bab iv struktur geologi - perpustakaan digital itb klasifikasi sesar oleh rickard (1972) op. cit...

34

BAB IV

STRUKTUR GEOLOGI

4.1 STRUKTUR SESAR

Struktur sesar pada daerah penelitian terdiri dari sesar-sesar anjak yang berarah relatif

Barat-Timur (NE-SW) dan sesar geser yang berarah relatif Barat Daya - Timur Laut

(NW-SE). Penamaan sesar-sesar yang ada di daerah penelitian didasarkan atas nama

geografis dimana sesar-sesar tersebut dijumpai.

4.1.1 Sesar Naik Cisokan

Sesar naik ini teramati dari adanya lapisan terbalik pada satuan batupasir –

batulempung selain itu juga ditemukan adanya beberapa gejala - gejala sesar, seperti

slicken side, gash fracture, shear fracture, serta adanya kenampakan air terjun (Foto

4.1). Sesar ini juga teramati dari kelurusan gawir dan juga lembah Sungai Cisokan

pada Utara daerah penelitian. Sesar naik Cisokan dapat diklasifikasikan sebagai tipe

sesar breaktrough fault propagation fold.

Berdasarkan analisis kinematika dari data elemen struktur yang diperoleh di lapangan

(Lampiran D) didapatkan kedudukan bidang sesar yaitu N580E/350 dengan kedudukan

net-slip yaitu 300 , N1150E dan pitch sebesar 700. Berdasarkan klasifikasi sesar oleh

Rickard (1972) op. cit Ragan (1985), diperoleh penamaan sesar yaitu Sesar Naik

Menganan Cisokan.

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Naik Menganan Cisokan ini dilakukan

pada data pengukuran kekar geser berpasangan. Hasil analisis dinamik ini

menunjukkan bahwa arah tegasan maksimum (σ1) yang mempengaruhi Sesar Naik

Menganan Cisokan ini memiliki orientasi 10 , N1240E.

35

Foto 4.1 Indikasi keberadaan sesar; a. slicken side pada CSK - C6, b &c. gash fracture dan shear

fracture pada CSK – C10, air terjun pada CPTR – 4, dan lapisan tegak di CSK-12

4.1.2 Sesar Naik Campaka

Sesar ini ditafsirkan dari adanya urutan stratigrafi yang tidak normal, satuan

batugamping yang berumur lebih tua berada di atas satuan batupasir – batulempung

yang berumur lebih muda. Sesar ini diprediksikan menerus hingga ke bagian Timur

yang tertutupi oleh satuan breksi. Di beberapa tempat ditemukan adanya gejala –

a b

dc

ee

36

gejala sesar seperti keberadaan air terjun (Foto 4.2), gash fracture, dan shear fracture

(Foto 4.3).


(Lampiran D), didapatkan kedudukan bidang sesar yaitu N630E/400 dengan

kedudukan net-slip yaitu 360 , N1230E dan pitch sebesar 670. Berdasarkan klasifikasi

sesar oleh Rickard (1972) op. cit Ragan (1985), diperoleh penamaan sesar yaitu Sesar

Naik Menganan Campaka.

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Menganan Naik Margaluyu ini dilakukan


menunjukkan bahwa arah tegasan maksimum (σ1) yang mempengaruhi Sesar

Menganan Naik Citalahab ini memiliki orientasi 10, N1350E.

Foto 4.2 Air terjun di CKRG - 9

37

Foto 4.3 Gash fracture di CKRG – 8 dan shear fracture CKRG - 9

4.1.3 Sesar Naik Cicadas

Sesar ini teramati dari kelurusan lembah pada Cibale dan kelurusan Gawir pada Pasir

Jubleg. Selain itu juga ditemukan adanya gejala – gejala sesar berupa keberadaan air

terjun (Foto 4.4) dan shear fracture (Foto 4.5).





Naik Menganan Citalahab.

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Menganan Naik Citalahab ini dilakukan



Menganan Naik Citalahab ini memiliki orientasi 10 , N1430E.

