GEOLOGI INDONESIA PDF

Preview

Summary

GEOLOGI INDONESIA EVI FITRIANA, M.Pd BAHAN AJAR S1 PENIDIKAN GEOGRAFI FKIP UNIVERSITAS PGRI PALANGKA RAYA 23 Januari 2017 GEOLOGI PULAU SUMATERA GAMBARAN UMUM PULAU SUMATERA Pulau Sumatra, berdasarkan luas merupakan pulau terbesar keenam di dunia. Pulau ini membujur dari barat laut ke arah tenggara ...

Description

GEOLOGI INDONESIA EVI FITRIANA, M.Pd

BAHAN AJAR S1 PENIDIKAN GEOGRAFI FKIP UNIVERSITAS PGRI PALANGKA RAYA 23 Januari 2017

GEOLOGI PULAU SUMATERA

GAMBARAN UMUM PULAU SUMATERA

Pulau Sumatra, berdasarkan luas merupakan pulau terbesar keenam di dunia. Pulau ini membujur dari barat laut ke arah tenggara dan melintasi khatulistiwa, seolah membagi pulau Sumatra atas dua bagian, Sumatra belahan bumi utara dan Sumatra belahan bumi selatan. Pegunungan Bukit Barisan dengan beberapa puncaknya yang melebihi 3.000 m di atas permukaan laut, merupakan barisan gunung berapi aktif, berjalan sepanjang sisi barat pulau dari ujung utara ke arah selatan; sehingga membuat dataran di sisi barat pulau relatif sempit dengan pantai yang terjal dan dalam ke arah Samudra Hindia dan dataran di sisi timur pulau yang luas dan landai dengan pantai yang landai dan dangkal ke arah Selat Malaka, Selat Bangka dan Laut China Selatan. Di bagian utara pulau Sumatra berbatasan dengan Laut Andaman dan di bagian selatan dengan Selat Sunda. Pulau Sumatra ditutupi oleh hutan tropik primer dan hutan tropik sekunder yang lebat dengan tanah yang subur. Gunung berapi yang tertinggi di Sumatra adalah Gunung Kerinci di Jambi, dan dengan gunung berapi lainnya yang cukup terkenal yaitu Gunung Leuser di Nanggroe Aceh Darussalam dan Gunung Dempo di perbatasan Sumatra Selatan dengan Bengkulu. Pulau Sumatra merupakan kawasan episentrum gempa bumi karena dilintasi oleh patahan kerak bumi disepanjang Bukit Barisan, yang disebut Patahan Sumatra; dan patahan kerak bumi di dasar Samudra Hindia disepanjang lepas pantai sisi barat Sumatra. Danau terbesar di Indonesia, Danau Toba terdapat di pulau Sumatra.

1.

PEMBENTUKAN PULAU SUMATERA Pulau Sumatera pada dasarnya merupakan bagian dari benua Asia.namun karena pada Kapur Awal bagian timur benua Gondwana pecah dan India memisahkan diri dari Benua Antartika-Australia dengan pergerakan berarah Baratlaut yang kemudian berarah Utara-Selatan pada Kapur tengah yang akirnya menumbuk Benua Asia dan berdampak pada pergerakan beberapa bagian timur asia yang bergerak kearah tenggara dan timur serta menjadi dasar tatanan tektonik paparan sunda.

Gambar 1.1 Pergerakan bagian timur Asia Di utara, pertemuan lempeng tersebut ditandai oleh daerah tumbukan antara india dengan asia sepanjang pegunungan Himalaya. Kearah selatan gerak antara bagian kerak samudra dari lempeng india – Australia dengan kerak benua dari lempeng Eurasia ditentukan terbentuknya jalur subduksi spanjang 6500 km yang membentang dari laut Andaman di selatan Burma ke palung nikobar dan ke palung sunda di barat pulau Sumatra dan selatan Jawa.

