04-hal-305-316 (B Stynta).cdr

Geo-Dynamics
MEDAN GAYA BERAT DAN MODEL GEODINAMIKA DI SEKITAR KEPULAUAN KAI DAN
KEPULAUAN ARU, MALUKU
B. Setyanta
Pusat Survei Geologi
Jl. Diponegoro No.57 Bandung, 40122
Sari
Pengamatan gaya berat di Kepulauan Kai dan Aru telah dilakukan guna mengetahui geodinamika daerah tersebut.
Anomali Bouguer lajur Kepulauan Kai-Aru dapat dipisahkan menjadi dua kelompok yaitu kelompok anomali bagian barat
dengan gradien naik turun agak tajam dan kelompok anomali bagian timur yang relatip lebih landai. Kedua kelompok
anomali tersebut mempunyai nilai berkisar antara -180 mgal hingga 200 mgal yang ditafsirkan bahwa litologi di dua
kelompok anomali itu dilandasi oleh batuan kerak kontinen. Suatu hipotesa geodinamika di daerah Kepulauan Kai dan
Aru berdasarkan analisis model bawah permukaan gaya berat Bouguer menerangkan bahwa Kepulauan Kai terbentuk
oleh mekanisme sesar naik sedangkan Kepulauan Aru terbentuk oleh mekanisme pengapungan kerak yang diikuti oleh
tektonik gravitasi. Kedua mekanisme tersebut dipengaruhi oleh perubahan gaya tektonik tekan menjadi gaya tektonik
regang.
Kata Kunci : anomali Bouguer, mekanisme tektonik, geodinamika, Maluku
JS
Abstract
A gravity measurement was done to study geodynamic model in Kai and Aru islands. Bouguer anomaly in Kai-Aru region
can be separated into two groups namely, western part of anomaly group with slighth up and down sharp gradient and
the eastern part of anomaly group which is slightly smooth. Both groups of anomaly range from -180 mgals to 200 mgals
and is interpreted that the lithologies in that area are underlain by continental crust. A geodynamic hypothesis around
Kai-Aru islads based on subsurface gravity model shows that the Kai islands are constructed by thrusting mechanism
whereas the Aru islands are by drifting mechanism and followed by gravitational tectonic mechanism. Both mechanism
are influenced by changing mechanism from compressional to extentional tectonic regime.
D
Key words : Bouguer anomaly, tectonic mechanism, geodynamics, Maluku
Pendahuluan
Busur Banda sendiri terletak di daerah pertemuan
tiga lempeng kerak bumi yang aktif, yakni Lempeng
Indo-Australia, Lempeng Eurasia dan Lempeng
Pasifik. Di bagian dalam kerangka busur ini terdapat
Laut Banda yang mempunyai beberapa palung
Naskah diterima :
Revisi terakhir :
G
Kepulauan Kai dan Kepulauan Aru terletak di bagian
timur Busur Banda, tepatnya pada zona lengkungan
sistem Busur Banda bagian timur. Secara tektonik
Kepulauan Kai terletak pada Busur vulkanik Banda
bagian dalam (Banda volcanic Inner Arc), sedangkan
Kepulauan Aru terletak pada Busur non vulkanik
Banda bagian luar (Banda non volcanic Outer Arc)
yang dekat dengan daerah paparan, kedua
kepulauan
tersebut dibatasi oleh Palung Aru
(Gambar 1).
dalam (deep trough) seperti Palung Seram, Palung
Timor, Palung Tanimbar, Palung Weber dan Palung
Aru. Dua palung yang disebut terakhir terdapat di
daerah penelitian penulis.
Kepulauan Kai terdiri dari Pulau Kai Besar, Pulau Kai
Kecil dan pulau-pulau kecil di sekitarnya. Batuan
tertua di kepulauan ini adalah kalkarenit napalan
Formasi Elat yang berumur Eosen Awal, batuan
termuda adalah batugamping terumbu koral Formasi
Kai yang berumur Kuarter (Achdan dan Turkandi,
1994). Sedangkan Kepulauan Aru terdiri dari Pulau
Wokam, Pulau Kobror, Pulau Trangan, Pulau Workai
dan pulau-pulau kecil di sekitarnya. Hampir sama
dengan Kepulauan Kai, batuan-batuan di kepulauan
Aru juga terdiri dari batugamping kalkarenit-napal
berumur Tersier dan batugamping terumbu koral
berumur Kuarter (Hartono dan Ratman, 1992).
2 September 2010
8 Nopember 2010
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
305
Geo-Dynamics
Pemetaan gaya berat yang telah dikerjakan oleh
Pusat Survei Geologi pada tahun anggaran 2005
telah menghasilkan lembar-lembar peta anomali
Bouguer sekala 1 : 250.000 daerah Sulawesi dan
Maluku, termasuk Lembar Aru (Setyanta dan
Nasution, 2007) dan Lembar Kai-Tual (Susilo dan
Hayat, 2007).
