STUDI CEKUNGAN LAUT JAWA BAGIAN TIMUR BERDASARKAN ANALISIS MODEL SEJARAH GEOLOGI
TUGAS AKHIR B
diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar sarjana S-1 di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
oleh:
Diki Henriadi 120 04 067
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
STUDI CEKUNGAN LAUT JAWA BAGIAN TIMUR BERDASARKAN ANALISIS MODEL SEJARAH GEOLOGI
TUGAS AKHIR B diajukan sebagai syarat untuk melakukan Tugas Akhir – Sarjana Strata Satu di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung
Penulis
Diki Henriadi 120 04 067
Pembimbing
Dr. Ir. Asep H.P. Kesumajana, M.T.
i
KATA PENGANTAR
Puji Syukur ke hadirat Allah Bapa Yang Mahakasih atas segala kasih karunia dan mukzijat yang diberikan kepada penulis
sehingga dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang bertujuan menganalisis karakteristik dan dinamika cekungan serta hubungan antara tektonisme dan sedimentasi. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan Program S-1 (Strata Satu) di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: 1. Paulus Achmad (Alm.) dan Lusia Fatimah selaku orang tua yang telah mendidik dan membesarkan penulis sehingga menjadi seperti sekarang ini. Salam sayang untuk mama dan salam damai sejahtera untuk bapak, semoga beristirahat dalam damai di surga. 2. Seluruh anggota keluarga “Sukagalih”: Danny Hendarwan, Dini Hernawati (Alm.), Driarti Hendayanti “tiada saudara kandung yang lebih baik dari kalian”. Terutama untuk Dini “Pey”, maafkan segala kesalahan yang penulis perbuat terutama di hari-hari terakhir karena kesibukan penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini (satu hal yang menyebabkan penulis tidak dapat memaafkan diri sendiri hingga saat ini), semoga damai sejahtera di alam sana, Amin. “This is a tribute for you sis’.” 3. Kepada Novie “Mpie” Sri Noviyanti atas segala kasih dan kesabaran yang diberikan kepada penulis selama ini terutama di momen-momen labil dalam hidup penulis. “Love u so much”. 4. Bpk Asep H.P. Kesumajana, tanpa embel-embel gelar bukan bermaksud tanpa hormat tapi karena suatu gelar hanya bersifat mengkotak-kotakan pengetahuan dan ilmu yang Bpk miliki. Terima kasih atas bimbingannya selama ini. 5. Bpk Imam Achmad Sadisun selaku Ketua Prodi yang telah sabar mencarikan jalan keluar untuk penulis, serta dosen-dosen Prodi Teknik Geologi lain yang tidak mungkin disebut satu per satu.
ii
6. Mbak Dyah, Mas Gatot, dan Mas Budi (tim geokom) atas segala bantuan yang diberikan baik kecil maupun besar. 7. Meli Hadiana, Rosa Ivantani, Dwi Budi (tim sandbox) atas segala saran, nasehat, dorongan dan bimbingan. 8. “The magnificent 7”: Kurnia Adji, Freddy Hutapea, Masadhi Praguna, Syahrizal, Khrisna Renaldhi, Fairuz Fakhrurozi. “Ayo kita pasti bisa”. 9. Alfredo Sugiarto, Ginanjar K.W., Sapta Lestya, Fanny Artika, Arif Eka dan semua teman GEA dan kuliah yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas support dan sumbangsihnya. Penulis mohon maaf bila terdapat kesalahan yang disengaja ataupun tidak, baik dalam konteks sehubungan dengan Tugas Akhir ini maupun di luarnya. Penulis berharap Tugas Akhir yang penulis kerjakan dapat memberi manfaat bagi siapa pun yang membutuhkan. Saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Bandung, 30 September 2010
Penulis
iii
ABSTRACT
The East Java Basin lies on the southern part of Sunda Craton which spreads up to 50.000 km2. This back arc Eocene basin can be associated with volcanic arc in the southern region (Mudjiono and Pireno, 2001). In the Late Cretaceous, the basement was part of subduction zone, south of Java Island (Satyana and Purwaningsih, 2003). The research area, which extend up to 50 km x 30 km, is located NNE from Madura Isle and administratively part of Sumenep District. The East Java Basin is one of the potentially hidrocarbon producing basin in Indonesia. In order to conduct intensive exploration, someone must achieve a better understanding about the basin properties and characteristics. Geohistory model analysis is one of the methods to understand these properties especially the connectivity between tectonism and sedimentation. Geohistory analysis shows 5 different basin evolution phases or segments, which were derived based on subsidence rate curve, i.e. 1st segment : Late Eocene – Early Oligocene (39 – 34 Ma), 2nd segment : Early Oligocene (34 – 32 Ma), 3rd segment : Early Oligocene – Late Miocene (32 – 8 Ma), 4th segment: Late Miocene (8 – 7 Ma), 5th segment: Late Miocene – Early Pliocene (7- 5.2 Ma), 6th segment: Early Pliocene – Late Pliocene (5.2 – 3.3 jtl), and 7th segment : Late Pliosen – Recent (3.3 – now). These seven segments show a dynamically evolved basin controlled by tectonic events and developed structures.
