6

Bab II Tinjauan Umum

II.1 Kerangka Tektonik Indonesia

Tatanan tektonik Indonesia merupakan produk aktif tiga lempeng besar yaitu

Lempeng Australia, Lempeng Pasific, dan Lempeng Asia pada saat ini.

Wilayah Indonesia merupakan triple junction (tiga tumbukan) dari ketiga lempeng

utama tersebut, di mana pada area triple junction dijumpai pula zona tektonik

yang berpengaruh secara lokal, seperti Platform Tukang Besi berada di Selatan

Pulau Sulawesi, Platform Sula berada di Kepaulaun Maluku, Sangihe Arc dan

Sulu Arc yang berada di Utara Pulau Sulawesi, selain itu dijumpai pemekaran di

Selat Sulawesi (Makasar Strait) yang memisahkan antara Pulau Kalimantan dan

Pulau Sulawesi (Hall, R., 2001).

II.1.1 Paleosen – Eosen ( 55-45 juta tahun yang lalu )

Pada zaman ini posisi benua Australia dan India terletak pada lempeng yang

terpisah, di mana Benua India belum mengalami tumbukan (collision) dengan

Benua Asia. Sementara zona subduksi Jawa dan Sulawesi berlangsung aktif

melalui Busur Philipina dan Halmahera. Cekungan West Philipina, Laut Sulawesi,

dan Selat Makasar terbentuk sebagai single basin di dalam Lempeng Laut

Philipina. Terbentuknya Laut Sulawesi dan West Philipina disebabkan karena

awal terbentuknya subduksi ke arah Selatan oleh Lempeng Proto-China Selatan di

bawah Busur Sulu dan Luzon. Subduksi ini menyebabkan perubahan bentuk

tektonik sepanjang Laut China Selatan, hal tersebut juga dipengaruhi oleh

subduksi terhadap Kalimantan bagian Timur dan Luzon.

7

Gambar II.1 Kerangka tektonik wilayah Indonesia sangat dipengaruhi oleh aktifitas tiga lempeng utama yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Australia dan Lempeng Pasific (Hall, R., 2001)

8

II.1.2 Oligosen – Miosen ( 35 – 25 juta tahun yang lalu )

Pada zaman ini zona subduksi Lempeng India berlangsung aktif antara 40 -30 juta

tahun yang lalu sepanjang tunjaman (trench) Sunda-Jawa kemudian melewati

Sulawesi ke arah Philipina bagian Timur dan Halmahera. Proses pemekaran lantai

samudera antara West Philipina dan Laut Sulawesi berlangsung sampai 34 juta

tahun yang lalu. Lempeng Philipina kemudian mulai mengalami rotasi searah

jarum jam dan proses tunjaman (subduction) mulai berlangsung terhadap

Sulawesi Utara pada Busur Sangihe.

Gambar II.2 Lempeng India dan Australia menyatu dan aktif menunjam sepanjang Sumatera, Sulawesi, Philipina dan Halmahera (Hall, R., 2001)

9

II.1.3 Miosen - Pligosen ( 15 – 5 juta tahun yang lalu )

Perputaran searah jarum jam pada Lempeng Laut Philipina sejak 20 juta tahun

yang lalu sepanjang South East Asia menghasilkan bukti-bukti tatanan tektonik

saat ini. Perubahan perputaran pada lempeng tersebut menyebabkan perubahan

arah dari pemekaran di Laut China Selatan serta perkembangan zona subduksi

baru di bagian Timur Lempeng Eurasia dan South West Pasific. Perputaran Pulau

Kalimantan diikuti secara bersamaan oleh Pulau Sulawesi namun arah berlawanan

jarum jam. Pada bagian Timur Pulau Kalimantan terjadi penambahan kecepatan

subduksi dikarenakan adanya pergeseran (splitting) di Busur Sulu (Sulu Arc).

