Tektonik dan sedimentasi Daerah Jawa Timur ditinjau dari teori tektonik lempeng dari selatan ke utara dapat dibagi menjadi 7 zona, dimana termasuk dalam foreland fold - thrust pada Zona Kendeng dan Back arc basin pada Zona Rembang dari sistem subduksi Miosen Awal-Sekarang. Tektonik dan sedimentasi Cekungan Jawa Timur Utara dipengaruhi oleh tumbukan lempeng Samudera India-Australia dan lempeng Eurasia. Pada jaman Kapur hingga sekarang kecepatan gerak dari lempeng India - Australia ke arah utara selalu berubah-ubah. Pada jaman Kapur kecepatan gerak tersebut 10 cm/tahun, sedang jaman Oligosen menurun menjadi lebih kecil dari 4 cm/tahun. Selanjutnya pada jaman Miosen awal kecepatan geraknya mulai naik lagi dan sekarang mencapai 6 cm/tahun. Kecepatan gerak lempeng yang menurun dari jaman Kapur-Oligosen, menyebabkan terjadinya gerak mundur roll back dari palung (trench), akibat dari lempeng Samudera Hindia lebih cepat daripada gerak maju overriding plate kontinen Eurasia. Sebagai akibatnya di Cekungan Rembang terjadi tektonik regangan mulai Eosen-Oligosen. Pada jaman tersebut pola sesar timurlaut-baratdaya dari jaman Kapur diremajakan dan terjadi horst dan graben. Di dalam cekungan ini diendapkan Formasi Ngimbang dan Formasi Kujung. Pada jaman Oligo-Miosen fase regangan berubah menjadi fase kompresif sesarsesar geser dan pada jaman Kapur mengalami peremajaan menjadi sesar turun. Di dalam cekungan terbentuklah blok-blok yang naik dan turun menjadi tinggian dan rendahan, sedangkan di bagian rendahan diendapkan fasies yang lebih dalam dan diperkirakan berfungsi sebagai batuan induk di daerah itu sendiri. Pada Miosen Awal, sebagai akibat dari gerak ke utara lempeng Samudera India yang naik, di Cekungan Rembang terjadi tektonik kompresi yang berlangsung hingga sekarang. Sementara itu di dalam cekungan diendapkan Formasi Tawun, Formasi Ngrayong, Kelompok Kawengan dan Kelompok Lidah. Sebagian sesar jaman Kapur diremajakan menjadi sesar-sesar geser. Di atas blok yang saling bergeser terjadi lipatan-lipatan dengan pola struktur enechelon. Pola semacam ini dapat diamati pada antiklin Nglobo dan Semanggi. Sementara itu terbentuk pula struktur dengan pola timur - barat.Tektonik regangan aktif mulai Eosen Tengah-Miosen Awal dianggap merupakan penyebab struktur utama. Tahap pertama fase awal regangan ditandai oleh retakan pada Eosen yang pada kala ini terjadi tinggian dan rendahan. Di dalam cekungan diendapkan sedimen silisiklastik serpih dan karbonat klastik Formasi Ngimbang. Tahap kedua diikuti amblesan besar-besaran dalam cekungan pada Oligosen. Selama fase ini diikuti oleh pengendapan batugamping dan Batulempung Formasi Kujung. Selama fase tersebut pengendapan di dalamnya dikontrol oleh struktur sesar, sedangkan pada bagian tinggian terjadi erosi. Pada Awal Miosen terjadi genanglaut yang menyebabkan seluruh cekungan tertutup air. Pada bagian tinggian tumbuh batugamping terumbu Formasi Prupuh, sedangkan di bagian rendahan diendapkan fasies yang lebih dalam. Pertumbuhan batugamping Prupuh terhenti akibat genanglaut yang besar, diikuti oleh pengendapan Formasi Tawun. Pada Miosen Tengah terjadi perubahan mendasar pola gaya (kompresi) di Cekungan Jawa Timur Utara yang mengakibatkan inversi besar besaran. Sesar-sesar yang terbentuk pada jaman Paleogen, aktif kembali dan menghasilkan sesar naik. Sesar-sesar ini memotong lapisan Neogen. Sebagian cekungan tersingkap di atas muka air laut dan terjadi erosi. Di bagian yang dalam diendapkan batupasir dan batulempung hitam Formasi Ngrayong. Pada akhir Miosen Tengah (N13) terjadigenanglaut. Sebagian daratan Miosen Tengah tertutup pengendapan batugamping Formasi Bulu, di bagian yang dalam diendapkan napal Formasi Wonocolo. Pada akhir Miosen Atas, pengendapan napal Formasi Wonocolo diikuti susutlaut pada akhir Miosen Atas (N18) yang ditandai dengan ditemukannya perulangan batupasir gampingan, dan batugamping pasiran Formasi Ledok. Kemudian pada Pliosen (Nr9-N20), kurang lebih 4-3,5 juta tahun yang lalu, terjadi fase genanglaut lagi yang diikuti pengendapan napal masif Formasi Mundu. Pada Plio-Pleistosen terjadi pengangkatan perlipatan dan penyesaran sebagian cekungan menjadi daratan, sedangkan bagian lainnya yang masih merupakan laut yang menjadi tempat diendapkannya batulempung dan napal Formasi Lidah.

LAMPIRAN

Gambar 1. Stratigrafi regional Cekungan Jawa Timur

Gambar 2. Thin section dari sidewall cores di Formasi Kujung menunjukkan tipe karakter matriks dari karbonat