STRATIGRAFI GEOLOGI REGIONAL JAWA.pdf
0 likes9 views
STRATIGRAFI GEOLOGI REGIONAL JAWA.pdf
More Related Content
More from Ario Arief iswandhani (7)
Recently uploaded (20)
STRATIGRAFI GEOLOGI REGIONAL JAWA.pdf
- 1. STRATIGRAFI REGIONAL JAWA Uraian stratigrafi daerah Jawa bagian timur ditekankan disini mengingat ekskursi yang akan dilakukan meliputi wilayah Propinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur. Pembagian zona fisiografi Jawa yang dibuat oleh Van Bemmelen (1949) (Gambar 11), pada dasarnya juga mencerminkan aspek struktur dan stratigrafinya (tektonostratigrafi). Berdasarkan aspek struktur dan stratigrafi, Smyth et al. (2005) membagi Jawa bagian timur menjadi empat zona tektonostratigrafi, dari selatan ke utara: (1) Zona Pegunungan Selatan (Southern Mountain Zone), (2) Busur Volkanik masa kini (Present-day Volcanic Arc), (3) Zona Kendeng (Kendeng Zone), dan (4) Zona Rembang (Rembang Zone) (Gambar 12). Pembagian ini menganggap Pegunungan Serayu Selatan (South Serayu Mountain) (Van Bemmelen, 1949) sebagai bagian dari Zona Pegunungan Selatan, sedangkan Zona Randublatung (Van Bemmelen, 1949) sebagai bagian dari Zona Rembang. Stratigrafi Zona Pegunungan Selatan, Zona Kendeng, dan Zona Rembang, telah banyak dikaji oleh para peneliti terdahulu (Sartono, 1964; De Genevraye dan Samuel, 1972; Baumann et al.,1972; Asikin, 1974; Sumarso dan Ismoyowati, 1975; Nahrowi et al, 1978; Sujanto dan Sumantri, 1977; Pringgoprawiro, 1983; Pertamina- Robertson Research, 1986; Phillips et al., 1991; Bransden dan Matthews, 1992; Samodra et al., 1993; Rahardjo et al., 1995; Smyth et al., 2005) dan hasil penelitian terdahulu ini dirangkum dalam Gambar 16. Rangkuman ini dibuat dengan maksud agar diperoleh gambaran secara lebih menyeluruh tentang stratigrafi wilayah Jawa bagian timur terutama meliputi tiga dari empat zona di atas, yakni Zona Pegunungan Selatan, Zona Kendeng, dan Zona Rembang. Stratigrafi Busur Volkanik masa kini tidak dibahas karena hampir seluruhnya terdiri dari endapan Kuarter. 4.1. Karakter Batuandasar (Basement) Berdasarkan penanggalan UPb SHRIMP dari butiran-butiran mineral zircon yang dipisahkan dari batuan-batuan sedimen, volkanik dan intrusif di Jawa Timur, Smyth et al. (2005) berhasil mendapatkan informasi penting tentang karakter batuandasar Jawa Bagian Timur. Sampel-sampel zircon memberikan suatu kisaran umur mulai dari Kenozoikum sampai Archean (Pra-Kambrium). Zircon berumur Kenozoikum dijumpai dalam batuan-batuan sedimen, volkanik dan intrusif Jawa Timur yang menunjukkan umur aktifitas volkanik dan pengendapan sedimennya. Sampel zircon yang menunjukkan umur Kapur terbatas di bagian utara dan barat Jawa Timur yang kemungkinan mirip dengan batuandasar di Karangsambung dan di daerah Rembang High yang berdekatan dengan Tinggian Meratus (Gambar 13). Beberapa sampel hanya mengandung umur Kenozoikum dan Kapur. Sampel yang mengandung zircon Kapur umumnya tidak mengandung zircon Archean. Sumber-sumber untuk zircon Kapur kemungkinan besar adalah batuan kontinental Sundaland. Sementara itu sejumlah sampel
- 2. Gambar 11: Zona-zona Fisiografi Jawa (Van Bemmelen, 1949). Gambar 12: Zona tektonostratigrafi Jawa bagian timur (modifikasi dari Smyth et al., 2005). berasal dari Pegunungan Selatan mengandung zircon berumur Kambrium sampai Archean (Pra- Kambrium). Terdapatnya umur Archean menunjukkan batuan magmatiknya menerobos batuandasar asal-Gondwana di bawah Jawa Timur. Kisaran-kisaran umur yang mencirikan zircon Pegunungan Selatan sangat mirip dengan yang dijumpai di Perth Basin, Australia Barat. Kemiripan ini menunjukkan zircon dalam sampel Pegunungan Selatan memiliki provenan (asal sumber) dari Australia Barat. Dengan demikian dapat diinterpretasikan terdapatnya afinitas fragmen kontinen Gondwana yang berasal dari Australia barat sebagai batuandasar Pegunungan Selatan Jawa Timur. Hal ini didukung juga oleh fenomena terpisahnya sejumlah fragmen kontinen dari tepi benua Australia selama Mesozoikum sebelum pemisahan India dengan Gondwana. Suatu fragmen kontinen Australia telah hadir di Jawa Timur pada zaman Kapur, dan tumbukannya dengan tepi tenggara Sundaland kemungkinan besar terjadi sebelum awal Kenozoikum karena kenyataannya batuan berumur Eosen Tengah menumpang di atasnya.
