sesar mendatar dan cekungan sedimentasi

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pergerakan lempeng pada kerak bumi akan membentuk berbagai macam

morfologi pada permukaan kerak bumi. Pergerakan lempeng dipengaruhi oleh

arus konveksi dibawah kerak bumi, ini menyebabkan terbentuknya berbagai

macam tatanan tektonik antara lain berupa konvergen, divergen, dan transform.

Tatanan tektonik transform membentuk patahan kerak bumi berupa strike

slip fault atau sesar mendatar. Pergerakan sesar mendatar ini dapat membentuk

morfologi berupa cekungan akibat gaya tarikan atau tension berupa pull-apart

basin. Pada morfologi cekungan tersebut akan membentuk tebing-tebing curam

pada tepi danau serta dapat memiliki kedalaman hingga ratusan meter.

Danau Singkarak merupakan contoh cekungan danau yang terbentuk

akibat pergerakan sesar mendatar. Danau ini memiliki kedalaman maksimal

mencapai 268 meter dengan panjang 21 km dan lebar 7 km, memiliki dinding tepi

danau yang curam (Aydan, 2007). Tebing curam danau tersebut rawan terjadi

gerakan tanah. Kemudian akibat pergerakan patahan akan menimbulkan bencana

gempa bumi yang memiliki daya rusak yang tinggi disebabkan oleh sumber

gempa atau hypocentrum yang dangkal. Kerusakan akibat gempa sangat

ditentukan oleh kedalaman sumber gempa, semakin dangkal maka akan semakin

kuat (Sukandarrumidi, 2014). Sehingga daerah cekungan tersebut memang rawan

terkena bencana geologi. Segi potensi geologi, proses sedimentasi endapan

cekungan tarik terpisah atau pull-apart basin ini menghasilkan tipe endapan yang

1

2

sangat potensial sebagai source rock minyak dan gas bumi serta batubara karena

bersifat syn-rift sedimentation. Batuan sumber minyak dan gas bumi terbentuk

pada proses sedimentasi yang berlangsung terus menerus akibat dasar cekungan

yang terus tenggelam dan terus ditumpuki oleh batuan lain di atasnya, maka

batuan yang mengandug karbon ini akan terpanaskan karena semakin dalam suhu

akan semakin tinggi (Putrohari, 2008).

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penyusunan seminar ini adalah untuk memenuhi persyaratan

akademik di Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral di Institut Sains

& Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Sedangkan tujuan dari penulisan ini adalah

untuk menambah pengetahuan di kalangan akademisi, masyarakat umum, dan

juga untuk memberikan informasi lebih dalam tentang mekanisme pembentukan

pada cekungan Danau Singkarak akibat pergerakan sesar mendatar serta

mengetahui kontrol geologinya.

1.3 Batasan Masalah

Sesuai dengan judul seminar yang di angkat, maka dalam penyusunan

laporan akan dibahas secara spesifik tentang sesar mendatar dalam kaitannya

dengan pembentukan cekungan akibat dari pergerakan mendatar sesar utama.

Kemudian akan dibahas studi kasus pada pembentukan cekungan Danau

Singkarak beserta kontrol geologinya dan data yang diperoleh merupakan hasil

studi pustaka serta studi kasus dari data-data sekunder. Hal ini dilakukan agar

fokus masalah lebih tertuju pada judul yang akan dibahas nantinya.

3

1.4 Tinjauan Pustaka

Interaksi antar lempeng dapat saling mendekat (subduction), saling

menjauh dan saling berpapasan (strike slip fault). Batas transform adalah batas

antar lempeng yang saling berpapasan dan saling bergeser satu dan lainnya

menghasilkan suatu sesar mendatar jenis Strike Slip Fault (Noor, 2008).

Strike-slip fault terbentuk pada batas transform lempeng benua dan

samudera. Pada pengaturan antar lempeng terbentuk sebagai respon tabrakan

lempeng pada interior benua. Strike-slip fault dapat terjadi sebagai zona yang

menghubungkan sesar normal dalam sistem rekahan dan sesar naik dalam sistem

kompresi lipatan (Sylvester, 1988). Strike-slip fault juga umum dijumpai dalam

pengaturan konvergen berupa subduksi miring dimana regangan antar lempeng

dipartisi menjadi busur paralel strike-slip dalam zona depan busur, busur atau

wilayah belakang busur (Sieh & Natawidjaja, 2000).

Cekungan pada seting transform dapat dibagi menjadi transtensional,

transpresional, atau transrotasional tergantung pada keadaan apakah cekungan

tersebut dibentuk oleh mekanisme ekstensi, kompresi, atau rotasi dari blok krustal

di sepanjang sistem sesar strike-slip (Boggs, 2006). Tipe-tipe cekungan pada sesar

mendatar dapat dipengaruhi oleh hubungan antar segmen-segmen sesar mendatar,

apakah hubungannya berupa stepover yang tidak terhubung ataupun bend yang

terhubung. Jika tidak terhubung maka akan membentuk Stepover Basin,

sedangkan jika terhubung maka akan membentuk Fault-bend basin. Bentuk

Cekungan pada sesar mendatar sebagian besar terbagi menjadi tiga tipe yaitu:

4

Stepover basin, Fault-bend basin, dan Transrotasional basin. (Nilsen dan

Sylvester, 1995)

Danau Singkarak, Sumatera Barat di sebelah utara Padang, menempati

depresi diapit oleh tebing curam yang naik 400 m di atas permukaan danau.

Tebing curam menandai singkapan dari dua oblique sesar normal, membentuk

struktur graben tarik-terpisah (pull-apart basin) dalam Sesar Sistem Sumatera

(Barber, 2005). Sedimen yang dijumpai pada cekungan ini cenderung cukup tebal,

karena tingkat sedimentasinya yang tinggi yang dihasilkan oleh proses

pengerosian dari tinggian di sekitar cekungan ini, dan ditandai dengan adanya

beberapa perbedaan fasies local (Bogs, 2006).

