1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pergerakan lempeng pada kerak bumi akan membentuk berbagai macam morfologi pada permukaan kerak bumi. Pergerakan lempeng dipengaruhi oleh arus konveksi dibawah kerak bumi, ini menyebabkan terbentuknya berbagai macam tatanan tektonik antara lain berupa konvergen, divergen, dan transform. transform. Tatanan tektonik transform membentuk transform membentuk patahan kerak bumi berupa strike slip fault atau sesar mendatar. Pergerakan sesar mendatar ini dapat membentuk morfologi berupa cekungan akibat gaya tarikan atau tension tension berupa pull-apart basin. basin. Pada morfologi cekungan tersebut akan membentuk tebing-tebing curam pada tepi danau serta dapat memiliki kedalaman hingga ratusan meter. Danau Singkarak merupakan contoh cekungan danau yang terbentuk akibat pergerakan sesar mendatar. Danau ini memiliki kedalaman maksimal mencapai 268 meter dengan panjang 21 km dan lebar 7 km, memiliki dinding tepi danau yang curam (Aydan, 2007). Tebing curam danau tersebut rawan terjadi gerakan tanah. Kemudian akibat pergerakan patahan akan menimbulkan bencana gempa bumi yang memiliki daya rusak yang tinggi disebabkan oleh sumber gempa atau hypocentrum hypocentrum yang dangkal. Kerusakan akibat gempa sangat ditentukan oleh kedalaman sumber gempa, semakin dangkal maka akan semakin kuat (Sukandarrumidi, 2014). Sehingga daerah cekungan tersebut memang rawan terkena bencana geologi. Segi potensi geologi, proses sedimentasi endapan cekungan tarik terpisah atau pull-apart atau pull-apart basin ini basin ini menghasilkan tipe endapan yang
1
2
sangat potensial sebagai source sebagai source rock minyak minyak dan gas bumi serta batubara karena bersifat syn-rift sedimentation. sedimentation. Batuan sumber minyak dan gas bumi terbentuk pada proses sedimentasi yang berlangsung terus menerus akibat dasar cekungan yang terus tenggelam dan terus ditumpuki oleh batuan lain di atasnya, maka batuan yang mengandug men gandug karbon ini akan terpanaskan karena semakin dalam suhu s uhu akan semakin tinggi (Putrohari, 2008).
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari penyusunan seminar ini adalah untuk memenuhi persyaratan akademik di Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral di Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Sedangkan tujuan dari penulisan ini adalah untuk menambah pengetahuan di kalangan akademisi, masyarakat umum, dan juga untuk memberikan informasi lebih dalam tentang mekanisme pembentukan pada cekungan Danau Singkarak akibat pergerakan sesar mendatar serta mengetahui kontrol geologinya.
1.3 Batasan Masalah
Sesuai dengan judul seminar yang di angkat, maka dalam penyusunan laporan akan dibahas secara spesifik tentang sesar mendatar dalam kaitannya dengan pembentukan cekungan akibat dari pergerakan mendatar sesar utama. Kemudian akan dibahas studi kasus pada pembentukan cekungan Danau Singkarak beserta kontrol geologinya dan data yang diperoleh merupakan hasil studi pustaka serta studi kasus dari data-data sekunder. Hal ini dilakukan agar fokus masalah lebih tertuju pada pada judul yang akan dibahas nantinya.
2
sangat potensial sebagai source sebagai source rock minyak minyak dan gas bumi serta batubara karena bersifat syn-rift sedimentation. sedimentation. Batuan sumber minyak dan gas bumi terbentuk pada proses sedimentasi yang berlangsung terus menerus akibat dasar cekungan yang terus tenggelam dan terus ditumpuki oleh batuan lain di atasnya, maka batuan yang mengandug men gandug karbon ini akan terpanaskan karena semakin dalam suhu s uhu akan semakin tinggi (Putrohari, 2008).
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari penyusunan seminar ini adalah untuk memenuhi persyaratan akademik di Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral di Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Sedangkan tujuan dari penulisan ini adalah untuk menambah pengetahuan di kalangan akademisi, masyarakat umum, dan juga untuk memberikan informasi lebih dalam tentang mekanisme pembentukan pada cekungan Danau Singkarak akibat pergerakan sesar mendatar serta mengetahui kontrol geologinya.
1.3 Batasan Masalah
Sesuai dengan judul seminar yang di angkat, maka dalam penyusunan laporan akan dibahas secara spesifik tentang sesar mendatar dalam kaitannya dengan pembentukan cekungan akibat dari pergerakan mendatar sesar utama. Kemudian akan dibahas studi kasus pada pembentukan cekungan Danau Singkarak beserta kontrol geologinya dan data yang diperoleh merupakan hasil studi pustaka serta studi kasus dari data-data sekunder. Hal ini dilakukan agar fokus masalah lebih tertuju pada pada judul yang akan dibahas nantinya.
