BAB III TATANAN GEOLOGI DAERAH PENELITIAN III.1 GEOMORFOLOGI Berdasarkan pembagian fisiografi Jawa Tengah oleh van Bemmelen (1949) dan Pardiyanto (1979) (gambar 2.1), daerah penelitian termasuk ke dalam Zona Serayu Utara. Daerah penelitian terletak pada ketinggian antara 1650 mdpl (di daerah Gempol) sampai dengan 2138 mdpl (puncak Gunung Nagasari). Daerah ini umumnya berupa daerah gunung api, serta dataran tinggi (plateau), memiliki lereng terjal hingga landai, dan sebagian besar telah tertutup oleh area perkebunan dan hutan (gambar 3.1). Studi geomorfologi daerah penelitian dilakukan dengan mengacu pada klasifikasi van Zuidam (1985). Berdasarkan hasil analisa dari topografi dan pengamatan di lapangan, maka daerah ini terbagi atas tiga satuan geomorfologi, yaitu Satuan Geomorfologi Kubah Lava, Satuan Geomorfologi Dataran Volkanik, dan Satuan Geomorfologi Perbukitan Vulkanik. III.1.1. Satuan Geomofologi Kubah Lava Satuan ini menempati bagian timur dari daerah penelitian, terletak di Gunung Nagasari, dan mencakup ± 20% daerah penelitian (lampiran-1, gambar 3.1). Gambar 3.1 Gunung Nagasari merupakan Satuan Geomorfologi Kubah Lava. Gambar diambil dari lokasi Pos Pengamatan Gunung Api di Karang Tengah menghadap arah baratlaut pada Mei 2009. 13
Satuan ini berada pada ketinggian 1701 2138 mdpl, mempunyai kemiringan lereng agak terjal-terjal (50-100%). Daerah dengan pola kontur topografi agak rapat ditandai dengan bentukan morfologi kaki gunung pada daerah Gunung Nagasari. Kelurusan di daerah ini dominan berarah timurlaut-baratdaya yang berada di punggungan dan juga terlihat pada aliran sungai yang ada. Vegetasi yang tumbuh di daerah ini berupa ilalang dan hasil ladang. Lembah sungai yang terdapat pada satuan ini berbentuk V yang bersifat permanen maupun intermiten. Pola aliran sungai bersifat radial karena mengelilingi sebuah morfologi kubah. Litologi penyusun satuan ini berupa andesit yang resisten terhadap pelapukan. III.1.2. Satuan Geomorfologi Dataran Vulkanik Satuan ini menyebar di lembah antar gunung di daerah penelitian dan mencakup ± 30% daerah penelitian (lampiran-1, gambar 3.2). Gambar 3.2 Dataran Vulkanik Batur merupakan Satuan Geomorfologi Dataran Vulkanik. Gambar diambil dari lokasi lokasi Pos Pengamatan Gunung Api di Karang Tengah menghadap ke arah baratlaut pada Mei 2009. Satuan ini berada di ketinggian 1770-2000 mdpl, mempunyai kemiringan lereng datar-agak datar (0-20%). Daerah ini mempunyai bentukan morfologi berupa dataran. Daerah ini umumnya digunakan sebagai ladang pertanian kentang. Lembah sungai yang terdapat pada satuan ini berbentuk U terletak di Kali Dolok, dan Kali Sedangdang. Litologi penyusun satuan umumnya berupa tuf kasar yang berupa piroklastik jatuhan yang tidak resisten terhadap pelapukan. 14
III.1.3. Satuan Geomorfologi Perbukitan Vulkanik Satuan ini menempati sisi utara dan selatan daerah penelitian. Terletak di Gunung Jimat, Gunung Pangamunamun, dan Gunung Pekandangan dan mencakup ± 50 % daerah penelitian (lampiran-1, gambar 3.3). Gambar 3.3 Perbukitan Vulkanik Gunung Jimat dan Pangamunamun merupakan Satuan Geomorfologi Perbukitan Vulkanik. Gambar diambil dari Desa Pekasiran (sebelah barat Gunung Nagasari) menghadap arah baratlaut pada Mei 2009. Satuan ini berada di ketinggian 1900-2176 