5

BAB II METODE PENGUMPULAN DATA

2.1 Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dalam penyusunan seminar ini dilakukan

dengan mencari pustaka-pustaka yang mendukung dan terkait dengan teori

pembentukan cekungan akibat dari proses pergerakan sesar mendatar. Sumber

data dalam penyusunan makalah berasal dari beberapa sumber literatur, baik

textbook, Jurnal-jurnal Ilmiah, buletin, surat kabar, maupun dari internet dan juga

dari penelitian penelitian terdahulu. Penyusunan makalah ini lebih bersifat sebagai

studi pustaka, dengan studi kasus berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu dari

jurnal-jurnal ilmiah dan berita-berita dari surat kabar atau majalah ilmiah.

2.2 Teknik Pengolahan Data

Teknik pengolahan data dilakukan dengan mencari teori-teori terkait

dengan pembentukan cekungan pada Danau Singkarak, Sumatra Barat. Kemudian

dilanjutkan dengan mengumpulkan data-data atau pustaka terkait dengan

pembentukan danau akibat pergerakan sesar mendatar. Berdasarkan data-data dan

pustaka-pustaka tersebut dapat di susun teori-teori pembentukan cekungan pada

zona sesar mendatar. Untuk pembuktian teori teori tersebut, maka di susun studi

kasus pada pembentukan danau singkarak dari penelitian-penelitian terdahulu.

Sehingga dapat disimpulkan proses dan mekanisme pembentukan Danau

Singkarak serta kontrol geologi yang membentuk Danau Singkarak.

5

6

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Tatanan Tektonik Batas Transform

Tatanan tektonik terbentuk karena sifat kerak bumi yang dinamis akibat

dari gaya endogen yang berasal dari dalam bumi, sehingga lempeng atau kerak

bumi bergerak. Pergerakan lempeng tersebut akan menyebabkan terjadinya saling

interaksi antar lempeng. Berdasarkan interaksi antar batas-batas lempeng tersebut

membentuk suatu tatanan yang berbeda-beda, ada yang saling bertumbukan

disebut konvergen, saling menjauh disebut divergen, dan saling berpapasan

disebut transform (Noor, 2008).

Tatanan tektonik pada batas transform membentuk patahan kerak bumi

berupa strike slip fault atau sesar mendatar. Terbentuknya patahan ini akaibat

adanya tegasan utama yang bersifat miring pada konvergen berupa subduksi

miring (Sieh & Natawidjaja, 2000). Contohnya Sesar mendatar yang terjadi di

Pulau Sumatra yaitu Sesar Sumatera yang terbentuk akibat dari tegasan utama

dengan arah relatif utara dan selatan akibat dari tumbukan antara lempeng Eurasia

dan India-Australia dengan busur kepulauan relatif barat laut – tenggara (Mann,

2007). Selain berdampingan dengan batas konvergen, batas transform dapat

terbentuk berdampingan dengan tatana divergen seperti pada Gambar 3.1.

Dijelaskan bahwa tatanan tektonik divergen tersebut mengalami pemekaran dan

melepaskan gaya ekstensi. Gaya yang terlepas ini akan terus berjalan sampai pada

tatanan divergen ataupun transform yang akan membentuk sesar mendatar akibat

dari adanya gaya yang bersifat miring.

6

7

Gambar 3.1. Seting tektonik pembentukan sesar mendatar pada skala besar

(Cunningham & Mann, 2007)

Menurut Tapponnier (1982), berdasarkan konsep tektonik extrusi benua

Asia yang dikemukakannya, berpendapat bahwa perkembangan tektonik tersier

dari wilayah Asia Tenggara (termasuk Indonesia bagian barat) sangat dipengaruhi

oleh gerak-gerak Fragmen Benua Asia (Cina Timur dan Indo-cina) yang melejit

ke timur dan tenggara sebagai akibat dari tumbukan kerak benua India dengan

Asia (dalam Asikin, 1992).

3.2 Sesar Mendatar

3.2.1 Pengertian Sesar Mendatar

Sesar mendatar adalah patahan yang pergerakan relatifnya berarah

horisontal mengikuti arah patahan. Patahan jenis ini berasal dari tegasan geser

yang bekerja di dalam kerak bumi disebut juga Strike Slip Fault (Noor, 2008).

Identifikasi pergeseran sesar mendatar ini dapat dilakukan dengan mencari

struktur-struktur penyerta seperti pada zona gerus atau shear zone. Zona gerus ini

8

dapat dilihat dari pola-pola struktur penyerta yang terbentuk. Struktur penyerta

pada zona ini terbentuk karena adanya tegasan utama orde kedua akibat

pergerakan sesar mendatar utama.

3.2.2 Zona Gerus

Zona gerus atau disebut juga pure shear menjelaskan tentang orientasi

sudut tegasan terhadap sesar pada medium yang homogen. Simple shear

merupakan pola struktur yang terbentuk karena sifat gaya yang berupa rotasi dan

simple shear merupakan variasi dari perkembangan dalam pure shear (Sylvester

1988). Shear zone merupakan zona yang terbentuk akibat gaya utama yang

berputar. Zona gerus pada sistem sesar mendatar dapat bersifat dekstral ataupun

bersifat sinistral, tergantung pada arah gaya yang bekerja serta kelurusan zona

yang terbentuk. Struktur-struktur penyerta pada zona gerus akan mencirikan arah

tegasan utama dan pergerakan zona tersebut. Zona gerus ini akan membentuk pola

simple shear yang merupakan perkembangan dari Pure Shear, seperti pada

gambar 3.2.

Gambar 3.2. Pure Shear dan Simple Shear ( Sylvester 1988 ).

