Prosiding Pertemuan Ilmiah XXIV HFI Jateng & DIY, Semarang 10 April 2010 hal. 77-83
77
PEMETAAN SESAR OPAK DENGAN METODE GRAVITY (STUDI KASUS DAERAH PARANG-TRITIS DAN SEKITARNYA) M. Irham Nurwidyanto)1, Tony Yulianto)2, Sugeng Widodo)3. 1, 2 Staff Pengajar Geofisika Fisika FMIPA UNDIP. 3 Staff Pengajar Ilmu Kelautan FPIK UNDIP.
INTISARI Telah dilakukan survey untuk memetakan keberadaan, memperkiraan lokasi dan jenis dari Sesar Opak di daerah pantai Parang Tritis dan sekitarnya daerah kabupaten Bantul dengan pendekatan metode gravity. Penelitian dilakukan dengan mengukur nilai medan gravitasi pada daerah disekitar zona yang diperkirakan merupakan lokasi sesar opak yang telah digambarkan pada peta geologi lembar Yogyakarta yang dikeluarkan oleh P3G Bandung. Pengukuran medan gravitasi menggunakan alat gravitymeter Lacoste & Romberg tipe G-1118 MVR, dan pengukuran ketinggian dengan GPS Trimble Navigations 4600 LS milik laboratorium Geofisika UGM. Pengukuran dilakukan dengan semi grid dengan lintasan pengukuran melewati jalan atau jalan setapak dengan jarak antar lintasan sekitar 1 – 2 km dan jarak antar titik pengukuran 0,5 km – 1 km. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa di daerah penelitian diperkirakan ada dua buah sesar, yakni Sesar Opak di bagian barat dan sesar lain yang berada disebelah timur. Lokasi Sesar Opak hasil dari penelitian ini hampir sama dengan lokasi Sesar Opak yang digambarkan pada peta geologi, arah Sesar Opak N30oE/60o, dan sesar lainnya yang berada di sebelah timur dengan arah N5oE/80o. Sesar Opak merupakan jenis sesar normal atau sesar turun dimana blok barat relative bergerak turun sedangkan blok timur relative tetap. Kata kunci : Sesar Opak, Parang-Tritis, Metode Gravity.
I.
PENDAHULUAN
Keberadaan Sesar Opak memang telah diperkirakan oleh para geolog dan tertuang pada peta geologi lembar Yogyakarta keluaran P3G Bandung tahun 1977 dan diperbarui tahun 1995. Namun sesarr ini menjadi lebih populer setelah kejadian gempa bumi di Yogyakarta dan Jawa Tengah pada 27 Mei 2006, karena sebagian ahli kebumian (Sulaiman, C. dkk, 2008, Natawijaya, 2007) beranggapan gempa tersebut penyebabnya adalah aktivasi dari Sesar Opak. Sesar Opak merupakan sesar yang berada disekitar Sungai Opak, sesar Opak ini berarah timur lautbarat daya kurang lebih U 235o T/80o, dimana blok timur relatif bergeser ke utara dan blok barat ke selatan dengan lebar dari zona sesar ini diperkirakan sekitar 2,5 km (Subowo, dkk., 2007). Berdasar hasil kajian deformasi koseismik yang dilakukan oleh team peneliti dari Teknik Geodesi ITB dan UGM bekerja sama dengan Nagoya University menyimpulkan bahwa sesar penyebab gempa bumi 27 Mei 2006 sesar jenis sinistral dengan panjang 18 km lebar 10 km stike 480 dan dip 890 dan berada di sebelah timur 3-4 km dari lokasi sesar opak yang biasa digambarkan pada peta geologi (Abidin dkk, 2007). Berdasarkan kajian after sock yang datanya diambil selama 3 bulan dimulai hari ke empat setelah gempa, sesar penyebab gempa berada kurang lebih 10 km-20 km disebelah timur dari rendahan sesar opak (Walter, dkk 2008). Dari uraian tersebut dijumpai permasalahan sesar Opak memang ada, tetapi perkiraan lokasi tepatnya dimana sesar tersebut berada masih merupakan kontraversi. Berangkat dari permasalahan tersebut penelitian mengenai Sesar Opak perlu dilakukan. Pada kesempatan ini dilakukan penelitian dengan pendekatan ilmu geofisika yaitu dengan menerapkan metode gravity untuk memetakan posisi dan jenis Sesar Opak di daerah muara Sungai Opak yakni sekitar pantai Parangtritis Kecamatan Kretek Kabupaten Bantul. II. GEOLOGI DAERAH PENELITIAN. Sesar Opak yang keberadaanya telah diketahui melalui penyelidikan gaya berat oleh Untung dkk., 1973 dalam Rahrdjo, dkk, 1995 dan ditelaah lebih lanjut jenis dan perkembangannya oleh Sudarno (1997) terletak di sepanjang aliran Sungai Opak yang membentang dari Prambanan sampai muaranya di sebelah barat Parangtritis. Berdasarkan pembagian zona fisiografi Jawa Tengah yang disusun oleh Van Bemmelen (1949) daerah tersebut merupakan bagian dari Zona Pegunungan Selatan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
