 160 Gambar 2. Peta Geologi Daerah Penelitian, Modifikasi dari Peta Geologi Lembar Pacitan (Samodra & Gafoer, 1992) dan Peta Geologi Lembar Ponorogo (Sampurno & Samodra, 1997). (A) Peta Geologi dan Diagram Mawar Data Struktur. (B) Peta Geologi dan Stereonet Data Struktur

7 Gambar 3. Peta Geologi Lintasan Selogiri, Modifikasi dari Peta Geologi Surakarta dan Giritontro (Surono, Toha dan Sudarno, 1992) ANALISIS / DISKUSI Pada lintasan Rohtawu diketahui bahwa ditemukan cermin sesar dengan strike U 40 o T/ 60 o dengan pitch 20 o yang diasumsikan sebagai bidang Sesar Rohtawu. Berdasarkan pemodelan sesar Riedel dapat ditentukan bahwa kemungkinan vein berarah utara - selatan dan membentuk sudut + 45 o dengan bidang penggerusan. Bidang sesar Rohtawu merupakan bidang sesar utama yang mengontrol mineralisasi di lintasan ini, berdasarkan analisis kekar dan vein serta pemodelan sesar Riedel, sesar ini memiliki pergerakan mendatar sinistral, dimana arah tegasan utama ( 1 ) adalah utara selatan. (Gambar 4A). Pada lintasan Sobo kekar yang terbentuk memperlihatkan orientasi utara selatan dan baratlaut tenggara, bidang vein yang terbentuk memperlihatkan orientasi utara selatan dan barat timur. Masing-masing kekar dan vein ini diproyeksikan memiliki bidang yang saling berpasangan dengan diasumsikan bahwa antara bidang vein dan bidang gerusan membentuk sudut 45 o. Bidang vein yang berarah dominan utara selatan dimodelkan dengan pemodelan sesar Riedel, dimana 161

8 diketahui bahwa kekar dan vein yang terbentuk di daerah ini dikontrol oleh Sesar Melokolegi yang memiliki gerakan mendatar sinistral. Bidang vein yang berarah barat timur adalah bidang vein yang jelas bukan merupakan sistem Riedel, oleh karena itu penentuan statusnya dilakukan dengan membandingkan dengan pemodelan orde sesar Moody dan Hill. Dari pemodelan ini diperkirakan bidang vein berkembang karena adanya sesar orde kedua dari sesar Melokolegi yang pada peta geologi regional diasumsikan memiliki strike U 219 o T. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kekar dan vein yang berkembang di daerah ini dikontrol oleh sesar utama yaitu Sesar Melokolegi dan sesar mendatar orde kedua dari Sesar Melokolegi dengan arah tegasan utama ( 1 ) berarah utara selatan (Gambar 4B). Pada lintasan Hargosari bidang vein berorientasi utara selatan, kemudian bidang kekar gerus memiliki orientasi utara selatan dan juga timurlaut baratdaya. Bidang vein utara selatan dan bidang gerus berarah timurlaut baratdaya membentuk sudut Bidang ini dapat dimodelkan dengan sistem Riedel dimana arah yang bekerja pada sesar ini adalah sesar mendatar sinistral yang dapat diasumsikan sebagai Sesar Rohtawu dengan gerakan mendatar sinistral dan memiliki arah tegasan utama ( 1 ) utara selatan (Gambar 4C). Pada lintasan Ngrejo bidang vein yang diasumsikan sebagai bidang regangan maksimum memiliki orientasi utara selatan dan membetuk sudut + 45 dengan bidang gerus. Pada pemodelan sistem Riedel, bidang seperti ini merupakan bidang yang terbentuk karena adanya sesar mendatar dekstral. Jika dilihat pada peta geologi regional, maka sesar ini berarah baratlaut tenggara dan saling berpotongan dengan sesar Melokolegi yang masih merupakan sesar orde pertama dimana arah tegasan utama utara utara timur selatan selatan barat (UUT SSB) (Gambar 4D). Pada lintasan Selogiri, bidang gerus berorientasi timurlaut baratdaya dan barat timur, sedangkan bidang ekstensi yang berupa breksiasi berorientasi barat barat utara timur timur selatan (BBU TTS) dimana arah ini adalah cerminan dari bidang sesar yang berarah sama dengan gerakan relatif normal. Meskipun berdasarkan analisis data dan proyeksi stereonet diperkirakan juga memiliki pergerakan sinistral. Hal ini disebabkan karena urat-urat di daerah penelitian terbentuk pada rekahan struktur yang terbentuk sebagai hasil fase-fase tektonik ekstensi. Terdapat empat fase tektonik ekstensi yang telah terjadi di daerah penelitian. Fase pertama merupakan ekstensi yang terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 21 o /U308 o T. Fase kedua terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 1 o /U293 o T. Fase ketiga dengan arah gaya utama minimum σ3 : 3 o /U207 o T. Fase tektonik keempat merupakan fase ekstensi yang terbentuk dengan arah gaya utama minimum σ3 : 3 o /U354 o T. Dimana arah umum urat yang mengandung logam potensial terutama emas dan perak berasosiasi dengan rekahan dengan arah umum utara-selatan yang terbentuk sebagai hasil ekstensi fase II (Gambar 5). Data sekunder tentang fase tektonik ini digunakan karena pada lintasan Selogiri pengukuran struktur yang dilakukan sangat minim. 162

