KOMUNIKASI GEOFISIKA PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
TUGAS PAPER KULIAH LAPANGAN Oleh: Ilham Togi Sihombing
12308017
M. Hanif Abidin
12308027
Dosen: Dr. Agus Laesanpura
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2011
Survey Geologi dan Geofisika Karangsambung I.T. Sihombing, M.H. Abidin
Karangsambung adalah sebuah kecamatan di Kabupaten Kebumen, ProvinsiJawa Tengah, Indonesia yang menjadi laboratorium alam geologi yang sangat menarik. Kawasan yang menjadi objek keunikan geologi dapat diamati pada daerah seluas 20 x 20 km2 atau pada batas koordinat 109035’-109041’BT dan 7025’-7036’LS. Desa Karangsambung terletak 19 km di sebelah utara kota Kebumen. Daerah Karangsambung ini sangat menarik karena singkapan jenis batuannya yang lengkap dan menjadi bukti teori tektonik lempeng. Metode yang digunakan untuk mengetahui proses geologi pada derah tersebut menggunakan observasi geologi dari batuan yang tersingkap dipermukaan dan metode geofisika seperti geolistrik, gravity, dan magnetic. Dari survey geologi dan geofisika tersebut dihasilkan peta geologi beserta interpretasi struktur bawah permukaan di beberapa daerah di Karangsambung.
Pendahuluan Teknik Geofisika merupakan salah satu program studi yang mempelajari tentang sifat-sifat fisis bumi melalui penerapan ilmu fisika dan didukung dengan penerapan ilmu geologi agar memudahkan dalam menganalisa bawah permukaan. Sifat-sifat fisis bumi ini dapat diketahui melalui pengukuran menggunakan metode-metode geofisika yang ada. Sifat-sifat bumi diantaranya adalah resistivity, suceptibility, densitas, cepat rambat gelombang, dan lainlain. Resistivity adalah tahanan suatu benda jika diberi arus listrik, sehingga dapat diukur menggunakan metode geolistrik. Suceptibility diukur menggunakan metode gaya magnet. Densitas suatu benda di bumi diukur menggunakan metode gaya berat. Cepat rambat gelombang pada lapisan di bawah permukaan diukur menggunakan metode seismik refraksi. Para ahli geologi menjelaskan keunikan daerah Karang Sambung dengan menganalisa penampakan fenomena geologi di permukaan saja. Agar hasil penelitian lebih akurat dan dapat dipercaya, maka perlu dilakukan survei lebih lanjut. Survei yang dilakukan yakni membuktikan apa yang terbentuk di permukaan sesuai dengan apa yang terbentuk di bawah permukaan bumi.
Survei menggunakan metode geofisika dapat menjelaskan hubungan fenomena geologi yang tersingkap di permukaan dengan data struktur bawah permukaan yang didapat menggunakan metode geofisika. Kuliah Lapangan ini dilaksanakan di daerah Karang Sambung, kabupaten Kebumen, Provinsi Jawa Tengah dengan posisi geografi dibatasi koordinat 109o 30’ - 110o00’ BT dan 7o30’ 8o00’ LS, selama 12 hari, dimulai pada tanggal 23 Mei-4 Juni 2011. Metode Penelitian Dalam kuliah lapangan Karang Sambung ini, metode yang digunakan adalah mencari lapisan batuan yang tersingkap di permukaan, mendeskripsikan, serta melakukan pendataan singkapan tersebut (data geologi) dan melakukan pengukuran sifat-sifat fisis lapisan batuan di bawah permukaan (data geofisika). Data yang diperoleh dari masing-masing metode diikatkan satu sama lain untuk mendapatkan struktur bawah permukaan yang ingin di ketahui. Metode Geologi Dalam Observasi geologi, dilakukan pengamatan singkapan yang terdapat pada area penelitian. Singkapan yang terdapat di sekitar area di deskripsikan, dan di petakan
