pendugaan struktur bawah permukaan di daerah …

PENDUGAAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DI DAERAH BAGIAN TENGAH DAS CISADANE DENGAN MENGGUNAKAN DATA GRAVITY

p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume I, Nomor 2, halaman 77-86, Agustus, 2020 https://www.trijurnal.lemlit.trisakti.ac.id/jogee

Page 77


ESTIMATION SUBSURFACE STRUCTURES IN THE MIDDLE PART OF CISADANE WATERSHED USING GRAVITY DATA

Suherman Dwi Nuryana1a, Novi Triany 1, Dyah Ayu Setyorini1, Karyono HS1 Nana Sulaksana2, Emi Sukiyah2

1Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Kebumian Dan Energi, Universitas Trisakti,

DKI Jakarta, Indonesia 2Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia

aEmail korespondensi: [email protected]

Sari. Daerah Aliran Sungai (DAS) Cisadane merupakan wilayah yang pembangunannya berkembang sangat pesat. Tingginya aktivitas pembangunan tersebut menjadikan pemahaman kondisi bawah permukaan aliran sungai Cisadane perlu untuk dipelajari. DAS Cisadane termasuk dalam Cekungan Jakarta bagian Barat, tersusun oleh endapan aluvium, delta dan material gunungapi serta batuan tua yang berumur Tersier. Tujuan penelitian untuk mengetahui struktur bawah permukaan yang ada di bagian tengah DAS Cisadane. Metode gaya berat digunakan untuk mengidentifikasi keberadaan struktur bawah permukaan berdasarkan kontras densitas batuannya. Analisis struktur bawah permukaan dilakukan melalui interpretasi dari peta anomali Bouguer dan anomali residual serta model dua dimensi gayaberat. Hasil penelitian mempelihatkan nilai anomali Bouguer antara 47.0 sampai 70.4 mGal. Anomali di bagian utara dan selatan relatif lebih rendah daripada bagian tengah, menunjukkan bahwa basement di bagian utara dan selatan lebih dalam dibandingkan di bagian tengah. Penampang model gayaberat dibuat dalam 3 lapisan, dengan densitas 1.9 mGal berupa sedimen kuarter, 2.2 mGal sedimen Tersier dan batuan dasar 2.67 mGal. Pola struktur bawah permukaan DAS Cisadane bagian tengah berupa sesar mendatar yang berarah baratlaut-tenggara.

Sejarah Artikel :

Diterima 6 Juli 2020

Revisi 13 Juli 2020

Disetujui 27 Juli 2020

Terbit Online 25 Agustus 2020

Kata Kunci :

Struktur Bawah Permukaan,

Cisadane,

Gaya Berat,

Anomali Bouguer

https://www.trijurnal.lemlit.trisakti.ac.id/jogee

mailto:[email protected]



Page 78

Abstract. The Cisadane River Basin (DAS) is a region that is developing very rapidly. The high level of development activities makes understanding the subsurface conditions of the Cisadane river flow need to be studied. The Cisadane watershed is included in the West Jakarta Basin, composed of alluvium deposits, deltas and volcanic material and old Tertiary rocks. The purpose of this study was to determine the subsurface structure in the middle of the Cisadane watershed. The gravity method is used to identify the presence of subsurface structures based on contrasting rock densities. Analysis of subsurface structures is carried out through interpretation of Bouguer anomaly maps and residual anomalies as well as gravity two-dimensional models. The results showed a Bouguer anomaly value between 47.0 to 70.4 mGal. Anomalies in the north and south are relatively lower than in the middle, indicating that the basement in the north and south is deeper than in the middle. The cross section of gravity model is made in 3 layers, with a density of 1.9 mGal in the form of quarterly sediment, 2.2 mGal Tertiary sediment and 2.67 mGal bedrock. Structure pattern of the subsurface of the middle Cisadane watershed is a shear fault that northwest-southeast direction.

