PROSES GEODINAMIKA ZONA TUMBUKANReview Hasil Peneiitian T.U 01.06

Karakter, Proses dan Penyebab Deformasi ZonaInteraksi Antar Lempeng Mikro

PENDAHULXJAN

Indonesia merupakan daerah interaksi antam e.mpat.lempeng utama, yaitu Eurasia, Pasi-fik, Fiipina dan Indo-Australia. Hal ini menyebabkan wilayah Indonesia merupakan salahsatu daerah yang mengalami deformasi (demikian) kwt. Pada daerah deformasi ini dapatdijumpai beberapa lempeng mikro atau blok yang sam sama lain saling bergerak. K&mpergerakan lempeng-lempeng utama seperti lempeng Australia, Pasifik~maupun-Eurasiarelatif diketiui maka tidak demikian halnya dengan lempeng-lempeng mikro tersebut.

Pada batas lempeng-lempeng mikro ini banyak dijmnpai aktifitas gempa yang intensbahkan tidak jarang menimbulkan gempa besar; sebagai contoh adalah gempa PIores 1992ataupun yang terjadi di kepulauan Mentawi dan di sepanjang sesar Sumatera. Disampingitu deformasidefonnasi yang terjadi antara lempeng-lempeng mikro juga membawa manfaatlain seperti terjadinya mineralisasi maupun cebakan-cebakan energi (bidrokarbon, batubaramaupun geothermal). Oleh sebab itu kamkter lempeng-lempeng mikro ini jelas perlu dipah-ami dengan baik agar hal-hal seperti kegempaan, volkanisme maupun keterdapatan mineraldapat tersingkap.

Daerah-daerah kunci yang dianggap penting untuk dipelajari ad&h tempat-tempatdiiana terjadi deform& antar lempeng-lempeng mikro (intermicroplate) seperti Sumatraforearc sliver plate, Lam Banda (termasuk Flores), blok BanggaiSula ataupun antar lem-peng utama deagan lempeng mikro seperti lempeng Pasifik (Carolii) dengan blok Biak,dan Australia dengan blok Irian Tengah.

TUJUAN DAN SASARAN

Tujuan dari penelitian proses geodinamika zona tumbukan adalah :

1. Meningkatkan kemampuah IPTEK dalam bidang kebumian2. Mempelajari fenomena geologi yang terjadi di busur kepulauan yang pada giliran-

nya dapat digunakan untuk mjuan-tujuan praktis seperti peramalan gempa, gunun-gapi, maupun memperbaharui konsep-konsep eksplorasi.

Beberapa sawan yang ingin dicapai dari hail penelitian ini antara lain :

-l-

1. Mengidentifikasi karakteristik pergerakan sesar Sumatra di daerah Liwa, Ketiundan Bukittinggi, serta hubungannya dengan aktifitas neotektonik dan volkanisme.

2. Menyingkap neotektonik perubahan muka air laut dengan mempelajari perkem-bangan terumbu koral.

3. Mempelajari biostratigrafi Formasi Halang yang merupakan sekuen bahmn sediendisekitar komplek “melange” Karangsambung yang merupakan produk tumbukanzaman Kapur.

4. Mempelajari kinematika rekahan yang terjadi akibat gempa bumi Flares tahun1992, sehingga diiarapkan dapat diketiui mekanisme gempa tersebut.

5 . M e m p e l a j a r i kompleks batuan dasar d i kepulauan Sula dan Scram y a n g twutberperan dalam sejarah tektonik kawasan Indonesia bagian timw.

