BAB 3 TATANAN GEOLOGI Secara administratif, daerah penyelidikan berada di wilayah Kecamatan Bonjol, Kabupaten Pasaman, Provinsi Sumatera Barat. Kabupaten Pasaman merupakan kabupaten paling utara di Provinsi Sumatera Barat. Luas daerah penyelidikan berkisar 14 x 14 km2, yang sebagian besar termasuk ke dalam Kecamatan Bonjol dan sedikit meliputi Kecamatan Alahan Mati. Posisi geografis daerah penyelidikan berada pada 100o08’52”-100o15’28” BT dan 00o03’46” LU00o03’43” LS.
Gambar 3.1 Lokasi daerah penelitian
13
3.1 Fisiografi Daerah penelitian berada dalam zona fisiografi Sumatera Tengah yang dibagi ke dalam tujuh zona fisiografi (van Bemmelen, 1949), meliputi: 1. Dataran pantai Sumatera. 2. Dataran rendah bergelombang yang berada pada Cekungan Sumatera Tengah. 3. Zona depresi Sub-Barisan Sumatera Tengah. 4. Pegunungan Barisan Depan yang bermula dari Cekungan Ombilin, menerus ke arah tenggara hingga hulu Sungai Batanghari berupa blok sesar naik. 5. Sekis Barisan, berada pada bagian timur Bukit Barisan yang terdiri atas batuan beku dan batuan metamorf yang terlipat kuat. 6. Jalur Pegunungan Barisan berupa pegunungan memanjang berarah barat lauttenggara dengan puncak gunung api muda. 7. Dataran alluvial pantai barat Sumatera. Secara umum, daerah penelitian termasuk ke dalam Jalur Pegunungan Barisan dari zona fisiografi Sumatera Tengah.
3.2 Tektonik dan Struktur Geologi Regional Pulau Sumatera terbentuk akibat adanya interaksi antara lempeng samudera Hindia dan lempeng Benua Eurasia. Interaksi ini merupakan pertemuan lempeng konvergen dimana lempeng Samudera Hindia yang tersubduksi ke bawah lempeng Benua Eurasia (Hamilton, 1979). Pulau Sumatera dapat diklasifikasikan menjadi 5 unit tektono-struktural (Pulunggono, 1993, op. cit. Darman dan Sidi, 2000), yaitu: •
Punggungan Luar-busur Sunda (Sunda Outer-arc Ridge), terletak sepanjang tepi
cekungan depan-busur Sunda (Sunda Fore-arc Basin), merupakan punggungan non-volkanik yang memanjang dari Laut Andaman hingga tenggara Jawa. Geologi unit ini diwakili oleh geologi Nias dan Pulau Simeulue. •
Cekungan Depan-busur (Sunda Fore-arc Basin), terletak di antara punggungan
luar-busur Sunda non-volkanik (Sunda Outer-arc Ridge) dengan pegunungan Barisan. Secara umum, ada 2 cekungan depan busur Sunda, yaitu: cekungan Sibolga di barat laut Sumatera, dan Cekungan Bengkulu di barat daya Sumatera.
14
•
Cekungan Belakang-busur Sumatera (Sumatera Back-arc Basin), merupakan unit
yang terbentuk dari kumpulan cekungan-cekungan, seperti: cekungan Sumatera Utara, Cekungan Sumatera Tengah, dan Cekungan Sumatera Selatan. •
Pegunungan Barisan (Barisan Mountain Range), merupakan busur vulkanik yang
umumnya berkomposisi batuan berumur Permian-Karbon hingga Mesozoikum. Daerah penelitian terletak pada unit tektono-struktural ini. •
Sumatera Intra-arc atau Intramontane Basin, dipisahkan oleh pengangkatan
subsekuen dan erosi dari bekas pengendapan sebelumnya. Unit ini meliputi Cekungan Ombilin yang memanjang dari selatan Solok ke arah barat daya melewati Payakumbuh dengan jarak berkisar 120 km. Cekungan ini sangat dalam, terisi oleh endapan sedimen Tersier dengan umur Eosen hingga awal Miosen Tengah. Daerah penelitian terletak dalam unit tektono-struktural Pegunungan Barisan yang dipengaruhi oleh Sumatra Fault System (SFS), yang dikenal sebagai Zona Sesar Semangko yang memiliki arah barat laut-tenggara. Pola dan arah struktur yang berada pada daerah penelitian diduga dipengaruhi secara tidak langsung oleh SFS. SFS kemungkinan juga berpengaruh besar dalam pembentukan jalur hidrotermal yang membentuk sistem panas bumi maupun area mineralisasi pada daerah penelitian (Simangungsong, 2005).