Keywords : Subsurface Structures, Cisadane, Gravity, Bouguer Anomaly

PENDAHULUAN

Daerah Aliran Sungai (DAS) Cisadane merupakan wilayah yang pembangunannya berkembang sangat pesat. Tingginya aktivitas pembangunan tersebut menjadikan pemahaman kondisi bawah permukaan aliran sungai Cisadane perlu untuk dipelajari. DAS Cisadane termasuk dalam Cekungan Jakarta bagian Barat, tersusun oleh endapan aluvium, delta dan material gunungapi serta batuan tua yang berumur Tersier (Effendi dkk, 1998). Untuk menggambarkan struktur bawah permukaan yang cukup dalam dibawah permukaan bumi, metode gaya berat dapat digunakan karena kemampuannya membedakan rapat massa batuan di bawah permukaan bumi berdasarkan kepada anomali gaya berat yang muncul karena adanya keanekaragaman rapat massa batuan yang boleh jadi menggambarkan adanya suatu struktur geologi dibawah permukaan bumi. Pengukuran gravitasi merupakan salah satu metode geofisika yang dapat digunakan untuk mengetahui nilai Anomali Bouguer (BA) akibat perbedaan massa jenis atau densitas batuan (tanah) dibawah permukaan bumi (Uwiduhaye dkk., 2018). Dengan adanya perbedaan densitas suatu batuan dengan lingkungan sekitar maka secara umum dapat diketahui struktur geologi bawah permukaan suatu wilayah. Selanjutnya untuk memperoleh Anomali Bouguer diperlukan beberapa koreksi diantaranya koreksi pasang surut, lintang, ketinggian dan topografi dan koreksi alat (drift correction). Tektonik suatu daerah dipengaruhi oleh batuan penyusun dan struktur geologi yang berkembang. Salah satu aspeknya, bagaimana korelasi antara aspek litologi yang berkembang di daerah penelitian, bentukan permukaan berupa geomorfologi dan pola-pola pengaliran yang ada (Stewart and Hancock, 1994). Berdasarkan keadaan wilayah, ketinggian, kemiringan lereng, profil, dan tekstur bentang alam pada berbagai karakteristik sungai dan cekungan pengaliran yang berkembang di daerah bagian tengah dari DAS Cisadane (Gambar 1), dan pemahaman mengenai kondisi bawah permukaan menjadi latar belakang penelitian ini. Bagaimana tektonik yang berkembang di daerah penelitian berdasarkan interpretasi data gravity dengan menggunakan metode gaya berat ini diharapkan mampu untuk menggambarkan konfigurasi bawah permukaan tersebut sebagaimana tujuan dari penelitian ini, yaitu arah perkembangan struktur bawah permukaan pada bagian tengah DAS Cisadane.




Page 79

GEOLOGI REGIONAL

Berdasarkan Peta Geologi Lembar Bogor (Efendi dkk, 1998) dan Peta Geologi Lembar Jakarta (Turkandi dkk, 1992) daerah Tangerang merupakan bagian dari Cekungan Jakarta yang terisi oleh endapan Kuarter yang terletak secara tidak selaras di atas batuan dasar berupa batuan sedimen Tersier (Martodjojo, 1984). Endapan Kuarter dibentuk oleh satuan batuan berumur Plio-Pleistosen hingga Resen dengan litologi, berupa : endapan kipas vulkanik hasil erupsi gunungapi yang berada di selatan. Kemudian pada masa tersebut, terjadi pula proses-proses diantaranya proses pengerosian batuan yang ada, pembentukan alur sungai sedimen hasil erosi/hujan/banjir, perkembangan pantai, serta pengendapan laut (Gambar 2).

Gambar 1. Daerah Penelitian, Kabupaten Tangerang, peta-hd.com, 2019

Formasi batuan yang menyusun daerah Tangerang pada kala Miosen Tengah – Holosen, berurutan dari tua ke muda adalah sebagai berikut : 1. Formasi Bojong Manik (Tmb); perselingan batupasir dan batulempung dengan sisipan batugamping.

Satuan ini menyebar di sebelah Tenggara wilayah Kabupaten Tangerang meliputi daerah Pasir Rahang, Bojong Sengked, Cikau, Babakan, dan sekitarnya dengan ketebalan mencapai 1.000 m.

2. Formasi Genteng (Tpg); terdiri dari batu apung, batupasir tufaan, breksi andesit, konglomerat dan lempung tufaan. Penyebarannya di bagian selatan mulai dari daerah Cikuya bagian barat sampai daerah Cipete di bagian timur.

3. Formasi Serpong (Tpss); terdiri dari perselingan batupasir, konglomerat, batulanau dan batulempung. 4. Tuff Banten (Qtvb); terdiri dari tufa, breksi batuapung dan batupasir tufaan, dengan penyebaran

sangat luas menempati bagian tengah terbentang dari barat ke timur. 5. Kipas Allivium (Qav); terdiri dari tufa halus, tufa konglomerat dan tufa pasiran, terhampar sangat luas

di bagian tenggara dibatasi oleh sungai Cisadane dan Sungai Angke. 6. Alluvium (Qa); terdiri dari kerakal, kerikil, pasir dan lempung yang pengendapannya masih

berlangsung hingga saat ini dengan pola sebaran terhampar luas di bagian utara dan sepanjang sungai-sungai utama.




