rekonstruksi palaeostress menggunakan struktur skala kecil pada daerah kali oyo, bantul, yogyakarta...

7/26/2019 REKONSTRUKSI PALAEOSTRESS MENGGUNAKAN STRUKTUR SKALA KECIL PADA DAERAH KALI OYO, BANTUL, YOGYAK

1/38

[Type here] [Type here] 1

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK

REKONSTRUKSI PALAEOSTRESSMENGGUNAKAN STRUKTUR SKALA KECIL

PADA DAERAH KALI OYO, BANTUL, YOGYAKARTA SERTA IMPLIKASINYA

TERHADAP STRUKTUR GEOLOGI REGIONAL YOGYAKARTA

Kepala Prodi Geofisika FMIPA UGM

Prof. Dr. H. Sismanto, M.Si

NIP. 196002051988031002

Telah disiapkan oleh

YUDO BASKORO

11/316863/PA/13985

Pembimbing

Mochamad Nukman, S.T., M.Sc., Dr.rer.nat.

NIP.1974111020002121002


2/38

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek yang berjudul

REKONSTRUKSI PALAEOSTRESS MENGGUNAKAN STRUKTUR SKALA KECIL PADA DAERAH KALI

OYO, BANTUL, YOGYAKARTA SERTA IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR GEOLOGI REGIONAL

YOGYAKARTA .

Penelitian ini bertujuan untuk mengungkap misteri mengenai kinematika serta arsitektur dari

struktur regional Yogyakarta melalui jejak-jejak yang terekam pada skala kecil. Walaupun kami

berhasil memberikan beberapa bukti, namun tanpa kerja keras dan pemikiran dari para peneliti

terdahulu dan bimbingan dari bapak Nukman mungkin kami tidak akan bisa berbicara banyak

mengenai apa yang kami temukan di lapangan.

Dan setelah melalui pengambilan data selama 6 hari di lapangan, 3 minggu waktu yang

dibutuhkan penulis untuk studi pustaka, pengolahan data, interpretasi, persiapan presentasi dan

revisi akhirnya sampailah penulis kepada saat yang berbahagia ini

Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Mochamad Nukman, S.T., M.Sc., Dr.rer.nat., yang telah memberikan kesempatan untuk

melakukan kerja praktek serta membimbing dengan penuh kesabaran.

2. Warga kecamatan Playen dan Imogiri yang senantiasa ramah dan memaklumi kami

selama pengambilan data di lapangan

3. Kartika Palupi selaku rekan kerja praktek.

4. Para peneliti terdahulu atas kerja keras dan pemikirannya yang bisa kita semua nikmati.

5. Alm. Ibu Soepartinah, bapak Bambang Kuntjoro, Ariefia Putri Utami, Sulasmiati Dyah

Mustikaningsih, keluarga besar Sudibyo dan keluarga besar Moegiyono yang telah

memberikan dukungan dan kepercayaan.


3/38

iii

6. Teman-teman Geofisika UGM khususnya angkatan 2011 yang memberikan semangat,

canda tawa, motivasi dan demotivasi.

7. Mojo, Bambang, Bowo, Telo, Mail, Vincent, Jamet, Rofiq, Bogel, Tom2, Adien untukparty

rock in the house.

8. Untuk Achmad Ainur Rofiq atas obrolan panjang sampai pagi menjelang tanpa

kesimpulan.

9. F.A.L.I.LV, Alter Bridge dan para musisi lain yang senantiasa menemani selama

pengolahan data dan pembuatan laporan.

10.Lisa Indriyadi untuk jawaban atas beberapa kebingungan baik tersirat maupun tersurat.

11.Dan semua pihak yang belum disebutkan yang telah membantu kerja praktek penulis.

Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangannya. Saran dan kritik

diharapkan dari semua pihak demi perbaikan dan peningkatan kualitas diri penulis dan keilmuan

Indonesia, khususnya ilmu kebumian Indonesia.

Yogyakarta, 21 September 2015

Penyusun

YUDO BASKORO

11/316863/PA/13985


4/38

iv

I do not know what I mayappear to the world, but to

myself I seem to have beenonly like a boy playing on theseashore, and divertingmyself in now and then

finding a smoother pebble ora prettier shell than

ordinary, whilst the greatocean of truth lay allundiscovered before me.

- Sir Isaac Newton -


5/38

v

INTISARI

REKONSTRUKSI PALAEOSTRESSMENGGUNAKAN STRUKTUR SKALA KECIL

PADA DAERAH KALI OYO, BANTUL, YOGYAKARTA SERTA IMPLIKASINYATERHADAP STRUKTUR GEOLOGI REGIONAL YOGYAKARTA

YUDO BASKORO

11/316863/PA/13985

Telah dilakukan penelitian menggunakan struktur skala kecil pada kali Oyo dengan panjang

lintasan kurang lebih 15 km, kecamatan Imogiri dan Playen, Bantul, Yogyakarta dengan total 8 STA . Data

yang didapat seluruhnya berupa kedudukan (strike/dip)dari kekar. Data tersebut selanjutnya di inversi

untuk memperoleh kedudukan principal stress(1, 2 dan 3)menggunakan program komputer. Setelah

diperoleh kedudukanprincipal stress, dilakukan analisis apakah kedudukanprincipal stress tersebut akan

cenderung membentuk sesar normal, sesar naik atau sesar mendatar pada struktur skala peta regional

Yogyakarta.

Dari 8 STA hanya 6 STA yang dapat dilakukan pengolahan untuk mendapatkan kedudukanprincipal stress.