38

Foto 4.4 Air terjun di lokasi CBL - 3

Foto 4.5 Shear Fracture di CMPR – A9

39

4.1.4 Sesar Mendatar Campaka

Sesar ini didapatkan dari adanye pergeseran (offset) dari satuan batugamping pada

peta geologi (Lampiran III) selain itu sesar ini teramati dari kelurusan sungai yang

tiba – tiba berbelok dan menghasilkan kelurusan lebih kurang 1 km berarah Barat

Laut – Tenggara di Sungai Cisokan. Selain itu dijumpai juga adanya shear fracture

dan gash fracture (Foto 4.6) yang dominan di lapangan.

Foto 4.6 gash fracture dan shear fracture di CMPR - 1





Menganan Campaka.

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Menganan Campaka ini dilakukan pada

data pengukuran kekar geser berpasangan. Hasil analisis dinamik ini menunjukkan

bahwa arah tegasan maksimum (σ1) yang mempengaruhi Sesar Menganan Campaka

ini memiliki orientasi 00 , N200E

4.1.5 Sesar Mendatar Cinempel

Sesar ini ditemui pada hulu sungai Cinempel. Kehadiran sesar ini ditunjukkan dengan

adanya slicken side (Foto 4.7), breksiasi dan juga shear fracture (Foto 4.8) di

lapangan.

40





Menganan Naik Cinempel

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Menganan Naik Cinempel ini dilakukan



Menganan Naik Cinempel ini memiliki orientasi 190, N190E.

Foto 4.7 slicken side di CNPL – 3

41

Foto 4.8 Shear fracture di CNPL-4

4.1.6 Sesar Mendatar Cilawang

Sesar ini dijumpai pada hulu sungai Cilawang yang kehadirannya ditunjukkan dengan

adanya shear fracture (Foto 4.9) dan juga ditemukan adanya pembelokan sungai citali

secara tiba-tiba.





Menganan Naik Cilawang.

Analisis dinamik (Lampiran D) pada Sesar Geser Menganan Naik Cilawang ini

dilakukan pada data pengukuran kekar geser berpasangan. Hasil analisis dinamik ini


Menganan Naik Cilawang ini memiliki orientasi 110 , N2160E.

42

Foto 4.9 Shear fracture di CGT-4 dan shear fracture di CTL-11

4.2 STRUKTUR LIPATAN

4.2.1 Sinklin Girimulya

Sinklin ini diinterpretasikan berada di perbatasan Desa Girimulya dan Desa

Margaluyu yang sumbunya berarah Barat Daya-Timur Laut. Dari pengolahan data

bidang perlapisan di daerah penelitian (diagram beta), didapatkan kedudukan sumbu

lipatan yaitu 320, N2300 E (Lampiran D).

4.2.2 Sinklin Cigintung

Sntiklin ini berada di antara sungai Cigintung dan Sungai Cirangkuang dengan sumbu

berarah Barat Daya-Timur Laut. Dari pengolahan data bidang perlapisan di daerah

penelitian (diagram beta), didapatkan kedudukan sumbu lipatan yaitu 200,N 2680 E

(Lampiran D).

4.2.3 Sinklin Cihonje

Sntiklin ini berada di antara Sungai Cihonje dengan Sungai Cipetir dengan sumbu

berarah Barat – Timur. Dari pengolahan data bidang perlapisan di daerah penelitian

43

(diagram beta), didapatkan kedudukan sumbu lipatan yaitu 110, N2460E (Lampiran

D).

4.2.4 Sinklin Campaka

Sinklin ini berada di antara Desa Campaka dengan sumbu berarah Barat Daya-Timur

Laut. Dari pengolahan data bidang perlapisan di daerah penelitian (diagram beta),

didapatkan kedudukan sumbu lipatan yaitu 20 , N2550E beserta sumbu lipatan N750E/

870 (Lampiran D). Berdasarkan klasifikasi Rickard (1971) op. cit. Harsulomakso

(1997), lipatan ini termasuk kedalam upright horizontal fold.