Page 80

Secara regional, struktur geologi yang berkembang di daerah Tangerang dan sekitarnya menunjukkan dua arah yang dominan, yaitu utara - selatan yang miring secara tegak kearah umum baratdaya - timurlaut sampai barat laut - tenggara (Harsolumakso, 2001) (Gambar 2). Struktur yang berarah barat daya - timur laut diduga melibatkan lapisan batuan yang berumur Kuarter. Struktur ini mempunyai ciri kenampakan sesuai kelurusan relatif tegas yang memperlihatkan rona yang berbeda dibagian utara garis kelurusan dengan dibagian selatannya.

Gambar 2. Geologi Daerah Penelitian, Modifikasi Efendi dkk, 1998 dan Turkandi dkk, 1992




Page 81

METODE PENELITIAN

Untuk mengetahui struktur bawah permukaan pada daerah bagian tengah DAS Cisadane ini digunakan metode gayaberat (gravity) dan pendugaan kemungkinan adanya struktur patahan. Dalam penafsirannya diperlukan suatu proses reduksi berupa koreksi pasang-surut (tide correction), koreksi apungan (drift correction), koreksi udara bebas (free air correction), koreksi Bouguer (Bouguer correction) dan koreksi medan (terrain correction) terhadap nilai gayaberat hasil pengukuran lapangan (Blakely and Simpson, 1986). Metode gayaberat ini memanfaatkan adanya medan gravitasi bumi sebagai anomali residual yang digunakan untuk mengetahui penyebaran rapat massa batuan yang menggambarkan konfigurasi struktur bawah permukaan. Perhitungan nilai gaya berat hasil pengukuran dilakukan koreksi dan reduksi, dimana tahapan pengolahan data meliputi:

Perhitungan nilai gobservasi yang merupakan harga gayaberat pengukuran yang telah dikoreksi dengan koreksi pasang surut dan koreksi drift (apungan) alat.

Menghitung nilai glintang Penentuan Rapat Massa

Secara matematis perhitungan nilai Anomali Bouguer dapat dihitung dengan menggunakan formula di bawah ini (Telford et al., 1982). 𝐵𝐴 = (gob + FAC - BC + TC) − gnormal (1) Dimana: BA : anomali Bouguer gob : nilai gobservasi (pengukuran) FAC : koreksi bebas udara BC : koreksi Bouguer TC : koreksi medan gn : nilai gnormal = 978,0318 {1+ 0,0053024 (sin2 ø) – 0,0000058 (sin2 2ø)}

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengambilan data lapangan dilakukan pada daerah yang diperkirakan sebagai indikasi adanya struktur, dengan menggunakan alat Gravimeter Scintrex CG-5, Altimeter Paulin dan GPS Garmin. Pengukuran dilakukan terhadap 120 titik pada daerah bagian tengah dari DAS Cisadane (Gambar 3), berdasarkan interpretasi bahwa di daerah tersebut berkembang struktur tektonik Tersier, sebagaimana munculnya batuan yang lebih tua Formasi Serpong ke permukaan. Spasi pengukuran yang lebih rapat antara 350 – 500 meter, tergantung kesampaian dan kemudahan akses daerah penelitian. Hasil dari pengukuran nilai gravitasi ini kemudian di olah dengan berbagai koreksi untuk kemudian di buat peta Anomali Bouguer nya. Anomali Bouguer Anomali Bouguer Lengkap (CBA) merupakan data anomali gravitasi yang sudah dikoreksi terhadap semua data hasil pengukuran (Blakely, 1995), lintang, ketinggian dan koreksi Bouguer. Anomali tinggi




Page 82

(daerah tinggian) pada peta Anomali Bouguer Lengkap (CBA) ditunjukkan oleh warna kuning sampai merah muda. Nilai anomali rendah (daerah dalaman) ditunjukkan oleh warna biru sampai hijau muda. Nilai anomali rendah berasosiasi dengan nilai kontras rapat massa batuan yang kecil sedangkan nilai anomali tinggi berasosiasi dengan nilai kontras rapat massa batuan yang tinggi.

