JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

165

STRUKTUR GEOLOGI LAUT FLORES, NUSA TENGGARA TIMUR

GEOLOGICAL STRUCTURES OF FLORES SEA, EAST NUSA TENGGARA

Riza Rahardiawan dan Catur Purwanto

Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, Jl. DR. Junjunan No. 236, Bandung-40174E-mail : catur@mgi.esdm.go.id

Diterima : 12-05-2014, Disetujui : 07-11-2014

ABSTRAK

Tujuan penelitian seismik saluran banyak di Laut Flores, Nusa Tenggara Timur adalah untuk mengetahui kondisigeologi bawah permukaan dasar laut. Daerah penelitian merupakan daerah yang aktif secara tektonik dandiekspresikan dalam bentuk prisma akresi, vulkanik tidak aktif dan sesar-sesar aktif yang membentuk morfologi dasarlaut. Berdasarkan penafsiran stratigrafi seismik lapisan bawah permukaan dasar laut terdiri dari empat satuan batuan:Batuan Dasar, Prisma Akresi, Gunungapi Bawah Laut, dan Sedimen Klastika. Sedimen Klastika ini dibagi menjadilima unit.

Kata kunci : seismik, morfologi dasar laut, sesar aktif, Laut Flores

ABSTRACT

The purpose of the study of seismic multi channel in Flores Sea, East Nusa Tenggara is to recognize subsurfacegeology condition. The study area is an active tectonic that expressed by accretion prisms, inactive vulcanic and activefaults form seabed morphology. Based on seismic stratigraphy interpretation, the study area is composed of four rocksunits: Basement rocks, Accretionary Wedge, Seamount, and Clastic Sediments. This clactic sediment is divided intofive units

Keywords : seismic, seabed morphology, active fault, Flores Sea

PENDAHULUANLokasi penelitian secara administratif

termasuk ke dalam Provinsi Nusa Tenggara Timur,secara geografis terletak pada koordinat6°00’00’–8°00’00” Lintang Selatan dan121°30’00”–123°00’00” Bujur Timur. Dalamindeks pemetaan bersistem daerah penelitiantermasuk Lembar Peta 2208 dan 2209, Laut Flores(Gambar 1). Pada tahun 2012 Pusat Penelitian danPengembangan Geologi Kelautan denganmenggunakan Kapal Riset Geomarin III telahmelakukan pemetaan geologi dan geofisika didaerah ini (Purwanto, 2012).

Maksud penulisan makalah ini adalahmelakukan penafsiran data seismik. Tujuannyauntuk mengetahui kondisi bawah permukaan dasarlaut dan pemahaman geologi kawasan penelitian.

Lintasan seismik dilakukan bersamaandengan pelaksanaan pemeruman, sebanyak 20lintasan dengan panjang sekitar 1971 km dengan

arah umum utara-selatan dan barat-timur (Gambar2).

Kedalaman laut di daerah penelitian antara300 meter dan 5500 meter. Kedalaman sekitar 300meter terdapat di bagian tengah survei dan daerahpaling dalam (5500 meter) terdapat di bagianselatan. Di bagian tengah daerah survei terdapatpulau-pulau kecil dengan kedalaman 800 meter.Morfologi dasar laut di daerah tenggara curam danbergelombang, kemungkinan besar dikontrol olehstruktur geologi (Gambar 3).

Menurut Darman dan Sidi (2000), KepulauanIndonesia terbentuk dari interaksi tiga lempengutama, yaitu Indo-Australia, Eurasia, dan LempengPasifik (Gambar 4). Interaksi tiga lempengtektonik utama ini menciptakan komplekstektonik terutama di batas lempeng yang terletakdi Indonesia Timur. Kepulauan Nusa Tenggaraterbentuk sebagai akibat dari subduksi LempengIndo-Australia di bawah Busur Sunda-Banda

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

166

Gambar 1. Lokasi daerah penelitian

P.�Timor�P.�Flores�

P.��Sulawesi�

Gambar 2. Lintasan seismik, pemeruman, dan lintasan terpilihuntuk interpretasi seismik

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

167

selama Tersier Atas dimana subduksi inimembentuk busur vulkanik dalam.