pada peta geologi yang telah disediakan. Di samping mampu mendeskripsikan singkapan, pembacaan peta dan kompas sangat penting dalam pendataan singkapan. Pada survei geologi, juga diperlukan 3 peta yang berguna dalam memudahkan survei. Peta lintasan dan pengamatan di lapangan dan cadangan di base, serta peta geologi yang akan dibuat. Pengetahuan dasar tentang ciri-ciri batuan sedimen, metamorf dan beku juga sangat diperlukan untuk melakukan pengamatan Geologi. Hasil yang ingin didapat dari pengamatan Geologi adalah sebuah peta yang dapat menjelaskan penyebaran litologi suatu daerah yakni Peta Geologi. Metode Geofisika Pada dasarnya metode geofisika memanfaatkan kontras sifat fisik batuan terhadap parameter-parameter fisika. Kita dapat mengetahui keadaaan bawah permukaan, seperti: perlapisan batuan, intrusi, sesar, dan struktur geologi lainnya dengan menghitung anomali terhadap parameter-parameter fisika yang digunakan. Sebagai contoh: 1. Gravity, parameter fisika : densitas. 2. Magnetik, parameter fisika: suseptibilitas. 3. Geolistrik, parameter fisika : tahanan jenis. 4. Elektromagnetik-(GPR), sifat perambatan gelombang radio, hasilnya berupa radargram . 5. Seismik refraksi, sifat perambatan gelombang dekat permukaan. Pemetaan Geologi Pemetaan geologi dilaksanakan pada tanggal 27 – 29 mei 2011, di area seluas 4 kilometer persegi disekitar kampus LIPI Karangsambung. Dari hasil penelitian survey geologi yang dilakukan selama 3 hari ini, dihasilkan peta lintasan di atas dan catatan
lapangan yang nantinya akan di olah untuk menjadi peta geologi. Dalam mebuat peta geologi, harus diperhatikan litologi batuan yang terdapat di area seluas 4 km2 ini. Data litologi batuan yang terdapat di area ini diperlukan untuk pada akhirnya menjadi sebuah persebaran satuan batuan yang notabene adalah informasi yang disampaikan oleh peta geologi. a. Satuan Batuan Beku Basalt : Lava basalt merupakan batuan ekstrusif. Lava basalt bertekstur afanitik karena pembekuan cepat. Batuan ini bewarna abu-abu kehitaman. Pada bagian permukaan lava Basalt ini dapat dilihat adanya lubang-lubang vesikuler (tempat keluarnya gas) yang telah terisi oleh kalsit dan zeolit.Batuan ini terdapat di sepanjang aliran Kali Mandala, dan di daerah ini batuan basalt yang tersingkap membentuk struktu bantal dan memiliki breksiasi. b. Satuan Batuan Beku Diabas Satuan batu beku ini terdapat di daerah Gunung Parang. Batuan beku ini berwarna kelabu tua atau coklat kemerahan bila lapuk (oksidasi), mempunyai struktur masif dengan tekstur diabas. Granulitasnya berbutir halus (afanitik), di bawah mikroskop, batuan ini memperlihatkan tekstur diabas yang dibentuk oleh plagioklas dan piroksen yang tumbuh bersama serta tekstur holokristalin dengan kristal berukuran 0,2- 1,6 mm, terdiri dari plagioklas, piroksen, sedikit kalsit, serisit, dan karbonat sebagai mineral ubahan. Plagioklas mempunyai perkembangan dengan albit dan sejenisnya. c. Satuan Batupasir Singkapan batupasir ini banyak terdapat di sepanjang aliran Kali Wuluh, dengan ukuran butir yang bervariasi dan terdapat perselingan batupasir berukuran butir halus dan kasar.
