PROPOSAL TUGAS AKHIR

PENENTUAN KARAKTER DAN MODEL SEDIMENTOLOGI MODERN

MENGGUNAKAN METODE GRANULOMETRI PADA SEDIMEN RESEN

DANAU TOBA, KABUPATEN SAMOSIR,

PROVINSI SUMATERA UTARA

Oleh :

Rolas Alwin Nainggolan

11307037

J U R U S A N T E K N I K G E O L O G I

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

2015

29

1. Latar Belakang

Danau Toba adalah danau terbesar di Asia Tenggara dan termasuk danau

terdalam di dunia. Danau Toba merupakan kawah gunung api atau vulkanik,

sehingga Danau Toba pun merupakan danau vulkanik terbesar di dunia. Letusan

gunung api Toba merupakan letusan terbesar di dunia dalam 74.000 tahun

terakhir, bahkan mungkin yang terbesar dalam sejarah Bumi yang kita ketahui.

Danau Toba, pandangan ke selatan, melintas dari Parapat ke Pulau Samosir.

Bagian terangkat di timur adalah Semenanjung Uluan, bagian terangkat di sebelah

barat adalah Pulau Samosir. Semenanjung Uluan dan Pulau Samosir merupakan

bagian puncak Gunung Toba yang pernah tenggelam saat terjadi pembentukan

kawah, kemudian terangkat kembali. Selat Latung (kedalaman 400 m)

memisahkan Uluan dan Samosir. Panjang dari danau in 100 km x 31 km dengan

titik terdalam 529 meter di sebelah utara dekat Haranggaol. Perairan Toba

mempunyai luas 1.130 km2, tidak termasuk Pulau Samosir seluas 647 km2 dan

pulau-pulau kecil lainnya. Tebing-tebing curam setinggi 400-1.220 m

mengelilingi Danau Toba. Tebing-tebing curam ini diyakini merupakan bidang

sesar saat terjadi pembentukan kawah vulkanik Toba akibat runtuhan.

Danau yang keterbentukannya dikontrol oleh letusan gunung api toba dan

sistem patahan Sumatera (Sumatera Fault System) ini merupakan tipe danau yang

terbentuk karena adanya letusan gunung api dan gaya yang bekerja pada sesar

Sumatera yang saling tarik hingga membentuk suatu cekungan. Bentuknya yang

memanjang dari Barat Laut ke Tenggara dan keterdapatan beberapa sesar

disekitarnya juga menjelaskan bahwa danau Toba merupakan jenis danau

tektovulkanik terbesar di dunia.

Keberadaan danau Toba yang memiliki kondisi geologi yang kompleks

serta variasi litologi disekitarnya menjadikan danau ini menarik untuk diteliti.

Secara sedimentologi, penelitian di danau dengan tipe tektovulkanik yang

terbentuk oleh letusan gunung api Toba dan sistem sesar sumatera akan

memberikan gambaran sejauh apa pengaruh dari struktur geologi serta litologi di

sekitarnya dalam proses pengendapan sedimen-sedimen di danau ini dan model

dari sedimen endapan danau (lacustrine). Kondisi geologi yang ada di Danau

Toba yang kompleks menjadi sangat menarik untuk dapat diteliti, terutama dari

sisi Sedimentologi untuk mengetahui model sedimentasi dan karakter sedimen

danau.

2. Maksud dan Tujuan penelitian

Maksud dari penelitian ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan

pendidikan tingkat sarjana strata satu (S1) di Program Studi Teknik

Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Teknologi Medan.

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui Distribusi sedimen endapan danau.

2. Dapat mengetahui sedimen vertical bawah permukaan berdasarkan hasil

Coring.

3. Untuk mengetahui model sedimentologi saat ini menggunakan analisa

coring sedimen. Kemudian berdasarkan analisa tersebut akan

menghasilkan bentuk bentuk model sedimentasi Danau Toba.

3. Tinjauan Pustaka

Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari sedimen atau endapan

(Wadell, 1932). Sedimen atau endapan pada umumnya diartikan sebagai hasil

dari proses pelapukan terhadap suatu tubuh batuan,yang kemudian mengalami

erosi, tertansportasi oleh air, angin, dll, dan pada akhirnya terendapkan atau

tersedimentasikan.

Sedimentologi adalah studi tentang proses-proses pembentukan,

transportasi dan pengendapan material yang terakumulasi sebagai sedimen di

dalam lingkungan kontinen dan laut hingga membentuk batuan sedimen.

Dalam bukunya Sedimentology and Stratigraphy (2009), Gary Nichols

membagi fasies lingkungan pengendapan pada danau menjadi dua bagian yaitu :

pengendapan klastik pada batas danau (lake margin clastic deposit) dan fasies

danau dalam (deep lake facies).