Rekonstruksipalaeostresspada penelitian kali ini menghasilkan kedudukanprincipal stressyang dominan

membentuk sesar mendatar dengan arah kompresi relatif utara-selatan. Arah kompresi utara-selatan

berasosiasi dengan subduksi lempeng India-Australia ke arah utara sebagai faktor pengontrol utama. Hasil

tersebut memberikan implikasi bahwa sesar opak yang merupakan struktur utama di daerah Yogyakarta

adalah sesar mendatar. Orientasi dari sigma 1 yang beragam mulai dari NNE-SSW, N-S sampai NNW-SSE

memungkinkan adanya keberadaan struktur regional dengan orientasi bidang yang beragam. Terdapat

juga kedudukanprincipal stressyang membentuk sesar turun dan sesar naik, kemungkinan hanya bersifat

lokal.

Kata Kunci: Palaeostress, Kekar, Sesar Opak


6/38

vi

DAFTAR ISI

1. Lembar pengesahan ...................................................................................................... i

2. Kata pengantar .............................................................................................................. ii

3. Intisari ........................................................................................................................... v

4. Daftar isi ........................................................................................................................ vi

5. Daftar Gambar .............................................................................................................. viii

Bab I Pendahuluan

1.1 Latar belakang ......................................................................................................... 1

1.2 Batasan masalah ..................................................................................................... 4

1.3 Tujuan ..................................................................................................................... 4

Bab II Tinjauan Pustaka

2.1 Geologi Regional Daerah Penelitian ....................................................................... 5

2.2 Rekonstruksi Paleostress Menggunakan Struktur Rapuh Skala Kecil ..................... 9

2.2.1 Pembentukan kekar .............................................................................. 9

2.2.2 Spasi, densitas dan intensitas kekar ...................................................... 10

2.2.3 Geometri dan arsitektur dari sistem kekar ........................................... 10

2.2.4 Set dan Sistem Kekar ............................................................................. 11

2.2.5 Penentuan sumbu paleostress pada kekar ........................................... 121.3 Tujuan ..................................................................................................................... 4


7/38

vii

Bab III Metode Penelitian

3.1 Lokasi dan waktu penelitian .................................................................................. 14

3.2 Peralatan Yang Digunakan ..................................................................................... 15

3.3 Diagram Alir Penelitian ........................................................................................... 16

3.4 Menentukan Principal Stress Dengan Proyeksi Stereografis .................................. 17

Bab IV Hasil & Pembahasan

4.1 Hasil & Pembahasan STA 6 ..................................................................................... 20



4.4 Interpretasi ............................................................................................................. 26

4.5 Rangkuman ............................................................................................................. 28

Daftar Pustaka.......................................................................................................... 29


8/38

viii

Daftar Gambar

Gambar 1.1. Peta Tektonik Indonesia ....................................................................................... 2

Gambar 1.2. Hubungan antara principal stress dan kinematika sesar ..................................... 3

Gambar 2.1. Peta geologi regional Yogyakarta ........................................................................ 7

Gambar 2.2. Peta geologi area penelitian ................................................................................ 8

Gambar 2.3 Arsitektur Kekar .................................................................................................... 11

Gambar 2.4. Efek 3-D pada kekar ............................................................................................. 12

Gambar 2.5. Kategori kekar conjugate berdasarkan besar sudut ............................................ 13

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ......................................................................................... 16

Gambar 3.2. Contoh perolehan principal stress menggunakan proyeksi stereografis ............ 18Gambar 4.1. Foto STA 6 dan Inversiprincipal stressmenggunakan software Win Tensor...... 20

Gambar 4.2. Foto STA 7 dan Inversiprincipal stress menggunakan software Win Tensor...... 22

Gambar 4.2. Foto STA 8 dan Inversiprincipal stressmenggunakan software Win Tensor...... 24

Gambar 4.4. Plot hasil Inversiprincipal stresspada peta geologi area penelitian ................... 26

Gambar 4.5. Interpretasi struktur regional Yogyakarta ........................................................... 27


9/38

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Wilayah Indonesia merupakan salah satu wilayah yang menarik secara geologi. Aktivitas tektonik

di Indonesia melalui sejarah panjang dan kompleks yang melibatkan tiga lempeng besar yaitu lempeng

Eurasia, lempeng India-Australia, lempeng samudra Pasifik dan di beberapa wilayah di Indonesia kondisi

tektonik melibatkan beberapa mikro-kontinen yang membentuk gugusan kepulauan Indonesia yang

kompleks. Namun penelitian ini secara regional terletak di pulau jawa, di sebelah tenggara Yogyakarta

dimana litologi daerah penelitian teridiri dari 3 formasi utama yaitu Formasi Nglanggeran, Formasi

Sambipitu dan Formasi Wonosari yang terbentuk pada periode neogen sehingga pada penelitian ini yang

bertujuan untuk menentukan arah palaeostress utama dan implikasinya terhadap struktur regional

Yogyakarta akan fokus pada kondisi tektonik di wilayah penelitian dimulai dari periode neogen yang

relatif mirip dengan kondisi tektonik pada saat ini.

Kondisi tektonik Indonesia pada saat ini secara garis besar adalah :

(1) Lempeng Eurasia relatif diam (2) lempeng India-Australia bergerak keutara dan menghunjam

(subduksi) ke bawah lempeng Eurasia (3) lempeng Pasifik bergerak kearah barat dan menghunjam di

bawah 2 lempeng yang lain (Waluyo 1992).