Batuan vulkanik pada Busur-Dalam Bandadari Kepulauan Nusa Tenggara terdapat batuantertua berumur Miosen Awal yang ditemukan 150km di atas zona miring gempa. Zona Benioff yangsangat aktif dibuat oleh Hatherton dan Dickinson(1969) dan diperbarui oleh Hamilton (1978).Kegempaan di bagian Jawa meluas hinggakedalaman maksimum 600 km. Hal inimenunjukkan subduksi kerak sub-ocean milikLempeng Australia atau Papua Nugini di bawahBusur Banda dan penghentian vulkanisme padaPliosen Awal. Tektonik ini berlawanan denganTimor yang menunjukkan tabrakan Timor dengan

Alor dan Wetar, setelah semua kerak samuderamasuk ke zona subduksi.

Ukuran pulau-pulau dari jajaran gunungapi inisecara bertahap semakin kecil ke arah timur dariJawa terus ke Bali, Lombok, Sumbawa, Flores,Wetar ke Banda. Penurunan ini terlihat di sebelahtimur Pulau Wetar yang kemungkinanmencerminkan jumlah kerak samudera masuk kedalam zona subduksi. Hal ini menyiratkan gerakandip-slip ke arah barat Pulau Wetar dan strike-slip kearah timur. Kemungkinan lain bahwa busurvulkanik sebelah timur Pulau Wetar berumur lebihmuda dan busur vulkanik awal bertumbukandengan tepi benua Australia.

Gambar 3. Peta Batimetri daerah penelitian

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

168

Gambar 4. Seting tektonik masa kini menunjukkan kerangka mega tektonik (Darman dan Sidi, 2000)

Gambar 5. Satuan Tektono-Struktural Kepulauan Sunda Kecil (Rangin and Silver, 1990)

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

169

Menurut Rangin dan Silver (1990), KepulauanNusa Tenggara dapat dibagi menjadi enam satuantektono-struktural dari utara ke selatan, yaitu:Satuan Busur Belakang yang terdiri atas CekunganBusur Belakang dan Canggaan Belakang Flores;Satuan Busur Vulkanik yang dibentuk olehserangkaian pulau vulkanik yang terdiri dari Bali,Lombok, Sumbawa, Komodo, Rinca, Flores,Adonora, Solor, Lomblen, Pantar, Alor, Kambingdan Wetar; Satuan Busur Luar yang dibentuk olehpulau bukan vulkanik yaitu Dana, Raijua, Sawu,Roti, Semau dan Timor. Satuan Busur Muka yangterletak di antara Satuan Busur Vulkanik danSatuan Busur Luar yang merupakan CekunganBusur Muka yaitu Cekungan Lombok danCekungan Savu (Gambar 5).

METODE Dalam penelitian ini digunakan metode

penentuan posisi, pemeruman, dan seismiksaluran banyak. Sistem penentuan posisi kapalmenggunakan C-NAV sedangkan pemerumanmenggunakan Echosounder 3,5 KHz SyQuest2010P. Akuisisi seismik saluran banyakmenggunakan digital streamer tipe Sercelsepanjang 600 m, seismik 60 saluran, airgun arraydengan power 400 cu in dengan interval ledakan12,5 detik, atau mewakili interval ledakan setiap25 m kapal berjalan pada kecepatan 4 knot, nearoffset 100 m, kedalaman streamer 6 m dan airgun4m.

Secara umum interpretasi dan analisis datarekaman seismik saluran banyak dilakukanmemanfaatkan perangkat lunak ProMaxTM,meliputi pengamatan kecepatan gelombang danbesaran amplitudo. Analisis secara visual danmemanfaatkan perangkat lunak CorelDraw5 danPetrel-2010 meliputi pengamatan terhadappenerusan reflektor dan kontras perubahan sifat-sifat bidang refleksi disamping struktur geologi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Seismik StratigrafiAnalisis dan interpretasi rekaman seismik

didasarkan pada parameter seismik, yang meliputibatas runtunan, konfigurasi refleksi dan bentukeksternal (Mitchum, 1977). Untuk memperolehgambaran struktur geologi bawah permukaanmaka dipilih rekaman seismik Lintasan FLRS-05,FLRS-07, FLRS-01, FLRS-18, FLRS-8, dan FLRS-18 (Gambar 2). Interpretasi terhadap penampangseismik di bagian utara dan selatan menunjukkanadanya empat satuan batuan, yaitu:

1. Batuan Dasar Batuan dasar pembentuk paparan mikro-

kontinen Buton-Tukang Besi, bagian atasnyadicirikan bentuk morfologi bergelombang.Sedangkan pola dan internal reflektorberamplitudo sangat kuat (tinggi), bergelombangdan tidak menerus. Bagian bawahnya dicirikanoleh pola dan internal reflektor beramplitudosedang hingga lemah dan transparan (Gambar 6dan 7)