- 3. Gambar 13: Distribusi sampel penanggalan zircon (Smyth et al., 2005) Gambar 14: (A) Anomali gayaberat, dan (B) Karakter batuandasar Jawa bagian timur (Smyth et al., 2005). Empat wilayah batuandasar dikenali oleh Smyth et al. (2005): Rembang High, Southern Mountain, Kendeng Zone, dan Western Block (Gambar 14). Rembang High: Terletak di bagian utara Jawa Timur dan merupakan daerah yang terangkat selama Kenozoikum dan memiliki endapan sedimen yang tipis dibandingkan dengan daerah cekungan di selatannya. Litologi batuandasarnya dari pemboran dilaporkan terdiri batuan metamorf, batuan bek, mirip dengan yang terdapat di Jalur Pegunungan Meratus dan diinterpretasikan sebagai kompleks akrasi Kapur. Southern Mountain: Bukti dari penanggalan zircon menunjukkan terdapatnya kerak kontinen di bawah busur volkanik (OAF) Pegunungan Selatan dengan anomali gayaberat Bouguer positif yang tinggi, dan terdapatnya zircon Pra-Kambrium. Kendeng Zone: Sifat batuandasar zona ini tidak dapat dipastikan karena tebalnya sekuen sedimen yang menutupinya. Zona Kendeng dikenal karena anomali Bouger negatifnya yang menonjol dan menunjukkan batuandasarnya sangat dalam, mengandung sedimen dengan tebal 8 km sampai 11 km (de Genevraye & Samuel, 1972, Untung & Sato, 1978). Batuandasarnya diperkirakan memiliki sifat transisional antara tipe komplek akresi (Rembang High) dan kontinental (Southern Mountain). Western Block: Daerah ini dibatasi oleh Sesar Progo-Muria yang berarah TL-BD yang menandai berakhirnya secara mendadak anomali gayaberat negatif Kendeng Depocenter dan Rembang High. Batuandasar di sebelah barat sturktur ini, di Jawa Tengah, merupakan komplek akresi Melange Luk-Ulo Karangsambung.
- 4. Meskipun Smyth et al. (2005) mengenali 4 zona batuandasar di atas, namun hasil analisis provenan batupasir kuarsa Eosen dari daerah-daerah Karangsambung, Nanggulan, Bayat, dan Cekungan Jawa Timur menunjukkan bahwa batupasir Eosen Karangsambung memiliki karakter provenan yang sangat berbeda dengan batupasir Eosen dari ketiga daerah lainnya sehingga diinterpretasikan tatanan tektonik dan karakter batuandasar daerah Nanggulan, Bayat, dan Cekungan Jawa Timur memiliki kemiripan sebagai basement kontinental (Prasetyadi, 2007) (Gambar 15). Gambar 15: Hasil analisis provenan batupasir Eosen dari daerah Karangsambung, Nanggulan, Bayat, dan Cekungan Jawa Timur (Prasetyadi, 2007). Stratigrafi Zona Pegunungan Selatan Zona ini merupakan busur volkanik Eosen-Miosen yang endapannya terdiri dari batuan-batuan siliklastik, volkaniklastik, volkanik dan karbonat dengan kedudukan umum perlapisannya miring ke selatan. Zona Pegunungan Selatan dialasi secara tidak selaras oleh batuandasar berumur Kapur seperti yang tersingkap di daerah Karangsambung dan Bayat. Di Karangsambung singkapannya terdiri dari himpunan batuan komplek akresi yang dikenal sebagai Komplek Melange Luk Ulo yang terdiri dari blok-blok filit, sekis biru, eklogit, ultramafik, ofiolit, basalt, kalsilutit dan rijang tertanam dalam matrik serpih tergerus (Asikin, 1974). Di daerah Bayat, singkapan batuandasar terdiri dari filit, sekis, dan marmer (Sumarso dan Ismoyowati, 1975). Batuan sedimen tertua yang diendapkan di atas ketidak-selarasan menyudut terdiri dari konglomerat berfragmen batuan dasar dan batupasir seperti yang terdapat dalam Formasi Nanggulan dan Formasi Wungkal-Gamping yang berumur Eosen Tengah. Di atas konglomerat dan batupasir kuarsa terdapat endapan bersekuen transgresif yang terdiri dari batubara, batupasir dan batulanau. Pada Formasi Nanggulan, batupasir pada bagian atas mengandung material volkanik dan sisipan batulempung tufaan (Smyth et al., 2005). Kehadiran lapisan batugamping numulit menandai dimulainya pengendapan di lingkungan lautan. Di lingkungan pengendapan yang lebih dalam di daerah Karangsambung, secara tidakselaras di atas batuandasar Komplek Melange Luk Ulo, diendapkan satuan olistostrom Formasi Karangsambung dan Formasi Totogan. Kandungan material volkanik Zona