Apabila peta-peta tersebut digabung dengan peta
anomali bebas udara (free air anomali, Bowin, drr.,
1981) di laut yang sudah direduksi menjadi peta
anomali Bouguer maka akan didapatkan peta
anomali Bouguer di kawasan tersebut.
Keberadaan Busur Banda yang secara geologi unik
telah menimbulkan perdebatan para ahli ilmu
kebumian, sehingga penelitian geologi berbasis gaya
berat walaupun hanya berupa hipotesis diharapkan
dapat memberikan gambaran model geodinamika
tektoniknya.
JS
Metode
Data kegempaan yang diperoleh dari literatur
digunakan untuk membantu pemodelan bawah
permukaan karena kondisi kegempaan suatu daerah
sangat berhubungan dengan kondisi struktur dan
tektonik daerah tersebut. Dengan kata lain semakin
rumit dan kompleks proses tektonik dan
pembentukan struktur pada suatu daerah, maka
semakin tinggi kondisi kegempaan atau
seismisitasnya. Hal tersebut secara empirik telah
banyak dibuktikan oleh banyak ahli kebumian yang
menggunakan pendekatan teori tektonik lempeng.
Perkiraan sekala waktu geologi pada pembahasan
geodinamika atau evolusi kerak didasarkan pada
analisis berbagai tulisan yang sudah terbit terutama
mengenai tektonik, kronostratigrafi dan paleogeografi
kontinen seperti Unrug (1997), Metcalfe (1998),
Charlton (2001 dan 2004), Heine dan Muller (2005)
dan Hinschberger, drr. (2005).
Geologi Regional Busur Banda
Busur Banda terletak di daerah pertemuan tiga
lempeng kerak bumi yakni Lempeng Indo-Australia,
Lempeng Eurasia dan Lempeng Pasifik (Charlton,
2004; de Smet; 1999, Bowin, et al., 1981, Gambar
1). Kawasan pertemuan lempeng-lempeng tersebut
lazim dikenal sebagai Eastern Indonesian Tripple
Junction (EITJ) yang perkembangan geodinamika
tektonik dan strukturnya dipengaruhi oleh rezim
ketiga lempeng tersebut (Simanjuntak, 1992). Busur
Banda sendiri dapat dipisahkan menjadi dua wilayah
yaitu Busur Banda Dalam (busur vulkanik) dan Busur
Banda Luar (non-vulkanik). Pembagian dua wilayah
ini lebih jelas terlihat pada gambar 1 (Kerangka
tektonik Busur Banda) dan gambar 2 (peta citra
anomali Bouguer oleh Kaye, 1989) di mana busur
vulkanik yang mempunyai rapat massa relatip lebih
tinggi dicirikan oleh warna kemerahan sedangkan
busur non vulkanik yang terbentuk oleh pulau-pulau
akrasi (berwarna kehijauan), rapat massanya lebih
rendah.
D
Data yang digunakan untuk analisis model geologi
bawah permukaan adalah data gayaberat, data
geologi dan data kegempaan. Data gayaberat
meliputi data anomali free air (di laut, Bowin, drr.,
1981) dan data anomali Bouguer (di darat, Setyanta
dan Nasution, 2007; Susilo, drr., 2007) di mana
data anomali free air kemudian direduksi menjadi
anomali Bouguer.
permukaan termasuk batuan dasar. Sehingga untuk
membahas geodinamikanya tidak perlu diadakan
pemisahan anomali regional dan anomali sisa
karena menyangkut semuanya, baik struktur batuan
dasar maupun struktur-struktur dangkal di atasnya.
Suatu pengukuran gaya berat mempunyai hubungan
langsung dengan variasi rapat massa dan volume
dari material yang ada di bawah titik pengukuran,
sehingga metoda ini sangat baik untuk mendeteksi
adanya struktur geologi bawah permukaan suatu
daerah. Peta anomali Bouguer pada hakekatnya
adalah refleksi dari semua massa di bawah
306
G
Pengamatan gayaberat bersifat relatip, yaitu
mengetahui atau mengukur beda nilai antara satu
titik dengan yang lain. Dengan kata lain harus
mempunyai titik dasar sebagai acuan, sehingga
semua titik mempunyai nilai relatif terhadap titik
acuan tersebut. Dalam kaitan ini sebagai titik acuan
daerah penelitian (Lembar Aru dan Lembar Kai-Tual)
digunakan titik yang terdapat di kota Tual yang
diturunkan dari titik pangkal gaya berat Makariki,
Masohi (BC Makariki). BC Makariki diturunkan dari
titik ikat gaya berat nasional di Bandara Patimura,
Ambon yang telah dibuat oleh Adkins, drr (1978).
