GEOLOGI DAN ANALISIS BIOSTRATIGRAFI NANNOPLANKTON DAERAH GUNUNGPANTI DAN SEKITARNYA, KABUPATEN PATI, JAWA TENGAH TUGAS AKHIR A Diajukan sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Strata Satu di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung Diajukan oleh : Halmi Insani NIM. 12007042 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2011
SARI Daerah penelitian terletak di Desa Gunungpanti, Kabupaten Pati, Jawa Tengah, berjarak ± 17 km ke arah tenggara kota Pati, meliputi wilayah seluas ± 14 km 2, dengan kedudukan geografis 06⁰52 30-06⁰54 09 LS dan 111⁰03 00 111º05 30 BT. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keadaan geologi dan analisis biostratigrafi nannoplankton yang meliputi penyusunan zonasi nannoplankton, serta analisis perubahan lingkungan pengendapan melalui keragaman dan kelimpahan nannoplankton. Secara fisiografi, daerah penelitian berada pada zona Antiklinorium Rembang Madura. Satuan geomorfologi pada daerah penelitian terdiri dari Satuan perbukitan Homoklin, Satuan Lembah Homoklin, dan Satuan Dataran Aluvial. Satuan batuan yang tersingkap dari tua ke muda terdiri dari Satuan Batugamping Packstone Formasi Bulu yang berumur Miosen Akhir (NN9 dan/atau lebih tua), diendapkan pada Neritik Luar. Satuan Batulempung Berlapis Formasi Wonocolo yang berumur Miosen Akhir (NN10), diendapkan pada lingkungan Batial Atas. Satuan Batupasir Formasi Ledok yang berumur Miosen Akhir (NN10 N12), diendapkan pada lingkungan Neritik Luar. Satuan Napal Formasi Mundu yang berumur Pliosen Bawah (NN13 NN17), diendapkan pada lingkungan Batial Atas Batial Bawah. Satuan Batugamping Grainstone Formasi Selorejo yang berumur Pliosen Atas Plistosen (NN18 NN20), diendapkan pada lingkungan Neritik Luar. Satuan Batulempung Masif Formasi Lidah yang berumur Plistosen (NN21 dan/atau lebih muda), diendapkan pada lingkungan Batial Atas. Satuan Aluvial, berumur Resen diendapkan di lingkungan darat secara tidak selaras di atas Satuan Batulempung Berlapis. Struktur geologi yang dijumpai berupa sesar mendatar menganan. Pembentukan struktur dikontrol oleh tegasan berarah relatif utara - selatan. Berdasarkan analisis nannoplakton, daerah penelitian dapat dibagi menjadi 7 zonasi dan perubahan lingkungan pengendapan di daerah penelitian dapat diketahui melalui diagram keragaman kelimpahan nannoplankton. Populasi nannoplankton daerah penelitian didominasi oleh genera Discoaster, Reticulofenestra, dan Sphenolithus. Kata kunci: biostratigrafi nannoplankton, Gunungpanti, keragaman, kelimpahan ii
ABSTRACT Study area located in Gunungpati Village, Pati Disctrict, Central Java, located ± 17 km southeast from Pati Town, comprising ± 14 km 2 area with geographical position 06⁰52 30-06⁰54 09 South Latitude and 111⁰03 00 111º05 30 East Longitude. The objectives of this study is to understand the geological condition of the area and to arrange the biostratigraphy based on nannoplankton which also include the determination of nannoplankton zonation and reconstruct the depositional environment change by analysing nannoplankton biodiversity and abundance. The study area is included in Rembang-Madura Anticlinorium physiographic zone. The geomorphological units of study area consist of Homoclinal Hills Unit, Homoclinal Valley Unit, and Alluvial Plain Unit. The lithological unit that appeared in this area, from older to younger, are: Packstone Limestone Unit of Bulu Formation, aged Late Miocene (NN9 and/or