Gambar 1.2 India menumbuk Benua Asia Gambar diatas merupakan proses dimana ketika India menumbuk benua Asia dengan arah relatif Utara-Selatan.adanya bagian benua Asia yang bergerak kearah timur dan Tenggara merupakan dampak tumbukan tersebut.bagian benua Asia yang bergerak kearah tenggara itulah yang menjadi cikal bakal Paparan Sunda tempat pulau Sumatera berada. Dasar itu pulalah yang menjadi landasan bahwa tektonik sumatera di anggap sebagai produk interaksi konvergen antara lempeng india - australia dan asia, dan pola serta ragam tektoniknya dipengaruhi oleh besarnya sudut interaksi serta kecepatan dari pada konverggensi lempengnya. Gerak – gerak tersebut menghasilkan bentuk gabungan subduksi dan sesar mendatar dextrral yang mantap tetapi bervariasi. Geologi tersier dan kuarter sumatera yang kita ketahui sekarang merupakan pencerminan dari gerak- gerak tersebut, meski ada beberapa aspek yang masih belum diketahui.

2. POLA TEKTONIK PULAU SUMATERA 2.1 Sejarah Pembentukan Cekungan Sumatera Cekungan Sumatera terbentuk pada kurun Eosen Tengah (45 Ma). Pada kurun waktu tersebut terjadi proses syn rift yang menyebabkan terbentuknya Pulau Sumatera. Proses syn rift tersebut terjadi akibat adanya pertumbukan antara lempeng India Australia dan Asia Tenggara, sekitar 45,6 juta tahun yang lalu menyebabkan deformasi di benua Asia. Bagian tepi dari Asia Tenggara bergeser ke Tenggara. Akibatnya terbentuk sesar-sesar berarah Barat Laut – Tenggara (termasuk sesar semangko). Sesar-sesar mendatar yang terus bergeser menyebabkan terbentuknya sesar-sesar normal yang menjadi cikal bakal cekungan-cekungan yang ada di Pulau Sumatera. Konfigurasi cekungan pada daerah Sumatra berhubungan langsung dengan kehadiran dari subduksi yang menyebabkan non-volcanic fore-arc dan volcanoplutonik back-arc. Sumatra dapat dibagi menjadi 5 bagian (Darman dan Sidi, 2000): 1. Sunda outer-arc ridge, berada sepanjang batas cekungan fore-arc Sunda dan yang memisahkan dari lereng trench. 2. Cekungan Fore-arc Sunda, terbentang antara akresi non-vulkanik punggungan outer-arcdengan bagian di bawah permukaan dan volkanik back-arc Sumatra. 3. Cekungan Back-arc Sumatra, meliputi Cekungan Sumatra Utara, Tengah, dan Selatan. Sistem ini berkembang sejalan dengan depresi yang berbeda pada bagian bawah Bukit Barisan. 4. Bukit Barisan, terjadi pada bagian axial dari pulaunya dan terbentuk terutama pada Perm-Karbon hingga batuan Mesozoik. 5. Intra-arc Sumatra, dipisahkan oleh uplift berikutnya dan erosi dari daerah pengendapan terdahulu sehingga memiliki litologi yang mirip pada forearc dan back-arc basin.



Cekungan Depan - Busur Rangkaian pulau-pulau yang berada di sebelah barat P.Sumatra, yang dikenal sebagai busur “non-volkanik”, merupakan titik keseimbangan antara pengangkatan yang diakibatkan oleh pergeseran (akrasi) jalur subdiksi, dan gejala penurunan, yang sebagian besar disebabkan oleh pembebanan pada bagian lempeng yang menyusup. Sebelah timur dari P. Nias, atau pulau-pulau lainnya yang tergabung sebagai “batas pemisah palung”, berada dalam keadaan mantap atau menurun. Jalur menurun yang berada pada lereng sebelah timur “jalur pemisah” itu merupakan bagian dari sistim “Palung-Busur” yang dinamakan Cekungan depan-busur. Namun di busur SUNDA ini, KARIG cenderung untuk menganggap me’lange sebagai dasar cekungan muka-busur. Sebagai alasan adalah : seandainya

benar, seperti yang dikemukakan terdahulu, bahwa gejala penyusupan itu berlanjut sejak Kapur, maka bahan yang bergeser selama jaman Tersier bawah seharusnya berada disisi P. Sumatra, meskipun mengalami pergeseran atau penyesuaian melalui sesar mendatar

