GEOLOGI DAERAH TANGKISAN DAN SEKITARNYA, KABUPATEN PURBALINGGA, JAWA TENGAH DAN ANALISIS PALEOEKOLOGI SATUAN BATUPASIR FORMASI KALIBIUK BERDASARKAN STUDI PALINOLOGI, FORAMINIFERA, DAN MOLUSKA
TUGAS AKHIR A
Disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana strata satu Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung
oleh:
Cut Syarlitha Rahmayuna NIM. 120 05 037
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
ABSTRAK
Daerah penelitian terletak di Desa Tangkisan, Kecamatan Mrembet, Kabupaten Purbalingga, Propinsi Jawa Tengah. Secara geografis daerah penelitian terletak pada 7° 18' 45.00" - 7° 22' 15.00" LS dan 109° 23' 00.00" - 109° 25' 30.00" BT dengan luas daerah 30km2. Satuan geomorfologi daerah penelitian dapat dibagi menjadi empat satuan, yaitu: Satuan Perbukitan Sinklin, Satuan Lembah Antiklin, Satuan Perbukitan Homoklin, dan Satuan Dataran Aluvial. Stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi empat satuan tidak resmi dari tua ke muda, yaitu: Satuan Batulempung (Formasi Kalibiuk), Satuan Batupasir (Formasi Kalibiuk), Satuan Batulempung Tufan (Formasi Ligung), dan Satuan Endapan Aluvial. Struktur geologi yang mempengaruhi daerah penelitian terdiri dari struktur lipatan dan sesar. Struktur lipatan berupa antiklin dan sinklin yang berarah barat-timur. Struktur sesar berupa sesar mendatar menganan dengan arah baratlaut-tenggara. Tektonik kompresi pada daerah penelitian menyebabkan satuan batuan terangkat, terlipat, dan tersesarkan. Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk tersusun atas litologi batupasir sisipan batulempung yang berumur Pliosen Akhir-Pleistosen. Analisis paleoekologi Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk dilakukan berdasarkan studi palinologi, foraminifera, dan moluska. Berdasarkan dari tiga studi ini, terjadi perubahan lingkungan pengendapan Satuan Batupasir dari tua ke muda yaitu Neritik Tengah dan Neritik Dalam. Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk mengalami perubahan iklim selama Kala Pliosen Akhir-Pleistosen, yaitu iklim panas-lembab, iklim dingin –lembab, dan iklim panas-lembab yang didapatkan dari analisis palinologi.
Kata kunci: Purbalingga, Formasi Kalibiuk, Paleoekologi.
ii
ABSTRACT Research area is located in Tangkisan village and surroundings, Purbalingga regency, Central Java. Geographically it is located in latitude 7° 18' 45.00" - 7° 22' 15.00" and longitude 109° 23' 00.00" - 109° 25' 30.00", with ± 30km2 wide. Research area is divided into four geomorphological units, there are: Synclinal Ridge, Anticlinal Valley, Homoclinal Ridge, and Alluvial plain. Stratigraphy in research area is divided into four informal units, there are: Claystone Unit (Kalibiuk Formation), Sandstone Unit (Kalibiuk Formation), Tuffaceous Claystone Unit (Ligung Formation), and Alluvial Unit. Geological structures that affected in research area are fold and fault. Fold structures are divided into syncline and anticline with east-west trend. Right lateral strike-slip fault occured this area with NW-SE trend. Compression tectonic in this area caused all the rock unit elevated, folded, and faulted. Sandstone Unit of Kalibiuk Formation consist of sandstone intercalated with claystone with aged Late Pliocene-Pleistocene. Paleoecology analysis of this formation based on palynology, foraminifera, and mollusks study. Depositional environment fluctuation showed this area had one environment succession that developed during Late Pliocene-Pleistocene, there are Midlle Neritic and Inner Neritic. Paleoclimate fluctuation curve showed this area had two climate succession that developed during Late Pliocene-Pleistocene, there are warm and humid, cold and humid, warm and humid.
Keyword: Purbalingga, Kalibiuk Formation, Paleoecology
iii
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, penulis panjatkan puji dan syukur teramat dalam kehadirat Allah SWT, karena hanya atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “ Geologi Daerah Tangkisan dan Sekitarnya, Kabupaten Purbalingga, Jawa Tengah dan Analisis Paleoekologi Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk Berdasarkan Studi Palinologi, Foraminifera, dan Moluska”.