15
Gambar 3.2 Pembagian unit tektono-struktural Sumatera (Pulunggono, 1993 op. cit. Darman dan Sidi, 2000)
3.3 Stratigrafi Regional Daerah penelitian dominan berada pada Aliran yang Tak Teuraikan yang berupa lahar dan endapan-endapan kolovium lainnya yang diperkirakan berumur Pliosen-Holosen. Urutan stratigrafi regional dari daerah penelitian dari tua ke muda sebagai berikut: •
Formasi Kuantan (Puku) berumur Karbon-Perm terdiri dari batusabak, kuarsit dan arenit metakuarsa, wake, dan filit.
16
•
Batugamping Perem (Pl) berupa batugamping pejal yang mengandung sisipan tipis batusabak, filit, serpih, dan kuarsit berumur Perem Tengah bagian atas.
•
Andesit (Basal Tersier) Awal (Ta) ditutupi oleh batuan sedimen Tersier dan mendasari G. Sirabungan dan beberapa bukit yang lebih rendah di sebelah timurnya.
•
Aneka Terobosan (Tmi): granodiorit, granit, dan leukogranit.
•
Aliran yang Tak Teruraikan (QTau) berupa lahar dan endapan-endapan kolovium lainnya.
•
Tuf Batuapung dan Andesit (Basal).
•
Andesit dari G. Talamau (Qat) berupa aliran-aliran (lava), lahar, dan endapanendapan kolovium lainnya yang tidak diketahui dengan pasti sumbernya yang mungkin berumur Kuarter atau Tersier.
•
Andesit dan Basal Porfiritik (Qvsk).
•
Aluvium.
Gambar 3.3 Peta geologi regional Padang (dimodifikasi dari Gafoer dkk., 1996)
17
Gambar 3.4 Korelasi stratigrafi regional Padang (dimodifikasi dari Gafoer dkk., 1996)
3.4 Geologi Detail Secara regional, daerah penelitian terletak pada zona Sistem Sesar Sumatera yang berarah barat laut-tenggara, membentang dari Pulau Weh hingga Teluk Semangko, Lampung. Tjia (1977) menyatakan bahwa paling sedikit terdapat 18 segmen yang menyusun sistem sesar ini. Pergerakan dari sesar ini masih aktif sebagai akibat dari dorongan lempeng Samudera Hindia terhadap lempeng Benua Eurasia yang membentuk zona penunjaman di sepanjang pantai barat
18
Pulau Sumatera. Sebagai akibat pergerakan sistem zona struktur ini, di beberapa tempat terjadi depresi-depresi (graben). Daerah penyelidikan berada dalam zona depresi ini.
3.4.1 Stratigrafi Daerah Penelitian Menurut Pusat Sumber Daya Geologi (2007), stratigrafi di daerah penelitian dikelompokkan menjadi tiga belas satuan batuan dengan urutan dari tua ke muda, yaitu: Satuan Sedimen Formasi Sihapas (Tms), Lava Bukit Malintang (Tmbm), Lava Tua (Tmv), Lava Gunung Baringin 1 (Qlbr1), Lava Gunung Baringin 2 (Qlbr2), Sedimen Danau (Qs), Aliran Piroklastik Maninjau (Qapm), Lava Bukit Gajah (Qlg), Lava Bukit Tinggi (Qlbt), Lava Bukit Simarabun 1 (Qls1), Lava Bukit Simarabun 2 (Qls2), Lava Bukit Binuang (Qlb), dan Alluvium (Qa). Penyebaran satuan ini dapat diamati pada peta geologi detail daerah penelitian (gambar 3.6). Berdasarkan laporan Pusat Sumber Daya Geologi (2007), uraian tiap satuan batuan adalah sebagai berikut: 1. Satuan Sedimen Formasi Sihapas (Tms) Satuan batuan ini berada di bagian timur laut daerah penelitian dengan luas mencakup 15% dari luas daerah penelitian. Litologi satuan ini terdiri dari konglomerat, serpih berkarbon, batulanau, dan batupasir kuarsa. Satuan ini telah mengenai deformasi kuat yang ditandai dengan banyaknya kekar-kekar dan dijumpai pula adanya sisipan batubara. Satuan ini diperkirakan berumur Miosen. 2. Lava Bukit Malintang (Tmbm) Satuan ini menempati bagian timur daerah penelitian berupa perbukitan memanjang berlereng terjal yang diwakili oleh Bukit Malintang. Satuan batuan ini disusun oleh aliran lava dasitik yang berumur Miosen. Batuan penyusunnya sebagian besar telah mengalami pelapukan yang intensif dan ubahan/mineralisasi. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, diperoleh jenis batuan penyusunnya adalah dasit. Satuan batuan ini terpotong oleh dua struktur sesar normal, sesar Malintang dan sesar Bonjol, yang berarah relatif baratlaut-tenggara dan membentuk sesar tangga (step fault). 3. Lava Tua (Tmv)