4.2.5 Sinklin Citali

Sinklin ini berada di antara sungai Citali dengan sumbu berarah Barat Daya-Timur

Laut. Dari pengolahan data bidang perlapisan di daerah penelitian (diagram beta),

didapatkan kedudukan sumbu lipatan yaitu 170 , N2630E beserta sumbu lipatan

N980E/ 480 (Lampiran D). Berdasarkan klasifikasi Rickard (1971) op. cit.

Harsulomakso (1997), lipatan ini termasuk kedalam inclined horizontal fold.

4.2.6 Sinklin Bojongsalam

Sinklin ini berada di antara sungai Cimahpar dan Sungai Cilawang dengan sumbu

berarah Barat Daya-Timur Laut. Dari pengolahan data bidang perlapisan di daerah

penelitian (diagram beta), didapatkan kedudukan sumbu lipatan yaitu 250 , N900E

beserta sumbu lipatan N2700E/ 260 (Lampiran D). Berdasarkan klasifikasi Rickard

(1971) op. cit. Harsulomakso (1997), lipatan ini termasuk kedalam inclined horizontal

fold.

4.3 MEKANISME PEMBENTUKAN STRUKTUR

Berdasarkan analisis struktur geologi tersebut di atas, daerah penelitian dapat

diinterpretasikan berada pada zona foreland (Gambar 4.1) yang sangat berhubungan

44

dengan adanya pemendekan regional dari rezim tektonik kompresi yang membentuk

suatu konfigurasi sesar naik yang dinamakan dengan jalur anjakan-lipatan (fold thrust

belt). Zona foreland disebut juga dengan zona eksternal yang dicirikan oleh deformasi

plastis yang kurang dominan, tidak dipengaruhi oleh kondisi metamorfisme dan strain

yang bersifat non-penetratif (Marshak dan Mitra, 1988). Sehingga dapat disimpulkan

bahwa sesar anjak pada daerah penelitian berhubungan dengan tektonik thin-skinned

yang bekerja pada suatu lapisan stratigrafi dengan besaran hanya mencapai puluhan

kilometer serta tidak melibatkan adanya pergerakan dari batuan dasar (Mc Clay,

2000).

Gambar 4.1 Zona foreland (area biru) pada tektonik back arc, lokasi pembentukan jalur

anjakan-lipatan (Mc Clay, 2000)

Sesar naik merupakan komponen struktur utama yang bekerja pada daerah penelitian,

dengan komponen struktur penyerta terdiri dari sesar geser dan lipatan. Sesar geser

merupakan compartmental faults (Brown, 1975 op. cit Davis, 1996) yang dihasilkan

dari sesar sobekan (tear fault) yang diakibatkan oleh perbedaan pengakomodasian

gaya pemendekan dari blok yang berbeda (Gambar 4.2), dengan kata lain sesar

sobekan memisahkan segmen yang memiliki besaran strain berbeda yang juga

meyebabkan perbedaan geometri dan frekuensi dari sesar dan lipatan.

45

Gambar 4.2 Tear fault, yang diakibatkan oleh perbedaan pengakomodasian gaya pemendekan

(McClay, 2000)

Secara umum sesar anjak di daerah penelitian sangat berkesesuaian dengan adanya

struktur lipatan yang ada, atau dinamakan dengan fault-related folds. Salah satunya

pada lipatan yang bertipe fault propagation folds (Gambar 4.3), dimana terbentuknya

suatu lipatan diakibatkan oleh pembengkokan yang bersifat lentur (flexular bending)

dari suatu lapisan batuan yang kemudian memicu pecahnya batuan dan pada akhirnya

membentuk suatu bidang pensesaran (Suppe dan Medwedeff, 1984; Suppe, 1985 op.

cit McClay, 2000). Pada tahap perkembangan lipatan, sesar dapat memotong melalui

fault propagation folds, dengan mengubah geometri dari strukturnya. Bentuk dari

struktur ini dipengaruhi oleh jalur sesar yang sering memotong melalui forelimb atau

bagian atas dari detachment. Struktur ini dikenal dengan istilah breaktrough fault

propagation fold (Gambar 4.4) yang berkembang di daerah penelitian.