10/38

2

Lempeng India-Australia menunjam oblique (subduksi miring ) di bawah Lempeng Eurasia dengan

kecepatan 60 mm/tahun di sebelah barat Indonesia di bawah pulau Sumatera, sedangkan di bawah pulau

Jawa menerus sampai ke Timur Indonesia, lempeng India-Australia menunjam hampir tegak lurus dengan

kecepatan 60-69 mm/tahun (Newcomb & McNann,1987; Prasetya., dkk 2001; Natawidjaya, 2003;

ITDB/PAC, 2004). Akibat dari stress (tekanan) dari zona Subduksi, maka terbentuklah sesar-sesar

(patahan) di dekat permukaan. Seperti sesar Sumatera yang merupakan salah satu sesar (patahan) yang

paling panjang di di dunia. Kemudian sesar-sesar di Pulau Jawa, seperti sesar Cimandiri (Jawa barat), sesar

Baribis (Jawa barat), sesar Lembang (utara Bandung), sesar Opak (Yogya) serta sesar-sesar minor lainnya

yang sebagian besar sampai saat ini masih aktif dan menyebabkan beberapa wilayah di Indonesia menjadi

rawan gempa dan beberapa litologi penyusun wilayah Indonesia baik yang tersingkap di permukaan

maupun yang berada di bawah permukaan mengalami deformasi yang intensif.

Gambar 1.1. Peta Tektonik Indonesia (BMKG), garis hijau menunjukkan zona subduksi, kotak merah menunjukkan

lokasi penelitian.

Para ahli sampai saat ini masih terus meneliti dan memperdebatkan kinematika dan arsitektur dari

beberapa sesar di Indonesia, salah satunya adalah sesar Opak di Yogyakarta. Kinematika sesar sendiri


11/38

3

dapat ditentukan melalui studipalaeostressatau stress purbakala, yaitu stress yang terjadi pada batuan

yang berumur lebih tua dari holosen. Studi mengenai palaeostress bertujuan untuk mengetahui arah

stress utama atauprincipal stress dari jejak yang terekam pada batuan untuk menentukan kinematika dan

arsitektur dari struktur patahan dan juga dapat digunakan untuk memeperkirakan evolusi tektonik dari

masa lampau . Lebih lanjut mengenaiprincipal stress, para peneliti menyepakati penggunaan notasi sigma

1, 2, 3 sebagai komponen utama tensor stress. 1 merupakan maximum principal stress atau komponen

terkuat, 2 merupakan intremedietprincipal stress atau komponen menengah, 3 merupakan minimum

principal stress atau komponen stress terlemah. Kinematika dari struktur patahan dipengaruhi oleh

kedudukan ketiga komponenprincipalstresstersebut.

(Nukman 2014, modifikasi dari Anderson 1951)

Sesar turun atau normal fault terbentuk apabila dipdari 2 dan 3


12/38

4

1.2Batasan masalah

Penelitian ini bertujuan khusus untuk memperkirakan arah paleostressutama berdasarkan analisis

data-data geologi berupa kekar, urat dan bidang sesar. Penelitian dilakukan di kali Oyo dengan

panjang lintasan kurang lebih 15 km, kecamatan Imogiri dan Playen, Bantul, Yogyakarta.

1.3

Tujuan Kerja Praktek

1.

Mempraktekkan secara langsung metode pengambilan dan pengolahan data geologi lapangan

untuk analisispalaeostress.

2.

Menentukan arahpaleostressutama yang maksimum, menengah, dan minimum (1, 2 dan 3)

dan implikasinya terhadap struktur regional Yogyakarta.

3.

Memenuhi salah satu mata kuliah wajib Program Studi Geofisika, Jurusan Fisika, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada.


13/38

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Geologi Regional Daerah Penelitian

Berdasarkan peta geologi regional lembar Yogyakarta (Wartono dkk. 1977) litologi daerah

penelitian teridiri dari 3 formasi utama yaitu Formasi Wonosari, Formasi Sambipitu dan Formasi

Nglanggeran.

Formasi Nglanggeran diperkirakan terbentuk pada miosen awal, terdiri dari breksi gunungapi aglomerat,

tuff dan aliran lava andesit-basal dan lava andesit. Breksi gunungapi dan aglomerat yang mendominasi

formasi ini umumnya tidak berlapis. Kepingannya terdiri dari andesit dan sedikit basal, berukuran 250

cm. Di bagian tengah formasi ini, yaitu pada breksi gunungapi, ditemukan batugamping terumbu yang

membentuk lensa atau berupa kepingan. Secara setempat, formasi ini disisipi oleh batupasir gunungapi

epiklastika dan tuff yang berlapis baik. Pada umumnya Formasi Nglanggran ini juga miskin akan fosil.

Dengan banyaknya fragmen andesit dan batuan beku luar berlubang serta mengalami oksidasi kuat

berwarna merah bata maka diperkirakan lingkungan asal batuan gunungapi ini adalah darat hingga laut

dangkal. Sementara itu, dengan ditemukannya fragmen batugamping terumbu, maka lingkungan

pengendapan Formasi Nglanggran ini diperkirakan di laut dangkal.

Formasi Sambipitu juga diperkirakan terbentuk pada miosen awal, di bagian bawah formasi ini terdiri dari

batupasir kasar, kemudian ke atas berangsur menjadi batupasir halus yang berselang-seling dengan

serpih, batulanau dan batulempung. Pada bagian bawah kelompok batuan ini tidak mengandung bahan


14/38

6

karbonat. Namun di bagian atasnya, terutama batupasir, mengandung bahan karbonat. Formasi

Sambipitu mempunyai kedudukan menjemari dan selaras di atas Formasi Nglanggran.

Formasi Wonosari diperkirakan terbentuk pada miosen tengah, formasi ini tersingkap baik di daerah

Wonosari dan sekitarnya, membentuk bentang alam Subzona Wonosari dan topografi karst Subzona

Pegunungan Sewu. Ketebalan formasi ini diduga lebih dari 800 meter. Kedudukan stratigrafinya di bagian

bawah menjemari dengan Formasi Oyo, sedangkan di bagian atas menjemari dengan Formasi Kepek.