Gambar 2.1 Posisi Cekungan Sumatra Stratigrafi Cekungan Depan-Busur Cekungan depan-busur dengan pengendapan yang tebal merupakan bentuk yang penting didalam sistim-palung-busur pada tepi benua yang mempunyai tingkat sedimentasi yang cepat. Apabila dalam sistim ini terdapat suatu busur-luar (“outer-arc-risge”), maka sedimen-sedimen yang berasal dari busur volkanik akan tertahan dibelakang punggungan dan terkumpul dalam jumlah yang sangat tebal didalam cekungan-depan-busur. Ukuran dari cekungan-depan-busur seperti itu dapat mencapai lebar 50 - 100 KM, dan panjang hingga beberapa ratus Km, dengan terputus-putus menjadi beberapa sub-sub-cekungan olehtinggian-tinggian yang memotongnya. Seluruh wilayah cekungan muka-busur ini diisi oleh urutan-urutan lapisan yang hampir menerus berumur Miosen dan Pilosen. Pemboran-pemboran yang dilakukan didekat kepulauan Banyak (bor Palembak dan bor Ujung Batu) telah menembus lapisan-lapisan tebal endapan turbidit yang ditutupi oleh batugamping terumbu Plistosen hingga Resen.

 Cekungan belakang busur. Stratigrafi Cekungan - cekungan Tersier menempati bagi an sebel ah tim ur pulau Sum atra . Seluruhn ya terdiri dari :   Cekungan Sumat ra Utara, Cekungan Sumat ra Tengah,

 Cekungan Sumat ra Selat an Cekungan - cekungan tersebut umumn ya dicirikan oleh endapan tersi ern ya yang sangat tebal dan diendapkan dal am waktu yang rel atif singkat .

 Cekungan Sumatra Utara Mempunyai bentuk segitiga yang membuka ke utara, dibatasi oleh tinggian ASAHAN disebelah tenggara dari Cekungan Sumatra tengah. Pengendapan Eosen sampai Oligosen dibagian barat cekungan dicirikan oleh sedimen klastis kasar (Fm. Meucampli) yang tidak mengalami deformasi,dan berubah secara berangsur ke timur menjadi endapan karbonat paparan (Fm. Tampur). Tidak dijumpainya endapan volkanik yang tersebar luas didalam Fm. Meucampil, mungkin merupakan indikasi bahwa busur luar yang berada disebelah barat Sumatra utara, sebagian besar adalah tidak bergunung-api, yang juga berarti bahwa tidak ada atau hanya sedikit saja terjadi proses subduksi pada kala itu.

G a m b a r 2 . 2 Cekungan belakang - busur Sumatra Timur

Struktur batuan dasarnya dikontrol oleh sesar-sesar yang berarah Utara Selatan, yang membaginya menjadi beberapa sub-cekungan dan tinggian

Gambar 2 . 3 . Stratigrafi Cekungan Sumatra Utara

 Cekungan Sumatra Tengah Dipisahkan oleh tinggian ASAHAN dari cekungan Sumatra Selatan disebelah tenggara. Dasar dari cekungan ini diperkirakan terdiri dari kerak benua yang tipis dan sangat terpatahkan (“fractured”)

Gambar 2 . 4 Pola struktur dan pengendapan Cekungan Sumatra Tengah

Batuan berumur Paleogen terdiri dari endapan darat (Fm. Pematang), terutama terdiri dari lempung merah dan hijau dan serpih karbonan serta batupasir

berbutir sedang sampai halus. Setelah pengendapan ini disusul oleh pengangkatan, perlipatan, pensesaran dan erosi dari Fm. Pematang dan daerah-daerah tinggian lainnya. Fm. Menggala yang terletak tidak selaras diatas Fm. Pematang menunjukkan diawalinya proses transgresi yang terus berlanjut hingga Miosen Tengah, yakni saat terjadinya gejala tektonik. Batuan berumur Paleogen dan yang lebih tua lagi, diendapkan dadalam bentuk-bentuk “graben” dan “setengah graben” yang dibatasi oleh sesar-sesar yang sama yang mengontrol pengendapan sebelumnya. Gejala penurunan yang disusul oleh transgresi umum ini berlanjut sepanjang Miosen Awal dengan diendapkannya batuan klastik yang tergolong dalam Kelompok Sihapas, yang mencakup seluruh cekungan. Kelompok ini didominasi oleh batupasir dan konglomerat dibagian bawah (Fm. Menggala), dengan sisipan-sisipan terbatas batugamping dan serpih. Cekungan Sumatra Selatan Cekungan Sumatra Selatan membentang mulai dari tinggian Asahan di baratlaut sampai ke tinggian Lampung yang terletak di bagian paling Selatan pulau.

