BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Pulau Jawa

1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Pulau Jawa dianggap sebagai contoh yang dapat menggambarkan lingkungan
busur kepulauan (island arc) dengan baik. Magmatisme yang terjadi dihasilkan dari
aktivitas subduksi antara lempeng Indo-Australia dengan bagian selatan dari
lempeng Eurasia. Kecepatan subduksi yang terjadi berkisar antara 6-7 cm/tahun
(Hamilton 1979; Simandjuntak dan Barber, 1996., dalam Setijadji dkk., 2006).
Aktivitas subduksi ini menghasilkan deretan gunung api yang memanjang dari barat
ke timur. Deretan gunung api yang ada menunjukkan perubahan setiap waktunya
sebagai suatu sejarah magmatisme yang relatif terhadap kecepatan subduksi yang
terjadi. Kondisi yang berbeda yang terjadi pada tiap pusat gunung api akan
tergambarkan melalui karakteristik dari seri magma dan perbandingan unsur jejak
incompatible.
Sejarah magmatisme yang terjadi pada pulau Jawa sangatlah penting untuk
diketahui agar dapat mengetahui proses-proses geologi apa saja yang berpengaruh,
petunjuk mengenai awal mula magmatisme hingga implikasinya terhadap kondisi
geologi pulau Jawa saat ini. Salah satu lokasi yang dapat dijadikan tempat penelitian
mengenai sejarah magmatisme ini adalah Perbukitan Jiwo yang berada di
Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Jawa Tengah.
Perbukitan Jiwo memiliki kondisi geologi yang sangat menarik dengan adanya
beraneka macam batuan yang tersingkap dari batuan pra-Tersier hingga Tersier.
2
Secara stratigrafi dalam peta geologi Perbukitan Jiwo dan sekitarnya yang telah
dipetakan oleh Rahardjo pada tahun 1994 dapat dilihat adanya persebaran batuan
metamorf pra-Tersier yang tersusun oleh sekis, marmer, filit, dan batuan sedimen
meta (Bronto, 2011) yang di atasnya ditindih secara tidak selaras oleh batuan
sedimen dari Formasi Gamping-Wungkal yang berumur Eosen. Secara lebih
terperinci terdapat sebaran batuan beku yang tersebar pada beberapa titik di
perbukitan Jiwo dan khususnya pada bagian Jiwo Timur, terdapat batuan beku
intrusi dengan komposisi gabro mikro (Bronto, 2011) membentuk suatu bukit yaitu
bukit Pendul. Formasi Oyo yang terdiri dari batugamping dan napal menindih
secara tidak selaras di atas seluruh satuan batuan yang lebih tua.
Banyaknya jenis batuan yang tersingkap di Perbukitan Jiwo inilah yang
menjadi obyek penelitian selama ini khususnya batuan beku ekstrusi dan intrusi
yang ada guna mengetahui sejarah magmatisme yang terjadi. Dalam peta geologi
Perbukitan Jiwo di Bayat (Rahardjo, 1994) batuan beku ekstrusi dipetakan sebagai
anggota dalam Formasi Kebo-Butak yang tersebar di sebelah selatan dari
Perbukitan Jiwo sedangkan batuan beku intrusi dikelompokkan menjadi Satuan
Diorit pada bagian timur dari Perbukitan Jiwo yang proses magmatismenya belum
diketahui.
Persebaran dari batuan beku di Perbukitan Jiwo ini kemudian menghasilkan
banyak hipotesis mengenai sejarah magmatisme yang terjadi. Menurut Bronto
(2011) mengatakan bahwa kawasan gunung Pendul yang berlokasi di Perbukitan
Jiwo Timur merupakan bekas gunung api purba yang sudah tererosi lanjut. Hal ini
berdasarkan jejak fosil gunung api itu berupa intrusi kelompok gabro mikro dan
3
ekstrusi lava basa. Pendapat yang berbeda dikemukakan oleh Surono (2006) dengan
memperhatikan kandungan unsur tanah jarang (REE) pada batuan beku berupa
magma di Bukit Pendul yang menunjukkan genesa berupa intrusi yang terbentuk
pada daerah penunjaman dengan sumber magma dari baji mantel di atas kerak
samudera yang menunjam.
Penelitian ini terbatas pada sampel batuan beku intrusi yang ada dan ditemukan
di lapangan, dengan kondisi yang kebanyakan sudah mengalami pelapukan yang
cukup intensif. Penelitian difokuskan untuk mengetahui sejarah magmatisme yang
terjadi pada Perbukitan Jiwo serta hubungan yang terjadi antara Perbukitan Jiwo
Barat dan Jiwo Timur melalui studi petrologi dan geokimia pada batuan beku yang
ada. Penelitian mengenai karakteristik petrologi dan geokimia dari batuan beku di
Perbukitan Jiwo ini diharapkan menjadi suatu hal baru guna mengetahui sejarah
magmatisme yang mempengaruhi pembentukan dari Perbukitan Jiwo Barat dan
Jiwo Timur.