2. Prisma Akresi (Accretionary Wedge)Kompleks batuan ini dicirikan oleh bentuk

morfologi bergelombang sebagian telahterpancung, dengan pola dan internal reflektorberamplitudo sangat kuat (tinggi), bergelombangdan tidak menerus. Bagian bawahnya dicirikanoleh pola dan internal reflektor beramplitudosedang hingga lemah yang beraturan dantransparan. Pada bagian atas, terlihat bahwakompleks batuan telah terdeformasi kuat(intensitas rekahan/sesar) dengan bagian atasnyasebagian telah ditutupi oleh endapan turbidit danslump.

Banyaknya endapan slump sekitar lerengprisma akresi, tipis atau tidak adanya endapanturbidit di atas prisma akresi, dan adanya imbrikasisesar naik (imbrication thrust zone). Hal iniberasosiasi dengan pembentukan prisma akresi(Gambar 8 dan 9) yang menunjukkan bahwaKomplek Prisma Akresi masih aktif untukmembangun endapan yang lebih luas di bagianbarat. Sedangkan penyempitan luas prisma akresiarah timur diperkirakan terjadi akibat adanyatumbukan (collision) tubuh gunungapi bawah laut(seamount) yang akhirnya menyebabkanpelengkungan prisma akresi dan menipisnyaprisma akresi ke bagian selatan. Umur endapanakresi ini diperkirakan terbentuk Kala Plio-Pleistosen hingga Resen, yaitu setelah terjadinyapembalikan busur (arc reversal polarity) KalaPliosen.

3. Batuan Gunungapi Bawah Laut Kompleks batuan ini tersingkap di atas dasar

laut, yang dicirikan oleh bentuk morfologi tinggiansebagian telah tererosi. Bagian atasnya memilikiinternal reflektor beramplitudo kuat sampaisedang, dan konfigurasinya adalah sub-paralelsampai bergelombang. Sedangkan bagianbawahnya dicirikan oleh pola dan internal reflektorberamplitudo sedang hingga lemah tidak beraturanhingga transparan. Pada bagian atas, terlihat bahwa

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

170

1000

Permukaan Laut

3000

2000

5000

4000

Gelinciran

T (milidetik)

7000

6000

TWT

8000

89km

Sesar

Batas S

ekuen

89 km

Gam

bar 6. Interpretasi Seismik L

intasan FL

RS-5.

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

171

1000

2000

Barat

laut

Teng

gara

3000

4000

5000

T (milidetik) 6000

TWT 7000

8000

Sesa

r63

km

Bata

s Sek

uen

Gam

bar

7. I

nter

pret

asi S

eism

ik L

inta

san

FL

RS-

7

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

172

SelatanUtara

2000

Gelinciran

3000

etik)4000

TWT (milide5000

Sesar

67 km

Batas SekuenG

ambar 8. Interpretasi Seism

ik Lintasan F

LR

S-1

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

173

Perm

ukaa

n La

ut

) TWT (milideitk) T

Sesa

r

178

km

Bata

s Se

kuen

Gam

bar

9. I

nter

pret

asi S

eism

ik L

inta

san

FL

RS-

18

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

174

kompleks batuan telah terdeformasi ditandai olehadanya sesar normal dan disejumlah tempatditutupi oleh endapan hemapelagik dan turbiditserta endapan slump di tepian tubuh gunungapitersebut. Diperkirakan gugusan gunungapi bawahlaut di bagian selatan daerah penelitian terbentukKala Plio-Pleistosen (Gambar 10 dan 11).

4. Endapan Batuan Sedimen Klastika (Clastic Sedimentary Rock Deposites)Kompleks sedimen berumur Neogen-Resen

di daerah penelitian pada umumnya berkembangdalam Cekungan Bone Selatan di bagian baratlautdan bagian timur Cekungan Banda Selatan dancekungan-cekungan kecil akibat berkembangnyastruktur geologi dan dalam prisma akresi.Kompleks batuan ini dapat dibagi lagi menjadi limaunit (Gambar 10 dan 11) yaitu :

Unit 1 merupakan batuan pelagik dandiperkirakan berumur Pliosen Tengah, denganketebalan maksimum mencapai >700 milidetik(milisecond/ms) di bagian tengah Cekungan BoneSelatan. Endapan ini dicirikan oleh konfigurasi polasub-paralel hingga hummocky, menerus terputus-putus dan transparan di bagian bawahnya. Kontakdengan Batuan Dasar di bagian bawahnya adalahbidang ketidakselarasan yang ditandai oleh adanyabentuk membaji dari Unit 1 di tepian batuan dasardengan bidang batas onlap.