Gambar 1. Peta Lintasan Survey Geologi (Atas) dan Peta Geologinya (Bawah)
d. Satuan batulempung Singkapan batu lempung ini terdapat hampir diseluruh area survey, mayoritas batu lempung menjadi lapisan plaing atas atau yang berkontak langsung dengan tanah lapuk di hampir seluruh area survey.Tekstur dari batu lempung yang ditemukan memiliki tekstur bersisik dan berwarna abu-abu terang sampai gelap.Di beberapa tempat seperti di sekitar Gunung Parang, batulempung ini memiliki fragmen batuan beku diabas. e. Satuan Batu Konglomerat Singkapan batu konglomerat ini terdapat di Bukit Pesanggrahan, fragmen yang terdapat di singkapan batu konglomerat ini bervariasi, mulai dari batuan beku hingga batuan metamorf yang berukuran 1 – 10 cm2 yang tersemntasikan oleh massa dasar batupasir. Di daerah Bukit Pesanggrahan ini terdapat perselingan batupasir dengan ukuran butir kasar dengan batu konglomerat. f. Satuan Batu Breksi Singkapan ini ditemukan di selatan Gunung Paras, tepatnya di hulu Kali Wuluh.Fragmen dari batu breksi ini berupa batuan beku dan bermassa dasar pasir kasar.Fragmennya berukuran sekitar 30 cm2. g. Satuan Batuan Metamorf Filite Singkapan batuan metamorf ini ditemukan di sisi barat kali Luk Ulo, dan di sebelah Timur ditemukan juga batuan metasedimen lempung – filite.Batuan ini berwarna abu – abu gelap dan mengkilap. Banyak terdapat micro fold akibat deformasi yang sangat kuat dalam proses pembentukan batuan ini. tekturnya masih mirip dengan tekstur batulempung bersisik hanya saja kekerasannya lebih keras disbanding batulempung bersisik. h. Alluvial Satuan alluvial ini ditemukan di sekitar aliran Sungai Luk Ulo. Berupa batuan
berukuran kerikil hingga kerakal yang berasal dari sedimen – sedimen yang terbawa oleh aliran Sungai Luk Ulo.Sedimen alluvial ini berasal dari utara daerah Karangsambung, yang mana adalah mélange complex, sehingga batuan – batuan yang terdapat di area ini sangat bervariasi dan banyak terdapat batuan metamorf berukuran kerakal. Survey Geofisika Metode Geolistrik Dari survey geologi sebelumnya, diketahui bahwa bukit jatibungkus merupakan bukit yang seluruhnya terbentuk dari batuan gamping, hanya saja survey geologi tersebut belum dapat ditentukan apakah bukit Jatibungkus ini merupakan salah satu satuan lapisan di daerah karangsambung, atau hanyalah sebuah bongkah besar yang memiliki batas kontak terhadap batuan disekitarnya. Survey geofisika di area Jatibungkus bertujuan untuk mencari bidang kontak antara batuan gamping dan batuan lempung yang berada dibawah permukaan dengan menggunakan metoda geolistrik tahanan jenis, sehingga perlu diketahui nilai tahanan jenis dari kedua batuan tersebut dan nilai tahanan jenis untuk tanah lapuk yang umumnya menjadi lapisan teratas untuk dapat menginterpretasi hasil pengolahan data lapangan dan mengestimasi dimanakah dan bagaimanakah kedudukan kontak kedua batuan tersebut. Berdasarkan referensi yang digunakan, nilai tahanan jenis batugamping, batulempung, dan tanah lapuk adalah 50-107, 1-100, 10-2x103 Ωm. Dari sekian konfigurasi yang digunakan dalam akuisisi data lapangan, diambil hasil inversi yang memiliki pemodelan penampang bawah permukaan yang paling baik, faktor besarnya error RMS menjadi pertimbangan kedua dalam memilih hasil inversi mana yang akan diinterpretasi.
Gambar 2. Peta Lintasan Survey Geolistrik Jatibungkus Line 1
Line 2
Line 3
Line 3 terusan
Line 4
Line 5
Line E
Gambar 3. Penampang Pengukuran Geolistrik Menggunakan Software Res2DInv
Dari interpretasi semua line pada gambar, diketahui bahwa bukit Jatibungkus merupakan bongkah yang sangat besar dari batu gamping yang tertancap diantara lapisan batuan lempung. Hal ini dikarenakan kemiringan dari batas kontak yang ditemukan dari beberapa line survey tidak menunjukkan bahwa batu gamping ini merupakan salah satu lapisan batuan penyusun geologi karangsambung. Sayangnya, hasil pemodelan yang dihasilkan tidak cukup dalam untuk tahu sampai berapa dalam bongkah besar batu gamping ini tertanam diantara lapisan batulempung. Selain itu, line survey juga tidak cukup
menyeluruh disekeliling bukit Jatibungkus untuk mencari batas kontak disekliling bukit Jatibungkus dengan tujuan meneliti lebih lanjut seberapa besar bongkah batu gamping ini dan apakah bongkah batu gamping ini berbentuk lensa atau sekedar elips. Metode Gravity Target yang ingin dicapai pada survey gravity ini adalah memperkirakan bagaimana tubuh batuan gunung Parang dan daerah sekitarnya. Untuk melakukan hal tersebut, diperlukan data geologi daerah pengukuran seperti singkapan batuan dan topografi.