Berbagai macam penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti terdahulu belum
ada yang pernah membahas mengenai sejarah magmatisme batuan beku yang hadir
di Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur secara mendetail dan sistematis serta
hubungan yang terjadi antara Jiwo Barat dan Jiwo Timur dalam sejarah
magmatisme serta genesa dari batuan beku yang ada. Oleh karena itu penulis
mengangkat tema penulisan ini untuk mengetahui mengenai hubungan sejarah
magmatisme yang terjadi baik pada perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur dengan
melakukan analisis petrologi dan geokimia pada batuan beku.
4
I.2. Maksud dan Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan bermaksud untuk mengetahui sejarah geologi
khususnya sejarah magmatisme yang terjadi pada daerah Bayat yang membentuk
Perbukitan Jiwo.
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Untuk mengetahui kelompok batuan beku yang ada di Perbukitan Jiwo
b. Untuk mengetahui hubungan proses magmatisme yang terjadi antara
Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur
c. Untuk mengetahui jenis dan sumber magma induk (parential magma)
yang membentuk batuan beku antara Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo
Timur
I.3. Lokasi Penelitian
Daerah penelitian secara administratif sebagian besar termasuk ke dalam Desa
Paseban, Desa Krikilan, Desa Krakitan, Desa Jotangan, Desa Kebon, Desa
Tawangrejo, Desa Talang, Desa Gununggajah, dan Desa Dukuh, Kecamatan Bayat,
Kabupaten Klaten, Provinsi Jawa Tengah. Luas daerah pemetaan kurang lebih 35
km2. Berdasarkan koordinat lintang dan bujur, lokasi daerah penelitian terletak pada
koordinat lintang 07o 45' 30'' – 07o 47' 00'' LS dan bujur 110o 37'30'' – 110o 40'30''
BT (Gambar 1.1).
Lokasi daerah pemetaan dapat dicapai dengan sepeda motor maupun dengan
mobil. Pengambilan sampel batuan dapat diakses dengan menggunakan kendaraan,
namun apabila tidak dimungkinkan dengan menggunakan kendaraan, daerah
5
pemetaan dapat dijangkau dengan berjalan kaki. Namun secara keseluruhan lokasi
penelitian dapat dijangkau dengan menggunakan kendaraan bermotor.
Gambar 1.1. Peta indeks lokasi penelitian
I.4. Tinjauan Pustaka
1.
Soeria-Atmadja dkk. (1991)
Daerah Bayat tersusun oleh banyak dike dan tubuh intrusi dengan komposisi
dominan basaltik. Batuan ini memotong batuan lain seperti sekis kristalin berumur
pra-Tersier dan batugamping Formasi Wungkal berumur Eosen. Terdapat tiga
temuan sill basalt yang memotong sekuen turbidit dari Formasi Kebo-Butak dengan
umur Oligosen Akhir-Miosen Awal (N2-N5; Soeria-Atmadja dkk., 1990 dalam
Soeria-Atmadja dkk., 1991).
6
Batuan beku di daerah Bayat telah dilakukan penarikan umur mutlak dan
didapatkan umur diorit 33,2±1,00 juta tahun atau Oligosen awal dan sedangkan sill
basalt 24,30±0,60 juta tahun atau Oligosen akhir (Soeria-Atmadja dkk., 1994
dalam Setijadji dkk., 2006). Sehingga secara umum daerah Bayat dikelompokkan
ke dalam vulkanik Oligosen dari Pulau Jawa dan menunjukan kejadian double
volcanic chain.
Batuan basalt tersusun atas 5-20% fenokris (plagioklas, klinopiroksen, Timagnetit) dengan matriks berupa gelasan atau microlitic dengan mineral sekunder
fasies sekis hijau. Analisis kimia menunjukkan komposisi magma dengan tipe
medium-K calc-alkaline.
2.
Rahardjo (1994)
Peneliti telah melakukan pemetaan geologi di Perbukitan Jiwo dengan skala
1:100.000. Peneliti membagi Perbukitan Jiwo dari tua ke muda yaitu Satuan
Metamorf Pra Tersier (sekis mika, sekis klorit, filit, kuarsit dan marmer), Formasi
Wungkal-Gamping (batugamping), Intrusi Batuan Beku (diorit, basalt), Formasi
Oyo-Wonosari (batupasir karbonatan dan batugamping), dan Endapan Aluvial.
3.