Pengendapan dalam cekungan ini diawali dengan endapan darat pada jaman Eosen. Oligosen awal dengan diwakili oleh pasir kasar, kerakal dan tufa. Sedimen-sedimen tersebut diendapkan sebagai kipas-kipas aluvial, sungai bersirat dan “pledmont” (endapan lereng-lereng), diatas batuan pra-Tersier.Satuan batuan ini sekarang tersimpan dalam bentuk-bentuk “amblesan” atau “graben-graben” sebagai Formasi Lahat

G a m b a r 2 . 5 Litologi Formasi Lapisan di Sumatra Sela tan Baru setelah menjelang akhir awal oligosen, terjadi permulaan gejala trasgresi dimana sedimen-sedimen lingkungan darat sampai delta diendapkan sebagai Formasi Talang Akar, yang terutama terdiri dari pasir, lanau dan lempung yang merupakan ciri khas daripada endapan paparan delta (“delta plain”) dan berangsur beralih ke bagian muka delta yang berupa pasir dan lempung marin serta lanau dibagian-bagian yang dalam. Dengan berlanjutnya masa transgresi pada awal Miosen, laut sudah mulai menutupi bagian-bagian yang tinggi daripada batuan dasar dengan disertai oleh bertambah kurangnya suplai bahan berukuran pasir dan lempung, dan kemudian diambil alih oleh paparan lamparan-lamparan karbonat dan terumbu. Satuan batuan ini dikenal sebagai Formasi Baturaja. Karbonat terutama berkembang, pada bagian-bagian yang rendah, tetap diendapkan lempung (Fm. Gumai)

2.2 Perkembangan Tektonik Pulau Sumatra Peristiwa Tektonik yang berperan dalam perkembangan Pulau Sumatra dan Cekungan Sumatra Selatan menurut Pulonggono dkk (1992) adalah:  Fase kompresi yang berlangsung dari Jurasik awal sampai Kapur. Tektonik ini menghasilkan sesar geser dekstral WNW – ESE seperti Sesar Lematang, Kepayang, Saka, Pantai Selatan Lampung, Musi Lineament dan N – S trend. Terjadi wrench movement dan intrusi granit berumur Jurasik – Kapur.

Gambar 2.6 Fase Kompresi Jurasik Awal Sampai Kapur dan Elipsoid Model (Pulonggono dkk, 1992).  Fase tensional pada Kapur Akhir sampai Tersier Awal yang menghasilkan sesar normal dan sesar tumbuh berarah N – S dan WNW – ESE. Sedimentasi mengisi cekungan atau terban di atas batuan dasar bersamaan dengan kegiatan gunung api. Terjadi pengisian awal dari cekungan yaitu Formasi Lahat.

Gambar 2.7 Fase Tensional Kapur Akhir Sampai Tersier Awal dan Elipsoid Model (Pulonggono dkk, 1992).  Fase ketiga yaitu adanya aktivitas tektonik Miosen atau Intra Miosen menyebabkan pengangkatan tepi-tepi cekungan dan diikuti pengendapan bahan-bahan klastika. Yaitu terendapkannya Formasi Talang Akar, Formasi Baturaja, Formasi Gumai, Formasi Air Benakat, dan Formasi Muara Enim.  Fase keempat berupa gerak kompresional pada Plio-Plistosen menyebabkan sebagian Formasi Air Benakat dan Formasi Muara Enim telah menjadi tinggian tererosi, sedangkan pada daerah yang relatif turun diendapkan Formasi Kasai. Selanjutnya, terjadi pengangkatan dan perlipatan berarah barat laut di seluruh daerah cekungan yang mengakhiri pengendapan Tersier di Cekungan Sumatra Selatan. Selain itu terjadi aktivitas volkanisme pada cekungan belakang busur.