Perputaran Pulau Kalimantan berhenti sejak 10 Juta tahun yang lalu dan tatanan

tektonik tampak seperti kondisi pada saat ini.

Gambar II.3 Pergerakan miring Sesar Sorong menyebabkan tumbukan

(collisison) antar fragmen Lempeng Australia di Sulawesi. Perputaran berlawanan arah jarum jam di Borneo menyebabkan eliminasi terhadap proto-South Chinese Sea (Hall, R., 2001).

10

II.1.4 Kerangka Tektonik Kini (Recent)

Gambar II.4 Perbandingan kondisi kerangka tektonik Asia Tenggara

(South East Asia) dan Barat Daya Pasifik (South West Pacific) antara 30 juta tahun yang lalu dengan kondisi saat ini, khususnya di Indonesia.

11

II.2 Geologi Regional Kalimantan Timur

Pulau Kalimantan terdiri dari empat cekungan tersier, yaitu Cekungan Kutai,

Cekungan Barito, Cekungan Melawi dan Cekungan Tarakan (Hall, R., 2001).

Cekungan Kutai dibagi menjadi dua zona yaitu Upper Kutai Basin dan

Lower Kutai Basin. Daerah penelitian termasuk di dalam Cekungan Kutai yang

dibatasi oleh Tinggian Kuching di sebelah Barat dan dipisahkan dari Cekungan

Tarakan oleh Punggungan Mangkalihat. Pegunungan Meratus memisahkan

Cekungan Kutai bagian Selatan ke dalam Sub-Cekungan Barito dan

Sub-Cekungan Pasir (Mc. Clay, 2000)

Cekungan Kutai merupakan cekungan yang terbesar di Kalimantan Timur,

luasnya ± 60.000 km2 dan kedalamannya kurang lebih mencapai 15.000 m.

Di bagian Utara, Cekungan Kutai dibatasi oleh Sesar Sangkulirang dan

Sesar Bengalon serta di bagian Selatan oleh Sesar Adang.

Cekungan Kutai terbentuk karena proses pemekaran pada kala Eosen Tengah

yang diikuti oleh fase pelenturan dasar cekungan yang berakhir pada

Oligosen Akhir. Peningkatan tekanan karena tumbukan lempeng mengakibatkan

pengangkatan dasar cekungan ke arah Baratlaut yang menghasilkan siklus regresif

utama sedimentasi klastik di Cekungan Kutai, dan tidak terganggu sejak

Oligosen Akhir hingga sekarang. Pada kala Miosen Tengah pengangkatan dasar

cekungan dimulai dari bagian Barat Cekungan Kutai yang bergerak secara

progresif ke arah timur sepanjang waktu dan bertindak sebagai pusat

pengendapan. Selain itu juga terjadi susut laut yang berlangsung terus menerus

sampai Miosen Akhir. Material yang terendapkan berasal dari bagian Selatan,

Barat dan Utara cekungan menyusun Formasi Warukin, Formasi Pulubalang dan

Formasi Balikpapan.

12

Gambar II.5 Cekungan yang terbentuk pada Jaman Tersier dibagi menjadi empat

cekungan yaitu Cekungan Kutai, Cekungan Barito, Cekungan Malawi, dan Cekungan Tarakan (Mc. Clay, 2000)

