Analisis Struktur mangkubumi, serta adanya perubahan kemiringangn lapisan satuan konglomerat – batupasir dimana semakin melandai ke utara.
Foto 4.16 Indikasi Sesar Normal mangkubuni (CLT12)
4.3. Mekanisme Pembentukan Struktur Geologi Pembentukan struktur daerah penelitian tidak terpisahkan dari pembentukan steruktur geologi di Jawa Barat, khususnya pembentukan struktur geologi zona Bogor dimana daerah penelitian berada di dalamnya. Mekanisme pembentukan struktur dapat diketahui dari deskripsi geometri, analisis kinematika, dan analisis dinamika. Sedangkan untuk besaran nilai tegasan yang mengakibatkan pembentukan struktur pada batuan tidak diketahui dikarenakan tidak dilakukan analisis dinamika. Struktur geologi yang muncul dan berkembang didaerah penelitian berupa sesar-sesar anjak (thrust fault) dan lipatan yang berarah baratlaut-tenggara serta sesar - sesar mendatar yang memiliki arah relatif utara-selatan, maka dapat diinterpretasikan daerah
57
Analisis Struktur penelitian merupakan zona dimana terjadi rezim tektonik
kompresi dan
menghasilkan suatu sistem sesar naik yang dinamakan jalur anjakan – lipatan ( fold thrust belt). Pembentukan sesar anjak di daerah penelitian dikaitkan dengan kondisi tektonik pulau Jawa berada pada tipe tektonik konvergen berupa subduksi antara lempeng Eurasia dan Australia, sehingga menghasilkan rezim kompresi yang memungkinkan terjadinya jalur sesar anjakan-lipatan (fold thrust belt). Zona sesar anjak pada daerah subduksi terbentuk di bagian prisma akrasi dan Cekungan belakang busur (foreland) . Pola sesar anjak pada daerah foreland memiliki kemiringan bidang sesar menuju arah subduksi. Pola sesar anjak didaerah penelitian memiliki kemiringan bidang sesar relatif ke selatan hal ini dikarenakan zona subduksi berada di selatan daerah penelitian.
Gambar IV-1 Zona foreland (area merah) pada tektonik back arc, lokasi pembentukan jalur anjakan-lipatan Daerah penelitian ( Slide Kuliah Tektonofisik )
Zona foreland disebut juga zona eksternal dicirikan oleh deformasi plastis yang tidak dominan, tidak dalam kondisi metamorfisme atau dalam metamorfisme rendah (low grade metamorfism), dan
perubahan bentuk (strain) yang tidak
penetrative (Marshak dan Mitra, 1988). Pada zona eksternal deformasi sesar anjak hanya mengakibatkan deformasi lapisan batuan hingga kedalaman kurang dari 10 km dan tidak melibatkan batuan dasar (basement) dalam deformasi sehingga sering disebut ”Thin Skinned tectonics” (McClay, 2003).
58
Analisis Struktur Hadirnya sesar geser pada daerah peneltian disebabkan oleh sobekan yang sejajar
dengan
arah pergerakan
sesar
naik
karena
perbedaan pergeseran
(displacement) antar tiap segmen (Dahlstrom.1970.Op.cit McClay,2003). Dengan kata lain respon batuan dalam mengakomodasi gaya yang bekerja tidak selalu sama, sehingga terjadi perbedaan pemendekan yang menyebabkan sobekan ( tear fault)
Gambar IV-2 Tear fault, yang diakibatkan oleh perbedaan pengakomodasian gaya pemendekan (McClay, 2003)
Sesar anjakan yang berhubungan dengan lipatan secara umum dapat dibagi menjadi dua model yaitu fault bend fold dan fault propagation fold .Sesar anjakan tipe fault bend fold dicirikan dengan lipatan antiklin yang memiliki sudut hampir sama, dengan sumbu lipatan vertikal (Gambar IV-3). Sedangkan untuk sesar anjakan tipe fault propagation fold dicirikan dengan antiklin yang memiliki bidang sumbu miring (Gambar IV-4). Daerah penelitian dikategorikan sebagai tipe Fault bend fold dimana terbentuknya suatu lipatan diakibatkan oleh pergeseran atau seretan sesar yang kemudian mengakomodasi area yang terdeformasi dengan membentuk antiklin pada bagian hangging wall (Suppe dan Medwedeff, 1984; Suppe, 1985 op cit McClay, 2003).