iv
SARI
Cekungan Jawa Timur terletak di bagian ujung selatan Craton Sunda dan memiliki luas sekitar 50.000 km2. Cekungan berumur Eosen ini terbentuk sebagai cekungan busur belakang (back arc basin) yang berasosiasi dengan busur volkanik di selatan (Mudjiono dan Pireno, 2001) (Gambar 2.1). Pada Zaman Kapur Akhir cekungan ini merupakan cekungan laut di bagian selatan zona subduksi (Satyana dan Purwaningsih, 2003). Daerah penelitian, seluas 50 km x 30 km, terletak di sebelah NE Pulau Madura dan secara administratif termasuk ke dalam Kabupaten Sumenep. Cekungan Laut Jawa bagian Timur termasuk salah satu cekungan potensial hidrokarbon di Indonesia dan pemahaman mengenai karakterisitik cekungan tersebut akan sangat membantu apabila dilakukan eksplorasi secara intensif. Analisis model sejarah geologi adalah salah satu metoda analisis yang dapat memberikan pemahaman lebih baik terutama hubungan antara tektonik dan sedimentasi. Analisis model sejarah geologi memperlihatkan 7 segmen berdasarkan kecepatan penurunan cekungannya, yaitu: segmen 1 Eosen Akhir – Oligosen Awal (39 – 34 jtl), segmen 2 Oligosen Awal (34 – 32 jtl), segmen 3 Oligosen Awal – Miosen Akhir (32 – 8 jtl), segmen 4 Miosen Akhir (8 – 7 jtl), segmen 5 Miosen Akhir – Pliosen Awal (7- 5.2 jtl), segmen 6 Pliosen Awal – Pliosen Akhir (5.2 – 3.3 jtl), dan segmen 7 Pliosen Akhir – Resen (3.3 – sekarang). Ketujuh segmen tersebut memperlihatkan evolusi cekungan yang dinamis sesuai dengan event tektonik dan struktur yang berkembang pada daerah penelitian.
v
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan ............................................................................................... i Kata Pengantar ...................................................................................................... ii Abstract ................................................................................................................... iv Sari ........................................................................................................................... v Daftar Isi ................................................................................................................. vi Daftar Gambar ........................................................................................................ ix Daftar Tabel ............................................................................................................ xi Daftar Persamaan .................................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1.Latar Belakang ............................................................................................ 1 1.2.Maksud dan Tujuan ..................................................................................... 2 1.3.Lokasi Penelitian ......................................................................................... 2 1.4. Metode Penelitian ...................................................................................... 3 1.4.1. Pembuatan Model Sejarah Geologi ................................................ 3 1.4.1.1. Penentuan Litologi .................................................................. 4 1.4.1.2. Proses Dekompaksi ................................................................. 4 1.4.1.2.1 Perhitungan Porositas Batuan ......................................... 7 1.4.1.2.2 Model Kurva Kompaksi .................................................. 9 1.4.1.2.3 Perhitungan Фo ............................................................... 10 1.4.1.2.4 Ketidakselarasan dan Ketebalan Lapisan Tererosi ......... 11 1.4.1.3. Kurva Umur – Kedalaman ...................................................... 12 1.4.1.4. Koreksi Paleobatimetri ............................................................ 12 1.4.1.5. Model Sejarah Geologi ........................................................... 13 1.4.2. Pembuatan Peta Kecepatan Penurunan Cekungan ......................... 14 1.4.2.1. Pembuatan Kurva Penurunan Cekungan ................................. 14 1.4.2.2. Pembuatan Peta Kontur Penurunan Cekungan ....................... 15 1.4.3. Analisis Dinamika Cekungan ......................................................... 15 1.5. Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 15
vi