older), it is deposited in Outer Neritic environment. The next unit is Layered Claystone Unit of Wonocolo Formation, aged Late Miocene (NN10), it is deposited in Upper Bathyal environment. On top of that, Sandstone with Limestone Intercalation Unit of Ledok Formation deposited at Late Miocene Lower Pliocene (NN10 - NN12) in Outer Neritic environment. Then Marl Unit of Mundu Formation deposited at Lower Pliocene (NN13 - NN17) in Upper to Lower Bathyal environment. Grainstone Limestone Unit of Selorejo Formation deposited afterward at Upper Pliocene Pleistocene (NN18 NN20) in Outer Neritic environment. The Massive Claystone Unit of Lidah Formation deposited afterward at Pleistocene (NN21 and/or younger) in Upper Bathyal environment. Then Alluvial Unit lays uncomfortably on top of the Massive Claystone Unit at recent in terrestrial environment. Geological structure which occurred in study area is a strike-slip fault which controlled by relatively N-S force. Based on nannoplankton analysis, the biozonation of study area has divided into seven zonations and the depositional environment change has interpreted with nannoplankton biodiversity abundance diagram. Nannoplankton population were dominated by Discoaster, Reticulofenestra, and Sphenolithus genera. Keywords: nannoplankton biostratigraphy, Gunungpanti, biodiversity, abundance iii
iv
KATA PENGANTAR Penulis mengucapkan puji dan syukur yang teramat dalam kehadirat Tuhan YME, karena hanya atas rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Selama pembuatan Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan saran dari berbagai pihak. Penulis menyadari tanpa bimbingan dan dorongan dari semua pihak, pelaksanaan dan penyusunan tugas akhir ini tidak mungkin terwujud. Dalam kesempatan ini, penulis bermaksud menyampaikan ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.) Bapak Roebiyanto Kapid selaku pembimbing Tugas Akhir yang dengan sabar membagi ilmunya dan tiada lelah membimbing penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. 2.) Bapak Benyamiin Sapiie dan seluruh dosen Teknik Geologi ITB, yang mengajar dan membimbing penulis sehingga penulis mendapatkan ilmu yang berguna sebagai bekal dimasa mendatang. 3.) Keluarga tersayang, Mamah, Apa, Teteh yang selalu memberikan sokongan baik moral maupun spiritual kepada penulis untuk tetap berjalan di jalan yang benar. 4.) Sahabat-sahabat saya, Achmad Fahruddin, Febriansyah A.A, Leonardo Sebayang, Resti Samyati, Mika Rizki Puspaningrum, dan Maria Sekar Proborukmi atas persahabatan dan dukungan yang diberikan. 5.) Teman-teman seperjuangan di GEA 2007 yang sering membantu penulis selama perkuliahan berlangsung dan dalam suka maupun duka tetap bekerja sama dengan motivasi tinggi. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, begitu banyak kekurangan yang masih melekat dalam karya ini. Oleh karena itu, penulis sangat menantikan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk menjadi pembelajaran bagi penulis di masa datang. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembacanya dan menjadi sumbangsih bagi ilmu pengetahuan, khususnya ilmu geologi. Bandung, 15 Juni 2011 Penulis iv
Terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: Tuhan Yang Maha Esa Puji dan Syukur teramat dalam kepada Tuhan YME, yang selalu memberikan rahmat dan pertolongannya. Terima kasih ya Tuhan YME atas petunjuk dan arahan-mu sehingga penulis mendapat jalan yang tepat hingga saat ini. Dr. Ir. Roebiyanto Kapid Terima kasih kepada bapak dosen pembimbing yang dengan sabar membagi ilmunya dan tiada lelah membimbing penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Terimakasih Pak Rubi, terimakasih sebesar-besarnya. Keluarga Tercinta Apa, Mamah, Teteh, yang selalu memberikan sokongan baik moral maupun spiritual yang tidak segan selalu membantu penulis selama Tugas Akhir ini. Terimakasih keluargaku tersayang. Teman-teman seperjuangan di GEA khususnya teman-teman GEA 2007 My besties : Achmad Fachruddin dan Febriansyah, Terimakasih atas persahabatan yang telah kalian berikan, atas tawa, dan dukungan kalian. Leo, Resti, Mika, Mbak Maro, Tedi, Kiki, Fahma, Indi, Septi, Nadiah, Dwi, Dewi, Dedew, Puti, Eko dan teman-teman GEA lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. Terima kasih atas segala canda tawa, bantuan, sokongan, semangat, suka dan duka yang telah kalian berikan, sahabatku Febi Rhiana Terimakasih atas semangat dan dukungan yang tak pernah henti-hentinya diberikan kepada penulis sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terimakasih atas kenangan indah yang telah kita lalui bersama. Keluarga di Desa Gunungpanti Yang Lis, Mbak lis, Tia, Pak Lurah, Pak RT Pelemgatel, Mas Pardi. Terimakasih atas kesediaannya menemani penulis selama berada di lapangan Serta Segenap Pimpinan dan Staf Program Studi Teknik Geologi ITB. v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN...i SARI...ii ABSTRACT...iii KATA PENGANTAR...iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR TABEL...xi DAFTAR LAMPIRAN...xii BAB I PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Maksud dan Tujuan...1 1.3 Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian...2 1.4 Kondisi Umum Daerah Penelitian...3 1.5 Rumusan Masalah...3 1.6 Metode dan Tahapan Penelitian...4 1.6.1 Tahap Persiapan...4 1.6.2 Tahap Studi Pendahuluan...4 1.6.3 Tahap Penelitian Lapangan...4 1.6.4 Tahap Analisis dan Pengolahan Data...5 1.6.5 Tahap Penyusunan Laporan dan Penyajian Data...6 BAB II STRATIGRAFI REGIONAL DAERAH PENELITIAN...7 2.1 Fisiografi Jawa Timur...7 2.1 Stratigrafi Jawa Timur...8 2.3 Struktur Geologi Regional...11 vi
BAB III GEOLOGI DAERAH PENELITIAN...13 3.1 Geomorfologi Daerah Penelitian...13 3.1.1 Satuan Geomorfologi Daerah Penelitian...13. 3.1.1.1 Satuan Perbukitan Homoklin...14 3.1.2.2 Satuan Dataran Aluvial...14 3.1.2 Tipe Genetik dan Pola Aliran Sungai...15 3.1.3 Tahaan Geomorfik...18 3.2 Stratigrafi Daerah Penelitian...19 3.2.1 Satuan Batugamping Packstone...19 3.2.2 Satuan Batulempung Berlapis...22 3.2.3 Satuan Batupasir Selang-Seling Batugamping...25 3.2.4 Satuan Napal...28 3.2.5 Satuan Batugamping Grainstone...30 3.2.6 Satuan Batulempung Masif...33 3.2.7 Satuan Aluvial...35 3.2.8 Resume Satuan Stratigrafi Daerah Penelitian...37 3.3 Struktur Geologi Daerah Penelitian...37 3.3.1 Pengamatan Struktur Geologi di Lapangan...40 3.3.2 Mekanisme Pembentukan Struktur Geologi...41 BAB IV ANALISIS BIOSTRATIGRAFI NANNOPLANKTON...43 4.1 Pembagian Filum Nannoplankton...43 4.2 Preparasi dan Metode Analisis Nannoplankton...43 4.2.1 Preparasi Nannoplankton...43 4.2.2 Metode Analisis Nannoplankton...44 4.3 Pembagian Umur dengan Nannoplankton...45 4.4 Analisis Nannoplankton Daerah Penelitian...46 vii