Unit 2 merupakan batuan klastika pelagik/hemipelagik berumur Plio-Plistosen, denganketebalan maksimum mencapai >500 ms di bagiantengah Cekungan Buton Selatan dan CekunganBanda Selatan. Endapan ini dicirikan olehkonfigurasi pola sub-paralel hingga hummocky,menerus terputus-putus dan transparan di bagianbawahnya. Kontak dengan Batuan Dasar danBatuan Gunungapi di bagian bawahnya adalahbidang ketidakselarasan yang ditandai oleh adanyabentuk membaji di tepian gunungapi denganbidang batas onlap.

Unit 3 berumur Plistosen setelah ataubersamaan dengan aktifitas pertama vulkanisme diutara Wetar dan tersusun atas perselingansedimen hemipelagik-turbidit. Endapan inidicirikan oleh pola umum perselingan reflektorberamplitudo rendah-sedang, menerus, danmemperlihatkan bentuk luar berlapis. Pada bagianbawahnya beramplitudo rendah, menerus hinggatransparan yang mencirikan dominasi endapanhemipelagik, sedangkan bagian atasnyamenunjukkan dominasi endapan turbidit. Pada tepicekungan/tepian gunung api bawah laut terlihatadanya endapan turbidit cukup tebal hingga

mencapai >400 ms. Hal ini menunjukkan bahwaendapan turbidit tersebut seumur/menjemaridengan endapan hasil erupsi gunungapi.

Unit 4 merupakan unit batuan sedimenterendapkan pada umur Plistosen Atas-Resenbersamaan atau setelah aktifitas vulkanisme kedua di utara Flores yang tersusun atas batuansedimen turbidit. Endapan ini dicirikan oleh polaumum perulangan dari perselingan reflektorberamplitudo rendah hingga sedang dan menerus,serta memperlihatkan bentuk luar berlapis.Bentuk ini membaji ditepi cekungan ataugunungapi yang mencirikan dominasi endapanturbidit. Unit ini terlihat menebal hingga mencapai>520 ms di bagian tengah cekungan karena adanyadaerah depresi yang berasosiasi dengan sesarnormal.

Unit 5 sebagai unit batuan sedimen termudaberumur Resen, dicirikan oleh pola reflektorberamplitudo rendah hingga sedang, menerus, danmemperlihatkan bentuk luar berlapis denganbentuk luar membaji. Endapan ini berupa sedimenpengisi palung yang terdiri atas endapan turbiditbercampur dengan endapan slump di bagianatasnya, dengan ketebalan mencapai < 500 ms.

Komplek Batuan Sedimen Klastika memilikiketebalan < 2500 ms di bagian Cekungan BoneSelatan dan menipis di bagian barat CekunganBanda Selatan hingga mencapai >1200 ms. Dalamrekaman seismik terlihat bahwa komplek batuanini dibatasi oleh sesar normal sebagai bagian dariblok sesar. sesar normal dan rekahan inimembentuk daerah rendahan sebagai tempatterakumulasinya sedimen.

Struktur Geologi Daerah penelitian merupakan daerah yang

aktif secara tektonik dan diekspresikan dalambentuk prisma akresi, vulkanisme tidak aktif dansesar-sesar aktif. Sesar naik sebagai bagian dariZona Anjakan Busur Belakang Flores dijumpai dibagian selatan Pulau Kalaotoa terbentuk PliosenBawah dan aktivitas pembentukkan gunungapisebagai busur magma tunggal di utara PulauFlores terjadi mulai Plistosen Bawah. AnjakanBusur Belakang Flores telah membentuk daerahprisma akresi dengan lebar di bagian baratmencapai >37,5 km dan menipis hingga <5 kmsekitar Teluk Pemana. Hal ini menunjukkan bahwapembentukkan canggaan busur belakang sebagaihasil pembalikan busur dimulai dari bagian baratdan semakin muda (Plistosen-Resen) di bagiantimur. Ke arah timur sendiri terlihat bahwaAnjakan Busur Belakang Flores semakin

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

175

Utar

aSe

latan

2000

3000

4000

milidetik)

5000

TWT (m

6000

Sesa

rBa

tas

Seku

en

220

km

Bata

s Se

kuen

Gam

bar

10.