Banyak pihak yang telah mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Papa, Mama, Ungoh, Ubit atas doanya kepada penulis, segala dukungan moral, semangat dan kasih sayang yang besar sekali pengaruhnya dalam terselesaikannya tugas akhir ini. 2. Bapak Dr. Ir. Antonius Tjipto Rahardjo dan Bapak Dr. Aswan ST., M.T. atas bimbingan, diskusi, dan semangat yang diberikan kepada penulis selama proses penelitian berlangsung hingga selesainya makalah ini. 3. Bapak Dr. Ir. Khoiril Anwar M., M.T. yang telah meluangkan waktunya sehingga dengan sabar mau berdiskusi dengan penulis, khususnya mengenai foraminifera kecil. 4. Bang Wen, atas semua perhatian, dukungan, semangat, “tukang ojek” setia, kasih sayang yang telah diberikan, serta kesediaan menjadi “tong sampah” bagi penulis. 5. Teman-teman di HMTG “GEA” ITB, khususnya teman-teman 2005 (Bebek teman seperjuangan di lapangan maupun di kampus, Kinim, Gita, Apip, Mbak Dew, Jenggo, Shinto, Pitom sebagai teman begadang, Mesi, Bu Ren, Teteh, Aam, Kopet, Panji, Sonny, Selly, Hana, kanya, Mel, Bari, Rezy, Awang, Coco, Topan, Jawir sebagai teman di palino. 6. Mbak Mika, Pak Rahmat, Pak Agung, Mas Bob, Mas Ded atas diskusi, bantuan dan kopi malamnya. 7. Bapak dan Ibu Lurah di Desa Renan dan Kecamatan Karanganyar atas tumpangan, makan, dan motornya.
iv
8. Pimpinan, seluruh dosen dan karyawan di lingkungan Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung, 9. Hotty, Ega atas pinjaman palu dan kompas. 10.Kakak-kakak senior di Geodin atas teman begadangnya. 11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantudalam penulisan tugas akhir ini.
Penulis menyadari benar bahwa upaya maksimal dan sungguh-sungguh dalam menyelesaikan tugas akhir ini belum sempurna. Untuk itu penulis mohon maaf apabila dalam karya tulis ini masih terdapat kekurangan maupun kesalahan. Sehingga kritik dan saran tetap penulis harapkan dari semua pihak. Semoga tugas akhir ini bermanfaat.
Bandung, Desember 2009 Penulis,
v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ i ABSTRAK ......................................................................................................... ii ABSTRACT.......................................................................................................iii KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv DAFTAR ISI .................................................................................................... vi DAFTAR FOTO ................................................................................................ x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Maksud dan Tujuan ........................................................................ 1 1.3 Keadaan Umum Daerah Penelitian ................................................. 2 1.3.1 Lokasi dan Kesampaian Daerah ....................................... 2 1.3.2 Kondisi Umum Daerah Penelitian ................................... 2 1.4 Permasalahan ................................................................................... 3 1.4 Metode dan Tahapan Penelitian ...................................................... 3 BAB II GEOLOGI REGIONAL ...................................................................... 7 2.1 Geografis .......................................................................................... 7 2.2 Fisiografi .......................................................................................... 8 2.3 Struktur Geologi Regional ............................................................... 9 2.4 Stratigrafi Regional ....................................................................... 11 BAB III TATANAN GEOLOGI DAERAH PENELITIAN .......................... 15 3.1 Geomorfologi .................................................................................. 15 3.1.1 Geomorfologi Umum Daerah Penelitian ........................ 15 3.1.2 Satuan Geomorfologi Daerah Penelitian ........................ 17 3.1.2.1 Satuan Perbukitan Sinklin ................................ 17 3.1.2.2 Satuan Lembah Antiklin ................................... 18
vi
3.1.2.3 Satuan Perbukitan Homoklin ........................... 19 3.1.2.4 Satuan Dataran Aluvial .................................... 20 3.1.3 Tipe Genetik dan Pola Aliran Sungai Daerah Penelitian ............................................................................................................... 21 3.2 Stratigrafi ....................................................................................... 25 3.2.1 Satuan Batulempung ....................................................... 26 3.2.1.1 Penyebaran dan Ketebalan ............................... 26 3.2.1.2 Ciri Litologi ....................................................... 26 3.2.1.3 Umur, Lingkungan Pengendapan, dan Mekanisme Pengendapan ................................ 28 3.2.1.4 Kesebandingan Stratigrafi dan Hubungan Sratigrafi ........................................................... 28 3.2.2 Satuan Batupasir ............................................................. 29 3.2.2.1 Penyebaran dan Ketebalan ............................... 