BAB I PENDAHULUAN. aktivitas subduksi antara lempeng Indo-Australia dengan bagian selatan dari

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Pulau Jawa dianggap sebagai contoh yang dapat menggambarkan lingkungan busur kepulauan (island arc) dengan baik. Magmatisme yang terjadi dihasilkan dari aktivitas subduksi antara lempeng Indo-Australia dengan bagian selatan dari lempeng Eurasia. Kecepatan subduksi yang terjadi berkisar antara 6-7 cm/tahun (Hamilton 1979; Simandjuntak dan Barber, 1996., dalam Setijadji dkk., 2006). Aktivitas subduksi ini menghasilkan deretan gunung api yang memanjang dari barat ke timur. Deretan gunung api yang ada menunjukkan perubahan setiap waktunya sebagai suatu sejarah magmatisme yang relatif terhadap kecepatan subduksi yang terjadi. Kondisi yang berbeda yang terjadi pada tiap pusat gunung api akan tergambarkan melalui karakteristik dari seri magma dan perbandingan unsur jejak incompatible. Sejarah magmatisme yang terjadi pada pulau Jawa sangatlah penting untuk diketahui agar dapat mengetahui proses-proses geologi apa saja yang berpengaruh, petunjuk mengenai awal mula magmatisme hingga implikasinya terhadap kondisi geologi pulau Jawa saat ini. Salah satu lokasi yang dapat dijadikan tempat penelitian mengenai sejarah magmatisme ini adalah Perbukitan Jiwo yang berada di Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Jawa Tengah. Perbukitan Jiwo memiliki kondisi geologi yang sangat menarik dengan adanya beraneka macam batuan yang tersingkap dari batuan pra-tersier hingga Tersier.

2 2 Secara stratigrafi dalam peta geologi Perbukitan Jiwo dan sekitarnya yang telah dipetakan oleh Rahardjo pada tahun 1994 dapat dilihat adanya persebaran batuan metamorf pra-tersier yang tersusun oleh sekis, marmer, filit, dan batuan sedimen meta (Bronto, 2011) yang di atasnya ditindih secara tidak selaras oleh batuan sedimen dari Formasi Gamping-Wungkal yang berumur Eosen. Secara lebih terperinci terdapat sebaran batuan beku yang tersebar pada beberapa titik di perbukitan Jiwo dan khususnya pada bagian Jiwo Timur, terdapat batuan beku intrusi dengan komposisi gabro mikro (Bronto, 2011) membentuk suatu bukit yaitu bukit Pendul. Formasi Oyo yang terdiri dari batugamping dan napal menindih secara tidak selaras di atas seluruh satuan batuan yang lebih tua. Banyaknya jenis batuan yang tersingkap di Perbukitan Jiwo inilah yang menjadi obyek penelitian selama ini khususnya batuan beku ekstrusi dan intrusi yang ada guna mengetahui sejarah magmatisme yang terjadi. Dalam peta geologi Perbukitan Jiwo di Bayat (Rahardjo, 1994) batuan beku ekstrusi dipetakan sebagai anggota dalam Formasi Kebo-Butak yang tersebar di sebelah selatan dari Perbukitan Jiwo sedangkan batuan beku intrusi dikelompokkan menjadi Satuan Diorit pada bagian timur dari Perbukitan Jiwo yang proses magmatismenya belum diketahui. Persebaran dari batuan beku di Perbukitan Jiwo ini kemudian menghasilkan banyak hipotesis mengenai sejarah magmatisme yang terjadi. Menurut Bronto (2011) mengatakan bahwa kawasan gunung Pendul yang berlokasi di Perbukitan Jiwo Timur merupakan bekas gunung api purba yang sudah tererosi lanjut. Hal ini berdasarkan jejak fosil gunung api itu berupa intrusi kelompok gabro mikro dan

3 3 ekstrusi lava basa. Pendapat yang berbeda dikemukakan oleh Surono (2006) dengan memperhatikan kandungan unsur tanah jarang (REE) pada batuan beku berupa magma di Bukit Pendul yang menunjukkan genesa berupa intrusi yang terbentuk pada daerah penunjaman dengan sumber magma dari baji mantel di atas kerak samudera yang menunjam. Penelitian ini terbatas pada sampel batuan beku intrusi yang ada dan ditemukan di lapangan, dengan kondisi yang kebanyakan sudah mengalami pelapukan yang cukup intensif. Penelitian difokuskan untuk mengetahui sejarah magmatisme yang terjadi pada Perbukitan Jiwo serta hubungan yang terjadi antara Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur melalui studi petrologi dan geokimia pada batuan beku yang ada. Penelitian mengenai karakteristik petrologi dan geokimia dari batuan beku di Perbukitan Jiwo ini diharapkan menjadi suatu hal baru guna mengetahui sejarah magmatisme yang mempengaruhi pembentukan dari Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur. Berbagai macam penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti terdahulu belum ada yang pernah membahas mengenai sejarah magmatisme batuan beku yang hadir di Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur secara mendetail dan sistematis serta hubungan yang terjadi antara Jiwo Barat dan Jiwo Timur dalam sejarah magmatisme serta genesa dari batuan beku yang ada. Oleh karena itu penulis mengangkat tema penulisan ini untuk mengetahui mengenai hubungan sejarah magmatisme yang terjadi baik pada perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur dengan melakukan analisis petrologi dan geokimia pada batuan beku.