3
1.4 Tinjauan Pustaka
Interaksi antar lempeng dapat saling mendekat ( subduction), subduction), saling menjauh dan saling berpapasan ( strike slip fault ). ). Batas transform adalah batas antar lempeng yang saling berpapasan dan saling bergeser satu dan lainnya menghasilkan suatu sesar mendatar jenis Strike Slip Fault (Noor, (Noor, 2008). Strike-slip fault terbentuk pada batas transform transform lempeng benua dan samudera. Pada pengaturan antar lempeng terbentuk sebagai respon tabrakan lempeng pada interior benua. Strike-slip fault dapat terjadi sebagai zona yang menghubungkan sesar normal dalam sistem rekahan dan sesar naik dalam sistem kompresi lipatan (Sylvester, 1988). Strike-slip fault juga umum dijumpai dalam pengaturan konvergen berupa subduksi miring dimana regangan antar lempeng dipartisi menjadi busur paralel strike-slip strike-slip dalam zona depan busur, busur atau wilayah belakang busur (Sieh (Sieh & Natawidjaja, 2000). Cekungan pada seting transform transform dapat dibagi menjadi transtensional, transpresional, atau transrotasional tergantung pada keadaan apakah cekungan tersebut dibentuk oleh mekanisme ekstensi, kompresi, atau rotasi dari blok krustal di sepanjang sistem sesar strike-slip sesar strike-slip (Boggs, 2006). Tipe-tipe cekungan pada sesar mendatar dapat dipengaruhi oleh hubungan antar segmen-segmen sesar mendatar, apakah hubungannya berupa stepover yang tidak terhubung ataupun bend yang terhubung. Jika tidak terhubung maka akan membentuk Stepover Basin, Basin, sedangkan jika terhubung maka akan membentuk Fault-bend basin. basin.
Bentuk
Cekungan pada sesar mendatar sebagian besar terbagi menjadi tiga tipe yaitu:
4
Stepover basin, Fault-bend basin, dan Transrotasional basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995) Danau Singkarak, Sumatera Barat di sebelah utara Padang, menempati depresi diapit oleh tebing curam yang naik 400 m di atas permukaan danau. Tebing curam menandai singkapan dari dua oblique sesar normal, membentuk struktur graben tarik-terpisah ( pull-apart basin) dalam Sesar Sistem Sumatera (Barber, 2005). Sedimen yang dijumpai pada cekungan ini cenderung cukup tebal, karena tingkat sedimentasinya yang tinggi yang dihasilkan oleh proses pengerosian dari tinggian di sekitar cekungan ini, dan ditandai dengan adanya beberapa perbedaan fasies local (Bogs, 2006).
5
BAB II METODE PENGUMPULAN DATA
2.1 Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data dalam penyusunan seminar ini dilakukan dengan mencari pustaka-pustaka yang mendukung dan terkait dengan teori pembentukan cekungan akibat dari proses pergerakan sesar mendatar. Sumber data dalam penyusunan makalah berasal dari beberapa sumber literatur, baik textbook, Jurnal-jurnal Ilmiah, buletin, surat kabar, maupun dari internet dan juga dari penelitian penelitian terdahulu. Penyusunan makalah ini lebih bersifat sebagai studi pustaka, dengan studi kasus berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu dari jurnal-jurnal ilmiah dan berita-berita dari surat kabar atau majalah ilmiah.
2.2 Teknik Pengolahan Data
Teknik pengolahan data dilakukan dengan mencari teori-teori terkait dengan pembentukan cekungan pada Danau Singkarak, Sumatra Barat. Kemudian dilanjutkan dengan mengumpulkan data-data atau pustaka terkait dengan pembentukan danau akibat pergerakan sesar mendatar. Berdasarkan data-data dan pustaka-pustaka tersebut dapat di susun teori-teori pembentukan cekungan pada zona sesar mendatar. Untuk pembuktian teori teori tersebut, maka di susun studi kasus pada pembentukan danau singkarak dari penelitian-penelitian terdahulu. Sehingga dapat disimpulkan proses dan mekanisme pembentukan Danau Singkarak serta kontrol geologi yang membentuk Danau Singkarak.
5
6
BAB III PEMBAHASAN
3.1 Tatanan Tektonik Batas Transform
Tatanan tektonik terbentuk karena sifat kerak bumi yang dinamis akibat dari gaya endogen yang berasal dari dalam bumi, sehingga lempeng atau kerak bumi bergerak. Pergerakan lempeng tersebut akan menyebabkan terjadinya saling interaksi antar lempeng. Berdasarkan interaksi antar batas-batas lempeng tersebut membentuk suatu tatanan yang berbeda-beda, ada yang saling bertumbukan disebut konvergen, saling menjauh disebut divergen, dan saling berpapasan disebut transform (Noor, 2008). Tatanan tektonik pada batas transform membentuk patahan kerak bumi berupa strike slip fault atau sesar mendatar. Terbentuknya patahan ini akaibat adanya tegasan utama yang bersifat miring pada konvergen berupa subduksi miring (Sieh & Natawidjaja, 2000). Contohnya Sesar mendatar yang terjadi di Pulau Sumatra yaitu Sesar Sumatera yang terbentuk akibat dari tegasan utama dengan arah relatif utara dan selatan akibat dari tumbukan antara lempeng Eurasia dan India-Australia dengan busur kepulauan relatif barat laut – tenggara (Mann, 2007). Selain berdampingan dengan batas konvergen, batas transform dapat terbentuk berdampingan dengan tatana divergen seperti pada Gambar 3.1. Dijelaskan bahwa tatanan tektonik divergen tersebut mengalami pemekaran dan melepaskan gaya ekstensi. Gaya yang terlepas ini akan terus berjalan sampai pada tatanan divergen ataupun transform yang akan membentuk sesar mendatar akibat dari adanya gaya yang bersifat miring.
