II-1

BAB II

GEOLOGI REGIONAL CEKUNGAN SUMATERA TENGAH

II.1. Pendahuluan

Indonesia merupakan hasil dari evolusi dan interaksi dari gerak Lempeng

Eurasia, Lempeng Samudera Pasifk, dan Lempeng Indo-Australia (Gambar 2.1.).

Daerah penelitian berada pada Cekungan Sumatera Tengah. Cekungan Sumatera

Tengah merupakan back arc basin yang berkembang di sepanjang tepi barat dan

selatan Paparan Sunda. Cekungan ini terbentuk akibat adanya subduksi Lempeng

Samudera Hindia yang menujam ke bawah Lempeng Benua Eurasia pada awal

Tersier.

Gambar 2.1. Lempeng-lempeng yang mempengaruhi tektonik di Indonesia (Hall,

1995).

Secara tektonik, Cekungan Sumatera Tengah di bagian barat dan barat daya

dibatasi oleh Bukit Barisan, pada bagian timur dibatasi oleh Semenanjung

II-2

Malaysia, bagian utara dibatasi oleh Busur Asahan, di sebelah tenggara oleh

Tinggian Tigapuluh dan pada Timurlaut dibatasi oleh Kraton Sunda, dan pada

bagian selatan tidak diketahui secara baik.

Gambar 2.2. Kerangka tektonik Pulau Sumatera (Heidrick dan Aulia, 1993).

II.2. Struktur dan Tektonik Regional

Cekungan Sumatera Tengah terbentuk karena adanya penujaman secara

miring (oblique subduction) antara Lempeng Samudera Hindia ke bawah

Lempeng Benua Asia. Mertosono dan Naoyan (1974), membagi pola struktur

utama di Cekungan Sumatera Tengah menjadi 2 bagian, yaitu: pola utara-selatan

untuk struktur yang berumur tua dan pola barat laut-tenggara untuk struktur yang

memiliki umur muda. Sedangkan menurut Eubank dan Makki (1981), terdapat

sesar-sesar yang berarah utara-selatan dengan umur Paleogen yang aktif kembali

selama fasa kompresi pada kala Plio-Pleistosen.

II-3

Penujaman miring (oblique subduction) pada Cekungan Sumatera Tengah

menyebabkan adanya gaya tarikan yang merupakan cekungan belakang busur.

Akibat dari penujaman miring ini, terbentuk suatu sistem sesar mendatar

menganan di bagian barat dan baratdaya Pulau Sumatera. Sistem sesar mendatar

menganan tersebut dicirikan dengan adanya kenampakan flower structure, en

echelon fault, dan fold yang terlihat pada rekaman seismik (Yarmanto dan Aulia,

1988).

Heidrick dan Aulia (1993) secara terperinci membagi lagi perkembangan

tektonik Cekungan Sumatera Tengah menjadi empat tahap deformasi yang dapat

dibedakan dengan jelas, yaitu F0, F1, F2, dan F3 (Gambar 2.3.).

Gambar 2.3. Perkembangan tektonik Cekungan Sumatera Tengah (Heidrick dan

Aulia, 1993).

II-4

Periode Deformasi F0 (Pra-Tersier)

Pada Pra-Tersier terjadi periode deformasi pada batuan dasar yang

menyebabkan adanya sesar berarah utara-selatan, baratlaut-tenggara, dan

timurlaut-baratdaya (Gambar 2.4.). Penyebab dari deformasi ini belum diketahui

dengan baik. Cekungan Sumatera Tengah memiliki batuan dasar yang cukup

dangkal sehingga sedimen yang menutupi batuan dasar tersebut mudah

dipengaruhi oleh tektonik batuan dasar sehingga banyak dijumpai struktur.

Gambar 2.4. Peta pola struktur utama batuan dasar Cekungan Sumatera Tengah

(Heidrick dan Aulia, 1993).

Periode Deformasi F1 (Eosen-Oligosen)

Pada kala Eosen-Oligosen (50-26 Ma) terjadi deformasi ekstensional

dengan arah ekstensi barat-timur. Tahap ini memiliki ciri struktur ekstensi berupa

rifting yang berkembang sepanjang rekahan batuan dasar yang membentuk graben

dan half-graben serta diikuti dengan reaktivasi struktur tua yang terbentuk

sebelumnya. Pada saat yang sama tejadi pengendapan Kelompok Pematang ke

dalam graben yang terbentuk.