Pada bagian batas danau terjadi pengendapan sedimen klastik. Sedimen

yang terbawa oleh sungai mengalami pengurangan kecepatan transportasi pada

saat tiba di muara dan membentuk delta pada bagian muara sungai. Delta yang

terbentuk adalah delta yang didominasi (river-dominated) oleh sungai sebagai

sumber sedimen utama karena gelombang yang terbentuk pada permukaan danau

umumnya kecil dan hanya pada saat-saat tertentu dimana hembusan angin yang

cukup keras dan membentuk gelombang yang cukup besar akan terjadi

sedimentasi kembali (reworking). Karakter endapan delta didominasi oleh

pengaruh suplai sedimen alami dari sungai dengan ukuran butir halus hingga kasar

serta gravel pada kondisi terbentuknya kipas delta (fan deltas).

Pada bagian yang tidak terpengaruh oleh delta dan arus sungai, akan

terbentuk pantai disepanjang tepian danau (lake shoreline), dimana sedimen yang

diendapkan bergantung kepada kekuatan gelombang dan arus air danau. Dalam

kondisi dimana angin yang berhembus tidak kuat, cenderung hanya akan

diendapkan sedimen berukuran halus, namun pada kondisi dimana anging

berhembus kuat, gelombang air dapat menggerus kembali sedimen yang telah

terendapkan dan membentuk endapan pasir pantai (sandy beach deposits) (Reid

and Frostick, 1985 dalam Nichols, 2009).

Pada bagian lain dimana kondisi topografi lereng lebih landai, akan

terbentuk daerah basah di pertemuan dataran alluvial dengan batas danau yang

akan membentuk daerah batas danau yang berawa (marshy) yang juga dikenal

dengan lingkungan palustrine. Lingkungan ini memiliki keragaman organik yang

hidup seperti tumbuhan dan juga hewan dimana sedimen yang diendapkan

sebelumnya akan berubah menjadi tanah dengan tekstur simpul (nodular texture)

dan terkadang karbonatan (calcareous). Pada bagian danau yang lebih dalam,

pengendapan sedimen berlangsung dengan penyebaran sedimen suspensi dan

transportasi oleh arus densitas. Sedimen suspensi yang menyebar adalah sedimen

yang terbawa oleh arus sungai yang masuk dan kehilangan kecepatan pada saat

bercampur dengan air danau. Endapan dari sedimen suspensi ini akan membentuk

lapisan-lapisan tipis atau laminasi lumpur (mud) yang juga akan bercampur

dengan material organik yang juga hidup di dalam danau seperti alga dan

plankton. Arus densitas yang mungkin terjadi pada dasar danau umumnya

terbentuk oleh campuran sedimen yang terjadi pada ujung depan delta (delta

front) yang membentuk arus turbidit dan kemudian akan membentuk endapan

lantai danau dengan ukuran sedimen yang lebih kasar. Pada kondisi tersebut juga

akan terbentuk lapisan-

atau lempung (clay) yang akan menutupi lapisan sedimen berukuran pasir atau

bahkan gravel.

Gambar 3.1 Distribusi fasies pada danau air tawar yang didominasi oleh endapan klastik

Sam Boggs Jr.

Stratigraphy (2006) juga menjelaskan mengenai model sedimentologi pada

lingkungan danau. Sebagian besar sedimen yang di endapkan pada danau

umumnya terakumulasi pada bagia

masuk ke danau. Sedimen yang berukuran lebih kasar seperti kerikil, kerakal dan

juga bongkah juga mungkin hadir pada bagian bawah dari kipas alluvial

fan) atau kipas delta (fan delta)

danau. Sedimen berukuran pasir umumnya terendapkan pada bagian pantai, delta,

lantai danau dengan ukuran sedimen yang lebih kasar. Pada kondisi tersebut juga

lapisan tipis sedimen berukuran halus seperti lanau

yang akan menutupi lapisan sedimen berukuran pasir atau

Distribusi fasies pada danau air tawar yang didominasi oleh endapan klastik

2009, p.155)

Sam Boggs Jr. dalam bukunya Principles of Sedimentology and

juga menjelaskan mengenai model sedimentologi pada

lingkungan danau. Sebagian besar sedimen yang di endapkan pada danau

umumnya terakumulasi pada bagian pantai danau dan didekat muara sungai yang

masuk ke danau. Sedimen yang berukuran lebih kasar seperti kerikil, kerakal dan

juga bongkah juga mungkin hadir pada bagian bawah dari kipas alluvial

(fan delta) yang berada pada batas atau masuk kedalam

danau. Sedimen berukuran pasir umumnya terendapkan pada bagian pantai, delta,

lantai danau dengan ukuran sedimen yang lebih kasar. Pada kondisi tersebut juga

lapisan tipis sedimen berukuran halus seperti lanau (silt)

yang akan menutupi lapisan sedimen berukuran pasir atau

Distribusi fasies pada danau air tawar yang didominasi oleh endapan klastik (Nichols,