Gambar 2.8 Fase Kompresi Miosen Tengah Sampai Sekarang dan Elipsoid Model (Pulonggono dkk, 1992). 2.3 Pola Tektonik Pulau Sumatera Pola tektonik yang berkembang di Pulau Sumatera dipengaruhi oleh aktivitas tektonisme yang bekerja yaitu subduksi. Ada 2 (dua) subduksi yang bekerja di Pulau Sumatera yaitu utara dan selatan. Sejak zaman Permian, terjadi interaksi konvergen dari arah selatan (lempeng India-Australia) dan dari arah utara ke selatan (lempeng L. China selatan) membentuk jalur subduksi dan magmatik yang berkelanjutan dari zaman Permian yang semakin muda ke arah selatan dan utara. Ada 3 sistem tektonik yang terdapat di Pulau Sumatera yaitu sistem subduksi Sumatera, sistem sesar Mentawai (Mentawai Fault System) dan sistem sesar Sumatera (Sumatera Fault System).  Sistem Subduksi Sumatera Pada akhir Miosen, Pulau Sumatera mengalami rotasi searah jarum jam. Pada zaman Pliopleistosen, arah struktur geologi berubah menjadi barat dayatimur laut, di mana aktivitas tersebut terus berlanjut hingga kini. Hal ini disebabkan oleh pembentukan letak samudera di Laut Andaman dan tumbukan antara Lempeng Mikro Sunda dan Lempeng India-Australia terjadi pada sudut yang kurang tajam. Terjadilah kompresi tektonik global dan lahirnya kompleks subduksi sepanjang tepi barat Pulau Sumatera dan pengangkatan Pegunungan Bukit Barisan pada zaman Pleistosen. Pada akhir Miosen Tengah sampai Miosen Akhir, terjadi kompresi pada Laut Andaman. Sebagai akibatnya, terbentuk tegasan yang berarah NNW-SSE menghasilkan patahan berarah utara-selatan. Sejak Pliosen sampai kini, akibat kompresi terbentuk tegasan yang berarah NNE-SSW yang menghasilkan sesar berarah NE-SW, yang memotong sesar yang berarah utara-selatan. Di Sumatera, penunjaman tersebut juga menghasilkan rangkaian busur pulau depan (forearch islands) yang non-vulkanik (seperti: P. Simeulue, P.

Banyak, P. Nias, P. Batu, P. Siberut hingga P. Enggano), rangkaian pegunungan Bukit Barisan dengan jalur vulkanik di tengahnya, serta sesar aktif ’The Great Sumatera Fault’ yang membelah Pulau Sumatera mulai dari Teluk Semangko hingga Banda Aceh. Sesar besar ini menerus sampai ke Laut Andaman hingga Burma. Patahan aktif Semangko ini diperkirakan bergeser sekitar sebelas sentimeter per tahun dan merupakan daerah rawan gempa bumi dan tanah longsor. Penunjaman yang terjadi di sebelah barat Sumatra tidak benar-benar tegak lurus terhadap arah pergerakan Lempeng India-Australia dan Lempeng Eurasia. Lempeng Eurasia bergerak relatif ke arah tenggara, sedangkan Lempeng IndiaAustralia bergerak relatif ke arah timurlaut. Karena tidak tegak lurus inilah maka Pulau Sumatra dirobek sesar mendatar (garis jingga) yang dikenal dengan nama Sesar Semangko. Penunjaman Lempeng India – Australia juga mempengaruhi geomorfologi Pulau Sumatera. Adanya penunjaman menjadikan bagian barat Pulau Sumatera terangkat, sedangkan bagian timur relatif turun. Hal ini menyebabkan bagian barat mempunyai dataran pantai yang sempit dan kadang-kadang terjal. Pada umumnya, terumbu karang lebih berkembang dibandingkan berbagai jenis bakau. Bagian timur yang turun akan menerima tanah hasil erosi dari bagian barat (yang bergerak naik), sehingga bagian timur memiliki pantai yang datar lagi luas. Di bagian timur, gambut dan bakau lebih berkembang dibandingkan terumbu karang.  Sistem Sesar Sumatra Di pulau Sumatera, pergerakan lempeng India dan Australia yang mengakibatkan kedua lempeng tersebut bertabrakan dan menghasilkan penunjaman menghasilkan rangkaian busur pulau depan (forearch islands) yang non-vulkanik (seperti: P. Simeulue, P. Banyak, P. Nias, P. Batu, P. Siberut hingga P. Enggano), rangkaian pegunungan Bukit Barisan dengan jalur vulkanik di tengahnya, serta sesar aktif ’The Great Sumatera Fault’ yang membelah Pulau Sumatera mulai dari Teluk Semangko hingga Banda Aceh. Sesar besar ini menerus sampai ke Laut Andaman hingga Burma. Patahan aktif Semangko ini diperkirakan bergeser sekitar sebelas sentimeter per tahun dan merupakan daerah rawan gempa bumi dan tanah longsor. Di samping patahan utama tersebut, terdapat beberapa patahan lainnya, yaitu: Sesar Aneuk Batee, Sesar Samalanga-Sipopok, Sesar Lhokseumawe, dan Sesar Blangkejeren. Khusus untuk Kota Banda Aceh dan Kabupaten Aceh Besar dihimpit oleh dua patahan aktif, yaitu Darul Imarah dan Darussalam. Patahan ini terbentuk sebagai akibat dari adanya pengaruh tekanan tektonik secara global dan lahirnya kompleks subduksi sepanjang tepi barat Pulau Sumatera serta pengangkatan Pegunungan Bukit Barisan. Daerah-daerah yang berada di sepanjang patahan tersebut merupakan wilayah yang rawan gempa bumi dan tanah longsor, disebabkan oleh adanya aktivitas kegempaan dan kegunungapian yang tinggi. Banda Aceh sendiri merupakan suatu dataran hasil amblesan sejak