Para ahli menyimpulkan bahwa terbentuknya Busur
Banda berkaitan dengan pemekaran lantai samudera
Laut Banda karena mulainya subduksi yang di awali
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
dengan pemekaran tersebut (Lapouille., drr., 1985,
Metcalfe, 1998, Hartono, 1990). Lebih jelas mereka
menyatakan bahwa pemekaran kerak samudera Laut
Banda yang ditandai dengan lineasi anomali magnet
adalah awal pembentukan Busur Banda. Jalur
kepulauan yang pada awalnya berarah barat-timur
selanjutnya dibelokkan ke utara terus membentuk
setengah lingkaran dan terjadi pembusuran sehingga
kerak samudera Laut Banda terperangkap di tengahtengah busur. Pembusuran ini terjadi karena benua
Australia yang bergerak ke utara sejak Akhir Kapur
dalam rangka pemisahan dari Benua Antartika mulai
o
mendapat perlawanan dari perputaran unclockwise
Papua akibat desakan lempeng Pasifik ke arah baratdaya (Hartono, 1990, Hall., drr. 1995, Metcalfe,
1998). Saling dorong antara kerak benua Australia
dan kerak samudera Pasifik ini agak mengendor
setelah terbentuk sesar-sesar besar Sorong (SFZ) dan
Tarera Aiduna (TAFZ) karena ada pelepasan gaya
kompresi keduanya (Atmawinata dan Ratman,
1982). Area pemodelan terletak pada Busur Banda
Luar (Outer Banda Arc) di daerah Tertiary
Accretionary Wedge hingga daerah Back Arc Basin
(Gambar 1).
130o
BT
125
BT
Cek. Bintuni
Lempeng
Pasifik
125o
rong
Cek. Salawati
Sesar So
JS
Palung Seram
Seram
Buru
Buton
Osei
o
Bula
5 LS
Kep.
Tanimbar
D
ala
ad
Palung Weber
m
DAERAH
PENELITIAN
im b a
Leti
Laminaria,
Corallina
Elang
Kakatua
ry Accretionary
Tertia
Luar
ge/ Busur Banda
Wed
lung
Pa
n
Ta
Sumur Abadi
(Gas)
G
Timor
Kep.
Aru
r
d
Ban
Busur
Babar
Kep.
Kai
Palung Aru
Lempeng
Laut Banda
ou
lb
urn
G
Sah
alta
abe
nM
Gr
ulk
nV
abe
LEGENDA:
Paparan
Money Shoal
Lempeng
Australian
Busur Banda Dalam
Cekungan Laut Banda
Busur Volcanik
Lempeng Granitan
Benua Australia
0
o
10 LS
Gra
ben
Sumur Evans
Bayu-Undan
Gr
SubCekungan
Vulkanik
ul P
r
Timo
an
ng
Palu
Sub-Cekunganm
Vulkaniklatfor
250 km
Busur Banda Luar
Lajur lipatan dan sesar naik yang didominasi
oleh batuan Permo-Trias dan Yura yang
tersusun oleh batuan malihan dan fragmen
ofiolit hasil obduksi serta batuan Tersier dan
Neogen Akhir
Sesar normal
Sumur produksi
Sesar naik
Sumur eksplorasi
Gambar 1. Kerangka tektonik Busur Banda dan letak daerah penelitian (modifikasi Charlton, 2004, de Smet,1999, dan
Bowin, et al, 1981).
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
307
Geo-Dynamics
mgal
120o
500
130 o
125o
135o BT
Lempeng
Samudera
Pasifik
0o
250
5o
Lempeng
Laut Banda
Kepulauan
Aru
Kep.
Kai
DAERAH
PENELTIAN
0
10o
U
-250
Lempeng
Samudera
Hindia
Lempeng
Benua
Australia
0
200
400 km
JS
15o LS
Gambar 2. Peta anomali Bouguer Citra Indonesia bagian timur (Kaye, 1989).
Anomali Bouguer di sekitar Kep. Kai dan Kep. Aru.
D
Secara umum medan gaya berat yang direfleksikan
dalam peta anomali Bouguer di daerah ini
mempunyai trend atau arah jurus timur laut-barat
daya. Kontur anomali Bouguer di kawasan sekitar
Kepulauan Kai dan Aru mempunyai nilai antara -180
mgal hingga 200 mgal. Pada Gambar 3 (Peta
anomali Bouguer di sekitar Kepulauan Kai dan Aru)
ditunjukkan adanya anomali negatif memanjang dari
barat daya ke timur laut antara Kepulauan Kai dan
Kepulauan Aru yang mempunyai nilai dari 0 mgal
hingga sekitar -180 mgal, di mana bagian tengahnya
membentuk lingkaran-lingkaran anomali negatif.