A I
Gunung Parang
II
III
B
Gambar 4. Perbandingan Peta Anomali Gravity Residual dengan PetaTopografi Hasil yang ditunjukkan oleh peta anomali regional diatas memiliki korelasi yang cukup baik dengan observasi geologi yang dilakukan pada daerah diatas. Secara umum, singkapan yang terdapat pada daerah diatas: - Daerah I : merupakan wilayah yang terdapat banyak singkapan batuan metamorf (filit) dan batuan melange kompleks
-
Daerah II : merupakan wilayah yang didominasi oleh singkapan diabas dan basalt - Daerah III : merupakan wilayah yang didominasi oleh batuan sedimen, seperti batulempung, batupasir dan breksi Pada peta anomali gravity regional diatas, kemungkinan eror kontur pada daerah daerah III sangat besar. Hal ini dikarenakan tidak dilakukannya pengukuran yang dekat
dengan daerah tersebut pada bagian timur. Sedangkan secara umum daerah sebelah timur merupakan wilayah sungai, sehingga anomali yang ditampilkan tidak begitu kontras. Jika dibandingkan antara peta topografi dengan peta anomali regional daerah pengukuran, dapat dilihat kontras perbedaan anomali gunung parang dengan dataran rendah di sekitarnya. Hal ini menunjukkan bahwa litologi gunung parang dengan daerah sekitarnya, terutama bagian selatan sangat berbeda. Kontras tersebut terjadi akibat dominan batuan daerah gunung parang memiliki densitas yang sangat besar yang berefek pada peta anomali gravity regional. Dari sifat fisis batuan, diketahui bahwa batuan beku memiliki densitas yang tinggi dibandingkan batuan lainnya. Hasil pengukuran gravity ini sangat cocok dengan survey geologi yang dilakukan, dimana terdapat banyak singkapan batuan diabas dan basalt (batuan beku) pada daerah tersebut.
Berdasarkan proses pembentukan batuan, batuan diabas merupakan batuan beku plutonik yang membeku dan mengalami kristalisasi dibawah permukaan bumi. Akan tetapi berdasarkan observasi geologi yang dilakukan, batuan tersebut banyak tersingkap diatas permukaan di daerah gunung parang. Kemungkinan batuan ini tersingkap diatas permukaan karena telah mengalami proses intrusi batuan. Untuk memperkirakan tubuh batuan pada daerah tersebut, metode yang dapat dilakukan adalah memodelkan penampang lintasan yang mewakili daerah gunung parang dan daerah sekitarnya. Sehingga lintasan yang diambil adalah lintasan AB (arah utara-selatan) seperti pada gambar diatas. Pemodelan tersebut dapat dilakukan menggunakan software GRAV2DC, dan mengambil sampel lintasan AB pada Gambar 5 sebagai berikut:
Keterangan: Intrusi Batuan Diabas Batuan Melange Kompleks Batulempung Gambar 5. Model Penampang Lintasan Anomali Gravity Menggunakan Grav2DC
Pemodelan tersebut dibuat juga berdasarkan observasi geologi yang dilakukan. Pada bagian paling kanan, berupa daerah selatan pengukuran didominasi oleh batuan sedimen batulempung dengan Δρ=1.791, sedangkan pada bagian tengah (daerah gunung parang) memiliki Δρ=1.75, dan pada bagian paling utara yang berupa daerah mélange kompleks dengan Δρ=0. Daerah gunung parang memiliki kontras densitas yang tinggi karena selain tubuh batuan beku yang besar, mineral penyusun batuan tersebut diperkirakan memiliki densitas yang besar. Dari pemodelan tersebut juga dapat diasumsikan bahwa intrusi tersebut berupa dyke. Sedangkan pada bagian selatan gunung parang berupa batuan sedimen yang memiliki densitas relatih sangat rendah, karena berupa endapan dari sungai Luk Ulo.