29 3.2.2.2 Ciri Litologi ....................................................... 30 3.2.2.3 Umur dan Lingkungan Pengendapan ............. 32 3.2.2.4 Kesebandingan Stratigrafi dan Hubungan Stratigrafi .......................................................... 34 3.2.3 Satuan Batulempung Tufan ............................................ 34 3.2.3.1 Penyebaran dan Ketebalan ............................... 34 3.2.3.2 Ciri Litologi ....................................................... 34 3.2.3.3 Umur dan Lingkungan Pengendapan ............. 35 3.2.3.4 Kesebandingan Stratigrafi dan Hubungan Stratigrafi .......................................................... 35 3.2.4 Satuan Endapan Aluvial ................................................. 36 3.3 Struktur Geologi ............................................................................ 37 3.3.1 Struktur Lipatan ............................................................. 38 3.3.1.1 Sinklin Gondang ............................................... 38 3.3.1.2 Antiklin Kalijaran ............................................. 39
vii
3.3.1.3 Sinklin Kedungbayah ........................................ 40 3.3.1.4 Antiklin Tangkisan ........................................... 41 3.3.2 Struktur Sesar ................................................................. 42 3.3.2.1 Sesar Mendatar kalibulan ................................ 43 3.3.3 Mekanisme Pembentukan Struktur Geologi di Daerah Penelitian ............................................ 44 BAB IV PALEOEKOLOGI SATUAN BATUPASIR FORMASI KALIBIUK .......................................................................................................................... 47 4.1 Palinologi ........................................................................................ 47 4.1.1 Pendahuluan .................................................................... 47 4.1.2 Polen dan Spora ............................................................... 48 4.1.3 Preparasi palinologi ......................................................... 53 4.1.4 Metoda Analisis Palinologi .............................................. 55 4.1.5 Penentuan Umur ............................................................. 57 4.1.6 Penentuan Lingkungan Pengendapan ............................ 59 4.1.7 Penentuan Iklim Purba ................................................... 61 4.1.8 Palinologi Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk ............. 62 4.2 Foraminifera .................................................................................. 68 4.2.1 Pendahuluan .................................................................... 68 4.2.2 Preparasi Foraminifera ................................................... 69 4.2.3 Metoda Analisis Foraminifera ........................................ 70
4.2.4 Analisis Foraminifera Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk ........................................................................ 70 4.3 Moluska .......................................................................................... 72
viii
4.3.1 Pendahuluan .................................................................... 72 4.3.2 Preparasi dan Metoda Analisis Moluska ........................ 74 4.3.2.1 Preparasi Moluska ............................................ 74 4.3.2.2 Metoda Analisis Moluska ................................. 75 4.3.3 Analisis Moluska Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk ........................................................................ 75 4.4 Paleoekologi ................................................................................... 77 4.4.1 Pendahuluan .................................................................... 77 4.4.2 Paleoekologi Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk ......... 78 BAB V SEJARAH GEOLOGI ....................................................................... 79 BAB VI KESIMPULAN ................................................................................. 82 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 85 LAMPIRAN
ix
DAFTAR FOTO
Foto 3.1
Satuan Perbukitan Sinklin .......................................................... 18
Foto 3.2
Satuan Lembah Antiklin ............................................................ 19
Foto 3.3
Satuan Perbukitan Homoklin ...................................................... 20
Foto 3.4
Satuan Dataran Aluvial .............................................................. 21
Foto 3.5
Lembah Kali Klawing ................................................................ 22
Foto 3.6
Lembah Kali Laban .................................................................... 22
Foto 3.7
Lembah Kali Klawing ................................................................ 22
Foto 3.8
Singkapan batulempung sisipan batupasir .................................. 27
Foto 3.9
Satuan Batupasir, tersingkap baik di Kali Klawing ..................... 30
Foto 3.10
Singkapan batupasir pada Satuan Batupasir ................................ 32