4.5 Analsis Umur Berdasarkan Biozonasi Nannoplankton... 46 4.6 Analisis Keragaman Species...48 BAB V SEJARAH GEOLOGI...51 BAB VI KESIMPULAN...53 DAFTAR PUSTAKA...54 LAMPIRAN...57 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Daerah penelitian (Encarta, 2007)... 2 Gambar 2.1. Pembagian Cekungan Jawa Timur bagian utara berdasarkan fisiografi dan struktur (Bemmelen, 1949)...9 Gambar 2.2 Stratigrafi Regional Cekungan Jawa Timur (Sribudiyani, 2003)...11 Gambar 2.3. Elemen tektonik Cekungan Jawa Timur bagian utara (Sribudiyani, 2003)...12 Gambar 3.1 Elevasi daerah penelitian yang dimodifikasi dari SRTM...13 Gambar 3.2.Satuan Perbukitan Homoklin...14 Gambar 3.3. Satuan Lembah Homoklin...14 Gambar 3.4. Satuan Dataran Aluvial...15 Gambar 3.5 Lembah sungai yang berbentuk U pada Sungai Tegalbale...16 Gambar 3.6 Tipe genetik sungai konsekuen pada Sungai Tambar...17 Gambar 3.7 Sungai Kedungpereng (A) dan Sungai Kedungkemabang di Desa Larangan (B) dengan arus sungai yang deras dan memperlihatkan erosi vertikal...18 Gambar 3.8. Singkapan batugamping berlapis tebal pada Satuan Batugamping Packstone di Sungai Kedungtimah...21 Gambar 3.9. Singkapan batugamping berlapis tipis pada Satuan Batugamping Packstone...21 Gambar 3.10. Singkapan batulempung berlapis pada Satuan Batulempung Berlapis...24 Gambar 3.11. Singkapan sisipan batugamping pada Satuan Batulempung Berlapis di daerah Sungai Kedungbuluh...24 Gambar 3.12. Singkapan batupasir pada Satuan Batupasir Selang-seling Batugamping di Desa Pelemgatel...27 Gambar 3. 13 Singkapan perselingan batupasir dan batugamping pada Satuan Batupasir Selang-seling Batugamping...27. Gambar 3.14. Singkapan napal masif berukuran pasir halus di Sungai Kedungkembang, Desa Larangan...29 Gambar 3.15 Singkapan napal masif berukuran lempung di Desa Tegalbale...30 ix
Gambar 3.16 Singkapan batugamping bertekstur bioklastik di Desa Bonorejo...32 Gambar 3.17. Singkapan batugamping berlapis pada Satuan Batugamping Grainstone...32 Gambar 3.18. Pecahan cangkang moluska pada Satuan Batugamping Grainstone...33 Gambar 3.19. Singkapan batulempung masif pada Satuan Batulempung Masif...35 Gambar 3.20 Singkapan batulempung pada Satuan Batulempung di daerah Sungai Tegalbale...35 Gambar 3.21 Endapan aluvial berukuran kerikil hingga bongkah di sepanjang Sungai Tegalbale sebelah utara...36 Gambar 3.22 Endapan aluvial berukuran kerikil hingga pasir kasar di sekitar Sungai Gunungpanti...36 Gambar 3.23 Pola kelurusan pada peta SRTM daerah penelitian dan diagram bunga...38 Gambar 3.24 Teori model pure shear (Twiss dan Moores, 1992)...40 Gambar 4.1 Bagan jenis-jenis Zona Biostratigrafi menurut ISSC Report No. 5, 1971 dalam Komisi Sandi stratigrafi Indonesia, 1973)...45 Gambar 4.2 (A) Distribution chart nannoplankton di lintasan Sungai Kedunglawah yang memperlihatkan perkembangan keragaman (kurva warna kuning) dan kelimpahan nannoplanktonnya (kurva warna abu-abu), (B) Perbandingan keragaman dan kelimpahan nannoplankton di semua lintasan...48 x
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Kolom stratigrafi umum tidak resmi di daerah penelitian (tanpa skala)...37 xi
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C : Analisis Petrografi : Analisis Kalsimetri : Analisis Nannoplankton LAMPIRAN DALAM KANTONG: LAMPIRAN C1 : Tabel Distribution Chart Nannoplankton Lintasan 1 LAMPIRAN C2 : Tabel Distribution Chart Nannoplankton Lintasan 2 LAMPIRAN C3 : Tabel Distribution Chart Nannoplankton Lintasan 3 LAMPIRAN D1 LAMPIRAN D2 LAMPIRAN D3 LAMPIRAN E : Peta Lintasan dan Lokasi : Peta Geomorfologi : Peta Geologi : Kolom Stratigrafi Sungai Tambar - Kedungtimah xii