46

Gambar 4.3 Tipe lipatan yang berhubungan dengan fault propagation fold (gambar dari

http://ic.ucsc.edu)

Gambar 4.4 Breakthrough fault propagation folds (Suppe, 1984 op cit., Tearpock dan Bischke, 1991)

Adanya urutan beberapa sesar anjak yang bersifat sejajar pada daerah penelitian

merupakan manifestasi dari bekerjanya suatu sistem sesar anjak yang secara

kinematik sangat berhubungan dan menghasilkan susunan sesar yang berkembang

membentuk sekuen sesar (Marshak dan Mitra, 1988). Sistem sesar anjak pada daerah

47

penelitian diinterpretasikan berupa sistem imbrikasi yang didefinisikan sebagai sistem

sesar yang terbentuk akibat pengakomodasian pergeseran sesar utama dimana besar

pergeseran yang ada didistribusikan ke sesar-sesar yang lebih kecil sehingga besar

dan arah pergeseran menjadi konsisiten (Dahlstrom, 1969 op. cit Marshak dan Mitra,

1988).

Sistem sesar anjakan imbikrasi di daerah penelitian dapat diklasifikasikan ke dalam

sesar anjakan leading (Gambar 4.5), dengan pergerakan sesar maksimum berada pada

bagian depan atau paling bawah dari urutan sesar yang ada (Boyer dan Elliott, 1982).

Hal ini dibuktikan oleh besarnya nilai pergeseran Sesar Naik Cisokan yang berada

paling utara daerah penelitian dan secara vertikal berada paling bawah diantara sesar

anjak lainnya.

Gambar 4.5 Fault propagation fold imbrikasi tipe leading (Boyer & Elliot, 1982; Mitra, 1986;

Woodward et.al., 1989 op. cit McClay, 2000)

Dari uraian diatas dan dari analisis struktur geologi dapat disimpulkan bahwa struktur

geologi daerah penelitian berlangsung pada satu fasa deformasi dengan rezim

kompresi yang membentuk suatu jalur anjakan lipatan dengan struktur penyerta

berupa sesar sobekan (tear fault) dan lipatan. Umur struktur pembentukan geologi

48

diperkirakan berumur Pliosen yang dibuktikan dengan tidak terpengaruhnya lava

andesit dan breksi

4.4 PENAMPANG SEIMBANG (BALANCED CROSS-SECTION)

Rekonstruksi penampang seimbang merupakan prosedur yang sangat penting dalam

pembuatan penampang geologi yang baik untuk memperoleh penampang yang mendekati keadaan sebenarnya. Metode ini sangat berguna untuk menyampaikan konfigurasi struktur geologi daerah terkait secara lebih informatif dan komunikatif.

Dalam pembuatan penampang seimbang, sangat dibutuhkan pemahaman mendalam

mengenai stratigrafi, sekuen sesar anjak dan karakteristik dari sesar anjak (McClay,

2003). Penampang seimbang juga bermanfaat untuk menguji validitas geometri

struktur yang dihasilkan, mencakup analisis model sesar, panjang lapisan batuan dan

konsistensi area penampang (Marshak dan Mitra, 1988). Salah satu kunci utama

dalam prosedur pembuatan penampang seimbang yaitu restorasi penampang, yang

bertujuan untuk mengetahui keadaan geologi sebelum mengalami proses deformasi.

4.4.1 Metode Kink

Metode kink merupakan metode rekontrusi penampang dengan menggunakan dip

domain sebagai batas dimana suatu kemiringan lapisan berubah. Lipatan yang

terbentuk pada jalur anjakan lipatan umumnya tidak membentuk suatu kurva halus

namun justru membentuk beberapa dip domain sesuai dengan perubahan dip yang ada

(Usdansky & Groshong, 1984; Fail, 1969 op. cit Marshak dan Mitra, 1988).

Penggunaan metode kink dalam restorasi penampang seimbang sangat berperan

penting karena memudahkan dalam perhitungan panjang lapisan dan luas area lapisan.

Langkah pertama dalam rekonstruksi penampang dengan menggunakan metode kink

yaitu dengan penyajian data kedudukan lapisan dan data batas satuan stratigrafi

sebagai data dasar (Gambar 4.6).