BAB II GEOLOGI REGIONAL DAERAH PENELITIAN .............................. 16 2.1. Tinjauan Umum ......................................................................................... 16 2.2. Tatanan Tektonik Regional ........................................................................ 17 2.3. Evolusi Tektonik ........................................................................................ 18 2.3.1. Periode Akhir Kapur – Tersier Awal (70 – 35 Ma) ........................ 19 2.3.2. Periode Oligosen – Miosen Awal (35 – 20 Ma) ............................ 20 2.3.3. Periode Miosen Tengah – Miosen Akhir (20 – 5 Ma) ................... 21 2.4. Tatanan Tektonostratigrafi ......................................................................... 22 2.4.1. Fase Pre-rift (Kapur Akhir) ............................................................ 23 2.4.2. Fase Syn-rift (Eosen – Oligosen) ................................................... 24 2.4.3. Fase Post-rift (Miosen – Resen) ..................................................... 30
BAB III ANALISIS DINAMIKA CEKUNGAN ................................................. 32 3.1. Pembuatan Model Sejarah Geologi ............................................................ 32 3.1.1. Penentuan Litologi ........................................................................... 32 3.1.2. Penentuan Batas-batas Formasi ....................................................... 35 3.1.3. Kurva Kompaksi Serpih ................................................................... 37 3.1.4. Kurva Umur – Kedalaman ............................................................... 41 3.1.5. Kurva Paleobatimetri ....................................................................... 44 3.1.6. Kurva Sejarah Pemendaman ............................................................ 46 3.2. Pembuatan Peta Kecepatan Penurunan Cekungan ..................................... 51 3.3. Analisis Dinamika Cekungan .................................................................... 54 3.3.1. Analisis Dinamika Cekungan Periode I ......................................... 54 3.3.2. Analisis Dinamika Cekungan Periode II ........................................ 55 3.3.3. Analisis Dinamika Cekungan Periode III ...................................... 56 3.3.4. Analisis Dinamika Cekungan Periode IV ...................................... 57 3.3.5. Analisis Dinamika Cekungan Periode V ....................................... 58 3.3.6. Analisis Dinamika Cekungan Periode VI ...................................... 59 3.3.7. Analisis Dinamika Cekungan Periode VII ..................................... 60 KESIMPULAN ....................................................................................................... 61 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 63 LAMPIRAN A DEPTH STRUCTURE MAP ....................................................xiii
vii
LAMPIRAN B PENAMPANG HORIZON SEISMIK ......................................xiv LAMPIRAN C KURVA UMUR – KEDALAMAN ........................................... xv
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Peta Provinsi Jawa Timur (www.indonesia.go.id) ........................... 2 Gambar 1.2. Lokasi Sumur di Daerah Penelitian .................................................. 3 Gambar 1.3. Konsep Suksesif Dekompaksi .......................................................... 6 Gambar 1.4. Proses Dekompaksi (van Hinte, 1978) ............................................. 6 Gambar 1.5. Kurva Kompaksi ............................................................................... 10 Gambar 1.6. Kurva Kompaksi Powerlaw ............................................................... 10 Gambar 1.7. Koreksi Paleobatimetri Terhadap Kedalaman .................................. 13 Gambar 1.8. Contoh Kurva Penurunan Cekungan ................................................ 14 Gambar 1.9. Diagram Alir Penelitian .................................................................... 15 Gambar 2.1. Tatanan Regional Cekungan Jawa Timur ......................................... 16 Gambar 2.2. Persebaran Litologi Utama Basement Pra-Tersier ........................... 18 Gambar 2.3. Kerangka Tektonik Asia Tenggara Sebelum 70 Ma ........................ 19 Gambar 2.4. Kerangka Tektonik Asia Tenggara Periode 70 – 35 Ma .................. 20 Gambar 2.5. Kerangka Tektonik Asia Tenggara Periode 35 – 20 Ma .................. 21 Gambar 2.6. Kerangka Tektonik Asia Tenggara Periode 20 – 5 Ma .................... 22 Gambar 2.7. Tektonostratigrafi Pra-Tersier .......................................................... 24 Gambar 2.8. Rekonstruksi Pergerakan Lempeng Kapur Akhir dan Tersier ......... 25 Gambar 2.9. Stratigrafi Regional Cekungan Jawa Timur ..................................... 