9

Pergerakan sesar mendatar dalam skala kecil akan membentuk kekar-kekar

gerus sebagai rekaman data pergerakan sesar mendatar. Kekar gerus tersebut akan

membentuk pola-pola yang searah dengan pergerakan sesar yang disebut Riedel

Shear. Kekar gerus yang relatif searah dengan sesar utama disebut R Shear dan P

Shear. R Shear merupakan kekar gerus sintetik primer yang paling dominan

muncul, sedangkan P Shear merupakan kekar gerus sintetik sekunder yang

terbentuk setelah R Shear (Christie-Blick & Biddle, 1985). Gambar 3.3

merupakan penggambaran bentuk simple shear terbentuk pada kondisi ideal dan

merupakan hasil dari percobaan pada material lempung yang diberikan gaya

lateral.

Gambar 3.3. Terminologi Readel Shear (Christie-Blick & Biddle, 1985)

Pergerakan sesar mendatar akan membentuk tegasan kedua pada batuan

yang terkena sesar, hal tersebut menyebabkan terbentuknya struktur penyerta pada

sistem sesar mendatar sesuai dengan model simple shear menurut Harding (1973)

pada gambar 3.4. Pergerakan sesar dalam skala besar dapat menyebabakan

10

terbentuknya struktur penyerta seperti lipatan ataupun sesar-sesar minor. Struktur

penyerta tersebut akan membentuk pola-pola pada simple shear dengan

berdasarkan sudut yang dibentuk dari struktur penyerta tersebut terhadap

kelurusan dari sesar utama atau gaya utama.

Gambar 3.4. Model Simple Shear ( Harding, 1973 dalam Allen & Allen, 2005).

3.3 Zona Sesar Mendatar

Zona sesar mendatar merupakan zona deformasi yang tebentuk akibat

pergerakan sesar mendatar. Pergerakan sesar mendatar akan membentuk jenis

gaya menekan yang disebut transpresi dan gaya tarikan yang disebut transtensi.

Zona sesar mendatar yang memiliki jalur yang melengkung akan membentuk

Restraining bend dan Releasing bend.

Pada jalur-jalur sesar mendatar akan terbentuk deformasi-deformasi batuan

yang berbeda sesuai arah belokan penghubung antar segmen-segmen sesar serta

11

jenis litologi. Pergerakan sesar mendatar ini dapat membentuk cekungan atau

zona depresi yang terbentuk karena gaya tarikan atau ekstensi dengan struktur

berupa sesar-sesar turun ataupun bentukan-bentukan graben, dari cekungan inilah

akan berlangsung proses sedimentasi (Christie-Blick & Biddle, 1985). Selain itu

dapat juga terbentuk pengangkatan dengan struktur sesar-sesar naik atau lipatan

ketika gaya yang bekerja adalah tekanan atau kompresi seperti pada bentukan

restraining bends digambarkan pada 3.5.

Gambar 3.5. Struktur penyerta pada zona sesar mendatar (Christie-Blick & Biddle, 1985)

Perkembangan pergerakan sesar mendatar akan membentuk Flower

Structure baik yang positif ataupun negatif sebagai bentukan deformasi dan

struktur penyerta. Jika gaya yang bekerja adalah gaya kompresi maka akan

membentuk Positive Flower Structure yang berdampingan dengan restraining

12

bends, sedangkan jika gaya yang bekerja adalah gaya ekstensi maka akan

membentuk Negative Flower Structure yang berdampingan dengan releasing

bends sesuai bentukan deformasi (Cunningham & Mann, 2007). Contoh pada

gambar 3.6 merupakan bentukan-bentukan deformasi struktur penyerta dari

pergerakan sesar mendatar. Pada dasarnya bentukan tersebut dipengaruhi oleh

gaya yang bekerja dan sifat serta hubungan dari sesar mendatar.

Gambar 3.6. Bentukan deformasi pada jalur-jalur sesar mendatar ( Cunningham & Mann, 2007)

3.3.1 Transpresi dan Transtensi

Deformasi pada transform memiliki mekanisme yang kompleks dan

menghasilkan dua variasi gaya yang berbeda yaitu transpresi dan transtensi. Jika

variasi gaya memiliki arah pergerakan gabungan antara transform dengan tekanan

atau kompresi maka akan membentuk deformasi transpresi. Sedangkan Jika antara

transform dengan tarikan atau ekstensi akan membentuk deformasi transtensi

13

(Fossen, Tikoff & Teyssier, 1994), seperti yang di jelaskan pada gambar 3.7.

Transpresi dan transtensi terbentuk pada zona sesar yang mengalami pembelokan

atau fault bend. Pada gaya regangan atau tarikan dapat membentuk cekungan

berupa pull apart basin.

Gambar 3.7. Transpresi dan Transtensi ( Fossen, Tikoff & Teyssier, 1994)

3.3.2 Restraining bend dan Releasing bend

Strike-slip restraining dan releasing bend masing-masing adalah situs

transpresional lokal dan deformasi transtensional. Maka lengkungan (bends)

ditandai oleh deformasi miring yang diakibatkan oleh gerakan lempeng berskala

besar pada sepanjang batas sesar yang relatif lurus (Cunningham & Mann, 2007).

