Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Geologi Regional Cekungan Sumatera Tengah Cekungan Sumatera Tengah secara fisiografis terletak di antara Cekungan Sumatera Utara dan Cekungan Sumatera Selatan yang dibatasi oleh Dataran Tinggi Asahan di sebelah utara dan baratlaut. Tinggian Tiga Puluh di sebelah tenggara, Paparan Sunda di sebelah timur, serta Bukit Barisan di bagian barat dan baratdaya (Gambar II.1). Gambar II.1 Kerangka tektonik regional Cekungan Sumatera Tengah (modifikasi dari Heidrick & Aulia, 1993). 11
II.1.1 Stratigrafi Regional Cekungan Sumatera Tengah Urutan stratigrafi Cekungan Sumatera Tengah menurut Heidrick et.al (1997), dimulai dari batuan dasar hingga batuan yang termuda adalah sebagai berikut: 1. Batuan Dasar Menurut Heidrick et.al (1997), batuan dasar yang berfungsi sebagai landasan Cekungan Sumatera Tengah dibagi menjadi empat (4) kelompok batuan yaitu: Mallaca Terrane atau Quartzite Terrane yang terdiri dari kuarsit, batugamping kristalin, sekis dan serpih yang berumur Paleozoikum. Mutus Assemblage (Kelompok Mutus) yang berumur Trias-Yura merupakan zona suture yang memisahkan antara Quartzite Terrane dan Graywacke Terrane. Kumpulan Mutus terdiri dari batuan argillite, filit, rijang, tuff, serpih. Graywacke Terrane atau Deep-water Assemblage, tersusun oleh graywacke, pebbly-mudstone dan kuarsit. Tapanuli Group (Formasi Alas) terdiri atas litologi yang didominasi oleh serpih laut, metasandstone, dan filit yang terendapkan di atas sekuen batugamping (Alas) yang berumur Karbon Awal-Devon dan hadir sebagai salah satu batuan tertua di Sumatera. 2. Kelompok Pematang Kelompok Pematang adalah sedimen tertua di Cekungan Sumatera Tengah. Kelompok ini berumur Eosen-Oligosen dan diendapkan secara tidak selaras di atas batuan Pra-Tersier, mengisi half graben, graben dan pull-apart rift yang terbentuk pada batuan dasar tersebut selama fase rifting. Kelompok Pematang terbagi menjadi tiga formasi sebagai berikut: Formasi Lower Red Beds, yang terdiri variasi fanglomerate merah, abu-abu dan hijau konglomerat, batupasir arkosik, batulanau, mudstone dan serpih. Lingkungan pengendapannya adalah alluvial plain (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Brown Serpih, yang terdiri dari serpih yang berwarna coklat dan diendapkan dengan lingkungan pengendapan danau. Serpih pada formasi ini kaya akan kandungan bahan organik, memiliki laminasi yang cukup baik yang 12
menandakan bahwa serpih ini diendapkan pada kondisi air yang tenang, sehingga formasi ini merupakan batuan induk hidrokarbon bagi reservoir yang berada pada Cekungan Sumatera Tengah (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Upper Red Bed, yang terdiri dari batupasir, konglomerat dan serpih berwarna merah-hijau. Lingkungan pengendapannya lakustrin (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). 3. Kelompok Sihapas Menurut Heidrick et.al (1997), Kelompok Sihapas yang diendapkan secara tidak selaras di atas Kelompok Pematang adalah terdiri dari beberapa formasi sebagai berikut: Formasi Menggala, yang berumur Miosen Awal (N4-N5), terdiri dari kombinasi non-marine fluvial-braided stream clastics yang bergradasi secara lateral semakin keatas menjadi lebih marine yang pada akhirnya menjadi open marine semakin ke utara. Litologinya terdiri dari batupasir berbutir kasarsedang yang umumnya hadir pada lingkungan pengendapan fluvial (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Bangko, yang berumur Miosen Awal (N5), didominasi oleh batulempung karbonatan yang berlapis dengan batupasir halus. Lingkungan pengendapan laut terbuka sampai delta plain (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Bekasap, yang berumur Miosen Awal (N6), lingkungan pengendapannya transisi sampai laut terbuka yang dipengaruhi oleh tidal. Litologi terdiri dari batupasir glaukonitik, dengan sedikit serpih dan batugamping (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Bekasap merupakan reservoir penting. Formasi Duri, yang terdiri dari seri batupasir berbutir halus sampai menengah yang secara lateral menjadi batulempung laut dalam dari Formasi Telisa. Terbentuk pada lingkungan inner neritic deltaic (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Duri yang berumur Miosen Awal (N7-N8) merupakan salah satu reservoir utama. 13