6
7
Gambar 3.1. Seting tektonik pembentukan sesar mendatar pada skala besar (Cunningham & Mann, 2007)
Menurut Tapponnier (1982), berdasarkan konsep tektonik extrusi benua Asia yang dikemukakannya, berpendapat bahwa perkembangan tektonik tersier dari wilayah Asia Tenggara (termasuk Indonesia bagian barat) sangat dipengaruhi oleh gerak-gerak Fragmen Benua Asia (Cina Timur dan Indo-cina) yang melejit ke timur dan tenggara sebagai akibat dari tumbukan kerak benua India dengan Asia (dalam Asikin, 1992).
3.2 Sesar Mendatar
3.2.1 Pengertian Sesar Mendatar
Sesar mendatar adalah patahan yang pergerakan relatifnya berarah horisontal mengikuti arah patahan. Patahan jenis ini berasal dari tegasan geser yang bekerja di dalam kerak bumi disebut juga Strike Slip Fault (Noor, 2008). Identifikasi pergeseran sesar mendatar ini dapat dilakukan dengan mencari struktur-struktur penyerta seperti pada zona gerus atau shear zone. Zona gerus ini
8
dapat dilihat dari pola-pola struktur penyerta yang terbentuk. Struktur penyerta pada zona ini terbentuk karena adanya tegasan utama orde kedua akibat pergerakan sesar mendatar utama.
3.2.2 Zona Gerus
Zona gerus atau disebut juga pure shear menjelaskan tentang orientasi sudut tegasan terhadap sesar pada medium yang homogen. Simple shear merupakan pola struktur yang terbentuk karena sifat gaya yang berupa rotasi dan simple shear merupakan variasi dari perkembangan dalam pure shear (Sylvester 1988). Shear zone merupakan zona yang terbentuk akibat gaya utama yang berputar . Zona gerus pada sistem sesar mendatar dapat bersifat dekstral ataupun bersifat sinistral, tergantung pada arah gaya yang bekerja serta kelurusan zona yang terbentuk. Struktur-struktur penyerta pada zona gerus akan mencirikan arah tegasan utama dan pergerakan zona tersebut. Zona gerus ini akan membentuk pola simple shear yang merupakan perkembangan dari Pure Shear, seperti pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Pure Shear dan Simple Shear ( Sylvester 1988 ).
9
Pergerakan sesar mendatar dalam skala kecil akan membentuk kekar-kekar gerus sebagai rekaman data pergerakan sesar mendatar. Kekar gerus tersebut akan membentuk pola-pola yang searah dengan pergerakan sesar yang disebut Riedel Shear . Kekar gerus yang relatif searah dengan sesar utama disebut R Shear dan P Shear . R Shear merupakan kekar gerus sintetik primer yang paling dominan muncul, sedangkan P Shear merupakan kekar gerus sintetik sekunder yang terbentuk setelah R Shear (Christie-Blick & Biddle, 1985). Gambar 3.3 merupakan penggambaran bentuk simple shear terbentuk pada kondisi ideal dan merupakan hasil dari percobaan pada material lempung yang diberikan gaya lateral.
Gambar 3.3. Terminologi Readel Shear (Christie-Blick & Biddle, 1985)
Pergerakan sesar mendatar akan membentuk tegasan kedua pada batuan yang terkena sesar, hal tersebut menyebabkan terbentuknya struktur penyerta pada sistem sesar mendatar sesuai dengan model simple shear menurut Harding (1973) pada gambar 3.4. Pergerakan sesar dalam skala besar dapat menyebabakan
10
terbentuknya struktur penyerta seperti lipatan ataupun sesar-sesar minor. Struktur penyerta tersebut akan membentuk pola-pola pada simple shear dengan berdasarkan sudut yang dibentuk dari struktur penyerta tersebut terhadap kelurusan dari sesar utama atau gaya utama.
Gambar 3.4. Model Simple Shear ( Harding, 1973 dalam Allen & Allen, 2005).
3.3 Zona Sesar Mendatar
Zona sesar mendatar merupakan zona deformasi yang tebentuk akibat pergerakan sesar mendatar. Pergerakan sesar mendatar akan membentuk jenis gaya menekan yang disebut transpresi dan gaya tarikan yang disebut transtensi . Zona sesar mendatar yang memiliki jalur yang melengkung akan membentuk Restraining bend dan Releasing bend . Pada jalur-jalur sesar mendatar akan terbentuk deformasi-deformasi batuan yang berbeda sesuai arah belokan penghubung antar segmen-segmen sesar serta
11
jenis litologi. Pergerakan sesar mendatar ini dapat membentuk cekungan atau zona depresi yang terbentuk karena gaya tarikan atau ekstensi dengan struktur berupa sesar-sesar turun ataupun bentukan-bentukan graben, dari cekungan inilah akan berlangsung proses sedimentasi (Christie-Blick & Biddle, 1985). Selain itu dapat juga terbentuk pengangkatan dengan struktur sesar-sesar naik atau lipatan ketika gaya yang bekerja adalah tekanan atau kompresi seperti pada bentukan restraining bends digambarkan pada 3.5.
Gambar 3.5. Struktur penyerta pada zona sesar mendatar (Christie-Blick & Biddle, 1985)
Perkembangan pergerakan sesar mendatar akan membentuk Flower Structure baik yang positif ataupun negatif sebagai bentukan deformasi dan struktur penyerta. Jika gaya yang bekerja adalah gaya kompresi maka akan membentuk Positive Flower Structure yang berdampingan dengan restraining
12
bends, sedangkan jika gaya yang bekerja adalah gaya ekstensi maka akan membentuk Negative Flower Structure yang berdampingan dengan releasing bends sesuai bentukan deformasi (Cunningham & Mann, 2007). Contoh pada gambar 3.6 merupakan bentukan-bentukan deformasi struktur penyerta dari pergerakan sesar mendatar. Pada dasarnya bentukan tersebut dipengaruhi oleh gaya yang bekerja dan sifat serta hubungan dari sesar mendatar.