Restraining dan Releasing bend merupakan gaya yang terjadi karena arah

jalur sesar mendatar yang berbelok. Belokan-belokan tersebut dapat membentuk

berbagai macam deformasi. Restraining bends merupakan jalur belokan sesar

yang mengalami pengankatan akibat gaya yang tertahan, sehingga membentuk

deformasi berupa sesar-sesar naik ataupun lipatan karena daerah tersebut telah

14

mengalami pengangkatan. sedangkan Releasing bends merupakan jalur belokan

sesar yang membentuk area depresi atau cekungan karena pelepasan gaya

membentuk deformasi berupa sesar-sesar turun yang bersifat oblique membentuk

cekungan seperti Pull-apart Basin (Burg, 2014). Pada sesar mendatar kanan jika

belokan bergerak ke kanan atau right-stepping dari arah kelurusan sesar utama,

maka akan membentuk extensional bend atau releasing bend. Kemudian jika

belokan tersebut bergerak ke kiri atau left-stepping dari arah kelurusan sesar

utama, maka akan membentuk Contractional bend atau Restraining bend

dijelaskan pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Releasing dan Restraining bend pada sesar mendatar kanan ( Burg, 2014 )

Sesar mendatar dengan loncatan ke kanan atau right-stepping ini akan

membentuk cekungan-cekungan yang disebut sebagai Pull apart basin, sedangkan

tinggian atau Horst berkembang pada sesar mendatar dengan loncatan ke kiri atau

left-stepping (Asikin, 1992). Pergerakan diatas sesuai dengan pola orientasi

15

struktur elips Simple Shear menurut Harding (1973). Gambar 3.9 dapat di lihat

bahwa pola sesar turun sama dengan pola Extensional bend yang membentuk

cekungan, kemudian pola sesar naik dan lipatan sesuai dengan pola constructional

bend.

Gambar 3.9. Pola simple shear dengan structure bend. ( Burg, 2014 )

3.3.3 Flower Structure

Flower structure merupakan jenis deformasi yang terbentuk pada zona-

zona sesar yang memiliki unsur mendatar. Flower structure ini akan membentuk

dua jenis deformasi yaitu : positive flower structure dan negative flower structure.

Jika komponen vertikalnya berupa sesar-sesar turun maka akan membentuk area

depresi. Kemudian jika komponen vertikalnya berupa sesar-sesar naik atau lipatan

maka akan membentuk area yang mengalami pengangkatan (Burg, 2014).

Pembentukan jenis deformasi ini disebabkan karena adanya fault bend atau

belokan sesar yang berdampingan dengan gaya ekstensi atau berdampingan

dengan gaya kompresi.

16

Belokan sesar sangat mempengaruhi terbentuknya flower structure. Akan

membentuk negative flower structure jika belokan sesar berupa releasing bend.

Sedangkan positive flower structure akan terbentuk jika belokan sesar berupa

restraining bend (Burg, 2014). Jika gaya yang terbentuk adalah gaya ekstensi,

maka akan membentuk sesar-sesar turun oblique akibat dari pelepasan gaya pada

belokan sesar. Kemudian jika gaya yang terbentuk adalah gaya kompresi, maka

akan membentuk sesar-sesar naik atau lipatan akibat dari gaya tekan pada belokan

sesar, dijelaskan pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. Hubungan antara Flower Structure dengan belokan sesar mendatar kanan. (Burg, 2014)

3.4 Cekungan pada Zona Sesar Mendatar

3.4.1 Pembentukan Cekungan pada Sesar Mendatar

Pada umumnya pembentukan cekungan pada sesar mendatar disebabkan

oleh gaya tarikan atau regangan karena gaya yang berjalan pada sesar mendatar

17

tertahan pada restraining bend sehingga pada realising bend terjadi pelepasan

gaya membentuk cekungan yang disebut dengan cekungan tarik terpisah atau pull

apart basin. Sedangkan pada restraining bend akan terjadi pengangkatan dan

terbentuk sesar-sesar naik atau lipatan, sehingga pada tepian zona pengangkatan

tersebut akan terbentuk cekungan (Cunningham & Mann, 2007). Pembentukan

cekungan pada sesar mendatar juga dapat terjadi pada sesar-sesar mendatar yang

tidak saling terhubung atau disebut juga stepover basin. Stepover ini terjadi ketika

terdapat dua segmen sesar mendatar yang berdekatan dengan arah pergerakan

yang sama tetapi tidak terhubung hanya bertampalan. Ketika pergerakan sesar

terus berjalan, maka dapat juga kedua sesar ini akan terhubung dengan jalur

belokan sesar yang dapat membentuk belokan sesar (bend).

3.4.2 Tipe Cekungan pada Sesar Mendatar

Tipe-tipe cekungan pada sesar mendatar dapat dipengaruhi oleh hubungan

antar segmen-segmen sesar mendatar, apakah hubungannya berupa stepover yang

tidak terhubung ataupun bend yang terhubung. Jika tidak terhubung maka akan

membentuk Stepover Basin, sedangkan jika terhubung maka akan membentuk

Fault-bend basin. Bentuk Cekungan pada sesar mendatar sebagian besar terbagi

menjadi tiga tipe (Nilsen dan Sylvester, 1995) yaitu: Stepover basin, Fault-bend

basin, dan Transrotasional basin. Stepover Basin merupakan cekungan yang

terbentuk karena segmen-segmen sesar yang tidak saling terhubung dapat

membentuk cekungan tarik terpisah atau pull apart basin. Pull apart basin

merupakan bentuk dari Releasing stepover diantara segmen-segmen sesar

18

mendatar seperti pada gambar 3.11. Pada gambar merupakan contoh dari stepover

basin yang terbentuk di Laut Mati, Mesir.

Gambar 3.11. Stepover basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)

Fault bend basin merupakan cekungan yang terbentuk pada belokan-

belokan sesar yang saling terhubung. Fault bend basin memiliki dua jenis

cekungan, yaitu cekungan pada Restraining bend dan Releasing bend. Cekungan

pada Restraining bend terbentuk di tengah-tengah atau pada pusat jalur sesar

karena terjadi depresi. Cekungan ini dapat bertambah dalam dan bentuknya akan

semakin panjang seiring dengan pergeseran sesar. Sedangkan cekungan pada

Releasing bend akan terbentuk disekitar area yang mengalami pengangkatan atau

pada lembah sayap area yang mengalami pengangkatan seperti yang dijelaskan

pada gambar 3.12.