LOKASI DAN TOPIK PENELlTIAN

Beberapa lokasi penelitian dan topik yang tennasuk d&m T.U 01.06 disajikan dalamgambar 1 dan dapat dibagi sebagai berikut :

1. Sumatra forearc sliver plate - South East Asian Plate

Nim dan PagaiBeberapa data menunjukkan bahwa di wilayah ini pernah terjadi gempa bumi yang

menimbulkan tsunami. Dengan mempelajari pertmnbuhan dan keadaan terumbu koral diha-,rapkan dapat mengetahui siklus gempa di kepulauan Mentawai.

b. Bukitinggi - Kapahiang (Bengkulu)Seperti hasil studi beberapa pen&i (Sieh, 1992; McCaffrey, 1991; Handayani dan

Harjono, 1993) pergerakan sesar Sumatera bervariai di setiap segmen. Makin ke utaramakin cepat. Oleh sebab itu &an dicoba membuat perbandingan antara segmen Bukittinggidan segmen Bengkulu.

c . Bengkuiu - LmpungF&us studi ini ad&h mempelajari karakterisasi war Sumatera pada segmen Lampung-

Benglalu dalam hubungannya dengan proses volkanisme di sepanjang segmen Bengkuhrdansegmen Semangko serta kaitannya dengan pembenmkan mineralisasi.

2. Lempeng Indo-Australia - South East Asian

Studi ini ditekankan pada pemahaman karakter endapan sedimen daerah “fosil tumbu-kan” di sekitar Karangsambung.

-2.

3. Lempeng Indo-Australia - Blok Flares - Lad Banda - Pasifik

Gempa Flares 1992 t&h menimbulkan rupNre baru di laut. Gempa ini merupakanrespons dari pergerakan blok PIores akibat Nmbukan Kontinen Australia. Dengan melaku-kan pengamatan serta pengukuran “rupture” yang tiibul akibat gempa Flares diharapkanpemahaman kinematika blok Flora dapat diketahui.

Interaksi lempeng Pasitik-Australia-SE. Asian telah Nrut menyebabkan l&ii rumitnya,t&tonik wila.yakIndonesia Timur. Evolusi laut Banda misalnya b&m terpecahkan hinggasekarang. Dengan mempelajari karakter dan proses batuan magmatik dan maliian diarap-kan pemahaman geologi daerah ini makin memadai.

HASILXASJL PENELlTIAN

~Proses konvergensi miring dari lempeng Australia terhadap letnpeng Asia Tenggaramengakibatkan terbentuknya &em sesa aktif Sumatra sebagai respon UnNk mengakomoda-s i komponen~dekstral dari konvergensi. D i Bukittinggi karakteristik gerak-gerak sesarsumatra yang b&fat neotektonik dengan menguji model MC Caffrey apakah “slip rate”pada sistem sesar S u m a t r a tnemang bertambah ke arah utara. Metodologinya denganmenguti “slip rate” berdasarkan “offset” sun& dan dating da-i unsur yang tergeser. Hasilperhitungan slip rate setiap segmen di sepanjang sear Sumatera menyimpulkan bahwapenambahan “slip-rate” secara unum ke arah “tam &pat diitung dari kecepatan prosesbuti di selat Sunda yang berkisa antam 6 tndtahtnt, yaiN l&ii kurang sama dengan“slip rate” di daerah danau Ranau, sedang besamya slip rate di daerab danau Toba sekitar27 tnm/tahun. Jadi terjadi penambahan slip rate s&&r 21 mm unNk sepanjang 1100 Kmatau penambahan 1 mm setiap 50 Km ke amh utara. Kemudian di daerah danau Maninjausebesar 15 mm/tahun, yakni 55 % dati besamya slip-rate di daerah D. Toba yang beradal&ii kwang 300 Km di utaranya. Jadi terdapat penambahan f 12 mm sepanjang 300 Kmatau hampir 1 mm setiap 20 Km atatt dtta setengah kali lipat lebii’tinggi dibandimgkandengan penambaban slip rate secara unum dwi sistem sear Sumatra, yakni hampir lmmsetiap 50 Km.