ISSN 0853 - 0823
78
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
N LAU T
J AW A
Cirebon Pekalongan
Kudus PERBUKITAN REMBANG Semarang
PEG. SERAYU UTARA
Purwodadi PEMATANG KENDENG
Bumiayu Magelang PEG. SERAYU SELATAN
Cilacap
Surakarta
Jiwo
Purworejo Yogyakarta
SAMUDERA
HINDIA PEG. SELATAN
Dataran pantai Utara Jawa Gunung Api Kuarter Antiklinorium Rembang Antiklinorium Bogor - Kendeng Kubah dan Pematang di Depresi Tengah Zona Depresi tengah dan Randublatung Pegunungan selatan Jawa Tengah Sungai Batas Propinsi
0
20
40
60 km
Daerah Penelitian
Gambar 1. Fisiografi Jawa Tengah (Van Bemmelen, 1949) Morfologi daerah kajian tersebut dapat dikelompokan menjadi tiga satuan, yaitu satuan dataran yang terletak di sisi barat Prambanan hingga Muara S. Opak yang merupakan bagian dari dataran rendah Yogyakarta tersusun oleh endapan fluvio volkanik G. Merapi, satuan perbukitan berelief kuat yang membentang sepanjang sebelah timur S. Opak, tersusun oleh batuan sedimen dan dataran tinggi yang merupakan bagian dari Dataran Tinggi Wonosari yang tersusun oleh batugamping terumbu dan assosiasinya. Stratigrafi daerah penelitian secara umum tersusun oleh hasil pengendapan gaya berat pada kala Miosen (Toha, dkk, 1996). Berdasarkan Peta Geologi Lembar Yogyakarta yang disusun oleh Raharjo, dkk. (1995) endapan gaya berat tersebut terbagai dalam beberapa formasi, (Gambar 2) yang secara berturut-turut dari tua ke muda adalah : • Formasi Semilir, tersusun oleh perselingan tuff, breksi batuapung, tuf dasit dan tuf andesit, batulempung tufan dan serpih. Formasi ini diendapkan pada akhir Miosen Bawah dan merupakan batuan tertua yang tersingkap di daerah penelitian. • Formasi Nglanggran, tersusun oleh breksi gunung api dengan fragmen andesit, breksi aliran, aglomerat, lava, dan tuff. Menurut Toha, dkk (1996), di beberapa tempat formasi ini terlihat sebagai perkembangan dari tubuh batuan beku andesit basal yang berubah secara berangsurangsur menjadi batuan beku terkekarkan berstruktur bantal, breksi autoklastik, hialoklastik dan akhirnya menjadi breksi andesit. Formasi ini berumur Miosen Tengah bagian bawah dan menjari dengan Formasi Semilir. • Formasi Sambipitu yang berumur Miosen Tengah tersusun oleh perselingan batupasir dan serpih, batulanau, tuff dan konglomerat. Formasi ini diendapkan secara selaras di atas Formasi Nglanggran. • Formasi Wonosari yang tersusun oleh batugamping terumbu, kalkarenit dan kalkarenit tufan. Formasi ini berumur Miosen Tengah hingga Miosen Atas dan terletak selaras diatas Formasi Sambipitu. • Formasi Kepek yang tersusun oleh perselingan batugamping berlapis dan napal. Formasi ini berumur Miosen Atas dan secara stratigrafis berhubungan menjari dengan Formasi Wonosari. Secara umum batuan-batuan penyusun formasi-formasi tersebut di atas mempunyai kedudukan miring kearah selatan. Sedangkan struktur geologi utama yang berupa Sesar Opak merupakan Sesar Turun yang merupakan reaktifasi dari Sesar Mendatar yang telah ada lebih dulu (Sudarno, 1997). Beberapa sesar lain yang terpetakan di dalam Peta Geologi Lembar Yogyakarta antara lain Sesar Mendatar yang melewati sebagian K. Oyo berarah relatif barat timur. Sesar-sesar minor banyak dijumpai di daerah penelitian hampir di semua formasi yang ada dan secara umum berarah relative barat laut – tenggara. Peta geologi daerah penelitian ditunjukkan pada Gambar 2.