Transrotasional basin merupakan tipe cekungan yang terbentuk pada zona

sesar. Cekungan ini terbentuk karena adanya sesar-sesar rotasi akibat dari

pergerakan dua segmen sesar yang berpapasan dengan arah yang sama. Kedua

19

segmen sesar ini membentuk zona deformasi pada zona sesarnya sehingga

membentuk cekungan seperti pada contoh gambar 3.13.

Gambar 3.12. Fault-bend basin.(A) Releasing-bend basin, (B) Restraining-bend basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)

Gambar 3.13. Transrotasional basin. (Nilsen dan Sylvester, 1995)

20

3.4.3 Proses Sedimentasi pada Cekungan Sesar Mendatar

Proses sedimentasi cekungan pada sesar mendatar secara umum sangat

berkaitan dengan proses regangan atau ekstensi sepanjang sesar mendatar. Proses

regangan terbentuk barkaitan dengan fase tektonik apakah fase tektonik aktif atau

pasif. Proses peregangan ini disebut juga dengan proses rifting. Proses rifting ini

terjadi karena adanya variasi gaya pada sesar mendatar yaitu ekstensi atau disebut

juga transtensi yang terbentuk karena pergeseran sesar. Mekanisme sedimentasi

pada cekungan ini memiliki beberapa periode regangan yang berkaitan dengan

mekanisme penurunan permukaan atau subsidence, periode regangan tersebut

yaitu : Pre-rift, Syn-rift dan Post-rift. Periode regangan yang terjadi akan

menghasilkan tipe pengendapan yang berbeda satu sama lain.

Periode pre-rift terjadi ketika litosfer belum mengalami subsidence

sehingga endapan yang terbentuk merupakan endapan erosional dari batuan dasar.

Periode syn-rift merupakan periode sedimentasi yang terbentuk bersamaan dengan

proses subsidence akan menghasilkan pola stratigrafi yang menebal kearah tengah

atau pusat cekungan dan akan menipis kearah tepi cekungan. Periode syn-rift

berlangsung pada saat fase tektonik aktif sehingga menyebabkan hubungan antara

batuan tidak selaras karena adanya proses penurunan cekungan yang berlangsung

secara terus menerus. Periode post-rift merupakan periode sedimentasi yang

berlangsung ketika fase tektonik sudah mulai stabil dan tenang. Periode ini

menghasilkan tipe sedimentasi yang relatif horizontal dan merata dari tepi

ketengah cekungan, secara umum dapat dicirikan dengan endapan fluvial dan

delta.

21

3.5 Studi Kasus Cekungan Singkarak

Danau Singkarak adalah danau terluas kedua di Sumatra setelah Toba.

Danau ini berada di Kabupaten Tanah Datas dan Kabupaten Solok, Sumatra

Barat. Panjang maksimum danau ini 21 km dan lebar maksimum 7 km (Aydan,

2007). Danau ini berjarak 85 km dari Solok dan 90 km dari Kota Padang Panjang.

Danau Singkarak terbentuk akibat proses tektonik yang dipengaruhi oleh Sesar

Sumatra. Danau ini merupakan bagian dari Cekungan Singkarak-Solok yang

merupakan segmen dari Sesar Sumatra.

Cekungan ini adalah sebuah amblesan yang terbentuk karena pergerakan

Sesar Sumatra. Cekungan besar ini terbendung oleh material vulkanik dari letusan

gunungapi sekitarnya. Akibat pembendungan material vulkanik ini terbentuklah

Danau maninjau di satu bagian Cekungan Singkarak-Solok. Berbeda dengan

Danau Maninjau yang terbentuk akibat letusan gunungapi, danau Singkarak

terbentuk utamanya karena proses tektonik. Lembah panjang Singkarak- Solok

merupakan graben ini bagian dari sesar Sumatera. Danau Singkarak sendiri

terbentuk akibat pembendungan di kedua ujung lembah oleh material letusan

gunung api. Lembah panjang itu terbentuk sebelum proses vulkanik begitu aktif

memuntahkan materialnya (Zen, 1970).

3.5.1 Sesar Sumatera

Sumatera fault system atau Sesar Sumatera terjadi akibat adanya lempeng

India-Australia yang menabrak bagian barat pulau Sumatera secara miring,

22

sehingga menghasilkan tekanan dari pergeseran ini. Karena adanya tekanan ini,

maka terbentuklah sesar Sumatera yang membelah pulau Sumatera membentang

mulai dari Lampung sampai Banda Aceh, sesar ini menerus sampai ke Laut

Andaman hingga Burma di jelaskan pada gambar 3.14. Patahan ini merupakan

daerah rawan gempabumi dan tanah longsor. Sesar Sumatera merupakan sesar

strike slip berarah dekstral yang terdiri dari 20 segmen utama sepanjang tulang

punggung Sumatera (Sieh dan Natawidjaja, 2000).

Gambar 3.14. Sesar Sumatra (Barber, Crow & Milsom, 2005).

Jalur patahan Sumatera bisa dikenal dari kenampakan bentang alam di

sepanjang jalur, dan ditandai oleh kenampakkan bukit

yang terjadi karena pergeseran

memanjang sepanjang system sesar mendatar kanan

laut – tenggara. Pergerakan sesar ini menghubungkan segmen

Andaman di utara sampai selat sunda di selatan dan memotong semua

batuan di Sumatra termasuk satuan batuan vulkanik baru dan sedimen aluvial.