Gambar 3.6. Bentukan deformasi pada jalur-jalur sesar mendatar ( Cunningham & Mann, 2007)
3.3.1 Transpresi dan Transtensi
Deformasi pada transform memiliki mekanisme yang kompleks dan menghasilkan dua variasi gaya yang berbeda yaitu transpresi dan transtensi. Jika variasi gaya memiliki arah pergerakan gabungan antara transform dengan tekanan atau kompresi maka akan membentuk deformasi transpresi. Sedangkan Jika antara transform dengan tarikan atau ekstensi akan membentuk deformasi transtensi
13
(Fossen, Tikoff & Teyssier, 1994), seperti yang di jelaskan pada gambar 3.7. Transpresi dan transtensi terbentuk pada zona sesar yang mengalami pembelokan atau fault bend . Pada gaya regangan atau tarikan dapat membentuk cekungan berupa pull apart basin.
Gambar 3.7. Transpresi dan Transtensi ( Fossen, Tikoff & Teyssier, 1994)
3.3.2 Restraining bend dan Releasing bend
Strike-slip restraining dan releasing bend masing-masing adalah situs transpresional lokal dan deformasi transtensional. Maka lengkungan (bends) ditandai oleh deformasi miring yang diakibatkan oleh gerakan lempeng berskala besar pada sepanjang batas sesar yang relatif lurus (Cunningham & Mann, 2007). Restraining dan Releasing bend merupakan gaya yang terjadi karena arah jalur sesar mendatar yang berbelok. Belokan-belokan tersebut dapat membentuk berbagai macam deformasi. Restraining bends merupakan jalur belokan sesar yang mengalami pengankatan akibat gaya yang tertahan, sehingga membentuk deformasi berupa sesar-sesar naik ataupun lipatan karena daerah tersebut telah
14
mengalami pengangkatan. sedangkan Releasing bends merupakan jalur belokan sesar yang membentuk area depresi atau cekungan karena pelepasan gaya membentuk deformasi berupa sesar-sesar turun yang bersifat oblique membentuk cekungan seperti Pull-apart Basin (Burg, 2014). Pada sesar mendatar kanan jika belokan bergerak ke kanan atau right-stepping dari arah kelurusan sesar utama, maka akan membentuk extensional bend atau releasing bend . Kemudian jika belokan tersebut bergerak ke kiri atau left-stepping dari arah kelurusan sesar utama, maka akan membentuk Contractional bend atau Restraining bend dijelaskan pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Releasing dan Restraining bend pada sesar mendatar kanan ( Burg, 2014 )
Sesar mendatar dengan loncatan ke kanan atau right-stepping ini akan membentuk cekungan-cekungan yang disebut sebagai Pull apart basin, sedangkan tinggian atau Horst berkembang pada sesar mendatar dengan loncatan ke kiri atau left-stepping (Asikin, 1992). Pergerakan diatas sesuai dengan pola orientasi
15
struktur elips Simple Shear menurut Harding (1973). Gambar 3.9 dapat di lihat bahwa pola sesar turun sama dengan pola Extensional bend yang membentuk cekungan, kemudian pola sesar naik dan lipatan sesuai dengan pola constructional bend .
Gambar 3.9. Pola simple shear dengan structure bend . ( Burg, 2014 )
3.3.3 Flower Structure
Flower structure merupakan jenis deformasi yang terbentuk pada zonazona sesar yang memiliki unsur mendatar. Flower structure ini akan membentuk dua jenis deformasi yaitu : positive flower structure dan negative flower structure. Jika komponen vertikalnya berupa sesar-sesar turun maka akan membentuk area depresi. Kemudian jika komponen vertikalnya berupa sesar-sesar naik atau lipatan maka akan membentuk area yang mengalami pengangkatan (Burg, 2014). Pembentukan jenis deformasi ini disebabkan karena adanya fault bend atau belokan sesar yang berdampingan dengan gaya ekstensi atau berdampingan dengan gaya kompresi.
16
Belokan sesar sangat mempengaruhi terbentuknya flower structure. Akan membentuk negative flower structure jika belokan sesar berupa releasing bend . Sedangkan positive flower structure akan terbentuk jika belokan sesar berupa restraining bend (Burg, 2014). Jika gaya yang terbentuk adalah gaya ekstensi, maka akan membentuk sesar-sesar turun oblique akibat dari pelepasan gaya pada belokan sesar. Kemudian jika gaya yang terbentuk adalah gaya kompresi, maka akan membentuk sesar-sesar naik atau lipatan akibat dari gaya tekan pada belokan sesar, dijelaskan pada gambar 3.10.