mdpl, mempunyai kemiringan lereng agak datar agak terjal (14-55%). Daerah dengan pola kontur topografi agak rapat ditandai dengan bentukan morfologi kaki gunung seperti pada daerah kaki Gunung Jimat dan Gunung Pangamunamun. Daerah dengan pola kontur topografi rapat ditandai dengan bentukan morfologi perbukitan seperti pada daerah Gunung Jimat, dan Gunung Pangamunamun. Kelurusan di daerah ini dominan berarah baratlaut-tenggara serta berarah timurlautbaratdaya yang terlihat pada arah aliran sungai dan punggungan. Vegetasi yang tumbuh di daerah ini berupa hasil ladang dan hutan. Daerah yang digunakan sebagai ladang kentang berada di kaki gunung di sebelah selatan, dan sisanya berupa hutan yang berada di sebelah utara. 15
Lembah sungai yang terdapat pada satuan ini berbentuk V yang bersifat intermiten, dengan pola aliran radial. Litologi penyusun satuan ini adalah andesit yang resisten terhadap pelapukan. III.2. POLA ALIRAN SUNGAI DAN TIPE GENETIK SUNGAI Pola aliran sungai umumnya dikontrol oleh topografi dan arah aliran dari batuan piroklastik, serta struktur geologi yang bekerja di daerah tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan dari peta topografi dengan skala 1:12.500 didapatkan bahwa sungai-sungai di daerah penelitian memiliki dua karakteristik pola aliran sungai yaitu radial dan denditrik (lampiran-1). Pola aliran sungai dendritik dicirikan dengan kenampakan menjari seperti ranting pohon dan melewati litologi yang hampir sama atau homogen. Sungai yang mengalir di daerah ini berada di sungai utama yang mengalir di daerah penelitian yaitu Sungai Dolok yang berarah utara-timurlaut serta beberapa sungai lainnya yang bertipe sama antara lain Sungai Condong dan Sungai Merdeka. Pola aliran sungai radial dicirikan dengan kenampakan yang mengerucut/melingkar yang menandakan berasal dari morfologi kerucut. Sungai yang mengalir di daerah ini adalah sungai sungai yang berada di sekitar gunung yang ada di daerah penelitian seperti pada Gunung Nagasari, Gunung Pagerkandang, Gunung Kawahsikidang, dan Gunung Pangamunamun. III.3. STRATIGRAFI Penamaan satuan stratigrafi daerah penelitian mengacu pada Sandi Stratigrafi Indonesia (IAGI, 1992, op.cit., Yuwono, 1994) yang didasarkan pada pengelompokan sumber, jenis batuan/endapan dan urutan kejadian serta penamaan satuan tidak resmi (lokal) yang telah dilakukan para peneliti sebelumnya, antara lain van Bemmelen (1949), Pardiyanto (1979), dan Condon et al. (1996). Penggolongan mekanisme pengendapan material vulkanik menjadi lava, piroklastik aliran, dan piroklastik jatuhan, mengacu pada tulisan McPhie et al. (1993) op.cit. Yuwono (2004). Untuk penamaan megaskopis batuan beku mengikuti klasifikasi batuan beku secara megaskopis menurut International Union of Geological Sciences (IUGS, 1973) 16
(http://geology.csupomona.edu/alert/igneous/igclass.htm), sedangkan batuan piroklastik mengikuti klasifikasi batuan piroklastik secara megaskopis mengacu pada Schmidt (1981), op. cit., Yuwono (2004). Penamaan batuan beku secara mikroskopis mengikuti klasifikasi batuan beku oleh Williams et al. (1982). Menurut stratigrafi regional yang terdapat pada peta geologi lembar Banjarnegara- Pekalongan (Condon et al., 1996), daerah penelitian termasuk dalam Satuan Batuan Gunung Api Jembangan ( Qjyf) dan Satuan Batuan Gunung Api Dieng (Qdo dan Qdm). Berdasarkan hasil studi pustaka serta analisis berdasarkan pengamatan di lapangan yang didukung analisis sayatan petrografi maka daerah penelitan dibagi menjadi Satuan Batuan Gunung Api Jembangan yang terdiri dari Satuan Lava Andesit Pangamunamun (Qp) dan Satuan Lava Andesit Jimat (Qj) serta Satuan Batuan Gunung Api Dieng yang terbagi menjadi Satuan Lava Andesit Pekandangan (Qk), Satuan Lava Andesit Nagasari (Qn), dan Satuan Jatuhan Piroklastik Batur (Qb) ( tabel 3.1). III.3.1. Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun (Qp) Satuan ini berada di utara daerah penelitian dengan luas area sekitar 15% dan singkapan umumnya dijumpai dalam keadaan segar (gambar 3.4). Satuan ini dicirikan oleh adanya litologi andesit yang memiliki ciri megaskopis berwarna hitam, struktur masif, hipokristalin, ukuran kristal halus (< 1 mm) sampai sedang (1-5 mm), inequigranular porfiritik, bentuk kristal hipidiomorfik, memiliki komposisi mineral plagioklas, kuarsa dan masa dasar mineral mafik. Sayatan petrografi menunjukkan bahwa andesit memiliki tekstur hipokristalin, porfiritik dengan fenokris (35%) berupa plagioklas, kuarsa, piroksen, dan hornblenda. Massa dasar (65%), terdiri dari mikrokristalin plagioklas, gelas, dan mineral opak. Andesit ini mempunyai tekstur aliran yang dominan (lampiran-4). Fenokris (35%) terdiri dari plagioklas (20%), menunjukkan kembaran carlsbald-albit, euhedral-subhedral, ukuran <0,5 mm, berkomposisi andesin Ab45An55, dan terlapukkan. Kuarsa (5%), berukuran <0,5 mm dan anhedral. Piroksen (5%), berukuran <0,5 mm, dan anhedral-subhedral. Hornblenda (5%), berukuran 0,2-0,5 mm, dan anhedral-subhedral. 17
Tabel 3.1 Kolom stratigrafi umum dari daerah penelitian. 18
Gambar 3.4 Singkapan Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun. Gambar diambil pada Mei 2009. Hubungan stratigrafi satuan ini dengan satuan yang lebih tua tidak ditemukan di daerah penelitian ini. Condon et al. (1996) menyebutkan adanya hubungan keselarasan satuan ini dengan satuan yang lebih tua. Van Bemmelen, 1937, op. cit., Syarifuddin et al., 1989, menyetarakan satuan ini dengan produk vulkanik bagian timur Gunungapi Jembangan yang berumur Pleistosen. III.3.2. Satuan Lava Andesit Gunung Jimat (Qj) Satuan ini berada di utara daerah penelitian dengan luas area sekitar 10% dan singkapan umumnya dijumpai dalam keadaan segar (gambar 3.5). Satuan ini dicirikan oleh adanya litologi andesit, memiliki ciri megaskopis berupa warna hitam, struktur masif, hipokristalin, ukuran kristal halus (< 1 mm) sampai sedang (1-5 mm), inequigranular porfiritik, bentuk kristal hipidiomorfik, memiliki komposisi mineral plagioklas, kuarsa dan masa dasar mineral mafik. Sayatan petrografi menunjukkan bahwa andesit memiliki tekstur hipokristalin, porfiritik dengan fenokris (40%) berupa plagioklas, kuarsa, piroksen, dan hornblenda. Massa dasar (60%), terdiri dari mikrokristalin plagioklas, gelas, dan mineral opak. Andesit ini mempunyai ciri bertekstur aliran yang dominan (lampiran-4). 19