Principles of Sedimentology and

juga menjelaskan mengenai model sedimentologi pada

lingkungan danau. Sebagian besar sedimen yang di endapkan pada danau

n pantai danau dan didekat muara sungai yang

masuk ke danau. Sedimen yang berukuran lebih kasar seperti kerikil, kerakal dan

juga bongkah juga mungkin hadir pada bagian bawah dari kipas alluvial (alluvial

yang berada pada batas atau masuk kedalam

danau. Sedimen berukuran pasir umumnya terendapkan pada bagian pantai, delta,

spit bar atau barrier bar. Sebagian sedimen berukuran pasir juga mungkin

terendapkan pada bagian danau yang lebih dalam oleh arus turbidit dari longsoran

yang terjadi pada dasar danau.

Pada bagian yang lebih dalam, umumnya hanya akan di endapkan sedimen

berukuran halus seperti lanau dan lempung yang berasal dari suplai sedimen pada

bagian danau yang lebih dangkal maupun dari sungai-sungai yang masuk dimana

pada kedalaman tertentu akan kehilangan kekuatan arus yang menggerakkannya

dan hanya akan terendapkan oleh gaya gravitasi sebagai suspensi. Organisme

seperti plankton dan alga yang hidup di kedalaman danau akan membentuk

endapan sedimen lumpur yang kaya dengan material organik (organic rich mud).

Bagian yang lebih dangkal dari sebuah lingkungan danau akan menjadi titik

puncak ekosistem organisme yang hidup didanau. Dengan kondisi termoklin

(masih mendapat cahaya matahari), kandungan oksigen yang kaya pada bagian ini

menjadi daerah ideal untuk kehidupan organisme seperti moluska, ikan dan

tumbuhan air. Pengendapan sedimen yang memiliki variasi dari pasir halus hingga

lempung juga dapat mengandung material karbonat yang berasal dari organisme

yang hidup disekitarnya. Beberapa kondisi juga memungkinkan terbentuknya

struktur bioturbasi yang terjadi akibat aktifitas organisme.

Gambar 3.2 Karakter sedimen pada lingkungan danau dengan sistem hidrologi terbuka

4. Metodologi

Penelitian akan dilakukan dalam

pekerjaan lapangan dengan melakukan

analisa dilaboratorium.

dari berbagai kondisi yang ada di Danau Toba

Tahap pekerjaan lapangan

metode coring sediment untuk mendapatkan lapisan

hingga dapat mengetahui stratigrafi sedimen

di endapkan di danau Toba.

secara vertikal kedalam sedimen dan kemudian mengangkatnya untuk

mendapatkan lapisan secara ver

Analisa laboratorium dilakukan untuk mendeskripsi secara detail lapisan

lapisan sedimen yang didapat dari

dan sifat lapisan sedimen vertikal. Karakter tersebut kemudian akan menjadi

acuan untuk membuat model sedimentologi resen danau Toba

Karakter sedimen pada lingkungan danau dengan sistem hidrologi terbuka Boggs, 2006, p.273)

Penelitian akan dilakukan dalam dua tahap, pertama adalah tahap

pekerjaan lapangan dengan melakukan coring sediment dan kedua adalah tahap

Tujuannya adalah untuk mendapatkan sampel sedimen

disi yang ada di Danau Toba.

Tahap pekerjaan lapangan adalah proses pengambilan sampel dengan

metode coring sediment untuk mendapatkan lapisan-lapisan sedimen vertikal

hingga dapat mengetahui stratigrafi sedimen resen modeling sedimentologi yang

di endapkan di danau Toba. Coring sediment dilakukan dengan memasukkan pipa

secara vertikal kedalam sedimen dan kemudian mengangkatnya untuk

mendapatkan lapisan secara vertikal dari sedimen yang ada di Danau Toba

Analisa laboratorium dilakukan untuk mendeskripsi secara detail lapisan

lapisan sedimen yang didapat dari coring sediment yang hasilnya adalah karakter

dan sifat lapisan sedimen vertikal. Karakter tersebut kemudian akan menjadi

acuan untuk membuat model sedimentologi resen danau Toba.

Karakter sedimen pada lingkungan danau dengan sistem hidrologi terbuka (Sam

dua tahap, pertama adalah tahap

dan kedua adalah tahap

Tujuannya adalah untuk mendapatkan sampel sedimen

adalah proses pengambilan sampel dengan

lapisan sedimen vertikal

sedimentologi yang

sukkan pipa

secara vertikal kedalam sedimen dan kemudian mengangkatnya untuk

tikal dari sedimen yang ada di Danau Toba.