19
Satuan ini berada di bagian tengah-utara daerah penelitian berupa perbukitan berlereng sedang. Singkapan batuannya telah mengalami pelapukan yang cukup kuat dan dibeberapa tempat telah mengalami proses ubahan/mineralisasi. Satuan ini dipotong oleh struktur sesar normal yaitu sesar Takis yang berarah barat daya-timur laut. Satuan ini merupakan batuan vulkanik tertua di daerah penelitian berupa aliran lava berkomposisi andesitik yang sebagian memperlihatkan struktur berlembar (sheeting joint). Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, diperoleh jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Satuan ini diperkirakan berumur Miosen. 4. Lava Gunung Baringin 1 (Qlbr1) Satuan ini berada di bagian barat daya daerah penelitian. Satuan batuan ini dipotong oleh sesar normal Alahan Mati yang berarah barat laut-tenggara yang diduga merupakan dinding barat zona depresi di daerah penelitian. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Umur dari satuan ini diperkirakan Kuarter Awal. 5. Lava Gunung Baringin 2 (Qlbr2) Satuan ini berada di bagian barat-barat daya daerah penelitian berupa punggungan memanjang berlerang sedang. Kondisi batuannya dibeberapa tempat telah mengalami pelapukan yang cukup kuat dan terkekarkan. Litologi batuan penyusunnya mempunyai kemiripan dengan batuan penyusun Lava Gunung Baringin 1, hanya bertekstur relatif lebih kasar. Dibeberapa tempat dijumpai tekstur vesikuler yang diperkirakan merupakan bagian atas dari aliran lava Gunung Baringin. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Satuan batuan ini sebagian menutupi secara selaras satuan Lava Gunung Baringin 1 yang diperkirakan produk erupsi Gunung Baringin yang bersifat efusif. Satuan ini diperkirakan berumur Kuarter Awal. 6. Satuan Sedimen Danau (Qs) Satuan batuan ini menempati bagian tengah daerah penelitian dan menempati morfologi pedataran. Litologi penyusunnya terdiri dari perselingan batupasir dengan batu lempung. Satuan ini diperkirakan mengisi zona depresi di bagian tengah daerah penelitian dan 20
proses sedimentasi mulai berlangsung pada kala Kuarter menutupi produk vulkanik yang berumur lebih tua. 7. Aliran Piroklastik Maninjau (Qapm) Satuan batuan ini tersebar di bagian selatan daerah penelitian dan membentuk morfologi perbukitan memanjang berlereng sedang. Satuan batuan ini berupa aliran piroklastik yang didominasi oleh pumice. Satuan batuan ini menutupi satuan Sedimen Danau dan diperkirakan produk dari erupsi Gunung Maninjau yang berada di luar dari daerah penelitian. Umur dari satuan ini diperkirakan adalah Kuarter. 8. Lava Bukit Gajah (Qlg) Satuan batuan ini terletak di bagian barat laut daerah penellitian membentuk bukit tersendiri. Batuan penyusunnya berupa lava berjenis andesitik dan sebagian telah mengalami pelapukan kuat. Satuan ini merupakan produk erupsi efusif Bukit Gajah dan diperkirakan berumur Kuarter. 9. Lava Bukit Tinggi (Qlbt) Satuan batuan ini menempati bagian barat laut daerah penelitian dengan penyebaran yang cukup luas membentuk punggungan berlereng sedang. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit basaltis. Satuan ini diperkirakan merupakan produk erupsi efusif Bukit Tinggi yang berada di luar daerah penelitian dan diperkirakan berumur Kuarter. 