ISSN 0853 - 0823
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
79
Gambar 2. Peta geologi daerah penelitian (Raharjo, dkk. 1995 dalam Subawa,E dkk. 2007) III. METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan dengan mengukur medan gravitasi di daerah penelitian melalui (memotong) daerah sesar opak yang telah tertuang pada peta geologi yang dikeluarkan oleh P3G Bandung. Peralatan utama yang digunaan untuk pengukuran medan gravitasi pada titik-titik pengukuran pada setiap lintasan pengukuran adalah satu unit alat LaCoste Romberg gravitymeter tipe G-1118 MVR yang mempunyai ketelitian berorde mikrogal (1 gal = 1 g/cm2) milik lab Geofisika UGM. Peralatan berikutnya adalah Dua buah unit (satu set) GPS Trimble Navigations 4600 LS untuk mengukur koordinat titik pengukuran (posisi dan ketinggian), dan sebuah GPS Garmin. Sedangkan alat penunjang yang digunakan pada penelitian ini antara lain Kompas geologi untuk mengukur arah jurus (srike) dan kemiringan (dip) dari singkapan, Peta topografi daerah penelitian untuk menentukan titiktitik pengukuran, Peta geologi untuk melihat penyebaran jenis batuan dan lokasi Sesar Opak. Catatan harian untuk mencatat hasil pengukuran, Yang dicatat pada pengukuran ini adalah Lokasi koordinat titik pengukuran (dari GPS) , waktu pengukuran (arloji) dan nilai medan gravitasi, hari dan tanggal pengukuran dan kondisi cuaca saat pengukuran. Komputer PC yang dilengkapi perangkat lunak Magmap2000, Microsoft Exel, Magpick dan Mag2DC dan Geomodel untuk mengolah data dan pemodelan. Demikian seterusnya diukur untuk setiap titik titik ukur dan pada setiap lintasan yang telah ditentukan sampai selesai. Dalam melakukan pengukuran menggunakan sistem looping dan pengikatan. Adapun posisi lintasan dan posisi titik-titik pengukuran diperlihatkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Peta lokasi daerah penelitian dan peta lokasi titik-titik pengambilan data medan gravitasi. Data hasil pengukuran berupa waktu dan koordinat pengukuran serta data gravitasi. Data pembacaan gravitasi yang didapat kemudian dilakukan kalibrasi, kemudian dilakukan koreksi pasang
ISSN 0853 - 0823
80
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
surut dan koreksi drift maka diperoleh nilai gravitasi pengamatan (gobs). Nilai gobs kemudian dikoreksi g normal (g lintang), koreksi udara bebas, koreksi bouger dan koreksi medan (terrain). Nilai rapat massa batuan yang digunakan pada koreksi bouger adalag 2,5 g/cc yang dipilih dengan metode grafik Nettleton (Nettleton, L.L., 1976). Nilai ABL (anomaly bouger lengkap) bila dibuat peta contur hasilnya diperlihatkan pada gambar-4. Metode ekivalen titik massa digunakan untuk proyeksi ke bidang datar terhadap nilai ABL di topografi, maka diperoleh ABL pada kedalaman 2750 m di bawah speroida acuan (gambar-5). Pemisahan anomaly regional dan anomaly local digunakan metode kontinuasi ke atas pada ketinggian 4000 m. Hasil pemisahan anomaly local diperlihatkan pada Gambar 6. Untuk interpretasi dibuat sebuah sayatan yang memotong tengah-tengah daerah penelitian, kemudian dibuat model bawah permukaan dengan menggunakan perangkat lunak Grav2DC for windows, Gambar 7. IV. HASIL DAN DISKUSI Data yang didapatkan dari hasil pengukuran dengan metode gravity setelah dilakukan prosesing data dapat digambarkan peta kontur anomaly Bouger Lengkap (ABL) yang disajikan pada gambar-4 : 160 158 156 154 152 150 148 146 144 142 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 110