Formasi Telisa, yang berumur Miosen Awal-Miosen Tengah (N6-N11) dan diendapkan pada lingkungan laut dangkal hingga laut terbuka. Litologi penyusun adalah batulanau glaukonitik dan batupasir sangat halus dengan lenses batugamping (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi ini merupakan seal yang efektif dalam kerangka di Cekungan Sumatera Tengah. Gambar II.2 Kolom stratigrafi regional Cekungan Sumatera Tengah (Heidrick & Aulia, 1996 op. cit. Irene, 2006). 14
4. Formasi Petani Formasi Petani diendapkan mulai dari lingkungan laut dangkal sampai lingkungan delta yang menunjukkan regresi air laut. Pengendapannya ditandai oleh Duri Event yaitu periode nondeposisi karena adanya tektonik besar pada kala Miosen Tengah. Formasi ini terdiri dari batupasir kuarsa, batulempung, batupasir glaukonitan dan batugamping yang dijumpai pada bagian bawah, sedangkan batubara banyak dijumpai pada bagian atas dan terjadi saat pengaruh laut semakin berkurang. 5. Formasi Minas Formasi Minas merupakan endapan alluvial yang berumur kuarter dengan litologi penyusun terdiri dari pasir, kerikil dan lempung (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). II.1.2 Struktur Regional Cekungan Sumatera Tengah Menurut penelitian yang dilakukan Heidrick & Aulia (1993), perkembangan struktur di Cekungan Sumatera Tengah dapat dibagi menjadi empat fase tektonik utama, yaitu: 1. Fase deformasi Pre-Eosen (F0) 2. Fase rifting Eo-Oligosen (F1) 3. Fase sagging dan transtensi Miosen Awal Miosen Tengah (F2) 4. Fase kompresi Miosen Tengah sampai sekarang (F3) Fase deformasi Pre-Eosen (F0) Fase merupakan fase deformasi tertua yang terjadi di Cekungan Sumatera Tengah. Fase ini membentuk batuan dasar (batuan dasar break) yang berarah utara-selatan, barat laut tenggara, dan timurlaut-baratdaya (Heidrick & Aulia, 1993). Fase rifting Eo-Oligosen (F1) Fase ini merupakan fase awal pembentukan Cekungan Sumatera Tengah. Akibat tumbukan Lempeng Hindia terhadap Lempeng Asia Tenggara, maka terbentuklah suatu sistem rekahan transtensional yang memanjang ke arah selatan mulai dari 15
Cina bagian selatan ke Thailand dan ke Malaysia hingga Sumatera dan Kalimantan Selatan (Heidrick dan Aulia, 1993). Selanjutnya terbentuklah graben dan setengah graben berarah utara-selatan, yang menjadi tempat diendapkannya sedimen-sedimen Kelompok Pematang. Fase sagging dan transtensi (F2) Pada fase transtensi (F2L) terbentuk sesar mendatar dekstral berarah utara-selatan yang merupakan reaktifasi sesar pembentuk graben dan juga terbentuk sesar baru di sepanjang batas batuan dasar (batuan dasar break) yang berarah utara-selatan (Heidrick dan Aulia, 1993). Struktur-struktur yang berkembang di sepanjang sesar-sesar mendatar berarah utara-selatan (F2) meliputi kombinasi dari pull-apart graben, setengah graben, lipatan, struktur bunga positif dan struktur bunga negatif, sesar listrik, sesar normal model domino, yang semuanya merupakan struktur tumbuh. Lipatan-lipatan yang terbentuk di sepanjang sesar-sesar berarah urata-selatan (F2) mempunyai relief kecil (kurang dari 150 kaki), dengan klosur yang kecil. Lipatan-lipatan tersebut berarah barat-laut-tenggara dan tersusun secara berulang membentuk susunan en-echelon (Heidrick dan Aulia, 1993) Fase kompresi (F3) Fase ini merupakan fase kompresi yang terjadi pembalikan struktur (structural inversion) yang menghasilkan struktur reverse dan thrust fault di sepanjang jalur sesar mendatar sebelumnya. Proses kompresi tersebut terjadi bersamaan dengan proses pemekaran laut Andaman dan terjadinya pergeseran sesar besar di Sumatera, serta pembentukan Bukit Barisan di sebelah barat. Dalam fase ini, Cekungan Sumatera Tengah secara umum mengalami regresi dan sedimensedimen Formasi Petani mulai diendapkan. Dalam episode ini diendapkan Formasi Minas secara tidak selaras di atas Formasi Petani. 16