49

Gambar 4.6 Penyajian data kedudukan pada penampang (Wotjal, 1988 op cit Marshak dan Mitra,

1988)

Kemudian penentuan domain dip dilakukan dengan cara membuat garis bagi sudut

antara dua kemiringan lapisan yang berbeda (Gambar 4.7).

Gambar 4.7 Penentuan domain dip diantara dua data kedudukan (Wotjal, 1988 op cit Marshak dan

Mitra, 1988)

Setelah semua domain dip dibuat berdasarkan setiap adanya perubahan kemiringan

lapisan kemudian tiap-tiap batas stratigrafi ditarik berdasarkan domain kemiringan

lapisan tersebut sehingga terbentuk profil penampang akhir yang lengkap (Gambar

4.8).

50

Gambar 4.8 Profil lengkap struktur lipatan (Wotjal, 1988 op. cit Marshak dan Mitra, 1988)

4.4.2 Perhitungan Kedalaman Detachment

Penghitungan kedalam detachment merupakan tahap penting dalam rekonstruksi

penampang seimbang dalam restorasi penampang geologi. Batas dimana detachment

berada berguna untuk penarikan elemen struktur maupun batas satuan batuan

diatasnya.

Dahlstrom (1969) op. cit Marshak dan Mitra (1988) mengaplikasikan konsep

pemendekan regional dalam penentuan kedalaman detachment (Gambar 4.9). Dari

perhitungan tersebut terlihat bahwa besarnya nilai kedalam detachment berhubungan

langsung dengan besarnya pemendekan yang ditunjukkan oleh morfologi kurvatur

dari suatu perlipatan (Ax) atau yang dinamakan dengan excess area. Permasalahan

yang ditemui yaitu jika ditemukan adanya sesar diantara satuan yang terlipat dengan

detachment dikarenakan perhitungan kedalaman detachment akan menjadi tidak tepat

(Marshak dan Mitra, 1988). Metode lain yang dapat dipergunakan dalam perhitungan

detachment yaitu menggunakan data penampang seismik dan stratigrafi regional.

51

Gambar 4.9 Perhitungan kedalaman detachment (Marshak dan Mitra, 1988)

4.4.3 Restorasi Penampang Seimbang

Berdasarkan hasil dari perhitungan kedalaman detachment kemudian dilakukan

pembuatan tiga penampang-terdeformasi dengan menggunakan metode kink. Ketiga

penampang tersebut yaitu penampang A-B dan penampang C-D.

Dari metode perhitungan ini, diperoleh detachment untuk penampang A-B pada

kedalaman 1.875 m dan penampang C-D diperoleh detachment pada interval

kedalaman 2.390 m.

Dari kedua penampang terdeformasi yang ada, yaitu penampang A-B, C-D (Gambar

4.10 dan 4.11), dilakukan proses restorasi penampang untuk menguji validitas

penampang yang dihasilkan. Berdasarkan Marshak dan Mitra (1988), penampang

dapat dikatakan seimbang jika telah memenuhi kriteria diantaranya:

Prinsip keseimbangan panjang lapisan

Prinsip keseimbangan luas, dan

52

Prinsip keseimbangan bentuk sesar

Tahapan akhir dari proses restorasi penampang yaitu tahap evaluasi penampang yang

bertujuan untuk mengurangi adanya kesalahan yang muncul pada saat restorasi

dilakukan.

Prinsip keseimbangan panjang lapisan dilakukan dengan menghubungkan titik-titik

acuan yang diletakkan pada suatu level regional yang sama. Penampang yang sudah

direstorasi dapat dikatakan seimbang jika panjang lapisan dimana titik acuan

diletakkan berada pada satu level regional yang sama dan memiliki panjang lapisan

yang sama dengan penampang terdeformasi.

Prinsip keseimbangan luas dapat digunakan jika terdapat adanya perubahan

ketebalan pada suatu lapisan yang akan direstorasi. Akan tetapi pada daerah penelitian

ketebalan satuan dianggap konstan.