Fenokris (40%) terdiri dari plagioklas (25%), menunjukkan kembaran carlsbald-albit, euhedral-subhedral, ukuran 0,5-1,5 mm, berkomposisi andesin Ab47An53, dan terlapukkan sebagian. Kuarsa (3%), berukuran <1 mm dan anhedral. Piroksen (7%), berukuran <0.5 mm, anhedral-subhedral, dan terlapukkan. Hornblenda (5%), berukuran 0,2-0,5 mm, anhedralsubhedral, dan terlapukkan. Gambar 3.5 Singkapan Satuan Lava Andesit Gunung Jimat. Gambar diambil pada Mei 2009. Hubungan stratigrafi satuan ini dengan satuan yang lebih tua tidak ditemukan di daerah penelitian ini. Van Bemmelen, 1937, op. cit., Syarifuddin et al., 1989, menyetarakan satuan ini dengan produk vulkanik bagian timur Gunungapi Jembangan yang berumur Pleistosen. III.3.3. Satuan Lava Andesit Gunung Nagasari (Qn) Satuan ini berada sebelah baratdaya daerah penelitian dengan luas area sekitar 15% dan singkapan umumnya dijumpai dalam keadaan lapuk (gambar 3.6). Berdasarkan rekonstruksi penampang mempunyai ketebalan sekitar 500 m. Satuan ini dicirikan oleh adanya litologi andesit, memiliki ciri megaskopis berupa warna hitam, struktur masif, hipokristalin, ukuran kristal halus (<1 mm) sampai sedang (1-5 mm), inequigranular porfiritik, bentuk kristal hipidiomorfik, memiliki komposisi mineral plagioklas, kuarsa dan masa dasar mineral mafik. 20
Sayatan petrografi menunjukkan bahwa andesit memiliki tekstur hipokristalin, porfiritik dengan fenokris (40%) berupa plagioklas, piroksen, kuarsa, dan kalsedon. Massa dasar (60%), terdiri dari mikrokristalin plagioklas, gelas, dan mineral opak (lampiran-4). Fenokris (40%) terdiri dari plagioklas (20%), menunjukkan kembaran carlsbald-albit, euhedral-subhedral, ukuran 0,5-2 mm, berkomposisi andesin Ab44An56, dan terlapukkan sebagian. Piroksen (10%), berukuran <0,5 mm, anhedral-subhedral, dan terlapukkan. Kuarsa (5%), berukuran <0,5 mm dan anhedral. Kalsedon (5%), berukuran 0,5-1 mm, anhedral, dan memperlihatkan tekstur zonasi. Gambar 3.6 Singkapan Satuan Lava Andesit Gunung Nagasari. Gambar diambil pada Mei 2009. Hubungan stratigrafi satuan ini dengan satuan yang lebih tua tidak ditemukan di daerah penelitian. Satuan ini terletak di atas Satuan Lava Andesit Pangamunamun dan Satuan Lava Andesit Jimat. Van Bemmelen, 1937, op. cit., Syarifuddin et al., 1989, menyetarakan satuan ini dengan produk vulkanik dari Gunungapi Dieng yang berumur Holosen. III.3.4. Satuan Lava Andesit Pekandangan (Qk) Satuan ini berada sebelah baratdaya daerah penelitian dengan luas area sekitar 20% dan singkapan umumnya dijumpai dalam keadaan lapuk (gambar 3.7). Satuan ini dicirikan oleh adanya litologi andesit, memiliki ciri megaskopis berupa warna hitam, struktur masif, hipokristalin, ukuran kristal halus (<1 mm) sampai sedang (1-5 21
mm), inequigranular porfiritik, bentuk kristal hipidiomorfik, memiliki komposisi mineral plagioklas, kuarsa dan masa dasar mineral mafik. Sayatan petrografi menunjukkan bahwa andesit memiliki tekstur hipokristalin, porfiritik dengan fenokris (40%) berupa plagioklas, kuarsa, piroksen, dan hornblenda. Massa dasar (60%), terdiri dari mikrokristalin plagioklas, gelas dan mineral opak. Andesit ini mempunyai ciri bertekstur aliran (lampiran-4). Fenokris (40%) terdiri dari plagioklas (20%), menunjukkan kembaran carlsbald-albit, euhedral-subhedral, ukuran 0,5-1,5 mm, berkomposisi andesin Ab49An51, dan terlapukkan sebagian. Piroksen (10%), berukuran <0,5 mm, anhedral-subhedral, dan terlapukkan. Kuarsa (5%), berukuran <0,5 mm dan anhedral. Hornblenda (5%), berukuran 0,2-0,5 