GEOLOGI DAN STUDI FASIES BATUGAMPING GUNUNG SEKERAT KECAMATAN KALIORANG, KABUPATEN KUTAI TIMUR KALIMANTAN TIMUR TUGAS AKHIR A Disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana strata satu Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung Oleh : ARTEDI SUTANTO 12003012 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN GEOLOGI DAN STUDI FASIES BATUGAMPING GUNUNG SEKERAT KECAMATAN KALIORANG, KABUPATEN KUTAI TIMUR KALIMANTAN TIMUR DRAFT TUGAS AKHIR A Disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana strata satu Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung Penulis, Artedi Sutanto NIM 120 03 012 Menyetujui, Pembimbing, Ir. Kristian Nurwedi Tabri, MT NIP: 130 889 428
SARI Batuan karbonat menarik untuk dipelajari karena memiliki karakteristik yang berbeda dengan batuan sedimen lainnya. Pembentukan batuan karbonat ini memerlukan berbagai faktor lingkungan pendukung seperti temperatur, salinitas, kedalaman air dan input silisiklastik yang minimum. Secara administratif, daerah penelitian terletak di Kecamatan Kaliorang, Kabupaten Kutai Timur, Propinsi Kalimantan Timur dengan posisi geografis berada pada 117 o 47 42 s.d. 117 o 50 43 BT dan 0 o 52 24 s.d. 0 o 55 44 LU, yang meliputi luas + 30 Km 2. Daerah penelitian termasuk kedalam Cekungan Kutai bagian utara. Secara geomorfologi, daerah penelitian dapat dibagi menjadi empat satuan, yaitu : Satuan Dataran Rendah, Satuan Perbukitan Bergelombang, Satuan Lereng Bergelombang dan Satuan Karst. Stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi lima satuan batuan tidak resmi yang terdiri dari (tua ke muda) Satuan Batulempung Bernodul, Satuan Batupasir, Satuan Batulempung Abuterang, Satuan Batugamping, dan Satuan Koluvial. Satuan batuan tersebut diendapkan sejak Miosen Tengah hingga Resen (Satuan Koluvial). Struktur geologi daerah penelitian terdiri dari lipatan dan sesar. Struktur tersebut terbentuk akibat adanya pengangkatan Tinggian Kuching pada Kala Pliosen membentuk pola berarah baratdaya-timurlaut dan Pengaruh pergerakan Sesar Sangkulirang pada Kala Plistosen sehingga menyebabkan pola struktur yang berarah baratlaut-tenggara. Batugamping gunung Sekerat termasuk kedalam Formasi Tendeh Hantu yang berumur Miosen Tengah. Fasies batugamping gunung Sekerat dapat dibagi berdasarkan klasifikasi Dunham (1962) dan Embry & Klovan (1971) dan Koesoemadinata (1983) menjadi fasies foraminifera wackestone, fasies foraminifera packestone, dan fasies reef yang terdiri dari subfasies headcoral framestone, dan subfasies branching coral bafflestone, yang diendapkan pada lingkungan Fore Slope, dan Organics Build-Up (Wilson, 1975). Proses diagenesis yang telah terjadi dapat diamati secara mikroskopis yaitu hasil proses mikritisasi, sementasi, dan pelarutan pada lingkungan Marine Phreatic, Fresh Water Vadose dan Fresh Water Phreatic yang ditunjukkan oleh kehadiran mikrit, semen kalsit berbentuk drussy, blocky, dan micritic, serta porositas sekunder berupa vuggy, dan moldic. i
