BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Dinamika aktivitas magmatik di zona subduksi menghasilkan gunung api bertipe komposit strato (Schmincke, 2004; Sigurdsson, 2000; Wilson, 1989). Meskipun hanya mewakili 10% volume magma yang dikeluarkan ke permukaan bumi, namun 80% erupsi yang tercatat sejarah terjadi pada gunung api di zona subduksi (Simkin dan Siebert, 2000; Schmincke, 2004). Gunung Ungaran adalah bagian dari sabuk gunung api Kuarter aktif Jawa yang terbentuk akibat subduksi lempeng samudera Indo - Australia di bawah lempeng benua Eurasia yang seismisitasnya sangat aktif (Hamilton, 1979). Secara fisiografi, gunung api ini terletak pada Sabuk Vulkanik Kuarter, antara Zona Kendeng dan Pegunungan Serayu Utara (Van Bemmelen, 1949). Gunung Ungaran diklasifikasikan sebagai gunung api tipe B (Kusumadinata dkk., 1979) yang memiliki prospek panasbumi dilihat dari keberadaan manifestasi mataair panas, fumarol, kolam lumpur, dan batuan teralterasi hidrotermal (Aribowo dkk., 2003; Setyawan, 2009; Phuong dkk., 2012). Deret gunung api Merapi Ungaran menempati bagian barat Zona Solo, yang terbentuk pada suatu zona sesar geser. Sesar ini menjadi batas Jawa Timur dan Jawa Tengah. Berdasarkan kenampakan citra satelit, morfologi Gunung Ungaran tampak lebih kasar dan bervariasi dibandingkan gunung api yang lebih muda seperti Gunung Merapi. Perkembangan bertingkat sepanjang deret gunung api ini dimulai dari utara ke selatan (Van Bemmelen, 1949). Hal ini dikonfirmasi 1
2 oleh Kohno dkk. (2005) melalui penanggalan K - Ar, yaitu Ungaran Tua yang berumur 1,4±0.5 Ma ke Merapi tertua yang berumur 0.67±0.5 Ma. Menurut Van Bemmelen (1949), perkembangan Gunung Ungaran terbagi menjadi tiga periode utama sejak Pleistosen Awal hingga akhir, yaitu Ungaran Tertua, Ungaran Tua, dan Ungaran Muda. Melalui runtuhan sebagian tubuh Ungaran Tua, terbentuk endapan breksi Notopuro yang berumur Pleistosen Akhir. Akhirnya,batuan vulkanik Ungaran Muda menutupi sebagian besar tubuh gunung api saat ini. Sedangkan menurut Thanden dkk. (1996), aktivitas Pra-Ungaran membentuk breksi Formasi Kaligetas (nama lokal breksi Notopuro untuk Ungaran dan sekitarnya) pada Pleistosen Awal yang selanjutnya diikuti susunan formasi lava dan breksi berkomposisi andesitik dari Pleistosen Tengah hingga Holosen. Tubuh Ungaran Tua diwakili oleh Formasi Batuan Gunung Api Kaligesik yang menyisakan dua blok di bagian barat dan utara saja. Aktivitas Ungaran Muda diwakili Formasi Batuan Gunung Api Gajah Mungkur memiliki berarah NE-SW yang dibatasi oleh keberadaan blok Ungaran Tua. Sebelumnya, di sepanjang kaki Gunung Ungaran muncul kerucut-kerucut parasit andesit dan basalt akibat kegiatan tektonik pada Tersier Awal. Namun, asosiasi yang kuat juga ditunjukkan oleh sistem sesar turun melingkar yang mewakili runtuhan gravitasional Ungaran Tua (Van Bemmelen, 1949) terhadap kemunculan kerucut parasit tersebut dan penyebaran breksi Notopuro. Menurut Kohno dkk. (2006) dalam Setyawan dkk. (2009), karakteristik geokimia batuan Gunung Ungaran mengalami perkembangan peningkatan silika
3 dari Ungaran Tua ke Ungaran Muda. Selain itu, secara umum batuan bersifat lebih alkali dibandingkan batuan dari Merapi, Merbabu dan Telomoyo. Kajian-kajian terdahulu tersebut mengkarakterisasikan Gunung Ungaran sebagai gunung api komposit dengan morfologi yang kompleks. Penanggalan K - Ar oleh Kohno dkk. (2005) pada beberapa lava produk Gunung Ungaran menunjukkan umur yang bervariasi. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi mengenai perkembangan Gunung Ungaran serta kaitannya dengan pola kelurusan dan struktur geologi yang ada. Untuk mencapai tujuan tersebut, dilakukan interpretasi morfologi dan pola kelurusan melalui analisis DEM yang diintegrasikan dengan studi petrogenesis batuan vulkanik Gunung Ungaran. Penelitian ini diharapkan menambah pemahaman mengenai studi batuan vulkanik Kuarter yang yang dapat berguna dalam mitigasi bencana maupun keperluan ilmiah lain yang berkaitan. I.2. Tujuan Penelitian Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Menginterpretasi kondisi geologi dan pola kelurusan di Gunung Ungaran berdasarkan analisis citra DEM dan data geologi permukaan. 2. Menginterpretasi petrogenesis batuan vulkanik Gunung Ungaran berdasarkan analisis petrografi dan geokimia batuan. 3. Menganalisis perkembangan/evolusi sistem vulkanik Gunung Ungaran berdasarkan karakteristik geologi dan petrogenesis batuan.