Analisa laboratorium dilakukan untuk mendeskripsi secara detail lapisan-

yang hasilnya adalah karakter

dan sifat lapisan sedimen vertikal. Karakter tersebut kemudian akan menjadi

5. Hipotesa

Danau Toba adalah danau terbesar di Asia Tenggara dan termasuk danau

terdalam di dunia yang merupakan danau yang terbentuk akibat dari letusan

gunung api Toba yang begitu dasyat pada 74.000 tahun terakhir memiliki kondisi

geologi yang kompleks. Danau Toba yang memiliki input air dari sungai sungai

bukit barisan dan pulau Samosir dan output ke sungai Asahan yang memotong ke

arah timur pantai sumatera dan bermuara di delta Tanjung balai. Keberadaan

pulau Samosir dan Bukit Barisan yang mengakibatkan transportasi pada tubuh

sungai yang mengalir ke Danau Toba dan pengaruh arah angin yang akan

membentuk endapan endapan Danau Toba.

Berdasarkan proses proses tersebut akan terbentuk variasi model

sedimentologi dan strata lapisan sedimen vertical yang di endapkan di Danau

Toba. Secara umum karakter dan model tersebut dapat dibagi berdasarkan

lingkungan pengendapannya, antara lain (lake shoreline) pantai disepanjang

tepian danau dimana sedimen yang diendapkan bergantung kepada kekuatan

gelombang dan arus air danau. Dalam kondisi dimana angin yang berhembus

tidak kuat, cenderung hanya akan diendapkan sedimen berukuran halus, namun

pada kondisi dimana anging berhembus kuat, fasies pantai danau yaitu pada

pinggiran danau yang mengendapkan pasir yang terbawa oleh gelombang yang

terkadang juga mengalami perubahan akibat pergantian musim, penurunan muka

air maupun siklus pasang surut yang mengendapkan sedimen berukuran pasir

hingga pasir kasar dan juga banyak didapati organisme maupun cangkang

organisme tersebut, gelombang air dapat menggerus kembali sedimen yang telah

terendapkan dan membentuk endapan pasir pantai (sandy beach deposits). fasies

danau dangkal yang masih dipengaruhi oleh pergerakan gelombang yang

terbentuk di danau dimana pada kondisi ini di endapkan sedimen berukuran pasir

dengan struktur ripple yang mengikuti arah gelombang, fasies delta yang dibentuk

oleh aliran sungai sebagai input air, pada kondisi ini sedimen yang terbawa oleh

aliran sungai akan bertumpuk membentuk delta didanau yang akan mengendapkan

sedimen-sedimen darat dengan ukuran bervariasi mulai dari gravel hingga

lempung dengan struktur graded bedding dan juga membawa material seperti

kayu yang juga ikut terbawa oleh sungai, Lingkungan ini memiliki keragaman

organik yang hidup seperti tumbuhan dan juga organisme terkadang karbonatan

(calcareous).

Pada bagian danau yang lebih dalam, pengendapan sedimen berlangsung

dengan penyebaran sedimen suspensi dan transportasi oleh arus densitas. Sedimen

suspensi yang menyebar adalah sedimen yang terbawa oleh arus sungai yang

masuk dan kehilangan kecepatan pada saat bercampur dengan air danau. Endapan

dari sedimen suspensi ini akan membentuk lapisan-lapisan tipis atau laminasi

lumpur (mud) yang juga akan bercampur dengan material organik yang juga hidup

di dalam danau seperti alga.

6. Rencana Kegiatan

Rencana kegiatan penelitian dilakukan mulai dari pengusulan proposal hingga pengambilan data lapangan dan penyusunan laporan

dibuat dalam bentuk tabel rencana kegiatan sebagai berikut :

Tabel 6.1 Rencana Kegiatan Penelitian

NO KEGIATAN

April Mei Juni Juli Agustus September Oktober

I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

1 Identifikasi Masalah

2 Penentuan Judul & Penyusunan Proposal Penelitian

4 Analisis data lapangan

5 Analisis laboratorium

6Bimbingan Laporan

7 Penulisan Akhir Laporan

8 Seminar/Ujian Skripsi

Refrensi

Boggs, Sam Jr, 1987, Principles of Sedimentology and Stratigraphy : Fouth Edition,

University of Oregon : USA

Milzow, J. Christian, 2008, Hydrological and Sedimentological Modelling of

the Okavango Delta, Wetland, Bostwana, Zurich : Germany.

Nichols, Gary, 2009, Sedimentology and Stratigraphy : Second Edition, Wiley-

Balckwell Publisher, United Kingdom

Schnurrenberger, Douglas, 2003, Classification of Lacustrine Sediment Based

On Sedimentary Component, Journal of Paleolimnology : Netherlands

Wikipedia.org, Danau Toba

Surat Permohonanan TA.jpgCover TA.docxLembar Pengesahan.jpgIsi Proposal.docxRencana Keg.docxRefrensi.docxTranskip Nilai.jpg