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala rahmat dan karunianya, laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Laporan yang berjudul Geologi dan Studi Fasies Batugamping Gunung Sekerat Kecamatan Kaliorang, Kabupaten Kutai Timur, Kalimantan Timur ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk mencapai gelar sarjana strata satu di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung Penulis telah mendapat batuan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orangtuaku tercinta Mamah dan Bapa, saudaraku teh Teni dan Litte bro dede Trian yang selalu memberikan doa, dukungan, cinta dan kasih sayang kepada penulis. 2. Bapak Ir. Kristian N. Tabri, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir ini atas kesediaan waktu dan dorongan semangat yang telah membimbing penulis dengan penuh perhatian. 3. PT.Kobexindo Group, atas dukungan dana penelitian tugas akhir ini 4. Bapak Ir. Suci Haryanto selaku manager PT. Kobexindo Limestone dan bapak Ir. Mulyadi yang telah memberian bimbingan, fasilitas, dan waktu selama menjalani penelitian ini. 5. Kang Yayan, kang Ricky, dan Zaldi, yang telah banyak berdisukusi dan memberikan masukkan kepada penulis ketika di lapangan. 6. Idham dan Chandra, teman seperjuangan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Mul, Ali, Sulis, Safir, om Ma il, mas Agus, mas imam, mas Yanto, pak Ustadz, pak Ateng, pak Dadang, kang Bambang, Simbo, keluarga Pak Mur, yang telah membantu memfasilitasi kebutuhan selama di camp dan di lapangan. 8. My Beloved Febie Rachma Sari, atas segala dukungan kepada penulis. 9. Seluruh Staff Dosen Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung yang telah memberikan ii
segala pengetahuan tentang geologi, serta atas diskusi dan sarannya dalam penulisan tugas akhir. 10. Seluruh Staff Tata Usaha Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung yang telah membantu urusan administrasi selama penulis kuliah. 11. Teman-temanku Uul, Putra, Rama, Adit, Asep, jang Wawan, Riko, Haekal, Garink, Andi, Difa, Ndoo, Yoga, Lina, Uchan, Maro, Wiwit, Yuna, Anet, Pipin, DZh, Kirandra, Gugum, Endi, Rino, Bonex, Agus, Rizal, Daniela, Dicky Danil, Baer, Raden, Alvey, Frank, Boim, Kenri, Hasrony, Dodo, Dadit, Wendi, Teguh, Awan, Bang Yos, dan teman-teman angkatan 2003 yang lainnya atas segala kebersamaan selama kuliah serta atas dukungan dan diskusinya. 12. Kirandra dan Uul, yang telah meminjamkan ruang kerja dan semua fasilitasnya kepada penulis selama penyusunan draft. 13. Riko yang telah bersama-sama menyusun draft ini sampai menginap di kampus karena dead line. 14. Teman-teman GEA ITB, terima kasih atas kebersamaannya, 123 GEA..!!! 15. Tom Delonge dan AVA yang telah menjadi inspirasi bagi penulis. 16. Teman teman paguyuban, Tommy, Andrew, Aga, Jaka, Adjay, Agus, Anton, Eful, terima kasih atas doa dan dukungannya. Penulis menyadari bahwa untuk menjadikan laporan ini yang terbaik, masih perlu banyak usaha yang perlu dilakukan, untuk itu Penulis mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan selanjutnya. Penulis berharap semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi kalangan yang bergerak di bidang Teknik Geologi dan bagi masyarakat pada umumnya. Penulis, Februari 2008 iii
DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Sari... i Kata Pengantar... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR FOTO... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Maksud dan Tujuan... 1 1.3 Identifikasi Masalah / Pembatasan Masalah... 1 1.4 Metode dan Tahapan Penelitian... 1 1.4.1 Tahap Persiapan... 2 1.4.3 Tahap Penelitian Lapangan... 3 1.4.4 Tahap Pengolahan Data... 3 1.4.5 Tahap Penulisan Laporan dan Penyajian Data... 3 1.5 Waktu Penelitian dan Kelancaran Kerja... 4 1.6 Lokasi Penelitian dan Kesampaian Daerah... 4 1.7 Kondisi Umum Daerah Penelitian dan Sosial Masyarakat... 5 1.8 Peneliti Terdahulu... 5 BAB II GEOLOGI REGIONAL... 7 2.1 Geologi Regional Cekungan Kutai... 7 2.2 Struktur Cekungan Kutai... 8 2.3 Stratigrafi Cekungan Kutai Bagian Utara... 12 BAB III GEOLOGI DAERAH PENELITIAN... 15 3.1. Pola Aliran dan Daerah Aliran Sungai... 15 3.1.1. Pola Aliran Radial Dan Sub Radial... 15 3.1.2. Pola Aliran Dendritik... 16 3.2 Geomorfologi Daerah Penelitian... 17 3.1.1. Satuan Perbukitan Bergelombang... 17 3.2.2. Satuan Dataran Rendah... 18 iv
3.2.3. Satuan Lereng Bergelombang... 19 3.2.4 Satuan Karst... 21 3.3. Stratigrafi Daerah Penelitian... 23 3.3.1. Satuan Batulempung Bernodul... 23 3.3.1.1. Penyebaran dan Ketebalan... 23 3.3.1.2. Ciri Litologi... 24 3.3.1.3. Umur, Lingkungan dan Mekanisme Pengendapan... 25 3.3.1.4. Hubungan dan Kesebandingan Stratigrafi... 26 3.3.2. Satuan Batupasir... 26 3.3.2.1. Penyebaran dan Ketebalan... 26 3.3.2.2. Ciri Litologi... 26 3.3.2.3. Lingkungan, dan Mekanisme Pengendapan... 33 3.3.2.4. Umur dan Kesebandingan Stratigrafi... 34 3.3.3. Satuan Batulempung Abuterang... 34 3.3.3.1. Penyebaran dan Ketebalan... 34 3.3.3.2. Ciri Litologi... 34 3.3.3.3. Umur, Lingkungan dan Mekanisme Pengendapan... 35 3.3.3.4. Hubungan dan Kesebandingan Stratigrafi... 36 3.3.4. Satuan Batugamping... 36 3.3.4.1. Penyebaran dan Ketebalan... 36 3.3.4.2. Ciri Litologi... 36 3.3.4.3. Lingkungan, dan Mekanisme Pengendapan... 42 3.3.4.4. Hubungan dan Kesebandingan Stratigrafi... 42 3.3.5. Satuan Kolovial... 43 3.3.5.1. Ciri Litologi... 43 3.3.5.2. Umur, Lingkungan dan Mekanisme Pengendapan... 44 3.3.5.3. Hubungan Stratigrafi... 44 3.4. Struktur Geologi Daerah Penelitian... 44 3.4.1. Pola Kelurusan... 44 3.4.2. Lipatan... 46 3.4.2.1. Antiklin Kaliorang... 46 3.4.2.2. Antiklin Sembulo... 46 3.4.3. Sesar... 47 3.4.3.1. Sesar Mendatar Sembulo... 47 3.4.4. Mekanisme Pembentukan Struktur Geologi Daerah Penelitian... 49 BAB IV FASIES BATUGAMPING GUNUNG SEKERAT... 53 4.1. Metodologi... 53 4.2. Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat... 53 v
4.3. Fasies... 55 4.4. Analisis Litofasies Batuan Karbonat Gunung Sekarat... 60 4.4.1. Fasies Foraminifera Wackestone... 60 4.4.2. Fasies Foraminiera Packstone... 61 4.4.3. SubFasies Head coral Framestone... 63 4.4.4. SubFasies Branching coral Bafflestone... 64 4.5. Diagenesis Batuan Karbonat... 65 4.5.1. Proses dan Produk Diagenesis... 667 4.4.1.1. Proses Mikritisasi... 66 4.4.1.2. Proses Pelarutan... 67 4.4.1.3. Proses Sementasi... 69 4.5.2. Lingkungan Diagenesis... 70 4.5.2.1. Zona Marine Phreatic... 70 4.5.2.2. Zona Meteoric Phreatic... 71 4.5.2.3. Zona Meteoric Vadose... 71 BAB V SEJARAH GEOLOGI... 72 BAB VI KESIMPULAN... 73 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Diagram alir penelitian... 