Sistem sesar mendatar kanan

sinusoidal dan tersegmentasi (Sieh & Natawidjaja

Singkarak secara regional di pengaruhi oleh lengkungan jalur sesar atau

bends. Pergerakan sesar Sumatra

daerah Lubuk Sikaping

daerah danau Singkarak

tersebut, diantara Cekungan Singkarak

Gambar 3.15.


sepanjang jalur, dan ditandai oleh kenampakkan bukit–bukit dan danau

yang terjadi karena pergeseran pada sesar tersebut. Barisan pegunungan

memanjang sepanjang system sesar mendatar kanan Sumatera dengan arah barat

tenggara. Pergerakan sesar ini menghubungkan segmen-segmen dari laut

Andaman di utara sampai selat sunda di selatan dan memotong semua


mendatar kanan Sumatera sepanjang 1900 km sebagai zona sesar

sinusoidal dan tersegmentasi (Sieh & Natawidjaja, 2000). Lokasi disekitar danau

egional di pengaruhi oleh lengkungan jalur sesar atau

. Pergerakan sesar Sumatra yang bergerak tertahan pada Restraining bend

daerah Lubuk Sikaping sehingga terjadi pelepasan gaya pada

daerah danau Singkarak membentuk cekungan-cekungan pada sepanjang jalur

tersebut, diantara Cekungan Singkarak (Barber, Crow & Milsom, 2005)

. Releasing bends dan Restraining bends pada mekanisme sesar Sumatera. (Barber, Crow & Milsom, 2005)

23


bukit dan danau-danau

Barisan pegunungan

Sumatera dengan arah barat

segmen dari laut

Andaman di utara sampai selat sunda di selatan dan memotong semua satuan


1900 km sebagai zona sesar

Lokasi disekitar danau

egional di pengaruhi oleh lengkungan jalur sesar atau Fault

Restraining bend

sehingga terjadi pelepasan gaya pada Releasing bend

ungan pada sepanjang jalur

(Barber, Crow & Milsom, 2005).

pada mekanisme sesar

3.5.2 Segmen Sesar di Sumatera Barat

Sesar Sumatra memiliki segmen

tegasan utama yang bersifat

sehingga saling terhubung satu sama lain.

disebelah utara Padang, menempati wila

curam yang memiliki ketinggian sampai 400 meter dari permukaan danau.

Singkapan pada kedua tebing danau menandai bahwa dua tebing tersebut

mengalami sesar normal, yang membentuk graben

& Milsom, 2005). Pada

segmen sesar, adapun di Provinsi Sumatera Barat terdapat 4 (empat) segmen

patahan aktif yaitu Segmen Sumpur, Sianok, Sumani, dan Su

gambar 3.16. Cekungan

berhubungan yaitu segmen Sianok dan Sumani.

panjang patahan sekitar 90 km

sekitar 60 km (Sieh & Natawidjaja

Gambar 3.16. Se

3.5.2 Segmen Sesar di Sumatera Barat

Sesar Sumatra memiliki segmen-segmen sesar yang terbentuk akibat gaya

tegasan utama yang bersifat oblique atau miring. Segmen-segmen ini bergerak

sehingga saling terhubung satu sama lain. Danau Singkarak Sumatra Barat

disebelah utara Padang, menempati wilayah depresi yang diapit oleh tebing



mengalami sesar normal, yang membentuk graben Pull-apart basin

Pada wilayah Sumatera Barat yang terbagi menjadi beberapa


yaitu Segmen Sumpur, Sianok, Sumani, dan Suliti dijelaskan pada

Cekungan danau Singkarak terbentuk karena dua segmen sesar yang

berhubungan yaitu segmen Sianok dan Sumani. Segmen Sianok mempunyai

panjang patahan sekitar 90 km dan Segmen Sumani memiliki panjang patahan

(Sieh & Natawidjaja, 2000).

. Segmen-segmen sesar yang mempengaruhi pembentukan danaSingkarak (Sieh & Natawidjaja, 2000).

24

segmen sesar yang terbentuk akibat gaya

segmen ini bergerak

Danau Singkarak Sumatra Barat

yah depresi yang diapit oleh tebing-tebing



asin (Barber, Crow

wilayah Sumatera Barat yang terbagi menjadi beberapa


liti dijelaskan pada

danau Singkarak terbentuk karena dua segmen sesar yang

Segmen Sianok mempunyai

panjang patahan

segmen sesar yang mempengaruhi pembentukan danau

25

3.5.3 Mekanisme Pembentukan Cekungan Singkarak

Mekanisme pembentukan cekungan Singkarak tidak lepas dari proses

tektonik lempeng yang bekerja. Terjadi tumbukan lempeng antara lempeng

Hindia-Australia dengan dataran Sumatera membentuk sesar mendatar dextral

Sumatera yang menimbulkan pola rekahan sepanjang sesar, sebagai respon

terhadap gerak gesernya. Kemungkinan pembentukan rekahan itu dimulai dari

Sumatera Selatan dan terus berkembang ke Utara.

Gambar 3.17. Mekanisme pembentukan Pull apart basin di Sumatra (Asikin, 1992)

Pola rekahan inilah yang akan merupakan awal dan menentukan pola dari

pembentukan cekungan-cekungan dibagian timur Sumatera. Gerak mendatar pada

pasangan sesar yang bertangga (Overstepping wrench) akan membentuk cekungan

26

cekungan lokal berbentuk stengah ceruk yang disebut Pull apart basin (Asikin,

1992) di jelaskan pada gambar 3.17.

Gambar 3.18. Peta lokasi penelitian dan mekanisme pada pembentukan cekungan Singkarak (Sieh & Natawidjaja, 2000).

Singkarak-Solok yang merupakan salah satu segmen sesar besar Sumatera.

Cekungan besar yang memanjang itu kemudian terbendung material letusan

gunung api muda Merapi, Singgalang, dan Tandike di sisi barat laut. Di sisi

tenggara terbendung oleh endapan material letusan Gunung Talang. Danau

Singkarak bertambah lebar seiring pergeseran dua sesar yang mengapit danau.