59
Analisis Struktur
Gambar IV-3 Sesar anjakan tipe fault bend fold (Suppe,1985 Marsahak dan Mitra,1988)
Gambar IV-4 Sesar anjakan tipe fault propagation fold.( Suppe,1985 op.cit Marshak dan Mitra, 1988) i
1988)
Munculnya urutan beberapa sesar anjak yang sejajar pada darah penelitian
merupakan hasil dari suatu sistem sesar anjak (thrust system) yang secara kinematik dan geometri saling berhubungan dan menghasilkan susunan sesar yang berkembang membentuk sekuen sesar (Marshak dan Mitra, 1988). Sistem sesar anjak daerah penelitian di interpretasikan sebagai sesar anjakan yang berupa imbrikasi, yaitu suatu susunan cabang sesar yang saling tumpang tindih. Menurut Elliott dan Boyer (1982) membagi sistem imbrikasi menjadi sesar anjakan leading dan trailing. Sesar anjakan leading adalah sesar yang imbrikasinya lebih muda ke arah kemiringannya atau sesar yang memiliki pergeseran (displacement) paling besar pada bagian depan. Hal ini
60
Analisis Struktur disebabkan karena pengakomodasian gaya oleh sesar utama yang kemudian di distribusikan kepada sesar sesar yang lebih kecil sehingga besar dan arah pergerakannya konsisten (Dahlstrom, 1969). Hal ini dibuktikan oleh besarnya nilai pergeseran sesar anjak Karamas yang berada paling utara daerah penelitian.
5
4
3
1
2
2
1
3
4
5
Gambar IV-5 (a) imbrikasi sesar leading (b) imbrikasi sesar trailing (Boyer dan Elliott, 1982)
Dari analisis struktur geologi maka dapat disimpulkan bahwa struktur geologi daerah penelitian terbentuk dalam fasa deformasi kompresi horizontal dengan tegasan utama (σ1) berarah baratdaya-timurlaut, yang juga searah dengan arah transport tektonik. Sehingga menghasilkan suatu jalur anjakan lipatan dengan struktur penyerta berupa sesar mendatar berupa tear fault. Umur pembentukan struktur geologi
61
Analisis Struktur diperkirakan terjadi pada pleistosen dimana hal itu dibuktikan dengan terlipatnya satuan yang paling muda yaitu satuan konglomerat-batupasir.