Gambar 3.10. Hubungan antara Flower Structure dengan belokan sesar mendatar kanan. (Burg, 2014)
3.4 Cekungan pada Zona Sesar Mendatar
3.4.1 Pembentukan Cekungan pada Sesar Mendatar
Pada umumnya pembentukan cekungan pada sesar mendatar disebabkan oleh gaya tarikan atau regangan karena gaya yang berjalan pada sesar mendatar
17
tertahan pada restraining bend sehingga pada realising bend terjadi pelepasan gaya membentuk cekungan yang disebut dengan cekungan tarik terpisah atau pull apart basin. Sedangkan pada restraining bend akan terjadi pengangkatan dan terbentuk sesar-sesar naik atau lipatan, sehingga pada tepian zona pengangkatan tersebut akan terbentuk cekungan (Cunningham & Mann, 2007). Pembentukan cekungan pada sesar mendatar juga dapat terjadi pada sesar-sesar mendatar yang tidak saling terhubung atau disebut juga stepover basin. Stepover ini terjadi ketika terdapat dua segmen sesar mendatar yang berdekatan dengan arah pergerakan yang sama tetapi tidak terhubung hanya bertampalan. Ketika pergerakan sesar terus berjalan, maka dapat juga kedua sesar ini akan terhubung dengan jalur belokan sesar yang dapat membentuk belokan sesar (bend ).
3.4.2 Tipe Cekungan pada Sesar Mendatar
Tipe-tipe cekungan pada sesar mendatar dapat dipengaruhi oleh hubungan antar segmen-segmen sesar mendatar, apakah hubungannya berupa stepover yang tidak terhubung ataupun bend yang terhubung. Jika tidak terhubung maka akan membentuk Stepover Basin, sedangkan jika terhubung maka akan membentuk Fault-bend basin. Bentuk Cekungan pada sesar mendatar sebagian besar terbagi menjadi tiga tipe (Nilsen dan Sylvester, 1995) yaitu: Stepover basin, Fault-bend basin, dan Transrotasional basin. Stepover Basin merupakan cekungan yang terbentuk karena segmen-segmen sesar yang tidak saling terhubung dapat membentuk cekungan tarik terpisah atau pull apart basin. Pull apart basin merupakan bentuk dari Releasing stepover diantara segmen-segmen sesar
18
mendatar seperti pada gambar 3.11. Pada gambar merupakan contoh dari stepover basin yang terbentuk di Laut Mati, Mesir.
Gambar 3.11. Stepover basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)
Fault bend basin merupakan cekungan yang terbentuk pada belokan belokan sesar yang saling terhubung. Fault bend basin memiliki dua jenis cekungan, yaitu cekungan pada Restraining bend dan Releasing bend . Cekungan pada Restraining bend terbentuk di tengah-tengah atau pada pusat jalur sesar karena terjadi depresi. Cekungan ini dapat bertambah dalam dan bentuknya akan semakin panjang seiring dengan pergeseran sesar. Sedangkan cekungan pada Releasing bend akan terbentuk disekitar area yang mengalami pengangkatan atau pada lembah sayap area yang mengalami pengangkatan seperti yang dijelaskan pada gambar 3.12. Transrotasional basin merupakan tipe cekungan yang terbentuk pada zona sesar. Cekungan ini terbentuk karena adanya sesar-sesar rotasi akibat dari pergerakan dua segmen sesar yang berpapasan dengan arah yang sama. Kedua
19
segmen sesar ini membentuk zona deformasi pada zona sesarnya sehingga membentuk cekungan seperti pada contoh gambar 3.13.
Gambar 3.12. Fault-bend basin.(A) Releasing-bend basin, (B) Restraining-bend basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)
Gambar 3.13. Transrotasional basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)
20
3.4.3 Proses Sedimentasi pada Cekungan Sesar Mendatar
Proses sedimentasi cekungan pada sesar mendatar secara umum sangat berkaitan dengan proses regangan atau ekstensi sepanjang sesar mendatar. Proses regangan terbentuk barkaitan dengan fase tektonik apakah fase tektonik aktif atau pasif. Proses peregangan ini disebut juga dengan proses rifting . Proses rifting ini terjadi karena adanya variasi gaya pada sesar mendatar yaitu ekstensi atau disebut juga transtensi yang terbentuk karena pergeseran sesar. Mekanisme sedimentasi pada cekungan ini memiliki beberapa periode regangan yang berkaitan dengan mekanisme penurunan permukaan atau subsidence, periode regangan tersebut yaitu : Pre-rift, Syn-rift dan Post-rift . Periode regangan yang terjadi akan menghasilkan tipe pengendapan yang berbeda satu sama lain. Periode pre-rift terjadi ketika litosfer belum mengalami subsidence sehingga endapan yang terbentuk merupakan endapan erosional dari batuan dasar. Periode syn-rift merupakan periode sedimentasi yang terbentuk bersamaan dengan proses subsidence akan menghasilkan pola stratigrafi yang menebal kearah tengah atau pusat cekungan dan akan menipis kearah tepi cekungan. Periode syn-rift berlangsung pada saat fase tektonik aktif sehingga menyebabkan hubungan antara batuan tidak selaras karena adanya proses penurunan cekungan yang berlangsung secara terus menerus. Periode post-rift merupakan periode sedimentasi yang berlangsung ketika fase tektonik sudah mulai stabil dan tenang. Periode ini menghasilkan tipe sedimentasi yang relatif horizontal dan merata dari tepi ketengah cekungan, secara umum dapat dicirikan dengan endapan fluvial dan delta.