4 4 I.2. Maksud dan Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan bermaksud untuk mengetahui sejarah geologi khususnya sejarah magmatisme yang terjadi pada daerah Bayat yang membentuk Perbukitan Jiwo. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: a. Untuk mengetahui kelompok batuan beku yang ada di Perbukitan Jiwo b. Untuk mengetahui hubungan proses magmatisme yang terjadi antara Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur c. Untuk mengetahui jenis dan sumber magma induk (parential magma) yang membentuk batuan beku antara Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur I.3. Lokasi Penelitian Daerah penelitian secara administratif sebagian besar termasuk ke dalam Desa Paseban, Desa Krikilan, Desa Krakitan, Desa Jotangan, Desa Kebon, Desa Tawangrejo, Desa Talang, Desa Gununggajah, dan Desa Dukuh, Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Provinsi Jawa Tengah. Luas daerah pemetaan kurang lebih 35 km 2. Berdasarkan koordinat lintang dan bujur, lokasi daerah penelitian terletak pada koordinat lintang 07 o 45' 30'' 07 o 47' 00'' LS dan bujur 110 o 37'30'' 110 o 40'30'' BT (Gambar 1.1). Lokasi daerah pemetaan dapat dicapai dengan sepeda motor maupun dengan mobil. Pengambilan sampel batuan dapat diakses dengan menggunakan kendaraan, namun apabila tidak dimungkinkan dengan menggunakan kendaraan, daerah

5 5 pemetaan dapat dijangkau dengan berjalan kaki. Namun secara keseluruhan lokasi penelitian dapat dijangkau dengan menggunakan kendaraan bermotor. Gambar 1.1. Peta indeks lokasi penelitian I.4. Tinjauan Pustaka 1. Soeria-Atmadja dkk. (1991) Daerah Bayat tersusun oleh banyak dike dan tubuh intrusi dengan komposisi dominan basaltik. Batuan ini memotong batuan lain seperti sekis kristalin berumur pra-tersier dan batugamping Formasi Wungkal berumur Eosen. Terdapat tiga temuan sill basalt yang memotong sekuen turbidit dari Formasi Kebo-Butak dengan umur Oligosen Akhir-Miosen Awal (N2-N5; Soeria-Atmadja dkk., 1990 dalam Soeria-Atmadja dkk., 1991).

6 6 Batuan beku di daerah Bayat telah dilakukan penarikan umur mutlak dan didapatkan umur diorit 33,2±1,00 juta tahun atau Oligosen awal dan sedangkan sill basalt 24,30±0,60 juta tahun atau Oligosen akhir (Soeria-Atmadja dkk., 1994 dalam Setijadji dkk., 2006). Sehingga secara umum daerah Bayat dikelompokkan ke dalam vulkanik Oligosen dari Pulau Jawa dan menunjukan kejadian double volcanic chain. Batuan basalt tersusun atas 5-20% fenokris (plagioklas, klinopiroksen, Timagnetit) dengan matriks berupa gelasan atau microlitic dengan mineral sekunder fasies sekis hijau. Analisis kimia menunjukkan komposisi magma dengan tipe medium-k calc-alkaline. 2. Rahardjo (1994) Peneliti telah melakukan pemetaan geologi di Perbukitan Jiwo dengan skala 1: Peneliti membagi Perbukitan Jiwo dari tua ke muda yaitu Satuan Metamorf Pra Tersier (sekis mika, sekis klorit, filit, kuarsit dan marmer), Formasi Wungkal-Gamping (batugamping), Intrusi Batuan Beku (diorit, basalt), Formasi Oyo-Wonosari (batupasir karbonatan dan batugamping), dan Endapan Aluvial. 3. Surono dkk. (2006) Terdapat tiga kali periode kegiatan magmatisme pada Bukit Pendul yaitu 39,82±1,49 s/d 33,15±1,00 juta tahun atau Eosen Akhir-Oligosen awal, periode kedua pada 31,29±0,90 juta tahun atau Oligosen Akhir-Miosen Awal, dan 24,25±0,65 juta tahun atau Miosen Tengah. Hanya periode pertama dan ketiga yang terekam dengan baik pada Perbukitan Jiwo, sedangkan periode kedua ditandai dengan tersingkapnya batuan di Tegalrejo. Magmatisme yang terjadi pada periode