4. 4 Penampang Seimbang Untuk melakukan rekonstruksi penampang dapat dilakukan dengan beberapa metoda salah satunya ialah penampang seimbang (Balanced Cross section) . pengertian
penampang seimbang menurut Marshak dan Mitra, 1988 adalah
penampang geologi yang menggambarkan geometri dari struktur yang teramati sekarang setelah mengalami terdeformasi dan ketika penampang direstorasi berdasarkan ketetapan keseimbangan luas area dan / atau ketetapan keseimbangan panjang lapisan tidak berubah. Suatu penampang dikatakan seimbang apabila ketika direstorasi tidak meninggalkan celah (gap) dan tidak saling tumpang tindih (overlap) dalam suatu lapisan dan besaran dari kontraksi dan ekstensi dapat di tentukan. Metoda ini menggunakan beberapa asumsi yang diterapkan dalam melakukan restorasi penampang. Asumsi yang digunakan ialah tidak ada perubahan volume yang berarti selama deformasi jadi suatu kondisi plain strain dapat dicapai artinya tidak ada perubahan luas dalam penampang. Asumsi kedua ialah perlipatan dalam penampang adalah paralel yang dihasilkan oleh proses perlipatan yang melentur, dengan kata lain panjang lapisan pada penampang adalah tetap selama deformasi. 4.4.1 Metode Kink Metode Kink adalah salah satu metoda ekstrapolasi dan interpolasi lipatan yang juga menganggap bahwa jenis lipatan ialah paralel (sudut sayap lipatan tajam, lipatan Kink atau Chevron). Metoda ini umum digunakan pada zona anjakan – lipatan (fold – Thrust belt). Lipatan yang memiliki sudut tajam menghasilkan pola ”dip domain” pada peta. Dip domain pada suatu peta adalah area dimana strata lapisan relatif memiliki kemiringan yang hampir sama. Secar teknis metode Kink ialah membagi penampang dengan ’dip domain’, yaitu jika terdapat data kemiringan yang
62
Analisis Struktur berubah maka daerah di antara dua kemiringan yang berbeda akan memiliki kemiringan lapisan sesuai dengan ’dip domain’-nya. Di antara dua kemiringan yang berbeda dibatasi oleh garis batas yang dapat ditentukan dengan berbagai cara. Salah satunya adalah dengan menentukan garis bagi dari sudut garis normal dua kemiringan, garis batas tersebut dikenal dengan “Kink Plane” (Gambar IV-6 dan Gambar IV-7).
Gambar IV-6 Penyajian data kedudukan pada penampang (Wotjal, 1988 op cit Marshak dan Mitra, 1988)
Gambar IV-7 Penentuan domain dip diantara dua data kedudukan (Wotjal, 1988 op cit Marshak dan Mitra, 1988)
Setelah ditentukan garis bagi untuk tiap ‘domain’ kemiringan, kemudian tiap batas-batas stratigrafi dihubungkan mengikuti kemiringan ’domain’-nya (Gambar IV8).
63
Analisis Struktur
Gambar IV-8 Profil lengkap dari struktur lipatan dengan batas stratigrafi (Wotjal, 1988 op cit Marshak dan Mitra, 1988)
Pada penelitian ini dilakukan rekonstruksi penampang menggunakan metode Kink dengan asumsi bahwa ketebalan lapisan dianggap konstan. Asumsi bahwa ketebalan lapisan tetap ini merupakan salah satu sebab terjadinya perbedaan antara data stratigrafi di lapangan dengan rekonstruksi dari kedudukan lapisan. Metoda kink digunakan untuk mempermudah mengembalikan kondisi sebelum deformasi dari suatu struktur yang terdiri dari segmen garis lurus. Selain itu metoda kink dapat mempermudah menghitung volume dan panjang lapisan batuan pada kondisi terdeformasi 4.4.2
Perhitungan Kedalaman ’Detachment’ Penghitungan kedalaman Detachment merupakan hal yang sangat penting
dalam melakukan restorasi penampang, karena detachment tersebut dijadikan titik acuan untuk penarikan struktur – struktur dan batas satuan batuan diatasnya. ketika
64
Analisis Struktur melakukan restorasi penampang. untuk melakukan penghitungan harus membuat penampang permukaan terlebih dahulu kemudian gunakan lapisan yang memiliki kemenerusan yang konsisten dalam penampang. Menurut Marshak dan Mitra,1988 Prinsip penghitungan detachment adalah menghitung luas area batuan yang terlipat atau yang telah terdeformasi terhadap suatu datum regional, kemudian menghitung panjang awal dan panjang akhir suatu lapisan. ,dan mengangap luas daerah yang telah terdeformasi sama dengan luas daerah sebelum terdeformasi. Setelah semua parameter diketahui, untuk menghitung kedalaman. detachment menggunakan rumus pada Gambar IV-9. Penghitungan kedalaman detachment ini hanya bisa digunakan jika tidak ada sesar diantara lipatan dipermukaan dan detachment. Jika penghitungan tidak dapat dilakukan dengan cara tersebut maka stratigrafi regional dapat dijadikan acuan untuk menentukan kedalaman detachment.