II-5

Perioda Deformasi F2 (Miosen Awal-Miosen Tengah)

Pada kala Miosen Awal terjadi fasa amblesan dan berhentinya proses

pemekaran diikuti oleh pebentukan sesar mendatar menganan secara regional dan

pembentukan transtensional fracture zone (Gambar 2.5.). Struktur yang terbentuk

pada perioda F2 memiliki arah relatif baratlaut-tenggara dan berkembang sesar

mendatar menganan pada sesar-sesar tua yang berarah utara-selatan. Akibat sesar

mendatar tersebut, pada sesar tua yang berarah timurlaut-baratdaya mengalami

transtesional sehingga terbentuk normal fault, graben, dan half-graben, kemudian

sesar yang berarah baratlaut-tenggara mengalami transpressional. Tahap ini

terjadi bersamaan dengan pengendapan Kelompok Sihapas (26-13 Ma).

Periode Deformasi F3 (Miosen Tengah-Resen)

Deformasi yang terjadi berupa kompresi yang menghasilkan struktur

reverse dan thurst fault berarah baratbaratdaya-timurtimurlaut di sepanjang sesar

mendatar yang terbentuk sebelumnya. Proses kompresi ini bersamaan dengan

pembentukan sesar mendatar menganan di sepanjang Bukit Barisan. Struktur yang

terbentuk umumnya memiliki arah baratlaut-tenggara dan disertai dengan

pengendapan Formasi Petani dan Formasi Minas sampai saat ini.

Gerakan penujaman Lempeng Samudera Hindia terhadap Lempeng Benua

Eurasia pada kawasan Sumatera dianggap sebagai penghasil gerak pengangkatan

terakhir dari Pegunungan Barisan serta juga telah menyebabkan adanya sesar-

sesar mendatar menganan di sepanjang pegunungan ini. Gejala struktur yang

paling dominan di cekungan sedimen Tersier tersebut adalah lipatan-lipatan dan

sesar-sesar yang berarah baratlaut-tenggara yang berkaitan dengan gejala

kompresi.

II-6

Gambar 2.5. Kerangka struktur geologi fasa F2 dan fasa F3 di Cekungan

Sumatera Tengah (Heidrick dan Aulia, 1996).

II.3. Stratigrafi Regional

Cekungan Sumatera Tengah memiliki sejarah geologi yang dipengaruhi

oleh sejarah tektoniknya. Maka dari itu pembahasan mengenai stratigrafi

Cekungan Sumatera Tengah akan diletakan dalam kerangka tektonostratigrafi

(Gambar 2.6.).

II-7

Gambar 2.6. Tektonostratigrafi Cekungan Sumatera Tengah (Heidrick dan Aulia,

1993; dalam Sayentika, dkk., 2003).

Menurut Eubank dan Makki (1981) dalam Heidrick dan Aulia (1993),

stratigrafi regional pada Cekungan Sumatera Tengah dibagi menjadi empat unit

stratigrafi, yaitu:

1. Batuan Dasar (Basement)

Batuan dasar berumur pra-Tersier ini terbagi menjadi empat satuan

litologi (Eubank dan Makki, 1981 dalam Hedrick dan Aulia, 1993) (Gambar

2.7), yaitu:

a. Mallaca Terrane atau kelompok kuarsit yang terdiri dari kuarsit,

argilit, batugamping kristalin, dan pluton-pluton granit dan granodiorit

II-8

yang memiliki umur Jura. Kelompok ini dapat kita jumpai pada

coastal plain di bagian timurlaut.

b. Mutus assemblages, zona sutura yang memisahkan antara Mallaca

Terrane dengan Mergui Terrane. Kumpulan Mutus terletak di sebelah

baratdaya coastal plain dan terdiri dari baturijang radiolarian, meta-

argilit, serpih merah, lapisan tipis batugamping dan batuan beku

basalt.

c. Mergui Terrane, terletak di bagian barat dan baratdaya dari Kelompok

Mutus. Kelompok ini tersusun oleh greywacke, pebbly-mudstone dari

Formasi Bahorok, serta kuarsit. Kemudian juga argilit, filit,

batugamping, dan tuff dari Formasi Kluet, serta sandstone-shale dan

juga terdapat Batugamping Alas.

d. Kualu Terrane, terletak di bagian baratlaut Kelompok Mergui

berumur Perm-Karbon. Kelompok ini tersusun oleh filit, sabak, tuff,

dan batugamping.

Gambar 2.7. Peta distribusi batuan dasar Cekungan Sumatera Tengah (Pertamina

BPPKA, 1996).