Gambar 3. Titik-titik lokasi pengukuran gravity, pada bagian tengah DAS Cisadane (Nuryana, 2018)

Ada 2 pola kontur yang berorientasi baratlaut-tenggara dan timurlaut-baratdaya dengan nilai anomali bouguer antara 46,7 hingga 70,7 mGal. Orientasi kontur pada peta ini berasosiasi dengan arah utama struktur sesar yang berarah baratlaut-tenggara. Perubahan nilai anomali rendah ke tinggi yang sangat signifikan terlihat di bagian utara dan selatan yang ditandai oleh garis kontur yang rapat. Perubahan ini disebabkan oleh perubahan nilai kontras rapat massa batuan yang terjadi akibat sesar disepanjang bidang batas yang berorientasi baratlaut-tenggara dan timurlaut-baratdaya (Gambar 4).

Anomali Residual Peta anomali residual didapat dari pengurangan Anomali Bouguer lengkap terhadap anomali regional. Anomali residual adalah anomali yang bersumber pada kedalaman yang dangkal. Anomali residual mengindikasikan adanya efek dangkal dibawah permukaan, seperti adanya intrusi batuan, reservoar dan struktur batuan. Peta anomali residual menunjukkan nilai anomali berkisar -1,0 mgal hingga 1,2 mgal. Anomali rendah (-1,0 – -0,1 mGal) ditunjukkan dengan warna biru dan hijau muda, secara dominan tersebar pada bagian Utara dan Selatan dari daerah penelitian. Anomali residual rendah berasosiasi dengan batuan berdensitas rendah berumur Kuarter. Anomali tinggi (-0,1 – 1,2 mGal) ditunjukkan dengan warna kuning dan merah muda, secara dominan tersebar pada bagian tengah dari daerah penelitian. Anomali residual tinggi




Page 83

berasosiasi dengan batuan berdensitas tinggi yang diperkirakan berumur Tersier (Gambar 5). Secara

umum perubahan nilai anomali yang signifikan dikontrol oleh struktur sesar mendatar.

Gambar 4. Peta Anomali Bouguer Lengkap (CBA), (Nuryana, 2018)

Anomali Residual Peta anomali residual didapat dari pengurangan Anomali Bouguer lengkap terhadap anomali regional. Anomali residual adalah anomali yang bersumber pada kedalaman yang dangkal. Anomali residual mengindikasikan adanya efek dangkal dibawah permukaan, seperti adanya intrusi batuan, reservoar dan struktur batuan. Peta anomali residual menunjukkan nilai anomali berkisar -1,0 mgal hingga 1,2 mgal. Anomali rendah (-1,0 – -0,1 mGal) ditunjukkan dengan warna biru dan hijau muda, secara dominan tersebar pada bagian Utara dan Selatan dari daerah penelitian. Anomali residual rendah berasosiasi dengan batuan berdensitas rendah berumur Kuarter. Anomali tinggi (-0,1 – 1,2 mGal) ditunjukkan dengan warna kuning dan merah muda, secara dominan tersebar pada bagian tengah dari daerah penelitian. Anomali residual tinggi

berasosiasi dengan batuan berdensitas tinggi yang diperkirakan berumur Tersier (Gambar 5). Secara

umum perubahan nilai anomali yang signifikan dikontrol oleh struktur sesar mendatar.




4

Gambar 5. Peta Anomali Residual, (Nuryana, 2018)

Interpretasi dan Model Geologi 2D Lintasan A-B Langkah selanjutnya adalah membuat peta anomali derivatif vertikal kedua (SVD) yang dapat menggambarkan anomali residual yang berasosiasi dengan struktur dangkal. Peta ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis sesar. Berdasarkan peta anomali derivatif vertikal kedua tampak adanya pola kelurusan kontur dan kerapatan kontur, dari pola-pola tersebut maka dibuat sayatan guna mengetahui adanya indikasi sesar di area tersebut. Kontras densitas yang berbeda dan dibatasi dengan nilai kontras densitas nol, maka disimpulkan adanya pola struktur sesar. Dari peta anomali SVD terdapat dua nilai kontur anomali, yaitu nilai anomali positif (0 – 1.2 mGal) dan nilai anomali negatif (-1 – 0 mGal). Nilai kontur anomali positif mengindikasikan adanya tinggian, sedangkan anomali negatif mengindikasikan adanya rendahan. Adanya tinggian dan rendahan dengan pola sejajar mengindikasikan adanya sesar. Peta residual menunjukkan dua pola anomali tinggi di bagian Selatan yang tersusun oleh batuan Tersier dan anomali rendah di bagian Utara yang didominasi oleh batuan Kuarter.