2 Gambar 2. Lokasi daerah penelitian.... 4 Gambar 3. Geologi daerah Kalimantan Timur (Paterson et al., 1997)... 7 Gambar 4. Geologi Regional Cekungan Kutai dan sekitarnya (Allen & Chambers., 1998)... 8 Gambar 5. Model pembentukan struktur Cekungan Kutai (Biantoro, dkk., 1992).... 10 Gambar 6. Rekonstruksi penampang Cekungan Kutai dari Oligosen hingga Miosen Awal (Menurut H.L. Ott, 1987)... 11 Gambar 7. Rekonstruksi penampang Cekungan Kutai dari Miosen Tengah Awal - Resen (Menurut H.L. Ott, 1987).... 11 Gambar 8. Pola struktur yang berkembang di Cekungan Kutai bagian utara... 12 Gambar 9. Peta Sungai daerah penelitian.... 16 Gambar 10. Model lingkungan Shallow marine (Walker, 1992)... 25 Gambar 11. Salah satu profil singkapan batupasir (lokasi : SB-8)... 33 Gambar 12. Salah satu profil singkapan batugamping berlapis G.Sekerat (lokasi : SK-17 )... 40 Gambar 13. Interpretasi awal terhadap kelurusan pada citra radar di daerah penelitian.... 45 Gambar 14. Diagram bunga (rosset) berdasarkan kelurusan bukit dan lembah... 45 Gambar 15. Analisis lipatan antiklin Kaliorang... 46 Gambar 16. Analisis lipatan antiklin Sembulo... 47 Gambar 17. Proyeksi stereografi dari analisis kinematika sesar Sembulo... 49 Gambar 18. Model pembentukkan strukur geologi Cekungan Kutai (H.L.Ott, 1987)... 49 Gambar 19. Model Simple Shear (menurut Harding, 1973).... 51 Gambar 20. Model pembentukan struktur geologi Cekungan Kutai bagian utara menurut Biantoro dkk. (1992).... 52 Gambar 21. Kurva distribusi kedalaman sedimentasi karbonat.... 55 Gambar 22. Klasifikasi boundstone menurut Embry & Klovan (1971)... 57 Gambar 23. Klasifiakasi batuan karbonat menurut Koesoemadinata (1983).... 58 Gambar 24. Hasil proses mikritisasi... 67 Gambar 25. Hasil proses pelarutan... 68 Gambar 26. Hasil proses sementasi.... 69 Gambar 27. Lingkungan diagenesa batuan karbonat menurut C.H. Moore (2001)... 70 vii
DAFTAR FOTO Foto 1. Morfologi Satuan Perbukitan Bergelombang... 17 Foto 2. (A) Lembah sungai Sembulo, memperlihatkan profil sungai berbentuk U", dan (B) litologi batupasir, sebagai salah satu penyusun Satuan Perbukitan Bergelombang.... 18 Foto 3. Morfologi yang memperlihatkan Satuan Dataran Rendah, foto diambil dari Gunung Sekerat menghadap ke arah timurlaut... 18 Foto 4. (A) Litologi batulempung, penyusun Satuan Dataran Rendah... 19 Foto 5. Morfologi yang menunjukkan Satuan Lereng Bergelombang... 20 Foto 6. (A) Lembah sungai berbentuk V menunjukkan tahapan geomorfik muda, (B) dan litologi batulempung dan koluvial, penyusun Satuan Lereng Bergelombang... 20 Foto 7. Morfologi Karst, daerah gunung Sekerat.... 21 Foto 8. (A) Memperlihatkan morfologi goa di sekitar gunung Sekerat... 22 Foto 9. (A) Sungai menghilang sebagai salah satu penciri morfologi pada satuan karst.... 22 Foto 10. Singkapan Batulempung A... 24 Foto 11. (A) Nodul siderite dan (B) struktur sedimen laminasi sejajar pada Satuan Batulempung A.... 25 Foto 12. Salah satu singkapan batupasir (Lokasi: SB-8),.... 27 Foto 13. Singkapan batupasir dan batulanau (lokasi : CKO-8)... 27 Foto 14. Singkapan batulanau dengan struktur sedimen laminasi sejajar (lokasi : CSB-6)... 