- 5. Pegunungan Selatan ini ke arah bagian atas meningkat sedangkan proporsi material batuan dasar makin berkurang. Ketebalan endapan bagian bawah zona ini diperkirakan mencapai 1000 m dengan singkapan terbatas dijumpai di bagian barat, yakni di Karangsambung (diwakili oleh Formasi Karangsambung), Nanggulan (Formasi Nanggulan), dan Bayat (Formasi Wungkal-Gamping). Sekuen batuan bagian bawah ini oleh Smyth et al. (2005) disebut sebagai Synthem One Zona Pegunungan Selatan. Synthem adalah satuan kronostratigrafi suatu satuan batuan sedimen yang dibatasi oleh ketidakselarasan dan menunjukkan suatu siklus sedimentasi yang dipengaruhi oleh perubahan muka air laut relatif atau tektonik. Batas atas sekuen bagian bawah Zona Pegunungan Selatan ini di daerah Nanggulan dan Bayat merupakan ketidakselarasan Intra-Oligosen sementara di daerah Karangsambung pengendapan berlangsung menerus (Asikin et al., 1992). Gambar 16: Rangkuman stratigrafi regional Jawa bagian timur dari peneliti terdahulu (kiri), modifikasi dari Smyth et al., 2005 (kanan). Di atas bidang ketidakselarasan diendapkan suatu seri endapan yang terutama terdiri dari endapan volkaniklastik dari Formasi Kaligesing di Kulonprogo (Pringgoprawiro dan Riyanto, 1986); Kebobutak di Bayat ( Surono et al., 1992), dan Formasi Besole (Sartono, 1964) dan Formasi Mandalika (Samodra et al., 1992) di Pacitan, berumur Oligo-Miosen dan meliputi seluruh daerah Zona Pegunungan Selatan. Sekuen endapan volkaniklastik ini, yang oleh Smyth et al. (2005) disebut sebagai Synthem Two Zona Pegunungan Selatan, merekam perkembangan dan berakhirnya Busur Volkanik Oligo-Miosen Pegunungan Selatan. Aktifitas volkaniknya meliputi daerah yang luas, explosif dan diperkirakan berjenis Plinian-type (Smyth et al., 2005). Komposisi endapannya berkisar mulai dari andesitik sampai rhyolitik dan litologinya terdiri dari abu volkanik yang tebal, tuf, breksi batuapung, breksi andesitik, kubah lava dan aliran lava dengan ketebalan berkisar mulai dari 250 m sampai lebih dari 2000 m. Akhir atau batas atas dari sekuen volkaniklastik ini ditandai oleh peristiwa volkanik yang singkat yang kemungkinan besar berupa suatu erupsi super (Erupsi Semilir) yang menghasilkan Formasi Semilir (Smyth et al., 2005). Setelah periode ketika volkanisme Oligo-Miosen jauh berkurang aktifitasnya, bahkan mati, kemudian tererosi dan materialnya diendapkan kembali sebagai sekuen endapan berikutnya. Disamping itu sekuen endapan berikutnya juga dicirikan oleh perkembangan paparan karbonat yang luas seperti yang dijumpai di daerah Wonosari (Formasi Wonosari) dan Pacitan (Formasi Punung dan Formasi Campurdarat). Endapannya mencapai ketebalan sekitar 500 m dan terumbu berkembang pada daerah- daerah tinggian yang dibatasi sesar atau di daerah-daerah bekas gunungapi. Di bagian puncaknya