II-9

2. Kelompok Pematang

Kelompok Pematang diendapkan secara tidak selaras di atas batuan

dasar yang memiliki umur Eosen-Oligosen. Distribusi sedimen diperkirakan

berasal dari blok yang mengalami pengangkatan pada lingkungan fluviatil dan

blok lain turun menjadi danau. Sedimen pada kelompok ini umumnya

diendapkan pada lingkungan danau, sungai, dan delta. William dan Kelley

(1985) membagi Kelompok Pematang menjadi lima formasi, yaitu:

a. Formasi Lower Red Beds, terdiri atas batulumpur, batulanau, batupsir,

dan sedikit konglomerat. Formasi ini diendapkan pada lingkungan

rawa atau danau.

b. Formasi Brown Shale, terdiri atas serpih berlaminasi, kaya material

organik, berwarna coklat sampai hitam yang diendapkan pada

lingkungan lakustrin. Formasi ini diendapkan di atas Formasi Lower

Red Beds dan dibeberapa tempat menunjukkan adanya kesamaan

fasies secara lateral. Formasi ini merupakan batuan induk pada

Cekungan Sumatera Tengah. Di cekungan yang lebih dalam dijumpai

perselingan batupasir yang diperkirakan diendapkan oleh mekanisme

arus turbidit.

c. Formasi Coal Zone, pada beberapa tempat dijumpai hubungan menjari

dengan Formasi Brown Shale dan di tempat lain menumpang di

atasnya. Litologinya terdiri dari serpih, batubara dan sedikit batupasir.

d. Formasi Lake Fill, tersusun atas batupasir delta dan fluvial,

konglomerat, serta serpih endapan danau dangkal. Formasi ini

memiliki ketebalan hingga 2000 kaki dengan proses pengendapan

yang cukup cepat pada sistem fluvio-lacustrine-delta yang cukup

kompleks.

e. Formasi Fanglomerat, tersusun dari batupasir dan konglomerat

dengan sedikit batulumpur berwarna merah hingga hijau. Formasi ini

diendapkan sebagai sistem endapan alluvial fan disepanjang batas

gawir sesar. Secara lateral dan vertikal formasi ini mengalami transisi

menuju Formasi Lower Red Beds, Foramasi Brown Shale, Formasi

II-10

Coal Zone, dan Formasi Lake Fill. Formasi Coal Zone, Formasi Lake

Fill, dan Formasi Fanglomerat juga dapat disebut dengan Formasi

Upper Red Beds.

3. Kelompok Sihapas

Kelompok Sihapas diendapkan secara tidak selaras di atas Kelompok

Pematang pada Oligosen Akhir-Miosen Awal. Kelompok ini terutama terdiri

dari batupasir dan serpih. Kelompok Sihapas ini meluas ke seluruh cekungan

dan tertutup oleh sedimen laut di bagian atas (Formasi Telisa) yang

menunjukkan puncak proses transgresi. Kelompok Sihapas terdiri atas lima

formasi, dari tua ke muda yaitu:

a. Formasi Menggala, merupakan formasi tertua di kelompok ini, dimana

bagian deposenter formasi ini memiliki ketebalan lebih 9000 kaki.

b. Formasi Bangko, berumur Miosen Awal (Zona N1-N2) dan berfungsi

sebagai batuan tudung (seal) bagi batupasir yang ada di bawahnya.

c. Formasi Bekasap, diendapkan selaras di atas Formasi Bangko dan

memiliki umur Miosen Awal (Zona N2-N3). Batupasir Bekasap

merupakan lapisan sedimen yang secara diakronous menutup Sumatera

Tengah dan akhirnya menutup semua tinggian yang terbentuk

sebelumnya.

d. Formasi Duri, berumur Miosen Awal (Zona N3) dan mempunyai tebal

lebih dari 300 kaki. Di beberapa tempat umur formasi ini sama dengan

umur Formasi Bekasap.

e. Formasi Telisa, berumur Miosen Awal-Tengah (Zona N4-N5) dan

merupakan suatu batuan penutup (seal) regional bagi Kelompok

Sihapas dengan ketebalan mencapai lebih dari 9000 kaki.

4. Kelompok Petani

Kelompok Petani di endapkan secara tidak selaras di atas Kelompok

Sihapas. Kelompok Petani terdiri dari Lower Petani yang merupakan endapan

laut dan Upper Petani yang merupakan endapan laut sampai delta. Formasi

ini diendapkan mulai dari lingkungan laut dangkal, pantai dan ke atas sampai

lingkungan delta yang menunjukkan penurunan muka air laut.

II-11

Formasi Petani tersusun atas batupasir, batulempung, dan batupasir

gloukonitan dan batugamping yang dijumpai pada bagian bawah dari seri

sedimen tersebut, sedangkan batubara banyak dijumpai pada bagian atas dan

terjadi pada saat pengaruh laut semakin berkurang. Batupasir mempunyai

komposisi dominan kuarsa, berbutir halus sampai kasar, pada umumnya tipis-

tipis, mengandung sedikit lempung dan secara umum mengkasar ke atas. Di

beberapa tempat batupasir membentuk lensa-lensa dengan penyebaran yang

terbatas yang menunjukkan pengendapan pada lingkungan offshore bar dan

delta front/delta lobe sand sejajar dengan pantai purba (paleobeach).