Gerak-gerak neotektonik lainnya dapat dipelajari pada pola pertumbuhan tetumbu koralHolosen maupun Resen. Tennnbu modern sendiri berkembang dengan baik di pulau-pulaukecit di sebelah barat Sumatra, sepwti pulau-pulau Sipora, Pagai dan pulau-pulau kecildisekitamya. Luasnya paparan terumbu koral ini ma-up&an salah saN gejala adanya penu-nman 8-N paparan litoral. pari rekaman perkembangan terumbu koral ini dapat dibuktikanadanya penurunan paras muka laut sebesar 50 - 75 Cm yang ditafsirkan berhubungan dengankegempaan yang terjadi pada tahun 1833, 1861, 1909, 1943 di daratan Sumatra. DisampingiN dijumpai mikroatol dan tnikroundak Holosen dan Modern secara bersamaan di saNtempat, yakni di Sioban, teluk Porurogat dan teluk Tiop. Keadaan ini ditafsirkan bahwapenunman daratan pernah pula terjadi di kala Holosen. Diperkirakan gejala tektonik initerjadi sepanjang Holosen hingga sekxang yang diselingi dengan pengangkatan.

-3-

,.

Pola tektonik di daerah Bengkulu ata” di Kabupaten Rejanglebong merupakan pola yangrumit, karena merupakan da+ tetminasi “tama sistem dekstral sew Sumatra. Ada tigasegme” sew “tama yang paling &if, yaitu sesar Ketaun - Tes, sesar Despetah dan SesarMusi-Keti. Ketiga segnte” sesar ini sangat berperan terjadinya gempa bti yang pernahterekam. Gempa buni 194211943 dan 1952 berasosiasi dengan sesar Ketaun - Tes, sedang-kan gempa buni tahun 1979 berasosiasi dengan sesar Despetah. Disamping it” taminasidari ketiga segmen sesar tersebut mengakibatka” zona pereganga” (“transtension zone”),seperti G. Kaba yang terletak persis pada zona pereganga” anfara sesar Ketahun-Tes dansesar Despetah. Terdapatnya aktifitas volkanik dan pemunculan gunung api juga berasosiasidengan pola neotektonik, bahkan nampak interaksi antara kegiatan volkanisme denganperkembangan tektonik @ola sesar). Keberadaan sahtan endapan volkanik di kehnusansegnx” sesar Despetah, sebelah selatan Kapahiang, diinterpretasikan sebagai “fissureeruption”.

Pola kelurusan berarah “tam se&a.” yang keliiatannya mengontrol pem”nc”la” gtmungapi diduga berhubungan dengan struktur rekahan d&m. Genesa struktur rekahan d&am inikalau memang ada, masih harus diteliti. Di “tam daerah penelitian dijumpai adanya polakeluusan berarah Barat-Tiiur yang diduga mengontrol pemunculan gunung api (Posavecdkk, 1973; Suwijanto dan Kouda, 1973). Perbedaan ini boleh jadi memperlihatkan keraga-man/perubahan pola tektonik di sepanjang jalur sew Sumatra, seperti juga halnya peruba-ha” kondisi volkanisma yang dicerminkan oleh perbedaan perioda zttpsi da” densitas kern-at volkanik pada antar bagian di sepanjang sistem sear Sumatra.

Disanping mempelajari neotektonik sistem war Sumatra, akibat subduksi miring darilempeng Indo Australia terhadap lempeng Asia Tenggara, dipelajari pula karakter endapansediien disekitar “fosil tumbukan”di daerah Karangsanbung. SNdi endapa” sedimen difo-kuskan pada Formasi Halang di “tara Kebunen da” Gombong. Shtdi ini menghasilkan wantdata baru bahwa Foraninifera benthos kecil memperliiatkan percampura” antara penghunilaut dalam da” dangkai seiring dengan kondisi sediientasi yang berlangsung. Disamping it”terjadi perkembangan morfologi pada beberapa cangkang Fortinifera plankton sejalandengan perubahan umur. Dari analisis Foraminifera plankton diduga pengendapan tufa napalFotmasi Halang betmula dari sebelab tinw (Kebwnen) karena Foramninifera plankton yanglebih tua pertanm dijumpai di daerah ini. ~Formasi Halang sendiri diduga diendapkan padalingkwgan laut tropis dengan kondisi laut terbuka pada zona neritik luar - Bathyal, da”diperkirakan unur dari Fornxwi Halang ad&h N18 (Mio-Pliosen).