Int

erpr

etas

i Sei

smik

Lin

tasa

n F

LR

S-8

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

176

Permukaan L

aut

2000

3000

4000

detik)

5000

TWT (milid

6000

141 kmS

esar

7000

Sesar

Batas S

ekuenGam

bar 11. Interpretasi Seismik L

intasan FL

RS-17

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 12, No. 3, Desember 2014

177

mendekati daratan (menghilang) akibat adanyaKomplek Batuan Gunungapi di bagian utara PulauKalaotoa dengan arah memanjang relatif baratlaut-tenggara. Hal ini mengakibatkan penyempitanjalur Prisma Akresi.

Gunungapi bawah laut yang berada di bagianutara Pulau Flores diperkirakan adalah gunung apibawah laut yang diperlihatkan oleh adanya sesarnormal yang membundar mengelilingi gunungapibawah laut dan membentuk daerah rendahan yang

berasosiasi dengan sesar normal yang berarahrelatif timurlaut-baratdaya. Struktur geologi lainyang sangat berpengaruh terhadap perkembangangeologi daerah penelitian adalah sesar gesermengiri berarah baratlaut (Sesar Geser Bone)yang terbentuk Kala Plistosen hingga saat ini. Halini sebagai akibat adanya akomodasi tekanan dariSesar Geser Palu-Koro bagian utara yang semakinmeningkat akibat tumbukan mikro-kontinenBanggai-Sula ke arah barat. sesar lain adalah sesar

Gambar 12. Peta Struktur Laut Flores

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 12, No. 3, Desember 2014

178

geser menganan berarah N 25° W di bagian timurdaerah penelitian yang diperkirakan menerus keutara sebagai akibat tumbukan mikro- kontinenButon-Tukang Besi ke arah lengan timur Sulawesi.Batas antara mikro kontinen Buton-Tukang Besidengan Cekungan Banda Selatan diperkirakanberupa sesar normal, namun jejak yang tegas tidakteramati pada penampang-penampang seismik(Gambar 12).

KESIMPULANBerdasarkan interpretasi rekaman seismik

terdapat empat satuan batuan yaitu: Batuan Dasarsebagai batuan dasar Mikro Buton dan LenganTimur Sulawesi; Batuan Prisma Akresi sebagaibagian pembentukan Canggaan Busur BelakangFlores; Batuan Gunungapi Bawah Laut; danBatuan Sedimen Klastika. Batuan SedimenKlastika ini dapat dibedakan lagi menjadi limaunit. Daerah penelitian merupakan daerah yangaktif secara tektonik dan diekspresikan dalambentuk prisma akresi, vulkanisme tidak aktif dansesar-sesar aktif.

UCAPAN TERIMA KASIHUcapan terimakasih kami sampaikan kepada

rekan-rekan anggota Tim Pemetaan Geologi danGeofisika Bersistem Lembar Peta 2209 dan 2209atas bantuannya selama survei di lapangan. Rekan-rekan fungsional tertentu atas kerjasama, diskusi,dan saran hingga terselesaikannya tulisan ini.

DAFTAR ACUANDarman, H. and Sidi, F.H., 2000, An Outline of The

Geology Indonesia. Indonesian Association ofGeologist, Jakarta:192 h.

Hatherton, T. and Dickinson, W.R., 1969, Therelationship between andesitic volcanismand seismicity in Indonesia, the LesserAntilles, and other island arcs, Journal ofGeophysical Research. h.5301-5310.

Hamilton, W., 1978, Tectonic map of the Indonesianregion. U.S. Geological Survey,Miscellaneous Inventory Service Map, I-875D.

Mitchum, R.M., 1977, Seismic stratigraphy andglobal changes of sea level, Part 1: Glossaryof terms used in seismic stratigraphy, inPayton, C.E., ed., Seismic Stratigraphy –Applications to Hydrocarbon Exploration:Association of Petroleum Geologists Memoir26, h.205-212.

Purwanto, C., Susilohadi, Hanafi, M., danHutagaol, J.P., 2012. Pemetaan Geologi danGeofisika Bersistem Lembar Peta 2208 dan2209, Laut Flores, Pusat Penelitian danPengembangan Geologi Kelautan, BalitbangEnergi dan Sumber Daya Mineral, LaporanIntern, Tidak dipublikasikan.

Rangin, C., and Silver, E., 1990, Geological settingof the Celebes and Sulu Seas, In: Proceedingof the Ocean Drilling Program, Reports, v.124.