0o

2o S

4o S

110o E 112o E 114o E 116o E 118o E

4o N

6o N

2o N

13

II.3 Kerangka Tektonik Regional Kalimantan Timur

Kerangka tektonik di Kalimantan Timur dipengaruhi oleh perkembangan tektonik

regional yang melibatkan interaksi antara Lempeng Samudera Philipina, Lempeng

Indo-Australia dan Lempeng Eurasian yang terjadi sejak Jaman Kapur sehingga

menghasilkan kumpulan cekungan samudera dan blok mikro kontinen yang

dibatasi oleh adanya zona subduksi, pergerakan menjauh antar lempeng, dan

sesar-sesar mayor. Cekungan Kutai terbentuk karena proses pemekaran pada

Kala Eosen Tengah yang diikuti oleh fase pelenturan dasar cekungan yang

berakhir pada Oligosen Akhir. Peningkatan tekanan karena tumbukan lempeng

mengakibatkan pengangkatan dasar cekungan ke arah Barat Laut yang

menghasilkan siklus regresif utama sedimentasi klastik di Cekungan Kutai, dan

tidak terganggu sejak Oligosen Akhir hingga sekarang. Pada Kala Miosen Tengah

pengangkatan dasar cekungan dimulai dari bagian barat Cekungan Kutai yang

bergerak secara progresif ke arah Timur sepanjang waktu dan bertindak sebagai

pusat pengendapan. Selain itu juga terjadi susut laut yang berlangsung terus

menerus sampai Miosen Akhir. Bahan yang terendapkan berasal dari bagian

Selatan, Barat dan Utara cekungan menyusun Formasi Warukin,

Formasi Pulubalang dan Formasi Balikpapan. Secara umum, urutan aktivitas

tektonik pada Cekungan Kutai adalah sebagai berikut :

1. Paleosen Akhir sampai Eosen Tengah – Oligosen Awal :

Cekungan secara intensif mengalami penurunan, melibatkan rifting pada

batuan dasar. Proses ini menghasilkan sistem sesar ekstensional dan

membentuk graben.

2. Oligosen

Penurunan cekungan oleh proses pengangkatan di Kalimantan Tengah yang

terjadi secara cepat.

14

3. Oligosen Akhir

Terjadi proses pengangkatan di bagian tepi cekungan. Di bagian Utara

cekungan juga terjadi proses pengangkatan yang melibatkan

Punggungan Mangkalihat, pengangkatan di bagian Utara ini terjadi dalam dua

tahap. Tahap pertama menghasilkan pola kelurusan Sesar Bengalon berarah

relatif Timur-Barat dan tahap kedua menghasilkan bagian tertinggi dari

pengangkatan yaitu daerah Teluk Sangkulirang. Hasil proses tektonik yang

terbentuk adalah Punggungan Mangkaliat, Sesar Bengalon dan Sangkulirang

di bagian Utara memisahkan Cekungan Kutai dengan Cekungan Tarakan.

Selama Eosen-Oligosen Cekungan Kutai ini di interpretasikan terbuka ke arah

Barat.

4. Miosen Awal

Terjadi pemekaran di Laut Cina Selatan yang memacu proses subduksi

sepanjang Palawan Through (batas Barat Laut Kalimantan) dengan gaya

kompresi berarah Barat Laut – Tenggara. Proses ini menghasilkan

pengangkatan di pegunungan Kalimantan Tengah / Tinggian Kuching.

Pengangkatan pada kala Miosen Awal memacu dua peristiwa penting dalam

evolusi geologi Cekungan Kutai. Pertama, menjadikan Tinggian Kuching

sebagai sumber bagi suplai sedimen kompleks delta berumur Neogen yang

berprogradasi ke arah Timur. Peristiwa kedua adalah asosiasinya dengan

pembentukan lipatan dan sesar pada Tinggian Kuching. Lipatan yang

terbentuk adalah berupa lipatan asimetris, sayap lipatan sebelah Barat lebih

terjal daripada sebelah timur akibat gaya kompresi yang terjadi (Ott, 1987)

5. Miosen Tengah

Proses progradasi awal delta berlangsung di bagian Timur. Proses sedimentasi

ini dipengaruhi juga oleh tektonik pengangkatan.