9 Gambar 4. Pemodelan Struktur di Setiap Lintasan. (A) Lintasan Rohtawu dengan Pemodelan Sistem Riedel. (B) Lintasan Sobo dengan Pemodelan Sistem Riedel dan Pemodelan Moody and Hill. (C) Lintasan Hargosari dengan Pemodelan Sistem Riedel. (D) Lintasan Ngrejo dengan Pemodelan Sistem Riedel Gambar 5. Proyeksi Stereonet Bidang-Bidang yang Terjadi Pada Fase Tektonik I, II, III, IV di daerah Selogiri 163

10 KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis kekar dan vein serta pemodelan struktur di daerah penelitian, maka dapat disimpulkan bahwa : Pola kekar dan vein yang tampak di permukaan yang terbentuk memiliki orientasi arah utara selatan dimana bidang tersebut searah dengan arah tegasan utama. Di lintasan Rohtawu dan Hargosari, sesar yang mengontrol pembentukan mineralisasi, kekar dan vein adalah sesar Rohtawu yang memiliki arah baratlaut tenggara dengan pergerakan sinistral. Di lintasan Sobo, sesar yang mengontrol mineralisasi adalah Sesar Melokolegi yang memiliki arah timurlaut baratdaya dengan pergerakan sinistral, dan juga dipengaruhi oleh sesar orde kedua dari Sesar Melokolegi. Di lintasan Ngrejo, sesar yang mengontrol mineralisasi adalah sesar yang berpotongan dengan Sesar Melokolegi dengan arah baratlaut tenggara dan pergerakannya dekstral. Di lintasan Selogiri, sesar yang mengontrol mineralisasi berarah baratlaut tenggara dengan pergerakan relatif normal. Dimana arah umum urat yang berpotensi mengandung logam terutama emas dan perak berasosiasi dengan rekahan yang memiliki arah umum utara selatan yang terbentuk sebagai hasil ekstensi fase II. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih disampaikan kepada Puslit Geoteknologi LIPI yang telah mengizinkan untuk bergabung dalam penelitian ini. Terimakasih kepada Kepala UPT LUTPMB Liwa atas izin untuk mengikuti perjalanan penelitian. Terimakasih juga disampaikan kepada Bapak Ir. Sri Indarto, Bapak Ir. Sudarsono dan Bapak Kuswandi atas diskusinya selama pengambilan dan pengolahan data. Terimakasih tidak lupa disampaikan kepada Panitia pemaparan Hasil Penelitian Puslit Geoteknologi-LIPI atas kesempatan yang diberikan untuk memaparkan dan menuliskan hasil penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Asmoro, W., dan Pramuwijoyo, S., Peranan tektonik dalam pembentukan rekahan batuan sebagai ruang mineralisasi di daerah Gunung Tumbu dan sekitarnya, Kecamatan Wonogiri, Kabupaten Wonogiri, Jawa Tengah. Tesis, Universitas Gadjah Mada., Jogjakarta. Davis, George H., Reynolds, S.J., Structural geology of rocks and regions (2 nd edition). John Wileys & Sons, Inc, New Jersey. p.212 Prihatmoko, S., Hendratno, A., Harijoko, A., Mineralization and alteration systems in Pegunungan Seribu, Gunung Kidul and Wonogiri : Its implication in developing exploration models. Proceedings Joint Convention HAGI-IAGI-PERHAPI, Surabaya. p Samodra, H., Gafoer S., Geologi lembar Pacitan, Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Departemen Pertambangan dan Energi. Sampurno., dan Samodra, H., Geologi Lembar Ponorogo, Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Departemen Pertambangan dan Energi. 164

11 Surono., Toha, B., S., dan Sudarno, I., Geologi Lembar Surakarta - Giritontro, Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Departemen Pertambangan dan Energi. Zulkarnain I., Indarto S., Sudarsono, Setiawan I., dan Kuswandi, 2006, Genesa dan Potensi Emas dan Logam Dasar di Sepanjang Sayap Barat Bukit Barisan, Kasus: Daerah Madina, Proyek Penelitian Potensi Sumberdaya Mineral, Puslit Geoteknologi, LIPI, laporan internal, tidak dipublikasikan. 165