Foto 3.11
Struktur sedimen Flute Cast pada Satuan Batupasir ................... 32
Foto 3.12
Singkapan batulempung tufan pada Satuan Batulempung Tufan . 35
Foto 3.13
Singkapan Batupasir Tufan pada Satuan Batulempung Tufan ..... 35
Foto 3.14
Satuan Endapan Aluvial ............................................................. 36
Foto 3.15
Sumbu Antiklin pada Satuan Batulempung ................................ 40
Foto 3.16
Kekar gerus yang intensif pada Satuan Batulempung ................. 44
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1
Peta lokasi daerah penelitian ........................................................ 2
Gambar 1.2
Diagram alir metoda dan tahapan penelitian ................................. 6
Gambar 2.1
Peta Fisiografis Jawa Tengah (Bemmelen, 1949) .......................... 8
Gambar 2.2
Pola struktur Pulau Jawa (Pulonggono dan Martodjojo, 1994) ....... 9
Gambar 2.3
Pola struktur Jawa Tengah (Sujanto, 1975).................................. 10
Gambar 2.4
Pola umum lipatan Jawa dan Madura (Situmorang dkk., 1976).... 11
Gambar 2.5
Kolom stratigrafi regional daerah penelitian (berdasarkan beberapa penulis) ................................................... 14
Gambar 3.1
Diagram bunga (roset) yang menggambarkan pola kelurusan daerah penelitian ........................................................ 16
Gambar 3.2
Pola aliran sungai dan tipe genetik sungai daerah penelitian ...... 23
Gambar 3.3
Bentukan morfologi pada daerah penelitian ................................ 24
Gambar 3.4
Kolom stratigrafi daerah penelitian (tanpa skala) ......................... 25
Gambar 3.5
Analisis lipatan (kiri) dan diagram kontur sayap lipatan (kanan) pada Sinklin Gondang ................................................... 39
Gambar 3.6
Analisis Lipatan (kiri) dan Diagram Kontur Sayap Lipatan (kanan) pada Antiklin Kalijaran ................................................ 40
Gambar 3.7
Analisis lipatan (kiri) dan diagram kontur sayap lipatan (kanan) pada Sinklin Kedungbayah ............................................ 41
Gambar 3.8
Analisis lipatan (kiri) dan diagram kontur sayap-sayap lipatan (kanan) pada Antiklin Tangkisan .................................... 42
Gambar 3.9
Analisis dinamik dan kinematik (kiri), serta diagram kontur kekar gerus (kanan) pada Sesar Mendatar Kali Bulan ...... 43
Gambar 3.10 Mekanisme pembentukan struktur geologi di daerah xi
penelitian (tanpa skala)................................................................ 45 Gambar 4.1
Bagan penyusun dinding polen (Morley, 1990) ........................... 49
Gambar 4.2
Morfologi dari eksin (Morley, 1990) ........................................... 49
Gambar 4.3
Variasi bentuk morfologi, bentuk apertur, dan posisi apertur pada polen dan spora (Traverse, 1988) ................................................ 51
Gambar 4.4
Ornamentasi pada lapisan eksin (Traverse, 1988) ........................ 52
Gambar 4.5
Ukuran dari polen dan spora yang dibandingkan dengan ukuran sedimen klastik /Skala Wenworth (Traverse, 1988) .................... 53
Gambar 4.6
Diagram alir preparasi palinologi ............................................... 55
Gambar 4.7
Zonasi Palinologi Pulau Jawa (Rahardjo dkk., 1994) ................... 59
Gambar 4.8
Hubungan antara distribusi palinomorf dengan lingkungan pengendapan Pantai/Delta (Haseldonckx, 1974) .......................... 60
Gambar 4.9
Diagram marine-non marine Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk (tanpa skala)................................................................................ 64
Gambar 4.10 Bagian-bagian dari gastropoda ................................................... 73 Gambar 4.11 Zonasi Tidal-Open Marine (Fairbridge dan Bourgeois, 1978)...... 76
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Klasifikasi bentuk polen berdasarkan indeks P/E (Reitsma, 1970 dalam Morley, 1990) ................................................................... 50
Tabel 4.2
Lingkungan pengendapan (Haseldonckx, 1974) .......................... 60
Tabel 4.3
Lampiran moluska Satuan Batupasir Formasi Kalibiuk .............. 77
xiii
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A
Analisis Petrografi A-1 Feldspathic wacke A-2 Volcanic Arenite A-3 Volcanic Arenite A-4 Batupasir Tufan
LAMPIRAN B
Analisis Kalsimetri
LAMPIRAN C
Analisis Struktur C-1 Sinklin Gondang C-2 Antiklin Kalijaran C-3 Sinklin Kedungbayah C-4 Antiklin Tangkisan C-5 Sesar Menganan Naik Kalibulan C-6 Kelurusan daerah penelitian
LAMPIRAN D
Analisis Mikropaleontologi D-1 Analisis Mikropaleontologi D-2 Analisis Palinologi Satuan Batulempung Tufan D-3 Foto Foraminifera Plangton D-4 Foto Foraminifera Bentos D-5 Foto Foraminifera Bentos D-6 Kisaran Lingkungan Pengendapan Moluska D-7 Foto Moluska D-8 Foto Palinomorf D-9 Deskripsi Palinomorf
LAMPIRAN E
Analisis Paleoekologi E-1Diagram Palinologi Satuan Batupasir
xiv
E-2 Diagram Foraminifera dan Diagram Moluska Satuan Batupasir LAMPIRAN F
Peta F-1 Peta Lintasan F-2 Peta Geomorfologi F-3 Peta Geologi
LAMPIRAN G
Kolom Stratigrafi Daerah Kali Klawing
xv