Pliosen, hingga terbentuk sebuah graben. Dataran yang terbentuk tersusun oleh batuan sedimen, yang berpengaruh besar jika terjadi gempa bumi di sekitarnya. Penunjaman Lempeng India – Australia juga mempengaruhi geomorfologi Pulau Sumatera. Adanya penunjaman menjadikan bagian barat Pulau Sumatera terangkat, sedangkan bagian timur relatif turun. Hal ini menyebabkan bagian barat mempunyai dataran pantai yang sempit dan kadang-kadang terjal. Pada umumnya, terumbu karang lebih berkembang dibandingkan berbagai jenis bakau. Bagian timur yang turun akan menerima tanah hasil erosi dari bagian barat (yang bergerak naik), sehingga bagian timur memiliki pantai yang datar lagi luas. Di bagian timur, gambut dan bakau lebih berkembang dibandingkan terumbu karang. Sejarah tektonik Pulau Sumatera berhubungan erat dengan dimulainya peristiwa pertumbukan antara lempeng India-Australia dan Asia Tenggara, sekitar 45,6 juta tahun lalu, yang mengakibatkan rangkaian perubahan sistematis dari pergerakan relatif lempeng-lempeng disertai dengan perubahan kecepatan relatif antar lempengnya berikut kegiatan ekstrusi yang terjadi padanya. Gerak lempeng IndiaAustralia yang semula mempunyai kecepatan 86 milimeter / tahun menurun secara drastis menjadi 40 milimeter/tahun karena terjadi proses tumbukan tersebut. Penurunan kecepatan terus terjadi sehingga tinggal 30 milimeter/tahun pada awal proses konfigurasi tektonik yang baru (Char-shin Liu et al, 1983 dalam Natawidjaja, 1994). Setelah itu kecepatan mengalami kenaikan yang mencolok sampai sekitar 76 milimeter/tahun (Sieh, 1993 dalam Natawidjaja, 1994). Proses tumbukan ini, menurut teori “indentasi” pada akhirnya mengakibatkan terbentuknya banyak sistem sesar geser di bagian sebelah timur India, untuk mengakomodasikan perpindahan massa secara tektonik (Tapponier dkk, 1982). Keadaan Pulau Sumatera menunjukkan bahwa kemiringan penunjaman, punggungan busur muka dan cekungan busur muka telah terfragmentasi akibat proses yang terjadi. Kenyataan menunjukkan bahwa adanya transtensi (transtension) Paleosoikum tektonik Sumatera menjadikan tatanan tektonik Sumatera menunjukkan adanya tiga bagian pola (Sieh, 2000). Bagian selatan terdiri dari lempeng mikro Sumatera, yang terbentuk seja...