Gambar II.3 Perkembangan tektonik selama Tersier pada Cekungan Sumatera Tengah (Yarmanto et al., 1997 op. cit. Irene, 2006). 17
Gambar II.4 Kerangka Struktur Geologi Fase F2 dan F3 Cekungan Sumatera Tengah (Modifikasi dari Heidrik & Aulia, 1993 op. cit. Irene, 2006). 18
II.2 Geologi Lapangan Bekasap II.2.1 Stratigrafi Lapangan Bekasap Sesuai dengan stratigrafi regional, stratigrafi Lapangan Bekasap juga tersusun atas batuan dasar, Kelompok Pematang, Formasi Menggala, Formasi Bangko dan Formasi Bekasap, dan Formasi Telisa. Batuan dasar pada Lapangan Bekasap disusun oleh batuan dasar dari kelompok Mutus dan terdiri dari batuan argillite. Obyek penelitian adalah Formasi Menggala bagian atas yang terdiri dari batupasir berukuran sedang-kasar. Stratigrafi Lapangan Bekasap terdiri dari siekuen klastik (dari tua ke muda) yaitu Kelompok Pematang, Formasi Menggala, Formasi Bangko, Formasi Bekasap dan Formasi Telisa dengan deskripsi sebagai berikut: 1. Kelompok Pematang Kelompok pematang terdiri dari 3 formasi yaitu Formasi Lower Red Bed, Formasi Brown Serpih, Upper Red Bed. 2. Formasi Menggala terdiri dari kombinasi non-marine fluvial-braided stream clastics yang bergradasi secara lateral semakin keatas menjadi lebih laut yang pada akhirnya menjadi laut terbuka semakin ke utara. Litologinya terdiri dari batupasir berbutir kasar-sedang, sedangkan pada bagian atas terdapat batupasir halus dengan struktur bioturbasi. Formasi ini merupakan reservoir utama dengan cadangan terbesar. 3. Formasi Bangko, terdiri dari batulempung karbonatan yang berlapis dengan batupasir batupasir halus. Formasi Bangko yang disebut sebagai batupasir 2250 merupakan salah satu reservoir pada lapangan ini dengan cadangan terkecil. 4. Formasi Bekasap terdiri dari batupasir glaukonitik, dengan sedikit serpih dan batugamping (Heidrick et.al, 1997 op. cit. Irene, 2006). Formasi Bekasap merupakan reservoir penting pada Lapangan Bekasap 19
5. Formasi Duri terdiri dari seri batupasir berbutir halus sampai menengah yang secara lateral menjadi batulempung laut dalam dari Formasi Telisa. 6. Formasi Telisa diendapkan pada lingkungan laut dangkal hingga laut terbuka. Litologi penyusun adalah batulanau glaukonitik dan batupasir sangat halus dengan batugamping yang melensa. Formasi ini merupakan batu tudung yang efektif dalam kerangka di Cekungan Sumatera Tengah II.2.2 Struktur Geologi Lapangan Bekasap Struktur Lapangan Bekasap terdiri dari sesar mendatar berarah utara selatan di bagian timur dan sesar naik di bagian barat berarah barat laut tenggara. Sesar berarah baratlaut tenggara merupakan sesar yang memotong obyek penelitian (Formasi Menggala) merupakan hasil dari reaktivasi yang terjadi pada fase F3 (kompresi) yang merupakan inversi dari sesar yang terbentuk pada fase F1 (rifting). Zona sesar mendatar berarah utara selatan pada lapangan ini terbentuk pada fase F2 dengan arah tegasan utama berarah utara selatan (Gambar II.5). Strukturstruktur yang menyusun zona sesar mendatar dekstral pada Lapangan Bekasap adalah sesar mendatar utama, lipatan en-echelon, sesar normal pembentuk struktur bunga dan sesar naik en-echelon. Sesar mendatar utama berarah baratlauttenggara dan tersusun ke kiri (left stepping) Lipatan antiklin utama berarah baratlaut-tenggara yang merupakan klosur utama pada Lapangan Bekasap terbentuk pada fase kompresi (F3) bersamaan dengan terbentuknya sesar naik yang membatasi lapangan ini pada bagian barat (Gambar II.5). Lipatan en-echelon yang ada di bagian timur lapangan ini terbentuk pada fase F2 juga hadir sebagai klosur. 20
Gambar II.5 Peta struktur kedalaman Formasi Menggala, Lapangan Bekasap. 21