Formasi ini didominasi oleh batuan karbonat yang terdiri dari batugamping berlapis dan batugamping

terumbu. Sedangkan sebagai sisipan adalah napal. Sisipan tuff hanya terdapat di bagian timur.

Kaitannya litologi dengan penelitian ini adalah, Hancock (1994) berpendapat bahwa rekonstruksi

palaeostress pada sedimen yang berbutir halus akan lebih memberikan hasil yang seragam dimana pada

sedimen yang berbutir kasar stressakan cenderung mengalami perturbasi atau gangguan.

Struktur geologi di daerah penelitian berdasarkan peta geologi regional lembar Yogyakarta (Wartono dkk,

1977) terdapat setidaknya 11 patahan (lihat hal 6). Patahan utama yaitu sesar opak (no. 1) yang berarah

NE-SW digambarkan sebagai garis putus-putus yang artinya keberadaan sesar Opak ini dalam kategori

diperkirakan dan telah berulang kali dikaji serta menghasilkan berbagai macam versi dari masing-masing

peneliti.

Kemudian setidaknya terdapat 4 patahan minor (no. 2, 3, 4, 5) yang berorientasi NW-SE. Keempat patahan

tersebut letaknya masih diperkirakan namun secara kinematik berupa sesar geser dekstral. Terdapat juga3 patahan berorientasi NE-SW (no. 6, 7, 8). Ketiga patahan tersebut letaknya masih diperkirakan

sedangkan secara kinematik merupakan sesar normal dimana blok sebelah barat merupakan blok yang

turun, sebelah timur merupakan blok yang naik. Kemudian terdapat patahan berorientasi NEE-SWW (no.

9, 10, 11) yang letaknya juga masih diperkirakan dan kinematikanya berupa sesar geser dekstral,

sedangkan (no. 9) digambarkan berupa sesar diperkirakan dengan blok yang turun berada di sebelah

selatan bidang patahan. Keberadaan patahan-patahan tersebut diasosiasikan dengan subduksi lempeng

India-Australia terhadap lempeng Eurasia di selatan pulau Jawa.


15/38

Gambar 2.1. Peta geologi regional Yogyakarta (modifikasi dari Wartono dkk. 1977)


16/38

Gambar 2.2. Peta geologi area penelitian (modifikasi dari Wartono dkk. 1977)


17/38

9

2.2 Rekonstruksi Paleostress Menggunakan Struktur Rapuh Skala Kecil

Definisi paleostress adalah stress yang terbentuk pada masa lalu dalam skala waktu geologi, yaitu

stress pada batuan yang relatif berumur tua (lebih tua dari Holosen). Tujuan utama dari studi paleostress

adalah untuk mengetahui arah dari stress yang menyebabkan struktur pada batuan (baik yang bersifat

brittlemaupun ductile)yang terlihat sekarang.

Walaupun banyak studi mengenai deformasi rapuh atau brittle focus terhadap patahan mayor yang

menyebabkan pergeseran yang besar dan mayoritas menyebabkan pelepasan stress selama gempa

dengan magnitude besar, analisis struktur skala kecil tetap dapat diandalkan untuk menghasilkan sejarah

paleostress (Eyal & Reches 1983 dalam Dunne & Hancock 1994 Palaeostress Analysis of Small-Scale

Brittle Structures). Lebih lanjut, dalam beberapa set platform, struktur kecil merekam lebih banyak

episode stress daripada struktur pada skala peta (Dunne & Hancock 1994). Meskipun belum ada definisi

pasti mengenai batasan skala kecil, penulis mengusulkan dalam penelitian ini skala kecil merupakan skala

singkapan dimulai dari orde sentimeter hingga puluhan meter.

Analisis struktur skala kecil untuk rekonstruksi paleostress melibatkan antara lain urat, stylolites, shear

zone, patahan skala kecil serta kekar. Pada penelitian kali ini data yang didapatkan seluruhnya berupa

kekar sehingga akan dibahas lebih banyak mengenai kekar.

2.2.1 Pembentukan kekar

Engelder (1985) dalam Dunne & Hancock (1994) berdasarkan studinya mengenai kekar pada plat

Appalachian menyatakan bahwa setidaknya ada 4 tipe kekar ekstensi secara regional. (1) Kekar tektonik

yang terbentuk pada kedalaman di kerak bumi sebelum batuan terangkat dan tersingkap. Pembentukan

dan penjalaran kekar merupakan respon dari tekanan-pori yang tinggi ditimbulkan oleh kompaksi tektonik

pada sedimen. (2) Kekar pelepasan beban, terbentuk di dekat permukaan setelah pengangkatan. Sifat

dari kekar karena pelepasan beban dikontrol oleh gaya tektonik atau stress sisa pada saat pembentukan

formasi. (3) Kekar rilis juga terbentuk di dekat permukaan setelah pengangkatan tetapi orientasi dan

lokasinya ditentukan oleh struktur pra-deformasi seperti bidang belahan.


18/38

10

2.2.2 Spasi, densitas dan intensitas kekar

Spasiantar kekar merupakan jarak orthogonal antara satu kekar dengan kekar lainnya dan atau antara

satu set kekar dengan set lainnya. Hasil penelitian dari Harris dkk (1960), Price (1966), Hobbs(1967),

Ladeira & Price (1981), Huang & Angelier (1989), Narr & Suppe (1991) dan Rivers dkk (1992) dan yang

lainnya telah mendemonstrasikan bahwa spasi antar kekar pada perlapisan sedimen merupakan fungsi

dari (1) ketebalan lapisan (2) litologi (3) intensitas deofrmasi. Spasi lebih dekat pada lapisan yang tipis,

litologi yang lebih rapuh dan level stress yang terbesar (Dunne & Hancock 1994). Ketebalan dari lapisan

yang inkompeten yang terletak di dekat lapisan yang kompeten juga memengaruhi spasi kekar di lapisan

yang kompeten (Hobbs 1967 dalam Dunne & Hancock 1994). Densitaskekar merupakan jumlah panjang

semua kekar dalam satu unit area, sedangkan intensitaskekar merupakan ukuran dari total area bidang

kekar dibagi volum batuan, misalkan 13(Dunne & Hancock 1994).