Anomali Residual Lintasan A-B Penampang model dari hasil slicing peta anomali residual kemudian diolah dengan menggunakan perangkat lunak GM-SYS untuk menginterpretasikan penampang bawah permukaan yang ditunjang oleh data-data pendukung lainnya. Profil penampang lintasan A-B yang berarah utara-selatan (Gambar 5) memperlihatkan perubahan nilai anomali positif dan negatif. Perubahan nilai anomali dari positif ke




Page 85

negatif yang signifikan sepanjang penampang disebabkan oleh adanya struktur sesar. Perubahan nilai anomali positif ke negatif relatif sama pada penampang lintasan AB, menunjukkan sesar mendatar. Penampang Selatan – Utara lintasan A – B memiliki nilai anomali dari -13 hingga 12,5 mGal, dengan panjang model 81,8 km dan kedalaman basement mencapai 3,0 km (Gambar 4.53). Bagian atas diperkirakan merupakan batuan alluvium, endapan vulkanik Kuarter dan batuan sedimen, densitas 1,9 mGal dengan ketebalan 0 sampai 1,5 km. Kedalaman 1,5 – 3,0 km merupakan batuan Tersier dan basement berupa batuan granit, dengan densitas 2,67 mGal (Gambar 6).

Gambar 1. Penampang 2D lintasan A – B, (Nuryana, 2018)

KESIMPULAN

Hasil analisis data dari 120 titik pengukuran data gaya berat menunjukkan adanya perbedaan densitas pada peta anomali SVD yang diinterpretasikan sebagai adanya struktur bawah permukaan di DAS Cisadane, berupa struktur patahan yang memiliki pola kemenerusan struktur yang relatif, Baratlaut – Tenggara berupa sesar mendatar

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terimakasih disampaikan kepada Universitas Trisakti yang telah memberi kesempatan penulis untuk melakukan penelitian ini dan sokongan dananya. Ucapan serupa kepada Anggota Tim Penelitian atas kerjasamanya dalam diskusi hingga selesainya tulisan ini. Terimakasih juga kami tujukan kepada BMKG yang telah membantu pengukuran di lapangan dan pengolahan data di laboratorium Geofisika, Teknik Geologi, Usakti dan semua pihak yang telah membantu selama pengambilan data di lapangan.




Page 86

DAFTAR PUSTAKA

1. Blakely, J and Simpson, W. 1986. Approximating Edge of Source BodiesfFrom Magnetic or Gravity Anomalies. Geophysics 51:1.494-1.498.

2. Blakely, R.J. 1996. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press: Cambridge.

3. Efendi, A.C., Kusnama, dan Hermanto, B. 1998. Peta Geologi Regional Lembaran Bogor. Skala 1: 100.000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Bandung.

4. Harsolumakso, A.H. 2001. Tinjauan Struktur Geologi terhadap Daerah Genangan. Kumpulan Makalah. Tinjauan Geologi terhadap Daerah Genangan di Wilayah Provinsi DKI Jakarta.

5. https://peta-hd.com/peta-jawa-barat/, 2019 6. Martodjojo, S., 1984. Bogor Basin Evolution, West Java. Disertasi. 7. Nuryana, S.D., 2018. Neotektonik Daerah Aliran Sungai Cisadane Dan Implikasinya Terhadap Penataan

Ruang Di Kawasan Tangerang, disertasi (unpublish) 8. Stewart, L.S., and Hancock, P.L. 1994. Continental Deformation Neotectonics, First Edition. Pegamon

Press: London. pp 370-409. 9. Telford, W.M., Geldart, LP., Sheriff, R.E and Keys. D.A. 1990. Applied Geophysics. Cambridge University

Press: Cambridge. 10. Turkandi, T., Sidarto, Agustyanto, D.A., dan Hadiwijoyo, M.M.P. 1992. Peta Geologi Lembar Jakarta

dan Kepulauan Seribu. P3G : Bandung. 11. Uwiduhaye, J. d’Amour, Mizunaga, H., Saibi, H., 2018. Geophysical investigation using gravity data in

Kinigi geothermal field, northwest Rwanda. J. Afr. Earth Sci. 139, 184-192. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.12.016


https://peta-hd.com/peta-jawa-barat/

https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.12.016

pendugaan struktur bawah permukaan di daerah …

Documents