Gambar IV-8 Perhitungan dalamnya detachment (Dahlstrom, 1969)
Berdasarkan rumus diatas didapat detachment penampang A-B untuk daerah penelitian sebesar 1200 – 2200 mdpl sedangkan untuk penampang C-D sebesar 1300 – 2400 mdpl.
65
Analisis Struktur 4.4.3 Restorasi Penampang Restorasi penampang geologi adalah
suatu metoda untuk mengetahui
hubungan antara keadaan setelah terdeformasi dan sebelum terdeformasi. Tujuan dari restorasi penampang adalah untuk mengetahui sejarah deformasi yang terjadi dan untuk menguji
interpretasi struktur yang telah dilakukan dan memperhitungkan
besaran pergeseran
yang dihasilkan dari proses pembentukan struktur. Suatu
penampang geologi jika tidak dapat direstorasi akan memiliki tingkat kepercayaan yang rendah. Restorasi penampang seimbang dapat dilakukan
dengan dua cara yaitu
restorasi berdasarkan keseimbangan luas dan berdasarkan keseimbangan panjang lapisan. (Marshak dan Mitra 1988), kemudian untuk melakukan resorasi penampang harus dilakukan sesuiai dengan urutan terbentuknya sesar, yaitu sesar yang terbentuk paling akhir
direstorasi terlebih dahulu dan sesar yang terbentuk paling awal
direstorasi paling terakhir. Suatu penempang dapat dikatakan seimbang jika memenuhi syarat sebagai berikut, keseimbangan panjang lapisan,keseimbangan luas, keseimbangan bentuk sesar Setelah tercapai syarat diatas kemudian dilakukan evaluasi penampang untuk memvalidasi penampang apakah dapat dipercaya dan dapat menggambarkan keadaan bawah permukaan yang mendekati sebenarnya. Hal tersebut dilakukan dengan menempatkan garis referensi sebagai acuan dalam restorasi. Dalam melakukan restorasi digunakan garis referensi yaitu loose line dan pin line . Pin line adalah titik acuan yang diletakkan pada footwall yang tidak mengalami deformasi. Hal ini dilakukan untuk menjaga konsistensi lapisan batuan yang satu dengan yang lainnya. Kemudian garis loose line adalah titik tidak tetap yang diltakkan pada bagian hanging wall dari penampang terdeformasi dan berguna
66
Gambar IV-10 Penampang geologi A-B (tanpa skala)
67
Gambar IV-11 Penampang geologi C-D (tanpa skala)
68
Analisis Struktur untuk mengetahui apakah penampang yang dihasilkan dapat dipercaya atau tidak. Jika garis loose line ini lurus setelah direstorasi maka penampang yang ada dapat diterima. Namun pada kenyataanya yang umum adalah loose line menjadi miring, loose line yang miring dapat diterima jika searah dengan arah transport energi (Marshak dan Mitra, 1988). Garis loose line pada penampang A-B ditempatkan berimpit Pada titik A. Loose line pada restorasi penampang A-B cenderung miring, tetapi searah
dengan arah transport energi, dengan demikian
penampang A-B dapat diterima. Setelah penampang A-B di restorasi ke keadaan awal sebelum deformasi, kemudian dilakukan perhitungan untuk mengetahui pemendekan (shortening) yang terjadi pada daerah penelitian. Untuk penampang A-B diperoleh nilai pemendekan sebesar 40 % Dari restorasi penampang diketahui sistem sesar anjak didaerah penelitian adalah sistem imbrikasi tipe leading, yaitu dengan terbentuknya sesar anjak Karamas dan kemudian berurut ke selatan yaitu sesar anjak Cikawoan dan sesar anjak Cijaweu. Rekonstruksi tersebut dapat menjelaskan urutan pembentukan struktur geologi didaerah penelitian dan keadaan geologi sebelum deformasi terjadi
69