Secara keseluruhan Formasi Petani memiliki tebal 6000 kaki berumur

Miosen Akhir-Pliosen Awal. Penentuan umur pada bagian atas Formasi

Petani terkadang membingungkan karena tidak adanya fosil laut. Hidrokarbon

yang berada pada batupasir Formasi Petani dianggap tidak komersial karena

dibagian bawah Formasi ini terdapat batulempung Telisa yang tebal. Gas

biogenik terdapat dalam jumlah yang besar dan telah dijadikan target

eksplorasi terutama di Lapangan Seng dan Segat.

5. Formasi Minas

Formasi Minas merupakan endapan Kuarter yang terdapat secara tidak

selaras di atas Formasi Petani. Formasi ini tersusun atas pasir dan kerikil,

pasir kuarsa lepas berukuran halus sampai sedang serta limonit berwarna

kuning yang diendapkan pada lingkungan fluvial sampai darat. Proses

pengendapan Formasi Minas masih berlangsung sampai saat ini dan

menghasilkan endapan aluvial berupa campuran kerikil, pasir, dan lempung.

II.4. Geologi Lapangan Duri

II.4.1. Struktur Geologi

Lapangan Duri terbentuk akibat adanya struktur antiklin asimetri yang

bearah baratlaut-tenggara (Johannesen dan Lyle, J. H., 1990). Antiklin ini

diperkirakan memiliki kaitan genesa dengan Sesar Sebanga yang merupakan

sesar geser naik dengan arah relatif baratlaut-tenggara (Gambar 2.8.).

Antiklin Lapangan Duri mempunyai panjang sekitar 18 km dan lebar 8 km.

II-12

Pengaruh dari Sesar Sebanga menghasilkan sesar-sesar ikutan dan

umumnnya menempati bagian barat dari Lapangan Duri. Pada bagian utara

berarah timurlaut-baratdaya, sedangkan pada bagian selatan relatif berarah

utara-selatan dan timurlaut-baratdaya.

Gambar 2.8. Struktur Lapangan Duri, dipengaruhi oleh Sesar Sebanga

(Heidrick dan Aulia, 1996).

II.4.2. Stratigrafi Lapangan Duri

Hampir seluruh formasi pada cekungan Sumatera Tengah dapat

dijumpai di Lapangan Duri. Stratigrafi tersebut terdiri dari Kelompok

Pematang, Kelompok Sihapas, Formasi Telisa, Formasi Petani, dan Formasi

Minas. Kelompok Sihapas merupakan reservoir utama di Lapangan Duri.

Kelompok Sihapas sendiri terdiri dari Formasi Menggala, Formasi Bangko,

Formasi Bekasap, dan Formasi Duri. Daerah Penelitian hanya berada pada

Kelompok Sihapas, yaitu pada:

Lapangan Duri

II-13

Formasi Bangko, terdiri dari batulempung yang diendapkan pada

lingkungan laut terbuka mulai dari lingkungan paparan (shelf) sampai

delta plain dan batulempung karbonatan dengan perselingan batupasir

lanauan dan berubah secara lateral menjadi batugamping pada daerah

yang sedikit menerima suplai material klastik.

Formasi Bekasap, diendapkan selaras di atas Formasi Bangko. Formasi

ini tersusun atas batupasir glaukonitan halus sampai kasar serta masif dan

berselang-seling dengan serpih yang tipis, kadang dijumpai lapisan tipis

batubara dan batugamping. Formasi ini diendapkan di lingkungan delta

plain dan delta front atau laut dangkal selama Miosen Awal dengan

ketebalan mencapai 1300 kaki.

Formasi Duri, tersusun atas suatu seri batupasir yang terbentuk pada

lingkungan inner neritic deltaic di bagian utara dan tengah cekungan.

Seri tersebut dicirikan oleh batupasir berbutir halus sampai menengah

yang secara lateral menjadi batulempung laut dalam dari Formasi Telisa.

Dalam lingkungan PT Chevron Pasific Indonesia penamaan formasi

yang biasa dipakai adalah didasarkan pada reservoir batupasir. Penamaan

yang biasa dipakai didasarkan pada setiap reservoir batupasir yang ada di

Lapangan Duri yaitu Formasi Bangko disebut dengan Dalam, Formasi

Bekasap disebut dengan Pertama, Kedua, dan Baji/Jaga, dan Formasi Duri

disebut dengan Rindu 1-5 serta 240’ Sand dan 140’ Sand. Kedalaman rata-

rata setiap sumur mencapai kurang lebih 800 kaki (Gambar 2.9.).

II-14

Gambar 2.9. Stratigrafi Lapangan Duri (Johannesen, dan Lyle, J. H., 1990).