6. Miosen Akhir

Terjadi interaksi konvergen berupa tumbukan (collision) Bangai-Sula yang

sangat kuat di bagian Barat Sulawesi. Hal ini memacu terjadinya inverse

15

struktur, pemekaran di Selat Makasar, paternosfer platform dan proses

sedimentasi delta di bagian Timur (Delta Mahakam) yang semakin

terakumulasi dan terlipat. Pada Mio-Pliosen, dihasilkan rangkaian antiklin

yang terbentuk bersamaan dengan proses sedimentasi. Rangkaian antiklin ini

umum dikenal dengan nama Antiklinorium Samarinda (Mahakam Fold Belt )

yang yang memiliki arah umum struktur Utara Timur Laut – Selatan Barat

Daya dan menjadi trend struktur umum Cekungan Kutai saat ini

(Mc. Clay, 2000)

7. Pliosen-Plistosen

Proses inverse dan pengangkatan Pegunungan Meratus yang intensif di bagian

Selatan Cekungan Kutai mengindikasikan berlanjutnya proses kontraksi

regional dengan terjadinya thrusting pada Mahakam Fold Belt (Mc. Clay,

2000). Hal ini diinterpretasikan sebagai produk dari interaksi konvergen

antara Lempeng Indo – Australia dan Busur Banda (Van de Weerd & Armin,

1992). Penurunan cekungan terus berlangsung dan proses pengendapan

sedimen delta terus berlangsung ke arah Timur menuju lepas pantai.

II.4 Struktur Geologi Regional Kalimantan Timur

Struktur geologi yang berkembang di dalam Cekungan Kutai adalah lipatan dan

sesar. Batuan tua seperti Formasi Pamaluan, Formasi Pulau Balang dan

Formasi Bebuluh umumnya terlipat cukup kuat dengan kemiringan sekitar 400,

tetapi ada juga yang mencapai 750. Sedangkan batuan yang berumur lebih muda

seperti Formasi Balikpapan dan Formasi Kampung Baru pada umumnya terlipat

lemah, namun di beberapa tempat dekat zona sesar ada yang terlipat kuat.

Proses pembentukan lipatan di Cekungan Kutai terdapat dalam dua versi, yaitu :

1. Menurut Ott, 1987 menyatakan bahwa pola struktur pada Cekungan Kutai

disebabkan oleh adanya proses gelinciran ( gravity sliding ) pada batuan

yang mempunyai kelenturan tinggi akibat adanya pengangkatan Tinggian

Kuching selama jaman Tersier.

16

2. Menurut McClay, 2000, menyatakan bahwa struktur di daerah dataran

Cekungan Kutai merupakan hasil dari tektonik delta, yaitu gabungan dari

sedimentasi yang cepat dan gaya tektonik. Akibat penumpukan terjadi

pelengseran lateral yang mengakibatkan lipatan dan sesar – sesar turun

serta kemudian mengalami reaktivasi menjadi sesar naik akibat gaya

kompresi.

Menurut Supriatna dkk, 1994 Antiklinorium Samarinda terdiri dari lipatan yang

berarah Timur Laut – Barat Daya dengan sayap di bagian Tenggara lebih curam.

Antiklinorium ini dicirikan oleh antiklin yang pada umumnya asimetris dan

terlipat kuat serta dipisahkan oleh sinklin landai dan lebar, di mana jejak

sumbunya mencapai 20-50 km sepanjang jurus berbentuk lurus hingga

melengkung. Struktur antiklinorium berubah secara gradasi dari Timur ke Barat

sedikit hingga tanpa pengangkatan sampai pada lipatan kompleks / jalur sesar naik

dengan pengangkatan dan erosi di bagian Barat.

Gambar II.6 Struktur Geologi Regional Cekungan Kutai daerah penelitian

terletak di Formasi Balikpapan pada sayap lipatan bagian Barat dari sumbu sinklin (Peta Geologi Lembar Samarinda, Supriatna 1994)

117° 117° 117° 116° 116°

0° 30’

0° 45’

0° 15’

17

Gambar II.7 Foto udara daerah Samarinda dan sekitarnya dan penampang

melintang sayatan A - A’ pada Antiklinorium Samarinda / Mahakam Fold Belt (Mc Clay, 2000).