Gempa Flares 1992 telah menimbulkan rupture bar” di laut. Gempa ini merupakanrespons dari pergerakan blok Flows akibat tumbukan Kontinen Australia. Penelitian lapan-ga” di Ende, Maumere dan Iarantuka menunjukkan bahwa gempa ini telah mengakibatkankerusakan bangunan, jalan, sata ret&an pada batuan da” tanah. Disamping it” pola kerusa-kan infrastruktur teTp,eb”t ummmya sejajar atau paralel dengan pola kelurusan (liniament)yang dihasilkan dart mterpretasi citra LandSat dan Spot. Pola kelurusan berarab baratlaut -tenggara dan baratdaya tiiurlaut t&h berperan dalam mengontrol pembentukan rekabanmaup”” menyebabkan kerusakan bangunan. Tingkat kerusakan terparah d i j u m p a i padadaerak-daerah pertemuan dua ata” lebih kelurusan geologi.

Apabila deformasi geologi yang terjadi di kawasan Indonesia Barat secara unum dise-babkan oleh konvergensi L.empeng Indo Australia dan lempeng Asia Tenggara, maka dikawasan Indonesia timur, defommsi geologi dipengaruhi~ pula oleh proses konvergensi dari

-4.

lempeng pasifik, lempeng Australia dan lempeng Asia Tenggara.Penelitian di kepulauan Banggai Sula sangat penting, karma sejarah tektonik kepulauan

inj Nrut manegang peranan dalam perkembangan tektonik kawasan Indonesia bagian Timur,mena dianggap berhubungan dengan sejarah perkembangan t&t&k bnsur Banda da”.Sulawesi. SNdi pendahuluan di daerah ini t&h dapat memahami komplek bat&m dasar yangmengalasi kepulauan Banggai dan Sula. Dari beberapa lintasan geologi diketiui bahwabaNan dasar kepulauan Sula terdiri dari komplek maliian Sula dan graniioid Sula. Komplekmaliian Sula terdiri dari s&is mike-grafit, &is klorit-mi!e, amfibolit piroksen, amfibolitbiotit dan migmatit, sedang granitoid Sula terdiri dari granit, granodiorit, monzonit kuarsadan syenit kuarsa, serta pegmatit yang berkomposisi granit dan granitoid. Berdasarkan anali-sis pamgenesis mineral, bahun &is terdapat pada fasies s&is hijau dengan derajat maliianrendah, batuan amfibolit berada pada derajat maliian sedang dan transisi ke derajat maliiantin&, kemudian mengalami maliin ulang menuju fasies s&is hijau. PembenNkan migma-tit di daerah penelitian diperkirakan berada pada kondisi temperahu dan t&man yang samadengan amfbolit.