28 Foto 15 Singkapan batupasir karbonan dengan laminasi karbon berwarna hitam (A dan B)... 29 Foto 16. (A dan B) Struktur sedimen laminasi sejajar pada lapisan batupasir karbonan, (lokasi : SB-10).... 29 Foto 17. Bentukan geometri channel pada lapisan batupasir-batulempung.... 30 Foto 18. Nodul besian (A) dan nodul lempung (B) pada lapisan batupasir karbonan.... 31 Foto 19. Struktur sedimen ripple pada lapisan batupasir karbonatan.... 32 Foto 20. Singkapan batulempung B... 35 Foto 21. (A) Singkapan batulempung karbonatan, (B) batulempung karbonatan yang terlihat menyerpih.... 35 Foto 22. Morfologi batugamping di gunung Sekerat memperlihatkan morfologi bukit yang terjal.... 37 Foto 23 (A) Memperlihatkan batugamping berlapis yang termasuk fasies packestone, (B) batugamping wakcestone membentuk lapisan. (C) batugamping packestone yang mengandung fosil foraminifera. (D dan E) Rudstone yang terdiri dari rombakan batugamping terumbu.... 38 Foto 24. Memperlihatkan bongkah exotic blocks di lereng gunung Sekerat.... 39 viii
Foto 25. Morfologi reef build-up yang membentuk linier reef.... 41 Foto 26. A dan B memperlihatkan contoh kandungan biota dari filum Pelecypoda, yang termasuk fasies framestone.... 42 Foto 27. Singkapan koluvial, memperlihatkan komposisi penyusun yang terdiri dari rombakan batugamping... 43 Foto 28. Memperlihatkan lipatan minor sebagai indikasi adanya sesar... 48 Foto 29. A) Menunjukkan bongkah-bongkah dari lapisan batupasir karbonatan pada jalur breksiasi, dan (B) memperlihatkan kekar berpasangan pada lapisan batupasir karbonatan.... 48 Foto 30. A dan B memperlihatkan batugamping fasies foraminifera wackestone.... 61 Foto 31 A dan B memperlihatkan singkapan batugamping berlapis dari fasies foraminifera wackestone.... 61 Foto 32. Singkapan batugamping fasies foraminifera packestone yang berlapis.... 62 Foto 33. Memperlihatkan tekstur grain-supported dengan mud cukup yang melimpah, butiran didominasi oleh fosil foraminifera.... 63 Foto 34. Morfolofi build-up batugamping fasies Head coral framestone.... 64 Foto 35. Coral pada bagian puncak reef, merupakan bagian dari fasies head coral framestone.... 64 Foto 36. Branching coral bafflestone yang yang terdiri fragmen branching corals dan foraminifera.... 65 Foto 37. Memperlihatkan rongga-rongga hasil proses pelarutan pada singkapan, serta munculnya sifat chalky (pengapuran).... 66 ix
DAFTAR TABEL Tabel 1. Kolom stratigrafi umum Cekungan Kutai bagian utara berdasarkan peta geologi lembar Sangatta (Sukardi dkk., 1995).... 13 Tabel 2. Kolom stratigrafi umum daerah penelitian (tidak resmi).... 23 Tabel 3. Klasifikasi batuan karbonat Embry & Klovan (1971)... 56 Tabel 4. Pembagian jalur fasies paparan karbonat berdasarkan Wilson (1975) dan Flugel (1982)... 59 x
DAFTAR LAMPIRAN 1. Lampiran A : Analisis Petrografi 2. Lampiran B : Analisis Mikropaleontologi dan Foraminifera Besar 3. Lampiran C : Analisis Kalsimetri 4. Lampiran D : Analisis Granulometri 5. Lampiran E : Analisis Struktur Geologi 6. Lampiran F : Analisis Fasies Berdasarkan Conto Batugamping LAMPIRAN PETA 7. Lampiran G-1 : Peta Lintasan 8. Lampiran G-2 : Peta Geomorfologi 9. Lampiran G-3 : Peta Geologi 10. Lampiran G-4 : Peta Fasies Batugamping xi