27

Singkarak diapit dua sesar pisah tarik yang merupakan bagian dari segmen Sianok

dan segmen Sumani yang terpisah sejauh 7,5 kilometer (Sieh & Natawidjaja,

2000). Pergerakan kedua segmen sesar tersebut yaitu segmen Sianok dan Sumani

memicu gaya ekstensi atau tarikan yang membentuk sesar-sesar turun berupa

membentuk graben cekungan Singkarak. Pergerakan turun dari graben tersebut

akan semakin luas. Pergerakan sesar tersebut menghasilkan bentuk danau

Singkarak yang semakin luas selama pergerakan segmen sesar masih aktif. Pola

struktur yang terbentuk pada cekungan Singkarak menunjukkan pola yang sama

dengan pola Simple Shear dengan extention fracture membentuk sesar turun

seperti yang dijelaskan pada gambar 3.18.

Setiap kali terjadi gempa, terjadi pergeseran sesar yang bervariasi

mengikuti kekuatan gempa. Total pergeseran Singkarak diperkirakan 23 kilometer

hingga terbentuk danau seperti yang ada sekarang ini. Evolusi luas Danau

Singkarak itu berawal dari pergeseran 3 km, kemudian berkembang menjadi 8

km, 13 km, dan sekarang ini 23 km (Sieh & Natawidjaja, 2000). Danau ini terus

tumbuh, menandai pergeseran yang terus terjadi di jelaskan pada gambar 3.19.

Proses tektonik yang membentuk Danau Singkarak ini juga terjadi dalam

pembentukan danau tektonik lain di Sumatera, seperti Danau Diatas dan Danau

Dibawah (Sumatera Barat) serta Danau Kerinci di Jambi.

Bentuk cekungan Singkarak setelah dilakukan rekonstruksi sayatan bawah

permukaan dihasilkan bentuk negative flower structure. Dimana terjadi penurunan

permukaan akibat gaya transtension yang bekerja karena terjadi pergeseran dua

segmen sesar Sianok dan Sumani. Pada gambar 3.19 juga dijelaskan bahwa

langkah pergeseran kedua segmen sesar bergerak ke kanan atau

maka akan membentuk

Pull-apart basin.

Gambar 3.19. Model Evolusitarik terpisah

3.5.4 Sedimentasi pada Cekungan

Cekungan tarik terpisah umumnya dicirikan oleh : Prose

yang tinggi, pola asimetri dari urut

ergeseran kedua segmen sesar bergerak ke kanan atau

maka akan membentuk extensional bends berupa cekungan tarik

Model Evolusi yang menunjukkan pembukaan progresif terpisah Danau Singkarak di sepanjang zona sesar Sumatera

(modifikasi dari Sieh & Natawidjaja, 2000).

3.5.4 Sedimentasi pada Cekungan Tarik Terpisah Singkarak.

Cekungan tarik terpisah umumnya dicirikan oleh : Prose

yang tinggi, pola asimetri dari urut-urutan sedimen dan fasies, dan bentuk

28

ergeseran kedua segmen sesar bergerak ke kanan atau right-stepping

berupa cekungan tarik-terpisah atau

progresif cekungan i sepanjang zona sesar Sumatera

Cekungan tarik terpisah umumnya dicirikan oleh : Proses pengendapan

urutan sedimen dan fasies, dan bentuk

29

cekungan yang menunjukkan batas dengan sesar pada bagian tepi cekungan

seperti endapan kipas-kipas alluvial, limpah banjir, lakustrin, dsb. Sifat-sifat

pengandapan seperti itu juga dijumpai pada cekungan Ombilin. Berdasarkan dari

data seismik dan pemboran serta perhitungan erosi yang berlangsung selama

tersier, maka diperkirakan cekungan Ombilin telah menerima tidak kurang dari

9.100 meter sedimen selama pengendapannya (Asikin, 1992) dijelaskan pada

gambar 3.20.

Gambar 3.20. Sedimentasi pada Pull apart basin (Asikin, 1992).

Pergerakan di sepanjang sesar strike-slip dapat menghasilkan beberapa

jenis cekungan tarik terpisah atau pull-apart basin yang dapat berupa sesar

transform yang terjadi pada batas lempeng dan mempenetrasi kerak yang terfokus

30

hanya pada seting intraplate dan hanya mempenetrasi bagian atas dari kerak

(Sylvester, 1988). Kebanyakan cekungan yang dibentuk oleh sesar mendatar

memiliki ukuran relatif kecil, beberapa puluh kilometer panjangnya, meskipun

beberapa dapat mencapai ukuran hingga 50 km (Nilsen dan Sylvester, 1995).

Cekungan ini dapat menunjukkan bukti adanya relif syn-depositional atau syn-rift

lokal yang signifikan. Karena cekungan pada sesar mendatar dapat hadir dalam

beberapa seting, mereka dapat diisi baik oleh sedimen marin maupun nonmarin,

tergantung pada seting yang ada. Sedimen yang dijumpai pada cekungan ini

cenderung cukup tebal, karena tingkat sedimentasinya yang tinggi yang dihasilkan

oleh proses pengerosian dari tinggian di sekitar cekungan ini, dan ditandai dengan

adanya beberapa perbedaan fasies local (Bogs, 2006).

Sebagai contohnya untuk menggambarkan proses sedimentasi cekungan

Singkarak, seperti yang di jelaskan pada gambar 3.21. Pergerakan strike-slip dari

sesar San Gabriel pada zaman Pliosen-Miosen mengakibatkan terbentuknya

cekungan danau dengan ukuran 15 km hingga 40 km, dimana sedimen dengan

ketebalan mencapai hingga lebih dari 9000 meter terakumulasi (Bogs, 2006). Pada

awalnya, cekungan danau ini terbuka dijelaskan pada gambar 3.21.A, mengijinkan

sedimen deltaik dan turbidit terbentuk. Sebagai hasil dari pergeseran sesar strike-

slip selanjutnya, penyaluran sedimentasi dari luar menjadi terhambat pada bagian

selatan dan cekungan danau ini menjadi sistem tertutup. Pada fase penutupan,

kipas alluvial, fluvial, delta, dan sedimen barier terakumulasi di sepanjang batas

dari danau ini, sedangkan lumpur silisiklastik, lumpur zeolit, dolomit, dan

stromatolit terbentuk pada bagian pusat dari cekungan dijelaskan gambar 3.21.B.