21
3.5 Studi Kasus Cekungan Singkarak
Danau Singkarak adalah danau terluas kedua di Sumatra setelah Toba. Danau ini berada di Kabupaten Tanah Datas dan Kabupaten Solok, Sumatra Barat. Panjang maksimum danau ini 21 km dan lebar maksimum 7 km (Aydan, 2007). Danau ini berjarak 85 km dari Solok dan 90 km dari Kota Padang Panjang. Danau Singkarak terbentuk akibat proses tektonik yang dipengaruhi oleh Sesar Sumatra. Danau ini merupakan bagian dari Cekungan Singkarak-Solok yang merupakan segmen dari Sesar Sumatra. Cekungan ini adalah sebuah amblesan yang terbentuk karena pergerakan Sesar Sumatra. Cekungan besar ini terbendung oleh material vulkanik dari letusan gunungapi sekitarnya. Akibat pembendungan material vulkanik ini terbentuklah Danau maninjau di satu bagian Cekungan Singkarak-Solok. Berbeda dengan Danau Maninjau yang terbentuk akibat letusan gunungapi, danau Singkarak terbentuk utamanya karena proses tektonik. Lembah panjang Singkarak- Solok merupakan graben ini bagian dari sesar Sumatera. Danau Singkarak sendiri terbentuk akibat pembendungan di kedua ujung lembah oleh material letusan gunung api. Lembah panjang itu terbentuk sebelum proses vulkanik begitu aktif memuntahkan materialnya (Zen, 1970).
3.5.1 Sesar Sumatera
Sumatera fault system atau Sesar Sumatera terjadi akibat adanya lempeng India-Australia yang menabrak bagian barat pulau Sumatera secara miring,
22
sehingga menghasilkan tekanan dari pergeseran ini. Karena adanya tekanan ini, maka terbentuklah sesar Sumatera yang membelah pulau Sumatera membentang mulai dari Lampung sampai Banda Aceh, sesar ini menerus sampai ke Laut Andaman hingga Burma di jelaskan pada gambar 3.14. Patahan ini merupakan daerah rawan gempabumi dan tanah longsor. Sesar Sumatera merupakan sesar strike slip berarah dekstral yang terdiri dari 20 segmen utama sepanjang tulang punggung Sumatera (Sieh dan Natawidjaja, 2000).
Gambar 3.14. Sesar Sumatra (Barber, Crow & Milsom, 2005).
23
Jalur patahan Sumatera bisa dikenal dari kenampakan
entang alam di
sepanjang jalur, dan ditandai oleh kenampakkan bukit–bukit
an danau-danau
yang terjadi karen
pergeseran pada sesar tersebut. Barisan pegunungan
memanjang sepanjang system sesar mendatar kanan Sumatera d ngan arah barat laut – tenggara. Per erakan sesar ini menghubungkan segmen-s egmen dari laut Andaman di utara s mpai selat sunda di selatan dan memoto g semua satuan batuan di Sumatra t rmasuk satuan batuan vulkanik baru dan
edimen aluvial.
Sistem sesar mendatar kanan Sumatera sepanjang 1900 km se agai zona sesar sinusoidal dan tersegmentasi (Sieh & Natawidjaja, 2000). Lokasi disekitar danau Singkarak secara re ional di pengaruhi oleh lengkungan jalur sesar atau Fault bends. Pergerakan s sar Sumatra yang bergerak tertahan pada
estraining bend
daerah Lubuk Sikaping sehingga terjadi pelepasan gaya pada Releasing bend daerah danau Singk rak membentuk cekungan-cekungan pada sepanjang jalur tersebut, diantara Ce ungan Singkarak (Barber, Crow & Milsom, 2005).
Gambar 3.15. Releasing bends dan Restraining bends pada mekanisme sesar Sumatera. (Barber, Crow & Milsom, 2005)
24
3.5.2 Segmen Sesar di Sumatera Barat
Sesar Sumatr memiliki segmen-segmen sesar yang terbe tuk akibat gaya tegasan utama yang bersifat oblique atau miring. Segmen-seg en ini bergerak sehingga saling ter ubung satu sama lain. Danau Singkarak Sumatra Barat disebelah utara Pada g, menempati wilayah depresi yang diapit oleh tebing-tebing curam yang memiliki ketinggian sampai 400 meter dari pe mukaan danau. Singkapan pada ke ua tebing danau
menandai bahwa dua tebing tersebut
mengalami sesar nor al, yang membentuk graben Pull-apart bas n (Barber, Crow & Milsom, 2005). P da wilayah Sumatera Barat yang terbagi
enjadi beberapa
segmen sesar, adap n di Provinsi Sumatera Barat terdapat 4 (empat) segmen patahan aktif yaitu Segmen Sumpur, Sianok, Sumani, dan Suliti dijelaskan pada gambar 3.16. Cekun an danau Singkarak terbentuk karena dua segmen sesar yang berhubungan yaitu
egmen Sianok dan Sumani. Segmen Sia ok mempunyai
panjang patahan sek tar 90 km dan Segmen Sumani memiliki sekitar 60 km (Sieh
anjang patahan
Natawidjaja, 2000).
Gambar 3.16. egmen-segmen sesar yang mempengaruhi pembentu an danau Singkarak (Sieh & Natawidjaja, 2000).
25
3.5.3 Mekanisme Pembentukan Cekungan Singkarak
Mekanisme pembentukan cekungan Singkarak tidak lepas dari proses tektonik lempeng yang bekerja. Terjadi tumbukan lempeng antara lempeng Hindia-Australia dengan dataran Sumatera membentuk sesar mendatar dextral Sumatera yang menimbulkan pola rekahan sepanjang sesar, sebagai respon terhadap gerak gesernya. Kemungkinan pembentukan rekahan itu dimulai dari Sumatera Selatan dan terus berkembang ke Utara.