- 6. terdapat lapisan-lapisan debu volkanik mengandung zircon yang berdasarkan penanggalan U-Pb SHRIMP menunjukkan umur antara 10 dan 12 jtl (Smyth et al., 2005). Umur ini diperkirakan berkaitan dengan munculnya kembali aktivitas volkanik pada Miosen Akhir, di posisi dimana Busur Sunda masa kini berada. 4.3. Stratigrafi Zona Kendeng Zona yang terletak diantara Busur Volkanik masa kini dan Zona Rembang ini merupakan deposenter utama endapan Eosen-Miosen dan mengandung sekuen yang tebal sedimen volkanogenik dan pelagik. Zona ini sekarang merupakan lajur lipatan dan sesar anjakan berarah barat-timur. Bagian bawah sekuen endapan zona ini tidak tersingkap namun sebagian kecil ada yang terbawa ke permukaan oleh aktifitas poton atau gunung lumpur (mud volcano) seperti yang terdapat di daerah Sangiran (Itihara et al., 1985). Fragmen-fragmen batuan yang terbawa ke permukaan, berupa batupasir gampingan dan konglomerat mengandung Nummulites, mirip dengan sebagian karakter litologi sekuen bagian bawah Zona Pegunungan Selatan dan disebut Synthem One Zona Kendeng (Smyth et al., 2005). Di atas sekuen bagian bawah ini diendapkan sekuen tebal yang umumnya terdiri dari batupasir volkaniklastik dan batulempung pelagik dari Formasi Pelang, Formasi Kerek dan Formasi Kalibeng (De Genevraye dan Samuel, 1972). Formasi Pelang, berumur Miosen Awal, terdiri dari napal kaya foram dengan sisipan batugamping mengandung foram besar, diendapkan dilingkungan neritik. Ketebalannya mencapai 125 m dan bagian bawahnya tidak tersingkap. Formasi Pelang dibatasi oleh kontak sesar dengan Formasi Kerek yang terdiri dari endapan turbidit batulempung dan napal berselingan dengan batupasir gampingan dan tufan. Di beberapa tempat terdapat lapisan konglomerat dengan fragmen batugamping dan material volkanik dan lapisan batugamping (Batugamping Kerek) pada bagian atas formasi ini. Berdasarkan kandungan foram plankton umur Formasi Kerek menunjukkan umur Miosen Akhir dan diendapkan di lingkungan laut dalam. Formasi Kalibeng yang diendapkan di atas Formasi Kerek didominasi oleh napal globigerina dengan sedikit sisipan batugamping. Berdasarkan kandungan foram plankton formasi ini menunjukkan umur Miosen-Pliosen dan juga diendapkan dilingkungan laut dalam. Batupasir volkaniklastik sekuen ini diinterpretasikan terbentuk di bagian selatan di lereng utara komplek volkanik Oligo-Miosen Zona Pegunungan Selatan dan ke arah utara merupakan tempat pengendapan sedimen yang berbutir lebih halus dari sedimen pelagiknya. Walaupun diendapkan di bagian cekungan yang lebih dalam batulempungnya masih mengandung material volkanogenik. Di bagian baratdaya Zona Kendeng terdapat Lutut Bed dengan ciri yang sangat berbeda dengan karakter umum endapan Zona Kendeng (Smyth et al., 2005). Walaupun berada di lingkungan yang didominasi oleh endapan volkaniklastik, batuan Lutut Bed banyak mengandung kuarsa dan fragmen batuandasar (rijang, sekis, dan basalt), fragmen batupasir kuarsa Eosen dan batubara. Terdapatnya hasil rombakan batuandasar dan batuan Eosen ini menunjukkan adanya pengangkatan dan erosi pada Miosen Awal. Seri endapan laut dalam di Zona Kendeng diakhiri dengan pengendapan Batugamping Klitik Formasi Sonde (Pringgoprawiro, 1983). Formasi Sonde terdiri dari batugamping lempungan dan napal dengan sisipan batugamping wackstone mengandung Balanus (Koesoemo, 2003). Sekuen endapan bagian atas
- 7. Zona Kendeng didominasi oleh endapan volkaniklastik yang terdiri batupasir konglomeratan, batupasir tufan, breksi volkanik dari Formasi Pucangan, Formasi Kabuh dan Formasi Notopuro. Terdapatnya moluska air tawar, fragmen hominoid pada Formasi Pucangan dan terdapatnya endapan lahar dan fluvio-volkanik pada Formasi Notopuro menunjukkan lingkungan pengendapan terestrial dan berumur Pleistosen. Sekuen endapan bagian atas Zona Kendeng ini menunjukkan munculnya kembali aktifitas volkanik pada Plistosen yang merupakan cikal bakal Busur Volkanik masa kini di Jawa. 4.4. Stratigrafi Zona Rembang