31

Gambar 3.21. Rekonstruksi paleogeografi cekungan California, (A) Fase pembukaan pada Deep-water Lacustrine (B) Fase penutupan pada Shallow-water Lacustrine (Boggs, 2006)

Secara garis besar proses pengendapan pada cekungan Singkarak di

dominasi oleh proses syn-rift atau syn-depositional. Dimana proses pengendapan

berlangsung bersamaan dengan proses penurunan cekungan sehingga dapat

membentuk formasi batuan yang cukup tebal. Seiring dengan semakin lebar dan

luas cekungan singkarak akibat pergeseran sesar mendatar. Seperti yang di

jelaskan pada gambar 3.22.

Gambar 3.22sedimentasi.

Gambar 3.22. Bentuk cekungan singkarak dan pengaruhnya terhadap sedimentasi. (Modifikasi dari Sieh & Natawidjaja, 2000)

32

Bentuk cekungan singkarak dan pengaruhnya terhadap

33

BAB IV KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan tentang sesar mendatar dan pembentukan

cekungan pada zona sesar mendatar dapat disimpulkan bahwa pembentukan

cekungan atau basin pada zona ini dipengaruhi oleh jenis mekanisme yang

bekerja apakah bersifat Transpresional atau Transtensional. Pada mekanisme

transpresional membentuk cekungan pada tepian zona pengangkatan, sedangkan

pada mekanisme transtensional membentuk cekungan pada pusat amblesan.

Pembentukan cekungan juga dipengaruhi oleh fault bends atau belokan sesar.

Pada sistem sesar mendatar kanan jika arah belokan ke kanan akan membentuk

Releasing bend dan jika ke kiri maka akan membentuk Restraining bend.

Cekungan Singkarak merupakan cekungan yang bersifat tarik-terpisah atau

pull-apart basin karena terbentuk dari segmen-segmen sesar. Secara regional

cekungan ini dipengaruhi oleh Fault bend atau belokan sesar yang berupa

releasing bend. Pembentukan cekungan Singkarak dipengaruhi oleh mekanisme

transtension dengan gaya tarikan atau ekstension yang bekerja membentuk

cekungan sehingga cekungan ini mengalami amblesan dengan pusat cekungan

sebagai pusat pengendapan. Secara bentukan cekungan ini berupa negative flower

structure berupa graben sesar turun. Proses pengendapan yang berlangsung pada

cekungan Singkarak bersifat syn-depositional yaitu proses pengendapan yang

berlangsung bersamaan dengan proses penurunan cekungan.

33

34

DAFTAR PUSTAKA

Allen, P.A. & Allen, J.R. 2005. Basin Analysis “Principle and Application”.

Black Well Publishing. Victoria.

Asikin, S. 1992. Diktat Geologi Struktur Indonesia. Jurusan Teknik Geologi

Institut Teknologi Bandung.

Aydan, O. 2007. A Reconnaisanse Report on the Singkarak Lake Earthquake.

Department of Marine Civil Engineering Tokai University, Shizuoka.

Barber, A.J., Crow, M.J. & Milsom J.S. 2005. Sumatra: Geology, Resources and

Tectonic Evolution. The Geological Society London. London.

Boggs, S. 2006. Principles of Sedimentology and Stratigraphy 4th ed. Merril

Publishing Company. Columbus.

Burg, J.P. 2015. Structural Geology and Tectonics. Universitat Zurich Geologices

Institut Sonnegstasse. Zurich.

Christie-Blick, N. & Biddle, K.T. 1985. Deformation and Basin Formation Along

Strike-Slip Faults. The Society of Economic Paleontologists and

Mineralogists. New York.

Cunningham, W.D. & Mann, P. 2007. Tectonics of Strike-Slip Restraining and

Releasing Bends. The Geological Society. London.

Fossen, H. Tikoff, B. & Teissier, C. 1994. Strain Modeling of Transpression and

Transtension Deformation. Norsk Geologisk Tidsskrift. Oslo.

Nilsen, T.H. & Sylvester, A.G. 1995. Strike-slip Basins. Tectonics of Sedimentary

Basins. Blackwell Science. Oxford.

Noor, D. 2008. Geologi untuk Perencanaan. Pakuan University Press. Bogor.

34

35

Putrohari, R.D. 2008. Proses Pembentukan Minyak Bumi.

https://rovicky.wordpress.com/2008/02/21/proses-pembentukan-minyak-bumi

(diakses pada tanggal 9 November 2015).

Sieh, K. & Natawidjaja, D. 2000. Neotectonics of the Sumatra Fault,

Indonesia. Journal of Geophysical Research. California Institute of

Technology. Pasadena.

Sukandarrumidi. 2014. Diktat Manajemen Bencana Geologi. Institut Sains &

Teknologi AKPRIND. Yogyakarta.

Sylvester, A.G. 1988. Stike-slip Fault. Geological Society of America Bulletin.

Department of Geological Sciences. California.

Zen, M.T. 1970. Origin of Lake Singkarak in the Padang Highlands. Departmen

of Geology & Geophysics ITB. Bandung.

http://basin.earth.ncu.edu.tw/download/courses/basin_analysis/6_strike_slip.pdf

http://smtp.antelecom.net/blogs/bsmacia/a_16_strike_slip_faults.pdf

http://www.igc.usp.br/pessoais/renatoalmeida/bibliografias/sylvester1988.pdf

http://www.files.ethz.ch/structuralgeology/jpb/files/english/5wrench.pdf

http://www.ldeo.columbia.edu/selected_articles_all_files/01_sepm_sp2037.1.pdf

sesar mendatar dan cekungan sedimentasi

Documents