Gambar 3.17. Mekanisme pembentukan Pull apart basin di Sumatra (Asikin, 1992)
Pola rekahan inilah yang akan merupakan awal dan menentukan pola dari pembentukan cekungan-cekungan dibagian timur Sumatera. Gerak mendatar pada pasangan sesar yang bertangga (Overstepping wrench) akan membentuk cekungan
26
cekungan lokal berbentuk stengah ceruk yang disebut Pull apart basin (Asikin, 1992) di jelaskan pada gambar 3.17.
Gambar 3.18. Peta lokasi penelitian dan mekanisme pada pembentukan cekungan Singkarak (Sieh & Natawidjaja, 2000).
Singkarak-Solok yang merupakan salah satu segmen sesar besar Sumatera. Cekungan besar yang memanjang itu kemudian terbendung material letusan gunung api muda Merapi, Singgalang, dan Tandike di sisi barat laut. Di sisi tenggara terbendung oleh endapan material letusan Gunung Talang. Danau Singkarak bertambah lebar seiring pergeseran dua sesar yang mengapit danau.
27
Singkarak diapit dua sesar pisah tarik yang merupakan bagian dari segmen Sianok dan segmen Sumani yang terpisah sejauh 7,5 kilometer (Sieh & Natawidjaja, 2000). Pergerakan kedua segmen sesar tersebut yaitu segmen Sianok dan Sumani memicu gaya ekstensi atau tarikan yang membentuk sesar-sesar turun berupa membentuk graben cekungan Singkarak. Pergerakan turun dari graben tersebut akan semakin luas. Pergerakan sesar tersebut menghasilkan bentuk danau Singkarak yang semakin luas selama pergerakan segmen sesar masih aktif. Pola struktur yang terbentuk pada cekungan Singkarak menunjukkan pola yang sama dengan pola Simple Shear dengan extention fracture membentuk sesar turun seperti yang dijelaskan pada gambar 3.18. Setiap kali terjadi gempa, terjadi pergeseran sesar yang bervariasi mengikuti kekuatan gempa. Total pergeseran Singkarak diperkirakan 23 kilometer hingga terbentuk danau seperti yang ada sekarang ini. Evolusi luas Danau Singkarak itu berawal dari pergeseran 3 km, kemudian berkembang menjadi 8 km, 13 km, dan sekarang ini 23 km (Sieh & Natawidjaja, 2000). Danau ini terus tumbuh, menandai pergeseran yang terus terjadi di jelaskan pada gambar 3.19. Proses tektonik yang membentuk Danau Singkarak ini juga terjadi dalam pembentukan danau tektonik lain di Sumatera, seperti Danau Diatas dan Danau Dibawah (Sumatera Barat) serta Danau Kerinci di Jambi. Bentuk cekungan Singkarak setelah dilakukan rekonstruksi sayatan bawah permukaan dihasilkan bentuk negative flower structure. Dimana terjadi penurunan permukaan akibat gaya transtension yang bekerja karena terjadi pergeseran dua segmen sesar Sianok dan Sumani. Pada gambar 3.19 juga dijelaskan bahwa
28
langkah pergeseran
edua segmen sesar bergerak ke kanan ata u right-stepping
maka akan memben uk extensional bends berupa cekungan ta ik-terpisah atau Pull-apart basin.
Gambar 3.19. Model Evolusi yang menunjukkan pembukaan progresi cekungan tarik ter isah Danau Singkarak di sepanjang zona sesar S umat era (modifikasi dari Sieh & Natawidjaja, 2000).
3.5.4 Sedimentasi pada Cekungan Tarik Terpisah Singkarak .
Cekungan tarik terpisah umumnya dicirikan oleh : Pros es pengendapan yang tinggi, pola asimetri dari urut-urutan sedimen dan fas es, dan bentuk
29
cekungan yang menunjukkan batas dengan sesar pada bagian tepi cekungan seperti endapan kipas-kipas alluvial, limpah banjir, lakustrin, dsb. Sifat-sifat pengandapan seperti itu juga dijumpai pada cekungan Ombilin. Berdasarkan dari data seismik dan pemboran serta perhitungan erosi yang berlangsung selama tersier, maka diperkirakan cekungan Ombilin telah menerima tidak kurang dari 9.100 meter sedimen selama pengendapannya (Asikin, 1992) dijelaskan pada gambar 3.20.
Gambar 3.20. Sedimentasi pada Pull apart basin (Asikin, 1992).