Dari hasil penelitian pada komplek KobipoN di daerah Solea P. Scram utara, mengin-form&ii bahwa Komplek KobipoN disusun oleh batuan pang. bersifat leukokratik danmelanokratik, atau disebut pula sebagai batuan migmatit. Memuut Audley Charles, etal.,1981 dan Hamilton., 1979, Komplek Kobipoto ad&h batuan yang mendasari pulau,Scram dan merupakan bagian dari kerak benua Australia yang berunw ~Pra Kambrium.Batuan migmatit mempakan hasil pelelehan parsial akibat deformasi regional. Di lapanganbatuan ini menampakkan gejala terkoyak kuat dan memperlihatkan stmkhu agmatit, stmrna-tik, ptigmatit dan nebulit. BaNan asal migmatit di daerah ini berasal dari bahzxn sediienlaut yaiN batulempung dan serpih karbonatan dengan sisipan Nfa atau basalt. Berdasarkanparagenesa mineral, batuan sediien ini~niengalami ‘penx&han hingga pada derajat tinggiyang-ditunjukkan hadiya mineral siliianit + ortopiroksen (enstatit dan sedikit hipersten);siliianit + safirin + kuarsa; safirin + kuarsa + ortopimksen dan silimanit + kordiit.Hadimya ortopiroksen menunjukkan bahwa batuan t&h melewati derajat maliian sangattinggi (ultra high grade, Touret, 1971, a,b; Reinhardt and Skipen, 1970). Derajat maliiansangat tinggi ini tercapai pada suhu dan t&man minimal 1000°c dan 10 Kbar, dengankedalaman f 35 Km atau pada fasies granulit. Pada kondisi demikiad tel.41 mengakibatkanterjadinya pelelehan parsial yang membentuk migmatit. Pelelehan parsial mempakan lelehansilikat be&fat heterogen (William, et al, 1982) melibatkan m&an&me yang komplek antaralain anateksis, hidrotermal, pemisahan maliian/metamorphic segregation dan metasomatis(White., 1966; Misch 1968; Mehnert, 1968, Yardley, 1978, Winkhx, 1979, Dougan, T.W,1979 da” Olsen, S.N, 1982).

P&l&an parsial dan segregasi yang terjadi mencetinkan kegiatan deformasi padasuaN daerah tektonik (Ashy& and Mclellan, 1985; Amit and Eyal, 1976). Akibat prosesdeformasi ini dicirilan oleh gejala koyakan dan pengaralxm mineral pada n&math.

BaNan Migmatit Komplek Kobipoto ini mengalami pengangkatan yang sangat cepatyang dibuktikan gejala retograde. Hal ini dicerminkan oleh pembentukan mineral pada fasiesamtibolit yaiN hornblenda yang ~erupakan reaksi antam biotit dengan plagoiklas, atausebagai hasil ubahan piroksen.

DAFTAR PUSTAKA

A&worth. J.R., 1985, Migmatites, Black% & Son Ltd., Glasgow, p. l-35.A&in, S, Handoyo, A; Prastistho, B; Gafoer, S; 1992, Geologi Lembar Banyuma~,

Jawa Tengah. Indonesia, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, DirektoratJendral Geologi dan Sumberdaya Mineral.

Bandy, 0.L; 1964, General Correlation of Foramin&m Sfmchm with Environmenf, inApproaches to Paleoecology~ ed Imbrie, J & Newell ,N.D, New York, pp. 75-90.

Bellier,O., Framumijoyo, S. and Sebtier, M.,lPPl, StrikesZip faulting and volcanicurlderas along fhe great mndran fault. Terra Abstract, ~01.3, no.1 EUG Stras-bourg.

Djoehanah, S., Praptisih, 1992, Biostratigrqf Fomasi Penosogan Bagian Ban& Kec.Saaiq, Kab. Kebmn, Jawa Tengah, Laporan Peneliti+n, Pwat Penelitian danPengembangan Geoteknologi LIPI, tidak dipublikasikan.

Hamilton, W., 1979, Tectonics of Indonesian Region, US Geol. Survey Prof. Papers,1079, pp 156-159.

Hantoro, W., Sieh, k.E. and Taylor, F., Neq-Seism TeMonik dan Wzrinsi PemkaanLaut Di Kepulauan Mentawai (Sipora. Pagai Wara dan Pagai Selatan). SumatraBarat, Proceeding Ekspwe Ilmiah 30 tahun Geoteknologi LIPI, April 1994.

Harjono H., 1993, Proses Gwdii Zone lSunbukan, Proposal penelitian Tolok Ukur01.06 tahun anggaran lPY3/1994, Puslitbang Geoteknologi LIP1 Bandung.

Harjono H., Diament M, Nouaili L and Dubois X.1989, De&&m ,of magma bodiesbeneath Krakatau volcmo (Indonesia) from anonuzlous shear nwes. Journal ofVolcano&y and Geothermal Research, vol. 39, pp. 335-348

Harjono, H. dan H. Prasetyo, 1993, G?tafan Gmpabumi Flares: Flores’92, Sinyal,Warta IIImpunan AhIi Geoflsika (HAG& no. 01, thn. XVI, 1993, hal. 30-37.