A A’

18

II.5 Stratigrafi Regional Kalimantan Timur

Sedimen Tersier yang diendapkan di Cekungan Kutai di bagian Timur sangat

tebal dengan fasies pengendapan yang berbeda dan memperlihatkan siklus

genang-susut laut. Urutan transgresif ditemukan sepanjang daerah tepi cekungan

berupa lapisan klastik yang berbutir kasar, juga di pantai hingga marin dangkal.

Pengendapan pada lingkungan laut terus berlangsung hingga Oligosen dan

menandakan periode genang laut maksimum. Secara umum dijumpai lapisan

turbidit berselingan dengan serpih laut dalam, sedangkan batugamping terumbu

ditemukan secara lokal dalam Formasi Antan. Urutan regresif di Cekungan Kutai

mencakup lapisan klastik delta hingga paralik yang banyak mengandung lapisan-

lapisan batubara dan lignit. Siklus delta yang berumur Miosen Tengah

berkembang secara cepat ke arah Timur dan Tenggara. Progradasi ke arah timur

dan tumbuhnya delta berlangsung terus sepanjang waktu diselingi oleh tahapan-

tahapan genang laut secara lokal. Pada Peta Geologi Lembar Balikpapan

endapan-endapan delta yang mengandung batubara tersebut dikenali sebagai

Formasi Tanjung, Formasi Kuaro, Formasi Warukin, Formasi Pulaubalang,

Formasi Balikpapan dan Formasi Kampungbaru.

Formasi Kampungbaru (Tpkb, Tertiary Pliocene Kampung Baru)

Batupasir kuarsa dengan sisipan lempung, serpih, lanau dan lignit yang lunak dan

mudah hancur. Batupasir kuarsa, putih, setempat mengandung lapisan tipis oksida

besi, tuffan dan sisipan batupasir konglomeratan atau konglomerat dengan

komponen kuarsa, kalsedon, serpih dan lempung. Umur Miosen Akhir – Pliosen,

lingkungan pengendapan delta – laut dangkal, tebal kurang lebih 500 m. Formasi

ini terletak secara selaras terhadap Formasi Balikpapan.

Formasi Balikpapan (Tmbp, Tertiary Miocene Balikpapan)

Perselingan batupasir dan lempung dengan sisipan lanau, serpih, batugamping

yang mengandung foraminifera kecil dan batubara. Tebal formasi ± 800 m,

berumur Miosen Tengah Atas dan diendapkan dalam lingkungan litoral-laut

dangkal. Formasi ini menindih selaras di atas Formasi Pulubalang.

19

Laut Dangkal

Darat hingga Laut Dangkal

Delta

Fluvial Lacustrine

Lingkungan PengendapanDiskripsiLitologiFormasiU m u r

Delta

Tebal (m)

Pliosen

Miosen Atas

Miosen Tengah

Miosen Awal

Tersier

Kuarter

Holosen

Plistosen

Alluvial

Kampung Baru

Balikpapan

Babuluh

Pulu Balang

Pamaluan

(Qa)

(Tpkb)

(Tmbp)

(Tmpb)

(Tmb)

(Tmp)

Pasir, lumpur, kerikil, dan kerakal

Batupasir kuarsa dengan sisipan batulanau, batuserpih, batugamping, dan lignit

Batupasir kuarsa, batulumpur, batulempung, sisipan lanau, batuserpih, batugamping, dan batubara

Graywacke, batupasir kuarsa, batugamping, batulempung, tufa dasitik, sisipan batubara

Batugamping sisipan batugamping pasiran dan serpih, batupasir sisipan batulempung dan batulanau

900

3000

2750

3000

2000

Gambar II.8 Stratigrafi Regional Kalimantan Timur di Cekungan Kutai,

terendapkan lima formasi yaitu dari paling tua ke muda adalah Formasi Pamaluan, Formasi Babuluh, Formasi Pulubalang, Formasi Balikpapan, dan Formasi Kampung Baru (Surpriatna, 1994)

20

Formasi Pulubalang (Tmpb, Tertiary Miocene Pulubalang)

Peselingan batupasir kuarsa, batupasir dan batulempung dengan sisipan batubara.