gravity, diperoleh model anomaly magnetik sebagai berikut:
Metode Magnetik Setalh melakukan pengukuran susceptibilitas magnetic di beberapa tempat dengan area yang sama dengan pengukuran
Setelah melakukan slicing seperti lintasan tersebut maka dilakukan permodelan dengan software geomodel ataupun mag2dc. Hasil permodelannya didapat sebagai berikut:
Gambar 6. Slicing Daerah untuk Interpretasi Magnetik
Gambar 7. Model Bawah Permukaan Bumi dengan Mag2DC
Pada hasil pemodelan, didapatkan model bentuk yang berupa intrusi. Pada daerah di tengah,sekitar gunung parang memiliki nilai anomaly yang tinggi, hal ini menunjukkan sebuah badan batuan beku yang besar, dari hasil model yang telah dibuat, bentuk badan yang diperoleh adalah dike. Dari hasil pengamatan geologi, singkapan yang ditemukan adalah singkapan diabas.Dan dari hasil permodelan, suseptibilitas dalam permodelan adalah batuan beku basaltic, Selain ditemukannya satuan intrusi diabas dan satuan batuan lempung, pada daerah observasi ini juga dimodelkan satuan batuan metamorf pada bagian barat gunung parang. Pada bagian timur gunung parang, yaitu daerah dakah, memiliki nilai anomali magnetik yang tinggi, dari hasil observasi geologi, diketahui daerah dakah memiliki singkapan batuan beku dan dari hasil permodelan, dimodelkan satuan batuan beku yang cukup luas dengan satuan batuan sedimen. Batuan beku diperkirakan memotong satuan batuan sedimen, apabila dilihat dari hasil pengamatan geologi, batuan sedimen yang ada adalah batuan sedimen pasir tufaan. Kesimpulan Dari hasil kegiatan eskursi geologi di area Karangsambung dapat disimpulkan bahwa area Karangsambung memiliki keberagaman jenis batuan yang tersingkap di permukaan. Seperti yang dikatakanolehs ebuahquote dalam bidang geologi “The present is the key to the past”, bukti batuanbatuan yang tersingkap dan terobservasi olehpenulis member gambaran yang sistematis dan jelas tentang sejarah pembentukan kondisi geologi, geomorfologi, dan stratigrafi dari area Karangsambungini. Bukti-bukti tersebut juga memberikan gambaran yang jelas tentang melange complex yang terdapat di area Karangsambung ini. Dilihat dari sudutpandang geomorfologi, eskursi geologi juga member informasi tentang area atau lembah Karangsambung merupakan antiklin yang tererosi di bagian tengahnya sehingga membentuk lembah antiklin.
Observasi geofisika yang dilakukan di Bukit Jatibungkus memberikan sebuah kesimpulan bahwa Bukit Jatibungkus merupakan sebuah bongkah batugamping yang terisolir pada massa dasar lempung. Metode geolistrik tahanan jenis juga memberikan informasi tentang kontras parameter fisis dari nilai tahanan jenis dari material lapisan di bawah permukaan, sehingga lebih mudah untuk diinterpretasi demi tujuan mencari batas kontak antara batu gamping dan batu lempung. Sementara itu observasi geofisika yang dilakukan di area intrusi batuan beku diabas di sekitaran Gunung Parang, Desa Dakkah, hingga Desa Banjasari pemodelannya memberikan kesimpulan daerah Gunung Parang dan Desa Dakah terdapat intrusi batuan beku diabas yang dimulai dari permukaan yang memotong lapisan batupasir. Jenis intrusinya berupa Dike dimana batuan tersebut memotong lapisan diatasnya (batulempung) secara vertikal. Sedangkan pada Desa Banjarsari kemungkinan terdapat tubuh batuan beku pada kedalaman sekitar 45 m dari permukaan, dibawah lapisan batuan sedimen (batu lempung dan batupasir), meskipun observasi geologi yang dilakukan nyaris tidak terdapat singkapan batuan beku. Daftar Pustaka Asikin, Sukendar. 1974. Evolusi Geologi Jawa Tengah dan Sekitarnya Ditinjau dari Segi Tektonik Asikin, Sukendar et al. 2004. Tectonic of South Central Java and its Hydrocarbon Potensial in the Banyumas Sub-Basin. Dept. Of Geology ITB: Bandung Grandis, Hendra. 2010. Literatur Kuliah Geolistrik. Penerbit Institut Teknologi Bandung: Bandung Haryanto, Iyan. Tinjauan Geologi Daerah Karangsambung, Kebumen – Jawa Tengah. Laboraturium Geodinamik
FMIPA Bandung
Universitas
Padjajaran:
Praptisih, dkk. Inventarisasi Batugamping di Daerah Karangsambung, Kebumen, Sebagai Masukan Untuk Sistem Informasi Kebumian. Puslitbang Geoteknologi LIPI: Bandung Santoso, Djoko dkk. 2010. Buku Panduan Kuliah Lapangan Karang Sambung. Program Studi Teknik Geofisika ITB: Bandung Telford et al. 1990. Applied Geophysics. Cambridge University Press: Cambridge Wahyudi, E.J. 2011. Modul Praktikum Mata Kuliah Gaya Berat dan Magnet. Program Studi Teknik Geofisika ITB: Bandung