Huang, T, 1968, Smaller Forambdjera from Miyako-Jim, Ryukyu, Japan, Tohoku Univ.Sci.Rept. Znd. Ser. (Geol). Vol. 40,

no. 1.Huchon, P. and ,Le Pichon, X., 1984, Sunda strait and central Sumafra fauk Geology,

vol. 12, pp. 668-672Kastowo dan Leo, G.W.,1973. Geologic Map of Padmg Quadrangle, Sumfra. Pusat

Penelitian dan Pengembangan Geologi, Dir.& Geologi dan Sumberday Mineral,Indonesia.

Natawidjaja, D.H. dan Kesumadarma, S., 1993.. Evalumi star aktif dan gempa bumidaerah Liwa. Kab.Lampung Barat, Sumtra. Proceeding Pertemuan Ilmiah Tahu-nan IAGI, Desember 6-9, Bandung.

Natawidjaja, D.H, D j o e h a n a h , S . , 1993, Struktur &II SIratigrafi daerah Penosogan,Karangsmbmg, Kebumen, Jawa Tengah. Laporan Penelitian Pwlitbang Geotek-nologi - LIPI. Tidak dipublikasikan.

Pardede R., Gafoer S. dkk., 1992. GeoQi lembnr Bengkulu, Dept. Pertambangan danEnergi, Dir&n. Geologi dan Sunber Daya Mineral, Pwat Penelitian dan pen-gembangan Geologi.

-6.

Prosidin~ I~o~ibHasil Penelitian Pvrlirbarrg Georebzologi UN, 1994

Permana. H, Pramumijoyo. S dan Kumoro. Y., 1993., kelururan daerah Flares;Implikasinya terhaiap kerusakan akibat gempa 1992, Proceeding PIT IAGI ke 22di Bandung, volume 1, ha1 271.281.

Phleger, EB, 1960, Ecology and Distribution of Recent Foramin@era. John HopkinsPress, Baltimore, 275 p.

Pigram, C.J, Surono and Supandjono, J.B, 1985, Origin of the Sulk Platform; EasternIndonesia, Geology v. 13, pp. 246-248.

Posavec, M., Taylor, D., “a” L.eeuwen Th. and Spector, A., 1973, Tectonic Controls ofWcanism a& Complex Movements along the Surnatran Fault System, Geol. Sot.Malaysia Bull., vol. 6, p. 43-60.

Postuma, LA, 1971, Manual of Planktonic Foraminifera, Eisevier, Amsterdam, 420 p.Silver, E.A., Reed, D., MC. Caffrey, and Joyodiwiryo, 1983, Back arc thrusting in the

eastern Swuia arc. Indonesia, A con.%?qumt of arc-continent colli.kn. Jour.Geophys. Res., vol. 88, B9, pp. 7429-7448.

Surono & Sukarna, D . , 1985 , Laporan G e o l o g i Lembar Saruula. Maluku, LaporanTerbuka Pustitbang Geologi DJGSDM, Bandung, 36 h.

Suwarna. N, Santosa. S, dan Kowxmadinata. S., 1990, Geologi lembar End.?, Nwa-tenggara i%w, s&ala 1:250.000, Pwlitbang G e o l o g i , Direktorat JenderalGeologi dan Sumberdaya Mineral, Departemen Pertambangan dan Energi.

white, A.J.R and Chappell, B.W., 1977, Ultrametanwrphisme and Granitoid Genesis,Tectonophysics, V. 43, Elsevier Sci. Publ. Co., Amsterdam, p 7-22.

William, H. Turner,EJ and Gilbert, CM., 1982, Petrography and introduction to Smdy ofRocks in Thin Section, Second Edition, W. H. Freeman and Co, New York, 626 pp.