2.2.3 Geometri dan arsitektur dari sistem kekar

Dalam 1961 AAPG Bulletin (Vol. 45), R.A. Hodgson mempublikasikan hasil studinya mengenai pola kekar

pada batuan di Arizona dan Utah. Dia membedakan antara kekar sitematis yaitu kekar yangplanar, paralel

dan memiliki spasi yang cenderung seragam sedangkan kekar non-sistematis merupakan kekar yang

orientasi, bentuk dan spasinya tidak beraturan. Kekar non-sistematis sendiri terbentuk karena beberapa

macam sebab antara lain (1) presipitasi fluida pada pori batuan (2) kehilangan beban akibat errosi padabatuan yang terpendam (3) proses pendinginan yang cepat pada batuan beku serta (4) intrusi batuan beku

pada batuan sedimen.

Kemudian menurut Dunne & Hancock (1994) :

Kekar non-sistematis pada umumnya kecil dan terhenti pada kekar sistematis menandakan bahwa kekar

tersebut lebih muda. Jenis yang umum dijumpai pada kekar non-sistematis disebut cross-joint, yang

menghubungkan kekar sistematis yang berdekatan secara kasar pada sudut tertentu dan menghasilkan

bentukan seperti tangga.


19/38

11

Gambar 2.3. Satu set kekar sistematis dengan orientasi dan spasi yang seragam dihubungkan oleh kekar non-

sistematis yang disebut cross-jointsserta kekar non-sistematis dengan orientasi, bentuk dan spasi yang tidak

teratur. Kemudian dapat dilihat bahwa pada bidang tersebut terdapat pola menyerupai tangga (modifikasi dari

Hodgson 1966)

2.2.4 Set dan Sistem Kekar

Satu set kekaradalah kumpulan kekar yang memiliki orientasi dan morfologi yang mirip, adapun Dunne

& Hancock (1994) membatasi satu set kekar perbedaan orientasinya tidak lebih dari 10 . 2 atau lebih set

kekar yang hadir bersama membentuk sistem kekar. Beberapa set kekar dalam satu sistem biasanya

berpotongan pada sudut dihedralyang konstan. Disebut berpasangan atau conjugateapabila sudutnya

antara 30-60 dan disebut orthogonalapabila sudutnya hampir 90

Dalam praktek pengukuran kekar bisa saja mengalami kekeliruan dimana jumlah dan spasi kekar tidak

sesuai dengan keadaan yang sebenarnya pada tubuh batuan karena efek 3-D seperti pada gambar

berikut. Oleh karena itu diperlukan kehati-hatian dalam pengambilan data di lapangan.


20/38

12

Gambar 2.4. Efek 3-D pada kekar, (JPB 2015)

2.2.5 Penentuan sumbu paleostress pada kekar

Penentuan sumbu paleostress pada kekar menggunakan sedikitnya 2 asumsi yaitu (1) kekar

tidak menglami reaktivasi yang menyebabkan berubahnya bentuk dan orientasi kekar (2) efek anisotropi

pada batuan diabaikan.

Mayoritas kekar merupakan kekar ekstensi atau extension fracturesyaitu kekar yang terbentuk normal

terhadap arah 3 pada saat kegagalan (Dunne & Hancock 1994). Kemudian untuk suatu sistem kekar

conjugate, Angelier (1984) menyatakan bahwa kekar dikatakan conjugateapabila (1) terbentuk oleh

medan stress yang uniform (2) diperkirakan secara kasar berumur sama berdasarkan hubungan saling

memotong (3) terbentuk pada volum tubuh batuan rapuh yang berperilaku seperti batuan yang utuh

secara mekanis (4) menjalar sepanjang bidang dimana bidang tersebut menyesuaikan terhadap stress

utama atauprincipal stressberdasarkan hipotesis dari Coloumb-Mohr terhadap kegagalan rapuh geser

atau brittle shear failure.

Orientasi dari sumbu stress utama pada kekar conjugate dapat diperkirakan karena sudut lancip antara 2

set menunjukkan orientasi 1, orientasi dari sudut tumpul memberikan arah 3 dan orientasi 2

memasuki bidang perpotongan diantara 2 set.


21/38

13

Lebih lanjut kekar conjugatedikategorikan menjadi 3 jenis berdasarkan besar sudut dihedral nya, yaitu:

Failure mode Class 2/

Tensile failure Extension fractures 1-10

Shear-extension failure Conjugate hybrid fractures 11-50

Shear failure Conjugate shear fractures > 50

Gambar 2.5. Kategori kekar conjugate berdasarkan besar sudut dihedral (JPB 2015)

Conjugate hybrid fractures menunjukkan komponen ekstensi dan geser. Diinterpretasikan sebagai

transisi dari kegagalan tensile menuju kegagalan geser . Sedangkan terminasiconjugate shear fracture

menibulkan ambiguitas karena conjugate shear fracture sebenarnya merupakanpatahan kecil.


22/38

14

Bab III

Metode Penelitian

3.1 Lokasi dan waktu penelitian

-

Pengambilan data lapangan

waktu : 3 agustus5 agustus 2015 kemudian dilanjutkan pada 10 agustus12 agustus 2015

tempat : kali Oyo dengan panjang lintasan kurang lebih 15 km, kecamatan Imogiri dan Playen,

Bantul, Yogyakarta.