9120000
9118000
9116000
9114000
9112000 418000
420000
422000
424000
426000
428000
Gambar. 4 Gambar peta kontur ABL daerah penelitian dalam mgal, skala warna Sebelah kanan juga dalam satuan mgal. Dari peta kontur tersebut arah pola kontur kearah utara dengan bagian tengah bernilai tinggi sekitar 130 mgal – 160 mgal, hal ini berasosiasi di bawah lokasi tersebut merupakan batuan yang mempunyai rapat massa lebih besar dari sekitarnya. Hal ini bisa berasosiasi dengan sesar atau mungkin berupa instrusi batuan beku. Sedangkan dibagian kiri dan kanan diderah penelitian mempunyai nilai ABL yang relative lebih rendah, yaitu antara 110 mgal -130 mgal. Dari pola kemenerusan kontur dan pola kerapatan kontur ABL diperkirakan struktur sesar berada disebelah kanan dan sebelah kiri daerah penelitian, diperkirakan lokasi sesar pada kontur 130 mgal. Dari estimasi ini didaerah penelitian diperkirakan terdapat dua buah sesar yakni di bagian kiri daerah penelitian yang biasa disebut dengan sesar Opak, dan dibagian kanan daerah penelitian disebut dengan sesar Parangkusumo. Pada lokasi sesar Parangkusumo ini dipermukaan dijumpai MAP (mata air panas) . Untuk memudahkan dalam pemodelan maka nilai ABL di topografi tersebut diproyeksikan kebidang datar (RBD) pada kedalaman 2750 m, hasil dari RBD pada kedalaman 2750 m diperlihatkan pada Gambar 5.
ISSN 0853 - 0823
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
81
148 146 144 142 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 120 118 116 114 112 110 108 106 104
9120000
9118000
9116000
9114000
9112000 418000
420000
422000
424000
426000
428000
Gambar. 5, Gambar peta contur ABL dalam mgal hasil proyeksi ke bidang datar pada kedalaman 2750 m, skala warna juga dalam satuan mgal. Dari kurva hasil RBD pada kedalaman 2750 m tersebut dapat kita lihat secara umum tidak terlalu berbeda dengan peta ABL di topografi. Perbedaan ini pada RBD kontur lebih menutup dan lebih smooth serta nilai yang lebih kecil. Nilai ABL hasil RBD masih mengandung komponen local dan komponen regional. Komponen local berhubungan dengan sebab local dan dangkal, sedangkan anomaly regional berhubungan dengan sebab yang dalam dan relative lebih kontinyu. Untuk keperluan interpretasi maka komponen local dan regional dipisahkan dengan teknik kontinuasi ke atas. Pada penelitian ini data ABL pada RBD kemudian diangkat pada ketinggian 4000, anomaly local hasil kontinuasi diperlihatkan pada Gambar 6 berikut : t26
t28 t27
t25
t29 t24 t30
9120000
t23
N30
t22
N32
t10
N33 t11
9118000
t21 t17
t13
t12
t47
t20
t36
t18
t45 t1
p2
t15 t9
t19
t8
t16
T5
9116000
n4(5)
T4
t40
T2
T3
t43 t41
n5(4)
N22 n21
n16 n15
t39
T6
N24
t46 t44
t7 N8
p1
t14
n14
n3 n2
n20
602 t42
n1
601
n11 jong4
n19
t51 n13
n18
603
n9
n17
jong3 t52
jong2
9114000
n10
jong1 t53
607
605 606 604
9112000 418000
420000
422000
424000
426000
428000
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13
Gambar. 6 Peta contur ABL anomaly lokal daerah penelitian dalam mgal, hasil pengangkatan pada ketinggian 4000 m dari RBD. (Skala warna juga dalam stuan mgal). Dari peta anomaly local tersebut dibuat satu sayatan AB seperti pada Gambar 6 di atas, untuk kemudian dibuat pemodelan dengan software GRAV2DC for windows yang hasilnya ditunjukkan pada Gambar 7.