Zona ini umumnya terdiri dari sekuen Eosen-Pliosen yang meliputi endapan tepian paparan seperti sedimen klastik laut dangkal dan endapan karbonat yang luas. Batuandasar yang mengalasi Zona Rembang didominasi oleh berbagai jenis batuan metamorf berumur Kapur seperti batusabak (Sumur Purwadadi-1), filit (Sumur Kujung-1) dan batuan beku diorit (Sumur NCJ-1). Endapan tertua di zona ini, yang disebut Formasi Pra-Ngimbang, yang dijumpai di bagian timur Zona Rembang berdasarkan data sumur. Formasi ini terdiri dari batupasir, batulanau, dan serpih dengan sisipan batubara dan berdasarkan kandungan fosil nanno menunjukkan umur Paleocene sampai Eosen Awal (Phillips et al., 1991). Walaupun tidak tegas namun diinterpretasikan batasnya tidak-selaras dengan Formasi Ngimbang yang diendapkan di atasnya. Formasi Ngimbang yang berumur Eosen Tengah terdiri dari tiga anggota: Anggota Klastik Ngimbang, Anggota Karbonat Ngimbang, dan Anggota Serpih Ngimbang (Phillips et al., 1991). Anggota Klastik Ngimbang, yang menyusun bagian bawah Formasi Ngimbang, terdiri dari batupasir dan konglomerat yang ke atas berangsur menjadi batupasir, serpih dan lapisan batubara. Bagian bawah umumnya diendapkan di lingkungan terestrial sedangkan bagian atas diendapkan di lingkungan laut dangkal. Anggota Karbonat Ngimbang diendapkan sebagai akibat terjadinya transgresi dari arah selatan yang menggenangi Daratan Sunda ke arah barat dan utara. Puncak transgresi ini ditandai dengan pengendapan Anggota Serpih Ngimbang, yang terdiri dari serpih gampingan, di lingkungan neritik luar sampai bathyal. Batupasir Formasi Ngimbang banyak mengandung kuarsa dan diperkirakan memiliki sumber kontinental lokal (Sribudiyani et al., 2003). Sekuen transgresif ini, yang oleh Smyth et al. (2005) disebut Synthem One Zona Rembang, diakhiri oleh ketidakselarasan Intra-Oligosen dan ditumpangi oleh endapan karbonat Formasi Kujung. Bidang perlapisan di atas dan di bawah bidang ketidakselarasan mempunyai orientasi yang tidak jauh berbeda sehingga ketidakselarasan ini diinterpretasikan sebagai akibat penurunan muka air laut (Smyth et al., 2005). Sekuen di atas endapan Formasi Pra-Ngimbang dan Formasi Ngimbang didominasi oleh endapan karbonat Formasi Kujung dan Formasi Prupuh yang berumur Oliogosen. Dominasi endapan karbonat ini menunjukkan berkurangnya input material klastik yang kemungkinan disebabkan baik oleh naiknya muka air laut ataupun oleh berkurangnya kondisi relief di daerah sumbernya. Menurut Smyth et al. (2005) endapan karbonat Oligo-Miosen ini, yang disebut sebagai Synthem Two Zona Rembang, ada yang mengandung lapisan material volkanik yang diinterpretasikan sebagai hasil endapan jatuhan dari Busur Volkanik Pegunungan Selatan. Pengendapan suatu seri batuan siliklastik dan karbonat di atas Formasi Kujung menandai priode terjadinya perubahan pola sedimentasi secara besar-besaran. Hal ini ditunjukkan oleh Endapan karbonat murni Formasi Kujung ke arah atas berubah menjadi endapan asal- daratan Formasi Tuban dan Formasi Ngrayong yang berumur Miosen Tengah. Formasi Ngrayong merupakan endapan terestrial sampai laut dangkal yang dicirikan oleh banyaknya kandungan kuarsa. Di atas Formasi Ngrayong, endapannya dicirikan kembali oleh endapan karbonat berumur Miosen Akhir sampai Pliosen dari Formasi-formasi Bulu, Wonocolo, Ledok dan Mundu. Fase regresi menandai
- 8. bagian atas Zona Rembang seperti ditunjukkan oleh endapan batupasir globigerina Formasi Selorejo dan batulempung Formasi Lidah sebelum diendapkan Formasi Paciran sebagai satuan batugamping termuda di zona ini (Pringgoprawiro, 1983).