mm, anhedralsubhedral, dan terlapukkan. Gambar 3.7 Singkapan satuan lava andesit Gunung Pekandangan. Gambar diambil pada Mei 2009. Hubungan stratigrafi satuan ini dengan satuan yang lebih tua tidak ditemukan di daerah penelitian ini. Satuan ini terletak di atas Satuan Lava Andesit Pangamunamun dan Satuan Lava Andesit Jimat dan seumur dengan Satuan Lava Andesit Nagasari. Van Bemmelen, 1937, op. cit., Syarifuddin et al., 1989, menyetarakan satuan ini dengan produk vulkanik dari Gunungapi Dieng yang berumur Holosen. 22
III.3.5. Satuan Endapan Piroklastik Jatuhan Batur (Qb) Penyebaran satuan ini menempati kurang lebih 40%, terletak pada dataran yang landai yang terdapat di daerah penelitian, dan singkapan umumnya terdapat di sungai dan tebing jalan dengan keadaan yang umumnya lapuk (gambar 3.8). Satuan ini dicirikan oleh adanya litologi tuf kasar. Tuf kasar terdapat di beberapa tempat di satuan ini, batuan ini memiliki ciri megaskopis berupa warna kuning-kecoklatan, terpilah buruk, kemas terbuka, bentuk butir membulat membulat tanggung, memiliki butiran litik, matriks berupa tuf kasar. Gambar 3.8 Singkapan Satuan Endapan Piroklastik Jatuhan Batur. Gambar diambil pada Mei 2009. Sayatan petrografi dari tuf kasar berupa tuf gelas, memiliki tekstur berbutir halussedang, berukuran 0,2-0,5 mm, pemilahan buruk, kemas terbuka, butir menyudut tanggungmembundar (lampiran-5). Fenokris (30%) terdiri dari mineral plagioklas, kuarsa, dan oksida besi. Massa dasar (70%) terdiri dari gelas (lampiran-4). Fenokris terdiri dari plagioklas (15%), hadir sebagai fenokris, subhedral-anhedral, sangat terlapukkan, dan berukuran 0,2-0,5 mm. Kuarsa (15%), hadir sebagai fenokris, anhedral, terlapukkan, dan berukuran 0,1-0,3 mm. Gelas (70%), hadir sebagai matriks yang mengisi rongga antar butiran. 23
Hubungan stratigrafi satuan ini terletak paling atas dari satuan lainnya dan dengan penyebaran merata. Dengan satuan yang lebih tua ditafsirkan sebagai ketidakselarasan (Condon, et al., 1996) walaupun kontak dari satuan ini tidak ditemukan. Van Bemmelen, 1937, op. cit., Syarifuddin et al., 1989, menyetarakan satuan ini dengan produk vulkanik dari Gunungapi Dieng yang berumur Holosen-Resen. III.4. STRUKTUR GEOLOGI III.4.1. Analisis Peta Topografi Pola kelurusan berdasarkan literatur pada peta geologi regional umumnya berarah baratlaut-tenggara (gambar 2.2). Beberapa mata air panas dan dingin yang muncul dipengaruhi oleh kehadiran kelurusan ini (Condon, et al., 1996). Selain sesar terdapat juga struktur lainnya berupa kaldera yang berkembang di daerah penelitian. Berdasarkan hasil penarikan kelurusan dari peta geomorfologi (lampiran-1), pola kelurusan bukit dan sungai pada daerah penelitian memiliki arah dominan utara-selatan dan timurlaut baratdaya (N0 30 E) (gambar 3.9). Arah tersebut tidak hanya menunjukkan kelurusan akibat struktur namun pada daerah vulkanik masih dipengaruhi arah aliran lava dari sumber erupsi yang berbeda-beda. Gambar 3.9 Pola kelurusan bukit dan sungai menunjukkan arah dominasi utara baratlaut- tenggara. 24