31 Gambar 3.1. Plot Batas Awal Gamma Ray dan Density ....................................... 33 Gambar 3.2. Plot Batas Baru Gamma Ray dan Density ........................................ 34 Gambar 3.3. Depth Structure Map Horizon Tertua (Basement) ........................... 35 Gambar 3.4. Depth Structure Map Horizon Termuda (Fm. Paciran) .................... 35 Gambar 3.5. Penampang Line 2 ............................................................................ 36 Gambar 3.6. Kurva Kompaksi Serpih – Kedalaman 4 Sumur Utama ................... 38 Gambar 3.7. Kurva Kompaksi Serpih – Kedalaman 1 Cekungan ......................... 39 Gambar 3.8. Peta Erosi Daerah Penelitian ............................................................ 40 Gambar 3.9. Kurva Umur – Kedalaman Sumur Attiya-1 ...................................... 42 Gambar 3.10. Kurva Umur – Kedalaman Sumur Waluku-1 ................................... 43 Gambar 3.10. Peta Erosi Daerah Penelitian ............................................................ 43
ix
Gambar 3.11. Kurva Paleobatimetri Cekungan Laut Jawa Timur .......................... 44 Gambar 3.12. Peta Kedalaman Laut Saat Ini .......................................................... 45 Gambar 3.13. Kurva Sejarah Pemendaman Attiya-1 .............................................. 46 Gambar 3.14. Kurva Sejarah Pemendaman JS-26 .................................................. 46 Gambar 3.15. Kurva Sejarah Pemendaman Perawan-1 .......................................... 47 Gambar 3.16. Kurva Sejarah Pemendaman PW-1 .................................................. 47 Gambar 3.17. Kurva Sejarah Pemendaman PW-2 .................................................. 48 Gambar 3.18. Kurva Sejarah Pemendaman PW-3 .................................................. 48 Gambar 3.19. Kurva Sejarah Pemendaman PW-4 .................................................. 49 Gambar 3.20. Kurva Sejarah Pemendaman PW-5 .................................................. 49 Gambar 3.21. Kurva Sejarah Pemendaman PW-6 .................................................. 50 Gambar 3.22. Kurva Sejarah Pemendaman PW-7 .................................................. 50 Gambar 3.23. Kurva Sejarah Pemendaman Waluku-1 ............................................ 51 Gambar 3.24 – 3.29. Kurva Kecepatan Penurunan Cekungan ................................ 51 Gambar 3.29. Peta Penurunan Cekungan Segmen 1 ............................................... 54 Gambar 3.30. Peta Penurunan Cekungan Segmen 2 ............................................... 55 Gambar 3.31. Peta Penurunan Cekungan Segmen 3 ............................................... 56 Gambar 3.32. Peta Penurunan Cekungan Segmen 4 ............................................... 57 Gambar 3.33. Peta Penurunan Cekungan Segmen 5 .............................................. 58 Gambar 3.34. Peta Penurunan Cekungan Segmen 6 ............................................... 59 Gambar 3.35. Peta Penurunan Cekungan Segmen 7 ............................................... 60
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Nilai Cut Off Gamma Ray 4 Sumur Utama .......................................... 32 Tabel 3.2. Batas Awal Gamma Ray dan Density ................................................... 33 Tabel 3.3. Batas Baru Nilai Gamma Ray dan Density ........................................... 34 Tabel 3.4. Batas-batas Formasi di Daerah Penelitian ............................................. 37 Tabel 3.5. Rangkuman Hasil Perhitungan Kurva Kompaksi ................................. 40 Tabel 3.6. Nilai Erosi Setiap Sumur ....................................................................... 41 Tabel 3.7. Rangkuman Kecepatan Penurunan Cekungan Setiap Sumur ................ 53
xi
DAFTAR PERSAMAAN
i.i
Persamaan Dekompaksi Powerlaw (Baldwin dan Buttler, 1985) ................... 5
i.ii
Persamaan Deterministik Porositas van Hinte (1978) .................................... 6
i.iii
Solusi Persamaan van Hinte ............................................................................ 7
i.iv
Solusi Persamaan Dekompaksi Powerkaw ..................................................... 7
i.v
Persamaan Porositas Raiga – Clemenceau (Issler, 1992) ............................... 8
i.vi
Persamaan Analisis Kurva Kompaksi ............................................................ 11
iii.i
Persamaan Powerlaw Untuk 1 Cekungan ....................................................... 39
xii