ISSN 0853 - 0823
82
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
Gambar 7. Pemodelan bawah permukaan pada sayatan dengan Grav2DC for windows. Dari hasil pemodelan dengan software GRAV2DC seperti pada Gambar 7 tersebut, dapat dibuat sayatan model bawah permukaan seperti pada Gambar 8.
Gambar. 8 Gambar interpretasi bawah permukaan daerah penelitian. Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa di daerah penelitian dijumpai dua buah sesar, yakni berada disebelah barat sungai Opak yang biasa disebut dengan sesar Opak, dan disebelah bagian timur sungai Opak sesar lain yang oleh peneliti terdahulu disebut sesar Parangkusumo. Hal ini sesuai dengan peta geologi lembar Yogyakarta dari Raharjo dalam Subowo, 2007. Posisi sesar Opak berada pada koordinat 423091,6 UTM BT dan 9115631,1 UTM LS. Dan sesar lainnya disebelah timur sesar Parangkusumo berada pada koordinat 426248,6 UTM BT dan 9114878,9 UTM LS. Formasi batuan yang ada di bagian barat daerah penelitian dari muda ke tua adalah endapan alluvial merapi dengan massa jenis 1,7 g/cc dengan penyusun utama adalah pasir lepas dengan ketebalan bervariasi antara 20 m – 200 m, dibawahnya formasiS dengan massa jenis 2,6 g/cc dengan penyusun utama batu pasir, breksi batu apung dengan ketebalan bervariasi antara 270 m – 620 m, dibawahnya diendapkan formasi Kebo Butak dengan massa jenis batuannya 2,7 g/cc dengan penyusun utamanya adalah batu pasir, batupasir berkerikil, tuf dan serpih dengan ketebalan 620 m – 1200 m dan idbawahnya diendapkan formasi Gamping Wungkal dengan massa jenis batuannya 2,8 g/cc dengan penyussn utamanya adalah batu gamping, batupasir kwarsa, napal, dan napal pasiran denganketebalan bervariasi antara 620 m – 1100 m. Sedangkan formasi batuan disebelah timur daerah penelitian dari yang berumur muda ketua adalah formasi Wonosari dengan densitas batuannya 2,35 g/cc dengan penyusun utamanya adalah batu gamping, terumbu dengan ketebalan bervarasi antara 20 m - 370 m, di bawah formasi Wonosari diendapkan formasi Nglanggran dengan densitas batuan 2,4 g/cc dengan penyusun utama adalah batu breksi vulkanik dengan ketebalan bervariasi antara 80 m – 580 m, dibawah formasi Nglnggran diendapkan formasi Semilir, di bawah formasi Semilir diendapkan formasi Kebo Butak dan di bawah formasi Kebo Butak diendapkan formasi Wungkal.
ISSN 0853 - 0823
M. Irham Nurwidyanto, dkk / Pemetaan Sesar Opak Dengan Metode Gravity
83
V.