10. Lava Bukit Simarabun 1 (Qls1) Satuan batuan ini menempati bagian tenggara daerah penelitian yang membentuk punggungan bukit berlereng sedang. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Satuan ini diperkirakan hasil erupsi Bukit Simarabun yang berada di luar daerah penelitian dan berumur Kuarter. 11. Lava Bukit Simarabun 2 (Qls2) Satuan batuan ini menempati bagian tenggara daerah penelitian yang merupakan kelanjutan punggungan bukit dari Lava Bukit Simarabun 1. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Satuan ini
21
menutupi satuan Lava Bukit Simarabun 1 dan diduga berasal dari pusat erupsi yang sama yaitu erupsi Bukit Simarabun yang berada di luar daerah penelitian dan berumur Kuarter. 12. Lava Bukit Binuang (Qlb) Satuan batuan ini menempati bagian tengah-selatan daerah penelitian dan membentuk kerucut Bukit Binuang yang berlereng sedang. Berdasarkan hasil analisis sayatan tipis contoh batuan, jenis batuan penyusunnya adalah andesit piroksen. Berdasarkan hasil dating umur batuan dengan metode fission track, diperoleh umur mutlak untuk satuan ini adalah 1,3±0,1 juta tahun yang lalu atau kala Plistosen. Sumber-sumber panas diduga berasal dari kantong-kantong sisa magma di bawah kerucut Bukit Binuang dengan kedalaman yang tidak diketahui. 13. Alluvium (Qa) Satuan batuan ini merupakan endapan sekunder hasil rombakan batuan yang sebelumnya diendapkan. Satuan ini terdiri dari material lempung, pasir, bongkah-bongkah lava, dan konglomerat yang bersifat loose (lepas-lepas). Sebarannya di sepanjang tepi-tepi sungai dan dasar sungai. Satuan ini berumur Kuarter hingga Resen. 3.4.2 Struktur Geologi Daerah Penelitian Struktur geologi yang berkembang di daerah Bonjol terdiri dari struktur sesar normal yang secara umum jurusnya berarah barat laut-tenggara dan satu sesar berarah barat daya-timur laut. Struktur yang ada biasanya dapat ditelusuri dari kemunculan manifestasi permukaan, dimana struktur yang ada berperan sebagai media transportasi fluida panas menuju permukaan. Dari penelitian Pusat Sumberdaya Geologi (2007) dengan analisis citra landsat dan pengamatan lapangan, maka di daerah ini terdapat 5 sesar normal, yaitu: 1. Sesar Malintang Struktur sesar ini berarah relatif barat laut-tenggara. Indikasi di lapangan menunjukkan adanya kelurusan pungggungan bukit memanjang, kekar-kekar, zona hancuran batuan, dan jalur mineralisasi sepanjang Bukit Malintang. Sesar Malintang adalah sesar normal dengan bagian turun berada di sebelah barat daya dan bagian naik berada di sebelah timur laut. Struktur sesar ini melibatkan Satuan Sedimen Formasi Sihapas dan Lava Bukit Malintang yang berumur Miosen. 22
2. Sesar Bonjol Struktur sesar ini berarah relatif sama dengan sesar Malintang, yaitu barat laut-tenggara. Sesar Bonjol merupakan sesar normal dengan indikasi di lapangan menunjukkan adanya kelurusan punggungan bukit memanjang, kekar-kekar, zona hancuran batuan, dan jalur mineralisasi. Sesar Bonjol ini membentuk sesar tangga (step fault) dengan sesar Malintang, yang keduanya berperan dalam pembentukan jalur mineralisasi di daerah penelitian. 3. Sesar Alahan Mati Sesar ini berada di bagian barat daya daerah penelitian dan mempunyai arah relatif barat laut-tenggara. Sesar Alahan Mati merupakan sesar normal dengan bagian turun berada di sebelah timur laut dan bagian naik berada di sebelah barat daya. Indikasi di lapangan menunjukkan adanya zona hancuran batuan, kekar-kekar, kelurusan punggungan, dan belokan sungai. Sesar ini membentuk graben dengan sesar Bonjol yang berada di sebelah timur daerah penelitian. 