Prinsip keseimbangan bentuk sesar merupakan salah satu faktor penting dalam

rekonstruksi penampang seimbang. Interpretasi pola geometri ramp dan flat sangat

berperan dalam rekonstruksi bentuk sesar pada keadaan sebelum terdeformasi,

dikarenakan geometri dari suatu sesar sangat dipengaruhi oleh pergerakan sesar yang

lebih muda.

53

Gambar 4.10 Penampang terdeformasi A-B

54

Gambar 4.11 Penampang terdeformasi C-D

55

Bagian akhir dari rekonstruksi penampang seimbang yaitu dilakukannya evaluasi

penampang. Tahapan ini berguna untuk memastikan penampang berada dalam kondisi

seimbang, dapat dipercaya, dan dapat mengilustrasikan keadaan bawah permukaan

mendekati keadaan sebenarnya. Loose line dan pin line merupakan dua faktor utama

yang dapat membantu untuk menguji validitas dari suatu penampang. Dari

penampang terdeformasi, loose line diletakkan pada bagian paling Selatan (berhimpit

dengan B dan D) sedangkan pin line regional diletakkan pada bagian paling Utara

(berhimpit dengan A dan C).

Loose line merupakan suatu titik-titik tidak tetap yang diletakkan pada bagian

hanging-wall dari penampang terdeformasi dan berguna untuk mengetahui apakah

penampang yang dihasilkan dapat dipercaya atau tidak. Secara ideal, loose line yang

lurus menunjukkan bahwa penampang berada dalam kondisi seimbang. Namun dari

restorasi penampang diperoleh garis loose line yang miring searah dengan arah

kemiringan lapisan (Lampiran E-V). Loose line yang miring dapat diterima asalkan

pada bagian bawah berlawanan dengan arah transport energi (Marshak dan Mitra,

1988). Penampang dapat dikategorikan tidak seimbang jika hasil dari restorasi loose

line membentuk kemiringan yang berlawanan dengan arah kemiringan lapisan

(Marshak dan Mitra, 1988). Permasalahan ini salah satunya dapat diatasi dengan

melakukan perubahan besaran sudut ramp sesar pada penampang terdeformasi.

Pin line merupakan titik yang tidak mengalami pergerakan selama deformasi. Pin line

dapat dibagi menjadi pin line lokal dan pin line regional, dimana pin line lokal

diletakkan pada bagian penampang dengan satuan stratigrafi yang lengkap sedangkan

pin line regional diletakkan pada bagian foot-wall ataupun pada bagian penampang

yang tidak terdeformasi. Pin line merupakan titik-titik tetap yang dibuat tegak lurus

terhadap bidang lapisan dan bertujuan untuk membantu penentuan lokasi sesar dan

lokasi area tererosi (Lampiran E-V).

Dari hasil restorasi yang dilakukan pada penampang A-B dan C-D kemudian

dilakukan perhitungan pemendekan dan rasio kontraksi. Untuk penampang A-B

diperoleh nilai pemendekan sebesar 35.7 % dengan rasio konstraksi (L’/Lo) sebesar

0.64. Untuk penampang C-D diperoleh nilai pemendekan sebesar 52 % dengan rasio

konstraksi (L’/Lo) sebesar 0.48.

56

Dari rekonstruksi forward-model didapatkan bahwa sistem sesar anjak di daerah

penelitian diklasifikasikan kedalam sistem imbrikasi tipe leading dikarenakan

keseimbangan penampang dapat terbentuk setelah dilakukan restorasi pada sesar blind

thrust yang berada paling Selatan daerah penelitian terlebih dahulu dan kemudian

berturut-turut sesar yang berada di Utaranya. Rekonstruksi forward-model bertujuan

untuk mengetahui runutan sejarah pembentukan struktur geologi di daerah penelitian,

dan pada akhirnya dihasilkan suatu keadaan restorasi yang menunjukkan kondisi

stratigrafi daerah penelitian sebelum deformasi terjadi.

bab iv struktur geologi - perpustakaan digital itb klasifikasi sesar oleh rickard (1972) op. cit...

Documents