-

Pengolahan data

waktu : 13 agustus20 Agustus 2015

tempat : kabupaten Sleman, Yogyakarta.


23/38

15

3.2 Peralatan Yang Digunakan

Peralatan yang digunakan selama di lapangan antara lain:

1.

Kompas brunton untuk navigasi dan pengukuran

2.

Palu geologi untuk pengambilan contoh batuan

3.

Larutan HCL 1 M untuk mengetahui kandungan mineral karbonat

4.

GPS tangan Garmin

5.

Ponsel Samsung galaxy w untuk navigasi dan pengambilan foto

6.

Aplikasi android custom mapsuntuk navigasi.

Peralatan yang digunakan untuk pengolahan data antara lain:

1.

Laptop Asus A43E

2.

SoftwareMicrosoft Excel 2013untuk pengolahan data

3.

SoftwareArcMap 10.1untuk pembuatan peta

4.

SoftwareGolden Software Surfer 12untuk pembuatan peta

5.

SoftwareWin Tensor oleh Dr. Damien Delvaux untukplotting data lapangan pada stereonetdanuntuk inversi arahprincipal stress.

6.

Software Corel Draw X7untuk pengolahan foto dan pembuatan gambar.


24/38

16

Mulai

Pembuatan Peta

Pengambilan data lapangan

Plottingstereonet & diagram

Rose, Inversi Paleostress

Plot Stereonet,

inversi paleostress di

peta

Interpretasi

Selesai

Studi

Literatur

Pengolahan& plottingfoto di

peta

3.3 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian


25/38

17

3.4 Menentukan Principal StressDengan Proyeksi Stereografis

Pada penelitian ini data yang diperoleh dari pengukuran di lapangan selanjutnya diolah menggunakan

software Win Tensorbuatan Dr. Damien Delvaux. Pada penelitian ini data yang mendominasi adalah

kekar geser berpasangan atau conjugate shear fracturesehingga akan dibahas sedikit mengenai inversi

principal stressdengan proyeksi stereografis dari jenis data tersebut.

Teknik inversi principal stressmenggunakan proyeksi stereonet dari data kekar geser berpasangan atau

conjugate shear fracture apabila dikerjakan secara manual adalah sebagai berikut:

1.

Plot kedudukan kedua bidang kekar pada stereonet

2.

Perpotongan kedua bidang pada proyeksi stereonet merupakan kedudukan dari 2sesuai

dengan konsep yang dijelaskan pada bab sebelumnya.

3.

Kemudian 2diletakkan pada sumbu E-W, tambahkan 90 dan buat lingkaran besarnya.

Diperoleh kedudukan dari bidang 1 3.

4.

Bidang 1 3memotong kedua bidang kekar. Bagi dua lingkaran besar antara kedua

perpotongan tersebut. Bila > 90 maka titik tengah antara kedua perpotongan merupakan

letak 3, bila kurang dari 90 merupakan letak 1.

5.

Kemudian untuk memperoleh 3 (bila < 90) tinggal menambahkan 90 dari kedudukan 1

sepanjang lingkaran bidang 1 3.


26/38

18

Gambar 3.2. Contoh perolehanprincipal stressmenggunakan proyeksi stereografis. Warna hijau menunjukkan

kedua bidang kekar. Titik hitam merupakan kedudukanprincipal stress. Garis biru merupakan garis bantu untuk

memperoleh bidang 1 3. Garis merah merupakan bidang 1 3.


27/38

19

Bab IV

Hasil & Pembahasan

Bab ini berisi data lapangan, hasil dan interpretasi dari pengolahan yang dilakukan. Seperti yang

telah disebutkan pada bab sebelumnya bahwa data yang mendominasi pada penelitian ini berupa kekar

geser berpasangan atau conjugate shear fracture sehingga penentuan orientasi principal stress juga

mengacu pada konsep-konsep yang telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya yang secara khusus berisi

informasi-informasi mengenai kekar dan analisis kekar dari berbagai peneliti. Selain itu, informasi

mengenai litologi, kesampaian lokasi, dan koordinat lokasi juga akan ditampilkan dalam bab ini.

Dari 5 lokasi pengamatan hanya 3 lokasi yang cukup layak untuk diolah lebih lanjut. Adapun yang dijadikan

pertimbangan antara lain:

1.

Tidak dijumpai sistem kekar geser berpasangan atau conjugate shear fracture, hanya

beberapa settunggal.

2.

Spasi antar setkekar yang tidak teratur dan terlalu renggang.

3.

Tidak dijumpai indikator kinematis lain pada setkekar tunggal.


28/38

20

4.1 Hasil dan Pembahasan STA 6

(a) (b)

Gambar 4.1. (a) 2 pasang conjugate shear fracture pada STA 6, penulis sebagai skala. (b)Inversiprincipal stressmenggunakansoftwareWin Tensor,

panah biru merupakan arah dari 1sedangkan lingkaran merah kecil pada lingkaran di sebelah kiri atas merupakan kedudukan 2


29/38

21

STA 6 terletak pada zona utm 49 M dengan koordinat 440295 9118828. Berada di pinggir jalan setapak

sekitar 100 m ke arah barat dari kali Oyo. Litologi pada lokasi ini merupakan breksi andesit yang

merupakan bagian dari formasi Nglanggran. Terdapat setidaknya 2 pasang kekar geser berpasangan atau

conjugate shear fracture dimana kedua pasang kekar tersebut memiliki besar sudut lancip dihedral

masing- masing adalah 70 dan 50. Kedudukan selengkapnya sebagai berikut:

1.

N275E/70

2.

N95E/5

3.

N280E/55

4.