Pergerakan di sepanjang sesar strike-slip dapat menghasilkan beberapa jenis cekungan tarik terpisah atau pull-apart basin yang dapat berupa sesar transform yang terjadi pada batas lempeng dan mempenetrasi kerak yang terfokus
30
hanya pada seting intraplate dan hanya mempenetrasi bagian atas dari kerak (Sylvester, 1988). Kebanyakan cekungan yang dibentuk oleh sesar mendatar memiliki ukuran relatif kecil, beberapa puluh kilometer panjangnya, meskipun beberapa dapat mencapai ukuran hingga 50 km (Nilsen dan Sylvester, 1995). Cekungan ini dapat menunjukkan bukti adanya relif syn-depositional atau syn-rift lokal yang signifikan. Karena cekungan pada sesar mendatar dapat hadir dalam beberapa seting, mereka dapat diisi baik oleh sedimen marin maupun nonmarin, tergantung pada seting yang ada. Sedimen yang dijumpai pada cekungan ini cenderung cukup tebal, karena tingkat sedimentasi nya yang tinggi yang dihasilkan oleh proses pengerosian dari tinggian di sekitar cekungan ini, dan ditandai dengan adanya beberapa perbedaan fasies local (Bogs, 2006). Sebagai contohnya untuk menggambarkan proses sedimentasi cekungan Singkarak, seperti yang di jelaskan pada gambar 3.21. Pergerakan strike-slip dari sesar San Gabriel pada zaman Pliosen-Miosen mengakibatkan terbentuknya cekungan danau dengan ukuran 15 km hingga 40 km, dimana sedimen dengan ketebalan mencapai hingga lebih dari 9000 meter t erakumulasi (Bogs, 2006). Pada awalnya, cekungan danau ini terbuka dijelaskan pada gambar 3.21.A, mengijinkan sedimen deltaik dan turbidit terbentuk. Sebagai hasil dari pergeseran sesar strike slip selanjutnya, penyaluran sedimentasi dari luar menjadi terhambat pada bagian selatan dan cekungan danau ini menjadi sistem tertutup. Pada fase penutupan, kipas alluvial, fluvial, delta, dan sedimen barier terakumulasi di sepanjang batas dari danau ini, sedangkan lumpur silisiklastik, lumpur zeolit, dolomit, dan stromatolit terbentuk pada bagian pusat dari cekungan dijelaskan gambar 3.21.B.
31
Gambar 3.21. Rekonstruksi paleogeografi cekungan California, (A) Fase pembukaan pada Deep-water Lacustrine (B) Fase penutupan pada Shallow-water Lacustrine (Boggs, 2006)
Secara garis besar proses pengendapan pada cekungan Singkarak di dominasi oleh proses syn-rift atau syn-depositional . Dimana proses pengendapan berlangsung bersamaan dengan proses penurunan cekungan sehingga dapat membentuk formasi batuan yang cukup tebal. Seiring dengan semakin lebar dan luas cekungan singkarak akibat pergeseran sesar mendatar. Seperti yang di jelaskan pada gambar 3.22.
32
Gambar 3.22. Bentuk cekungan singkarak dan pengaruhnya ter adap sedimentasi. (Modifikasi dari Sieh & Natawidjaja, 2000)
33
BAB IV KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan tentang sesar mendatar dan pembentukan cekungan pada zona sesar mendatar dapat disimpulkan bahwa pembentukan cekungan atau basin pada zona ini dipengaruhi oleh jenis mekanisme yang bekerja apakah bersifat Transpresional atau Transtensional. Pada mekanisme transpresional membentuk cekungan pada tepian zona pengangkatan, sedangkan pada mekanisme transtensional membentuk cekungan pada pusat amblesan. Pembentukan cekungan juga dipengaruhi oleh fault bends atau belokan sesar. Pada sistem sesar mendatar kanan jika arah belokan ke kanan akan membentuk Releasing bend dan jika ke kiri maka akan membentuk Restraining bend . Cekungan Singkarak merupakan cekungan yang bersifat tarik-terpisah atau pull-apart basin karena terbentuk dari segmen-segmen sesar. Secara regional cekungan ini dipengaruhi oleh Fault bend atau belokan sesar yang berupa releasing bend . Pembentukan cekungan Singkarak dipengaruhi oleh mekanisme transtension dengan gaya tarikan atau ekstension yang bekerja membentuk cekungan sehingga cekungan ini mengalami amblesan dengan pusat cekungan sebagai pusat pengendapan. Secara bentukan cekungan ini berupa negative flower structure berupa graben sesar turun. Proses pengendapan yang berlangsung pada cekungan Singkarak bersifat syn-depositional yaitu proses pengendapan yang berlangsung bersamaan dengan proses penurunan cekungan.
33
34
DAFTAR PUSTAKA
Allen, P.A. & Allen, J.R. 2005. Basin Analysis “Principle and Application”. Black Well Publishing. Victoria. Asikin, S. 1992. Diktat Geologi Struktur Indonesia. Jurusan Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung. Aydan, O. 2007. A Reconnaisanse Report on the Singkarak Lake Earthquake. Department of Marine Civil Engineering Tokai University, Shizuoka. Barber, A.J., Crow, M.J. & Milsom J.S. 2005. Sumatra: Geology, Resources and Tectonic Evolution. The Geological Society London. London. Boggs, S. 2006. Principles of Sedimentology and Stratigraphy 4th ed. Merril Publishing Company. Columbus. Burg, J.P. 2015. Structural Geology and Tectonics. Universitat Zurich Geologices Institut Sonnegstasse. Zurich. Christie-Blick, N. & Biddle, K.T. 1985. Deformation and Basin Formation Along Strike-Slip
Faults.
The
Society
of
Economic
Paleontologists
and
Mineralogists. New York. Cunningham, W.D. & Mann, P. 2007. Tectonics of Strike-Slip Restraining and Releasing Bends. The Geological Society. London. Fossen, H. Tikoff, B. & Teissier, C. 1994. Strain Modeling of Transpression and Transtension Deformation. Norsk Geologisk Tidsskrift . Oslo. Nilsen, T.H. & Sylvester, A.G. 1995. Strike-slip Basins. Tectonics of Sedimentary Basins. Blackwell Science. Oxford. Noor, D. 2008. Geologi untuk Perencanaan. Pakuan University Press. Bogor.
34