7 7 pertama dan ketiga ini merupakan hasil dari diferensiasi magma induk yang berbeda dimana magma induk yang lebih tua memiliki kandungan unsur tanah jarang (REE) yang lebih rendah dibandingkan dengan magmatisme yang terjadi pada periode ketiga. Peneliti telah melakukan studi geokimia pada sampel batuan beku di Bukit Pendul. Sampel batuan yang telah diambil dibagi menjadi 2 yaitu yang mewakili batuan Eosen Akhir-Oligosen Tengah dan batuan yang mewakili Miosen Awal- Tengah. Dari data diagram laba-laba memperlihatkan adanya perbedaan antara keduanya. Pada batuan Eosen Akhir-Oligosen Tengah, kandungan unsur tanah jarangnya lebih rendah dibandingkan dengan kandungan unsur yang sama dalam batuan Miosen Awal-Tengah. Selain itu didapatkan keduanya memiliki pola unsur tanah jarang yang datar dari unsur tanah jarang ringan ke unsur tanah jarang berat (La/Yb kecil) dan keduanya tidak pernah berpotongan. Anomali negatif dari unsur Eu walaupun hanya sedikit juga mempunyai arti yang signifikan sebagai indikasi petrogenesis magmanya. Hal ini menunjukkan adanya adanya perbedaan diferensiasi magma yang lebih rendah dan terjadi kristalisasi. Kandungan unsur tanah jarang (REE) pada batuan beku berupa magma di Bukit Pendul menunjukkan genesa berupa daerah penunjaman dengan sumber magma dari baji mantel di atas kerak samudera yang menunjam, yang sudah diperkaya oleh unsur inkompatibel yang berasal dari kerak samudera yang menunjam. Selain mengamati data REE, sampel batuan beku di Bukit Pendul juga didapatkan hasil analisa unsur jejaknya dibandingkan dengan unsur yang sama untuk basal tengah samudera (mid oceanic ridge= MORB) dan di dalam lempeng

8 8 (oceanic island basalt=iob). Didapatkan hasil berupa konsentrasi unsur ion litofil besar (Ba, Rb, Th dan K) yang bersifat mobile mengalami pengkayaan dibandingkan dengan unsur itu di MORB, namun masih lebih kecil jika dibandingkan dengan OIB. Sebaliknya unsur immobile (Nb dan Zr) terlihat sebanding dengan MORB. Anomali positif dari unsur Sr sangat menonjol sehingga dijadikan penciri geokimia pada batuan intrusi Pendul. Hasil yang didapatkan mencerminkan geokimia batuan yang berasal dari magma yang terbentuk pada lingkungan daerah busur penunjaman. 4. Bronto (2011) Kawasan Gunung Pendul di Jiwo Timur merupakan bekas gunung api purba yang sudah mengalami erosi lanjut. Batuan intrusi kelompok gabro mikro dan batuan ekstrusi aliran lava basal ditemukan sebagai jejak fosil dari gunung api. 5. Junitia (2014) Geokimia pada batuan beku pada perbukitan Jiwo telah diteliti dengan menggunakan metode X-Ray Fluorescence (XRF ) dengan cara grafis yaitu dengan menggunakan diagram Harker dengan mengeplot unsur oksida utama dibandingkan dengan SiO2 yang digunakan sebagai pembanding. Pada Perbukitan Jiwo Timur dilakukan pengeplotan nilai K2O terhadap SiO2 dalam diagram Pecerillo dan Taylor (1976, dalam Junitia, 2014) yang menunjukkan afinitas magma pembentuk batuan beku pada daerah ini termasuk dalam seri Tholeiitic. Sedangkan pada Perbukitan Jiwo Barat pengeplotan nilai K2O terhadap SiO2 dalam diagram Pecerillo dan Taylor (1976 dalam Junitia, 2014) menunjukkan afinitas magma yang termasuk dalam seri Calc-alkaline dan pada diagram AFM

9 9 (After Kuno, 1976 dalam Junitia, 2014) juga menunjukkan hasil yang sama yaitu termasuk dalam seri Calc-alkaline. Penelitian ini menghasilkan kesimpulan bahwa Perbukitan Jiwo Barat dan Timur memiliki komposisi magma yang berbeda.