N100E/5

Berdasarkan hasil inversi yang dilakukan dengan menggunakan software Win Tensordiperolehprincipal

stressdengan komponen 1merupakan jenis gaya kompresi horizontal dengan orientasi NNW SSE,

kedudukan 3 terletak pada sumbu vertikal seperti kedudukanprincipal stresspada sesar naik. Orientasi

principal stressselengkapnya adalah sebagai berikut:

1 : N350E/24

2 : N81E/02

3 : N175E/66.


30/38

22


(a) (b)

Gambar 4.2. (a) 2 pasang conjugate shear fracture pada STA 7, penulis sebagai skala.

(b) Inversiprincipal stressmenggunakansoftwareWin Tensor


31/38

23

STA 7 terletak pada zona utm 49 M dengan koordinat 437887 9119298. Berada di pinggir jalan

setapak sekitar 20 m ke arah barat dari kali Oyo. Litologi yang terdapat pada lokasi ini merupakan breksi

andesit yang merupakan bagian dari formasi Nglanggran. Terdapat setidaknya 2 pasang kekar geser

berpasangan atau conjugate shear fracture yang cukup meyakinkan dengan besar sudut dihedral masing-

masing 60. Adapun singkapan pada lokasi ini merupakan tebing setinggi 6 meter dimana kekar berada di

bagian atas dan tidak ada akses untuk melakukan pengukuran langsung, maka kedudukan dari bidang

kekar diperoleh dengan perkiraan dari foto. Untuk strike bidang kekar diperoleh dari strike tebing

dikurangi 90, sedangkan dip dari bidang kekar diperoleh dari software pengolah gambar. Demikian

diperoleh kedudukan bidang kekar sebagai berikut:

1.

N55E/55

2.

N235E/25

3.

N55E/55

4.

N235E/25

Berdasarkan hasil inversi yang dilakukan dengan menggunakan software Win Tensordiperolehprincipal

stressdengan komponen 1merupakan jenis gaya kompresi horizontal dengan orientasi NW SE dankedudukan 3 terletak pada sumbu vertikal sepertikedudukanprincipal stresspada sesar naik. Orientasi

principal stressselengkapnya adalah sebagai berikut

1 : N145E/15

2 : N55E/00

3 : N325E/75.


32/38

24


(a) (b)

Gambar 4.3. (a) Kenampakan Kekar pada STA 8, pohon pisang sebagai skala. Terdapat conjugate hybrid fractures dengan

sudut lancip dihedral sebesar 30pada bidang vertikal.(b) Inversiprincipal stressmenggunakansoftwareWin Tensor.

Panah merah merupakan kedudukan dari 2 sedangkan lingkaran biru kecil merupakan kedudukan 1.


33/38

25

STA 8 terletak pada zona utm 49 M dengan koordinat 440295 9118828. Berada di pinggir jalan setapak di

sebelah timur kali Oyo. Litologi pada lokasi ini merupakan breksi dengan matriks berupa pasir tuffaan dan

fragmen berupa andesit yang merupakan bagian dari formasi Nglanggran. Terdapat setidaknya 3 set kekar

dengan kedudukan sebagai berikut:

1.

N275E/75

2.

N95E/75

3.

N275E/75

4.

N95E/65

5.

N95E/75

6.

N100E/55

7.

N100E/55

Pada STA 8 diperolehprincipal stressyang berbeda orientasinya dengan 2 STA sebelumnya. Pada STA 8

orientasi komponen 1berada pada arah vertikal seperti kedudukan principal stresspada sesar turun.

Kedudukan 1dapat dilihat langsung dari foto dimana keberadaan conjugate hybrid fracturesdengan

sudut lancip dihedral sebesar 30 pada sumbu vertikal. Orientasi principal stress selengkapnya adalah

sebagai berikut:

1 : N164E/76

2 : N271E/04

3 : N02E/13


34/38

26

4.4 Interpretasi

Gambar 4.4. Plot hasil Inversiprincipal stresspada peta geologi area penelitian. STA 3, 4 dan 5 merupakan area

dari Kartika Palupi.

Pada STA 6 dan 7 didapatkan kedudukan principal stressseperti pada sesar naik, pada STA 8 didapatkan

kedudukan kedudukan principal stress seperti pada sesar turun dan pada STA 2,4 dan 5 (area Kartika

Palupi) didapatkan kedudukanprincipal stress seperti pada sesar mendatar. Apabila ditinjau dari jumlah

pasangan kekar berpasangan:

(1) STA 6 dan 7 masing-masing terdapat 2 pasang kekar berpasangan

(2) STA 8 terdapat satu pasang kekar berpasangan

(3) STA 2 terdapat 5 kekar berpasangan

(4) STA 4 & 5 masing-masing terdapat 4 kekar berpasangan.Terdapat kemungkinan jumlah kekar yang lebih sedikit pada STA 6,7 dan 8 berkaitan dengan litologi

formasi nglanggeran yang lebih kompak dikarenakan komposisinya yang dominan batuan beku, namun

STA 4 juga merupakan sisipan breksi andesit-basaltik pada formasi sambipitu. Pada penelitian ini dapat

dikatakan bahwa dari 12 kekar berpasangan, kedudukan principal stress yang paling dominan adalah

kedudukanprincipal stress yang cenderung membentuk sesar mendatar sedangkanprincipal stressyang


35/38

27

cenderung membentuk sesar turun dan sesar naik kemungkinan bersifat lokal. Kemudian untuk orientasi

dari sigma 1 yang beragam mulai dari NNE-SSW, N-S serta NNW-SSE memungkinkan adanya keberadaan

struktur regional dengan orientasi bidang yang beragam pula, hal ini kemungkinan disebabkan oleh stress

yang berasal dari subduksi lempeng India-Australia ke arah utara menglami perturbasi atau gangguan

akibat perbedaan litologi yang menyusun area Yogyakarta. Interpretasi terhadap struktur regional

mengacu pada model yang dibuat oleh Tsuji et alpada tahun 2009 berdasarkan data - data dari sebaran