KESIMPULAN
Dari uraian diatas maka dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut : 1. Adanya Sesar Opak didaerah penelitian dapat dideteksi dengan metode gravity. 2. Lokasi Sesar Opak yang diperkirakan dari metode gravity secara umum berada di sebelah barat Sesar Opak yang ditunjukkan dalam peta geologi lembar Yogyakarta yang dikeluarkan oleh P3G Bandung. 3. Kondisi saat ini Sesar Opak merupakan sesar turun atau sesar normal. 4. Diperkirakan terdapat sesar lain selain Sesar Opak yang berada disebelah timur daerah penelitian disebut Sesar Parang Kusumo berjarak 3,5 km. VI.
SARAN-SARAN
Setelah melakukan penelitian ini maka untuk mendapatkan hasil yang optimum disarankan hal-hal sebagai berikut : 1. Untuk mengungkap kondisi bawah permukaan di derah penelitian dengan akurat maka perlu diperluas daerah pengukuran atau daerah pengambilan data pada metode gravity (memotong sungai Opak dari pantai Depok sampai Prambanan) sehingga sesar-sesar lain yang mungkin ada dapat terpetakan dengan baik maupun pola kemenerusan sesar Opak tersebut. 2. Perlu dilakukan komparasi dengan dengan metode lain missal metode magnetic, CSAMT atau metode lain. VII. UCAPAN TERIMAKASIH Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada LPPM UNDIP yang telah memberikan dana melalui program Hibah Penelitian Strategis Sesuai Skala Prioritas Nasional tahun anggaran 2009 dengan nomor kontrak : 304/SP2H/PP/DP2M/VI/2009. VIII. REFERENSI Abidin Z.H, Andreas H, Meliano, I, Gamal M, Kusuma MA, Kimata F, Ando, M, 2007, Deformasi seismik Gempa Yogyakarta Dari Survei GPS, Jurnal Geofisika Indonesia, Edisis 2007, no 1. Blakely, R.J., 1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications, Cambridge Univ Press, New York. Natawidjaya, D.H., 2007, Tectonic setting Indonesia dan Pemodelan Sumber Gempa Bumi dan Tsunami (Pelatihan Pemodelan Run-up, Ristek), Geoteknologi LIPI. Nettleton, L.L., 1976, Gravity and Magnetic in Oil Prospecting, McGraw-Hill, New York. Subawa, E, Tohari A, Sarah, D. 2007, Studi Potensi Likuifaksi Di Daerah Zona Patahan Opak Patalan-Bantul, Yogyakarta, Prosiding Seminar Geoteknologi Kontribusi Ilmu Kebumian Dalam Pembangunan Berkelanjutan, Bandung. ISBN : 978-979-799-5. Rahardjo, W. dan Sukandar Rumidi, Rosidi H, 1995, Peta Geologi lember Yogyakarta, P3G Bandung. Sudarno, I, 1997, Petunjuk Adanya Reaktivasi Sesar Di Sekitar Aliran Sungai Opak, Perbukitan Jiwo Dan Sisi Utara Kaki Pegunungan Selatan, Media Teknik No. 1 Tahun XIX Edisi Pebruari 1997.. Toha B, Purtyasti, R.D., Sriyono, Soetoto, Rahardjo, W. dan Subagyo, P, 1996, Geologi Daerah Pegunungan Selatan Suatu Kontribusi, Prosiding Geologi dan Geoteknik Pulau Jawa, ISBN : 792-8611-00-4. Walter, TR, Wang R, Leuher, BG, Wassermann J, Behr, Y, Parolai S, Anggaini A, Gunther E, Sobieseak, M, Grosser H, Wetzel HU, Milkereit, C PJ, Sri Broto Puspito, K, Harjadi P, and Zcshau, J., 2008, The 26 May magnitude 6,4 Yogyakarta Earthquake south of merapi Vulvano : did lahar deposit amplify ground shaking and thus lead to the disaster?, G3, Volume 9, Number 5, 15 May, 2008. ISSN : 1525-2027. Published by AGU and the Geochemical Sosiety. Van Bemelen, R.W., 1949, The Geology Of Indonesia Vol. IA. Martinus Nijhoff, The Hague, Nederland.
ISSN 0853 - 0823