4. Sesar Padang Baru Sesar ini berarah relatif barat laut-tenggara dan berada di bagian tengah daerah penelitian. Sesar ini merupakan sesar normal dengan bagian turun berada di bagian barat daya dan bagian naik berada di sebelah timur laut. Indikasi sesar ini di permukaan dicirikan oleh adanya mata air panas Padang Baru, zona hancuran batuan, kekar-kekar, dan kelurusan punggungan. 5. Sesar Takis Sesar ini menempati bagian tengah daerah penelitian dan berarah relatif barat daya-timur laut. Sesar Takis merupakan sesar normal dengan bagian tenggara bergerak relatif turun terhadap bagian barat laut. Indikasi di lapangan menunjukkan kemunculan mata air panas Takis, mata air panas sungai Limau, mata air panas sungai Langkuik/Kambahan, adanya zona hancuran batuan, kekar-kekar, air terjun, dan jalur mineralisasi. 3.4.3 Manifestasi Panas Bumi Manifestasi panas bumi di daerah penelitian tersebar di bagian tengah yang didominasi oleh kemunculan mata air panas Padang Baru, Takis, sungai Limau, dan sungai 23
Langkuik/Kambahan. Selain mata air panas juga dijumpai batuan alterasi di bagian barat laut daerah penyelidikan yang keduanya merupakan fosil alterasi (alterasi lampau). 3.4.3.1 Mata Air Panas Hasil pengamatan di lapangan sesuai dengan laporan penyelidikan terpadu oleh tim survei PSDG adalah sebagai berikut: 1. Mata air panas Padang Baru (APPB) Mata air panas ini berada pada koordinat 100o13’14” BT dan 00o01’23” LS. Mata air panas ini muncul pada satuan batuan Sedimen Danau (Qs). Temperatur air panas di permukaan tercatat 49,7oC, dengan pH 6,5, tampak jernih, dan terdapat endapan sinter karbonat. Kemunculan mata air panas ini dikontrol oleh kehadiran sesar normal Padang Baru. 2. Mata air panas Takis (APT) Mata air panas ini muncul di lembah sungai Takis atau pada koordinat 100o11’58” BT dan 00o00’19” LU. Temperatur air panas di permukaan tercatat 87,9oC, pH 6,9, tampak jernih, beruap di permukaannya, banyak ditemui endapan travertin di sekitar air panas bahkan ada yang telah memfosil, berwarna hitam dengan ketebalan beberapa meter. Kemunculan mata air panas ini dikontrol oleh kehadiran sesar normal Takis yang berarah barat daya-timur laut. 3. Mata air panas sungai Limau (APL) Mata air panas ini terletak 1 km di sebelah timur dari mata air panas Takis atau pada koordinat 100o12’27” BT dan 00o00’39” LU. Temperatur air panas di permukaan tercatat 73,5oC, pH 7,3, tampak jernih, terdapat bualan, beruap, dan terdapat sedikit sinter karbonat. Kemunculan mata air panas ini juga dikontrol oleh kehadiran sesar normal Takis. 4. Mata air panas sungai Langkuik/Kambahan (APK) Mata air panas ini muncul di pinggir sungai Langkuik atau pada koordinat 100o13’10” BT dan 00o02’00” LU. Temperatur air panas di permukaan tercatat 73,4oC, pH 7,5, dan tampak jernih. Kemunculan mata air panas ini juga dikontrol oleh kehadiran sesar normal Takis. 24
3.4.3.2 Batuan Ubahan (Batuan Alterasi) Batuan ubahan karena pengaruh hidrotermal ditemukan di bagian barat laut daerah penelitian atau sebelah utara Bukit Gajah, di sekitar mata air panas Takis, dan di lereng barat punggungan memanjang Bukit Malintang. Singkapan batuan berwarna putih-kuning kecokelatan, dominan mineral lempung, dijumpai sedikit mineral pirit, dengan intensitas alterasi sangat kuat. Berdasarkan analisisi PIMA diperoleh mineralogi berupa: montmorilonit, halosit, muskovit, paragonit, ilit, dan teflon.
25
Gambar 3.5 Lokasi mata air panas daerah Bonjol
26