4 I.3. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, penelitian ini hendak memecahkan beberapa permasalahan, yaitu: 1. Bagaimanakah kondisi geologi dan pola kelurusan Gunung Ungaran berdasarkan interpretasi citra DEM dan data geologi permukaan? 2. Bagaimanakah perbedaan karakteristik mineralogi dan geokimia batuan vulkanik produk Gunung Ungaran? 3. Bagaimanakah perkembangan sistem vulkanik Gunung Ungaran berdasarkan karakteristik geologi, pola kelurusan, dan petrogenesis batuan? I.4. Batasan Masalah Daerah penelitian merupakan tubuh Gunung Ungaran dan sekitarnya yang tersusun atas produk Gunung Ungaran. Kenampakan geomorfologi dan struktur Gunung Ungaran dan sekitarnya akan dianalisis dengan citra turunan DEM hasil interpolasi data ketinggian dari Peta Rupabumi Digital Bakosurtanal skala 1: 25.000 sehingga memberikan kenampakan topografi daerah penelitian. Dengan menggunakan metodologi ini, dapat diidentifikasi pola struktur dan fitur-fitur morfologi gunung api yang khas. Pekerjaan lapangan dilakukan untuk memperoleh conto batuan, kenampakan morfologi, dan struktur di lapangan. Analisis petrografi dan kimia batuan dengan XRF menjadi acuan dalam membatasi karakteristik produk batuan vulkanik di Gunung Ungaran. I.5. Lokasi Penelitian Gunung Ungaran terletak di sebelah selatan Semarang, ibukota Provinsi Jawa Tengah. Lokasinya dapat ditempuh melalui jalur darat selama kurang lebih
5 satu jam dari pusat Kota Semarang. Penelitian dilakukan di Gunung Ungaran dan sekitarnya yang secara administrasi termasuk ke dalam sebagian wilayah Kabupaten Semarang, sebagian wilayah Kabupaten Kendal, dan sebagian wilayah Kota Semarang; Provinsi Jawa Tengah (Gambar 1.1.). Gambar 1.1. Lokasi penelitian daerah Gunung Ungaran di sebelah selatan Kota Semarang, Provinsi Jawa Tengah mencakup sebagian wilayah Kabupaten Semarang, Kota Semarang, dan Kabupaten Kendal I.6. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat berupa informasi geologi sistem vulkanik Gunung Ungaran berdasarkan integrasi analisis citra DEM, data geologi permukaan, dan petrogenesis batuan. Dengan penelitian ini, dihasilkan
6 informasi untuk studi dan kajian lebih lanjut mengenai evolusi Gunung Ungaran secara khusus dan mengenai aspek vulkanotektonik pada gunung-gunung api di Indonesia secara umum. I.7. Penelitian Terdahulu Berdasarkan kajian pustaka, penelitian mengenai perkembangan vulkanik Gunung Ungaran telah dilakukan, umumnya pada skala yang lebih luas hingga regional. Berikut beberapa penelitian tersebut: 1. Van Bemmelen (1949) menyebutkan bahwa deretan gunung api Ungaran, Telomoyo, Merbabu, dan Merapi yang memanjang dari utara ke selatan terletak pada suatu kelurusan yang membatasi zona Jawa bagian timur dan bagian tengah. Ada perkembangan bertahap dari vulkanisme sepanjang deretan ini; dimulai di utara dengan Proto Ungaran yang berumur Pleistosen Bawah dan berujung di selatan dengan Gunung Merapi yang sangat aktif hingga sekarang. Gunung Ungaran mengalami beberapa periode suksesi erupsi dan membentuk sistem sesar sebagai akibat dari interaksi pembebanan tubuh gunung api di atas batuan sedimen yang lunak. 2. Thanden dkk. (1996) melakukan pemetaan geologi regional skala 1: 100,000 di Gunung Ungaran dan sekitarnya yang dipublikasikan oleh Badan Geologi Indonesia. Terdapat delapan unit terpetakan yang mencakup produk Ungaran Tua, Ungaran Muda, dan kerucut parasit yang tersebar di kaki Gunung Ungaran. Struktur geologi berupa sesar turun dan sesar naik berarah relatif barat-timur dan baratlaut-tenggara menyingkap Formasi Kalibeng dan Formasi Kerek di bawahnya yang secara litologi mencirikan endapan laut.
7 3. Kohno dkk. (2005) meneliti tentang geokronologi dan aspek petrogenesis batuan di sepanjang deretan Ungaran-Merapi juga menunjukkan kecenderungan tertentu. Vulkanisme bermula di Ungaran sekitar 1.4±0.5 juta tahun lalu dan secara gradual bergeser ke selatan ke Merapi dengan aktivitas pertama 0.67±0.25 juta tahun lalu. Secara petrogenesis, Gunung Ungaran berbeda dengan Telomoyo Merbabu Merapi berkaitan dengan komposisi magma dari sumber yang lebih dalam dan derajat partial melting yang lebih rendah. Karakteristik geokimia batuan Gunung Ungaran menunjukkan tipikal gunung api sisi belakang busur (back-arc side volcano). 4. Setyawan dkk. (2009) meneliti tentang anomali gravitasi yang berhubungan dengan struktur bawah permukaan melalui kajian geofisika. Berdasarkan anomali gravitasi, diketahui bahwa tubuh Ungaran Tua lebih berat dibandingkan tubuh Ungaran Muda. Sedangkan keberadaan struktur bawah permukaan berasosiasi dengan kemunculan manifestasi panasbumi. Pada penelitian ini, kondisi geologi dan pola kelurusan yang berkembang di Gunung Ungaran diinterpretasi dari DEM hasil interpolasi peta kontur digital Bakosurtanal skala 1:25.000. Analisis dengan DEM akan mengungkap tatanan geomorfologi gunung api dan pola kelurusan yang dihubungkan dengan evolusi sistem vulkanik Gunung Ungaran. Analisis geokimia batuan dengan tambahan sampel dari kerucut parasit pada penelitian ini dapat mengetahui perkembangan sistem vulkanik dilihat dari petrogenesisnya.