III.4.2. Struktur Geologi Daerah Penelitian Struktur geologi daerah penelitian dianalisis berdasarkan interpetasi pada peta topografi serta didukung oleh pengamatan di lapangan. Untuk singkapan yang ada di daerah penelitian sangat kurang didapatkan bukti-bukti struktur geologinya, hal ini disebabkan karena daerah ini ditutupi oleh endapan produk vulkanik Kuarter. Data di lapangan didapatkan berdasarkan pendekatan melalui kelurusan dan kenampakan di lapangan berupa mata air panas, air terjun dan kelurusan bukit dan aliran sungai. Struktur yang berkembang di daerah ini adalah struktur kawah dan sesar. Penamaan untuk struktur geologi diambil dari nama daerah, sungai atau bukit yang didapatkan atau dilalui oleh struktur itu. Peta penyebaran struktur geologi ditunjukan oleh peta geologi derah penelitian (lampiran-3). III.4.2.1. Struktur Kawah Analisis struktur kawah dilihat berdasarkan pengamatan di peta topografi dan citra satelit serta pengamatan di lapangan, berdasarkan hasil analisis maka daerah penelitian ini memiiki 5 struktur kawah (gambar 3.10) yaitu: a. Kawah Timbang Terletak di Gunung Jimat, bagian utara daerah penelitian. Menempati sepanjang lembah antara Kawah Timbang dan Sumber, kawah terbesar memiliki diameter ±25 m (berdasarkan peta topografi), dan bukaan yang menjadi tempat keluarnya gas beracun. Salah satu peristiwa bencana terkenal adalah keluarnya gas CO dari kawah ini yang menelan korban sebanyak 48 orang meninggal pada tahun 1979 (Zaenudin, 2006). b. Kawah Candradimuka Terletak di Gunung Jimat, bagian utara daerah penelitian. Memiliki diameter ±50 m (berdasarkan peta topografi), dan bukaan yang menjadi tempat keluarnya uap panas. Penciri aktifnya kawah ini adalah dengan adanya kehadiran fumarola yang terus mengeluarkan uap panas dan disertai bau belerang. 25
c. Kawah Sinila Terletak di Gunung Jimat, bagian utara daerah penelitian dan terbentuk sekitar 2450 tahun yang lalu dari saat tulisan ini dibuat (Sukhyar, 1994, op.cit., Zaenudin, 2006). Berdasarkan peta topografi, kawah ini memiliki diameter ±60 m dan saat ini telah berubah menjadi telaga yang berisi air (sekarang dikenal sebagai Telaga Sinila). d. Kawah Sendringo Terletak di Gunung Jimat, bagian paling utara daerah penelitian. Memiliki diameter ±100 m (berdasarkan peta topografi) dan saat ini telah berubah menjadi telaga yang berisi air (sekarang dikenal sebagai Telaga Sendringo). e. Kawah Jalatunda Terletak di Gunung Jimat, bagian utara daerah penelitian. Memiliki diameter ±50 m (berdasarkan peta topografi) dan saat ini telah berubah menjadi telaga yang berisi air (sekarang dikenal sebagai Sumur Jalatunda). III.4.2.2. Struktur Sesar Analisis struktur sesar dilihat berdasarkan interpretasi kelurusan dari peta topografi dan pengamatan di lapangan, data berupa struktur sekunder tidak ditemukan, hanya menggunakan pendekatan berupa kenampakan kawah, offset dari sungai serta kelurusan bukit dan aliran sungai. Karena tidak ditemukan bukti yang kuat maka sesar ini digolongkan sesar intepretatif/diperkirakan. Hasil analisis menunjukkan daerah penelitan mempunyai satu struktur sesar yaitu Sesar Sumberrejo. Sesar ini memanjang dari Batur-Timbang dan mempunyai arah umum utara selatan. Didapatkan berdasarkan analisis dari peta topografi yang tampak pada kelurusan sungai, kelurusan Kawah Timbang, serta kenampakan di lapangan yang berupa tebing di sepanjang sungai (gambar 3.15). 26
Gambar 3.10 Letak kelima kawah. 27
Gambar 3.11 Gawir Sesar Sumberejo. Gambar diambil pada Mei 2009. 28