Tebal formasi ± 900 m, berumur Miosen Tengah dan diendapkan dalam

lingkungan sublitoral dangkal.

Formasi Babuluh (Tmb, Tertiary Miocene Babuluh)

Terdiri dari batugamping terumbu dengan sisipan batugamping pasiran dan serpih.

Serpih berwarna kelabu kecoklatan berselingan dengan batupasir halus kelabu tua.

Setempat batugamping menghablur dan terkekarkan dengan bentuk tak beraturan.

Umur formasi ini adalah Miosen Awal – Miosen Tengah, dengan lingkungan

pengendapan laut dangkal. Ketebalan formasi sekitar 2000 meter.

Formasi Pamaluan (Tmp, Tertiary Miocene Pamaluan)

Terdiri dari batupasir kuarsa sebagai batuan utama, abu kehitaman – coklat, butir

halus – sedang, karbonatan dan gampingan dengan sisipan batulempung, serpih,

batulanau dan lensa batugamping. Setempat dijumpai struktur sedimen silang siur

dan perlapisan sejajar. Umur formasi adalah Miosen Awal. Ketebalan formasi

± 3000 m dan merupakan formasi paling bawah yang tersingkap pada

Peta Geologi Lembar Samarinda.

II.6 Geologi Daerah Penelitian

II.6.1 Geomorfologi

Daerah penelitian merupakan satuan geomorfologi perbukitan bergelombang,

mempunyai kemiringan lereng landai sampai menengah (10-20°).

Ketinggian permukaan terendah adalah 21 meter, sementara tertinggi adalah 65 m

di atas permukaan air laut.

21

II.6.2 Struktur Geologi

Daerah penelitian terletak pada sayap sebelah kiri Sinklin Busang, di mana tidak

dijumpai struktur geologi seperti sesar. Pada singkapan batubara yang dijumpai

pada OC-1, OC-2, dan OC-3 dijumpai struktur geologi berupa kekar dan struktur

batuan berlapis.

II.6.3 Stratigrafi

Daerah penelitian termasuk dalam Formasi Balikpapan. Berdasarkan hasil

singkapan batuan dan data pemboran batubara dapat dikelompokan menjadi

satuan batupasir kasar dan batupasir halus. Satuan batuan yang terendapkan

terlebih dahulu adalah satuan batupasir halus kemudian selaras di atasnya

terendapkan satuan batupasir kasar. Endapan batubara merupakan bagian dari

satuan batupasir kasar.

II.6.4 Hubungan Kondisi Endapan Batubara Dengan Penerapan Metode Elemen Hingga

Daerah penelitian terletak pada sayap sebelah kiri Sinklin Busang yang

merupakan bagian dari rangkaian struktur geologi berupa antiklinorium. Mengacu

pada Peta Geologi Lembar Samarinda menunjukan bahwa kedudukan lapisan

batubara adalah landai (12°-15°) mengarah ke Tenggara. Kondisi singkapan

batubara yang dijumpai di daerah penelitian mempunyai arah kemiringan ke

Tenggara dengan jurus berkisar N33°-35°E. Struktur geologi seperti sesar tidak

dijumpai di daerah penelitian.

Berdasarkan kondisi endapan batubara di daerah penelitian dapat disimpulkan

bahwa endapan batubara bersifat kontinyu.

Berdasarkan kondisi batubara yang kontinyu maka dapat diterapkan suatu metode

alternatif untuk perhitungan sumberdaya batubara yaitu metode deterministik

yang direalisasikan dengan Metode Elemen Hingga. Metode ini memungkinkan

dilakukannya pemodelan endapan batubara secara menyeluruh yaitu berupa

model konseptual dan matematika.

22