Surono dkk. (2006)
Terdapat tiga kali periode kegiatan magmatisme pada Bukit Pendul yaitu
39,82±1,49 s/d 33,15±1,00 juta tahun atau Eosen Akhir-Oligosen awal, periode
kedua pada 31,29±0,90 juta tahun atau Oligosen Akhir-Miosen Awal, dan
24,25±0,65 juta tahun atau Miosen Tengah. Hanya periode pertama dan ketiga yang
terekam dengan baik pada Perbukitan Jiwo, sedangkan periode kedua ditandai
dengan tersingkapnya batuan di Tegalrejo. Magmatisme yang terjadi pada periode
7
pertama dan ketiga ini merupakan hasil dari diferensiasi magma induk yang berbeda
dimana magma induk yang lebih tua memiliki kandungan unsur tanah jarang (REE)
yang lebih rendah dibandingkan dengan magmatisme yang terjadi pada periode
ketiga.
Peneliti telah melakukan studi geokimia pada sampel batuan beku di Bukit
Pendul. Sampel batuan yang telah diambil dibagi menjadi 2 yaitu yang mewakili
batuan Eosen Akhir-Oligosen Tengah dan batuan yang mewakili Miosen AwalTengah. Dari data diagram laba-laba memperlihatkan adanya perbedaan antara
keduanya. Pada batuan Eosen Akhir-Oligosen Tengah, kandungan unsur tanah
jarangnya lebih rendah dibandingkan dengan kandungan unsur yang sama dalam
batuan Miosen Awal-Tengah. Selain itu didapatkan keduanya memiliki pola unsur
tanah jarang yang datar dari unsur tanah jarang ringan ke unsur tanah jarang berat
(La/Yb kecil) dan keduanya tidak pernah berpotongan. Anomali negatif dari unsur
Eu walaupun hanya sedikit juga mempunyai arti yang signifikan sebagai indikasi
petrogenesis magmanya. Hal ini menunjukkan adanya adanya perbedaan
diferensiasi magma yang lebih rendah dan terjadi kristalisasi. Kandungan unsur
tanah jarang (REE) pada batuan beku berupa magma di Bukit Pendul menunjukkan
genesa berupa daerah penunjaman dengan sumber magma dari baji mantel di atas
kerak samudera yang menunjam, yang sudah diperkaya oleh unsur inkompatibel
yang berasal dari kerak samudera yang menunjam.
Selain mengamati data REE, sampel batuan beku di Bukit Pendul juga
didapatkan hasil analisa unsur jejaknya dibandingkan dengan unsur yang sama
untuk basal tengah samudera (mid oceanic ridge= MORB) dan di dalam lempeng
8
(oceanic island basalt=IOB). Didapatkan hasil berupa konsentrasi unsur ion litofil
besar (Ba, Rb, Th dan K) yang bersifat mobile mengalami pengkayaan
dibandingkan dengan unsur itu di MORB, namun masih lebih kecil jika
dibandingkan dengan OIB. Sebaliknya unsur immobile (Nb dan Zr) terlihat
sebanding dengan MORB. Anomali positif dari unsur Sr sangat menonjol sehingga
dijadikan penciri geokimia pada batuan intrusi Pendul. Hasil yang didapatkan
mencerminkan geokimia batuan yang berasal dari magma yang terbentuk pada
lingkungan daerah busur penunjaman.
4. Bronto (2011)
Kawasan Gunung Pendul di Jiwo Timur merupakan bekas gunung api purba
yang sudah mengalami erosi lanjut. Batuan intrusi kelompok gabro mikro dan
batuan ekstrusi aliran lava basal ditemukan sebagai jejak fosil dari gunung api.
5. Junitia (2014)
Geokimia pada batuan beku pada perbukitan Jiwo telah diteliti dengan
menggunakan metode X-Ray Fluorescence (XRF ) dengan cara grafis yaitu dengan
menggunakan diagram Harker dengan mengeplot unsur oksida utama dibandingkan
dengan SiO2 yang digunakan sebagai pembanding.
Pada Perbukitan Jiwo Timur dilakukan pengeplotan nilai K2O terhadap SiO2
dalam diagram Pecerillo dan Taylor (1976, dalam Junitia, 2014) yang menunjukkan
afinitas magma pembentuk batuan beku pada daerah ini termasuk dalam seri
Tholeiitic. Sedangkan pada Perbukitan Jiwo Barat pengeplotan nilai K2O terhadap
SiO2 dalam diagram Pecerillo dan Taylor (1976 dalam Junitia, 2014) menunjukkan
afinitas magma yang termasuk dalam seri Calc-alkaline dan pada diagram AFM
9
(After Kuno, 1976 dalam Junitia, 2014) juga menunjukkan hasil yang sama yaitu
termasuk dalam seri Calc-alkaline. Penelitian ini menghasilkan kesimpulan bahwa
Perbukitan Jiwo Barat dan Timur memiliki komposisi magma yang berbeda.