GPS dan Temporary Seismometer Network yang dipasang sesaat setelah terjadi gempa di Yogyakarta pada

tahun 2006 untuk memetakan rupture,persebaranaftershockdan mekanisme penyebab gempa (focal

mechanism). Tsuji et al dalam modelnya mengatakan bahwa penyebab gempa 2006 merupakan sesar

mendatar yang memiliki komponen sesar naik dengan dip sebesar 79 ke arah timur, sesar tersebut

terletak 10 - 20 km dari sungai opak dimana bidangnya sejajar dengan sesar opak kemudian melengkung

ke arah barat di sebelah selatan. Lebih lanjut, Tsuji et al juga menyatakan dalam modelnya bahwa grabenyogya merupakan blok yang turun dan di sebelah barat graben Yogyakarta diduga terdapat blok yang naik.

Rekonstruksipalaeostress pada penelitian kali ini menghasilkan kedudukanprincipal stressyang dominan

membentuk sesar mendatar sehingga dapat mengkonfirmasi model Tsuji et al terhadap struktur regional

Yogyakarta yang merupakan sesar mendatar, kemudian orientasi sigma 1 yang beragam memungkinkan

terbentuknya sesar mendatar yang melengkung seperti sesar mendatar model Tsuji et al. Lebih lanjut,

keberadaan sesar-sesar minor di sebelah timur sesar opak ditafsirkan merupakan riedel shear zone, yaitu

sesar-sesar ikutan yang menyudut maupun paralel terhadap sesar utama. Pada graben Yogyakarta

dimungkinkan juga terbentuk riedel shear zone terpendam yang menjadikan area graben Yogyakarta kaya

akanaquifer.


36/38

28

Gambar 4.5. Interpretasi struktur regional Yogyakarta mengacu pada model Tsuji et al(2009)


37/38

29

4.5 Rangkuman

1.

Rekonstruksi palaeostresspada penelitian kali ini menghasilkan kedudukan principal stress

yang dominan cenderung membentuk sesar mendatar dengan arah kompresi relatif utara-

selatan. Arah kompresi utara-selatan diasosiasikan dengan subduksi lempeng India-Australia

ke arah utara sebagai faktor pengontrol utama. Hal tersebut memberikan implikasi bahwa

sesar opak merupakan sesar mendatar.

2.

Orientasi dari sigma 1 yang beragam mulai dari NNE-SSW, N-S sampai NNW-SSE

memungkinkan adanya keberadaan struktur regional dengan orientasi bidang yang beragam

pula seperti sesar mendatar model Tsuji et al (2009).

3.

Sesar-sesar minor di sebelah timur sesar opak ditafsirkan merupakan riedel shear zone, yaitu

sesar-sesar ikutan yang menyudut maupun paralel terhadap sesar utama. Kemudian di graben

Yogyakarta dimungkinkan juga terbentuk riedel shear zone terpendam dan menjadikan area

graben Yogya kaya akanaquifer.

4.

Terdapat juga kedudukan principal stress yang cenderung membentuk sesar turun dan sesar

naik. Hal tersebut kemungkinan hanya bersifat lokal apabila ditinjau dari jumlah kekar yang

membentuk kedudukanprincipal stresstersebut.


38/38

Daftar Pustaka

Dunne W.M. & Hancock P.L. 1994. Continental deformation, P.L. Hancock (ed.): 101-120.

Pergamon Press.POLLARD D.D. & AYDIN A. 1988

Leonowicz, P., Mastella, L., Rubinkiewicz, J., Szczsny, R., Tokarski, K.A., dan Zuchiewic, W., 1997.

Application of joint analysis for paleostress recostructions in structurally complicated

settings: Case study from Slesian nappe, Outer Carpathians (Poland), Extended Abstract,

Przegld Geologiczny, vol.45, nr 10.

Heeremans, M., et al. 1997. Erratum to Paleostress reconstruction from kinematic indicators in the

Oslo Graben, southern Norway: new constraints on the mode of rifting. Tectonophysics

277 , p. 339-344.

Irsyam, M., Sengara, I.W., Aldiamar, F.,Widiyantoro, S., Triyoso, W., Natawidjaja,D.H. et al., 2010.

Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Peta Gempa Indonesia 2010.Bandung.

Natawidjaja, D.H., & Triyoso, W. (2007). The Sumatran Fault Zone : from source to hazard.

Journal of Earthquake and Tsunami. 1(1),21-47.

Sudarno, I. 2008. Panduan Praktikum Geologi Struktur. Laboratorium Geologi Dinamika, Jurusan Teknik

Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Tsuji,T., et al/ 2009. Earthquake fault of the 26 May 2006 Yogyakarta earthquake observed by SAR

Interferometry. Earth Planets Space, 61, e29e32.

http://www.geosci.usyd.edu.au/users/prey/Teaching/Geol-3101/Paleostress02/kinematic.html

www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdf
http://www.geosci.usyd.edu.au/users/prey/Teaching/Geol-3101/Paleostress02/kinematic.htmlhttp://www.geosci.usyd.edu.au/users/prey/Teaching/Geol-3101/Paleostress02/kinematic.htmlhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/4joints.pdfhttp://www.geosci.usyd.edu.au/users/prey/Teaching/Geol-3101/Paleostress02/kinematic.html

rekonstruksi palaeostress menggunakan struktur skala kecil pada daerah kali oyo, bantul, yogyakarta...

Documents