Kontur anomali ini tampak lebih rapat (landaian
curam) di sebelah timur Pulau Kai Besar dan di
sebelah barat Pulau Aru, hal ini kemungkinan
berkaitan dengan zona patahan turun di daerah itu.
Pola anomali ini merupakan gambaran dari kawasan
Palung Aru yang dilukiskan sebagai cekungan yang
terbentuk oleh penurunan blok kerak di bawahnya
dan kemudian membentuk palungan laut dan terisi
oleh sedimentasi sehingga mempunyai nilai anomali
negatif. Jurus dari kelompok anomali ini kurang lebih
timur laut-barat daya sesuai dengan arah umum
trend anomalinya di mana bulatan anomali negatip
pada bagian tengahnya merupakan pusat cekungan
Palung Aru. Dari trend anomali Bouguer yang
mengarah timur laut-barat daya maka arah gaya
utama diperkirakan berasal dari barat laut-tenggara
Di bagian barat laut di tempati oleh kelompok
anomali positif berfrekuensi cukup tinggi dengan nilai
dari 0 mgal hingga sekitar 200 mgal, bagian
tengahnya membentuk lingkaran anomali positif
yang berpusat di sekitar P. Kai Besar. Anomali tinggi
di daerah ini berkaitan dengan batugamping Tersier
dan kelompok litologi yang mempunyai rapat massa
tinggi yaitu kerak granitik yang relatip lebih dekat ke
permukaan di bandingkan tempat lain. Sementara itu
di bagian timur dan tenggara ditempati oleh
kelompok anomali berfrekuensi rendah membentuk
kontur-kontur anomali gradien rendah dengan nilai
antara 0 mgal hingga 75 mgal. Daerah ini sudah
memasuki kawasan paparan Arafura yang
mempunyai litologi relatif homogen yaitu batu
gamping dan napal berumur Tersier (Hartono dan
Ratman, 1992) yang dilandasi oleh batuan dasar
kerak kontinen yang relatif stabil.
G
308
Data Kegempaan
Data kegempaan diperlukan untuk mengetahui
sumber gempa dan kedalamannya, apakah berasal
dari subdaksi atau berasal dari bidang patahan
sehingga dapat membantu pemodelan gaya berat.
Secara umum kegempaan yang terjadi di sekitar
perairan Kepulauan Aru dan Kai merupakan gempa
bumi dangkal dengan kedalaman sekitar 0-34 km
yang sebagian besar berpusat di sekitar Palung Aru
(PPGL., 1994, McCue., 1989, Cardwell dan Isacks,
1978). Berdasarkan anlisa mekanisme pusat
gempa, diperkirakan gempa-gempa ini berasal dari
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
sesar naik di selatan Kepulauan Kai dan sesar normal
di sekitar Palung Aru (PPGL, 1994, McCue.,1989,
Cardwell dan Isacks, 1978). Keberadaan sesar-sesar
penyebab gempa ini juga terlihat pada penampang
seismik refleksi yang memotong Laut Banda,
Kepulauan Kai, Palung Aru hingga Paparan Arafura
(Kartaadipura, drr., 1982). Pusat-pusat kegempaan
ini kemudian diplotkan pada model gaya berat
bawah permukaan untuk menarik garis sesar.
Model geologi bawah permukaan arah AB
berdasarkan analisis gaya berat
JS
Pembuatan model geologi bawah permukaan
berdasarkan anomali gaya berat dipandu oleh data
lain diantaranya adalah seismik refraksi untuk
memantau ketebalan sedimen (Kartaadipura, drr,
1982), data kegempaan untuk analisis struktur
geologi dan kedalaman air laut (PPGL, 1994, McCue
K.F. 1989, Gambar 4), peta geologi Kepulauan Kai
dan Tayandu (Achdan dan Turkandi, 1994, Gambar
5), peta geologi Lembar Aru, Maluku (Hartono dan
Ratman, 1992, Gambar 6), serta tektonik regional di
kawasan tersebut.
Hipotesa Geodinamika Kerak Lajur Kai-Aru
Telah disebutkan di atas bahwa daerah lajur Kai-Aru
pada masa kini dilandasi oleh batuan kerak benua
granitan (Gambar 7). Pada awal mulanya daerah
Kai-Aru digambarkan masih sebagai bagian dari
kerak granitik benua Australia (Gambar 8) yang
dalam kondisi isostatik mempunyai rapat massa
sekitar 6,7 gr/cc, ketebalan sekitar 30 km. Dalam
keadaan isostatik yang demikian lengkung anomali
nilainya sama dengan nol (Sardjono, 2003), di dalam
penampang daerah penelitian ditunjukkan pada
gambar 9 (1). Keadaan yang demikian diperkirakan
berlangsung pada jaman Paleozoikum (Pra-Jura,
Unrug,1997), di mana benua Australia masih
menyatu dengan benua mikro India dan Antartika.
Kemudian kerak benua pada segmen tersebut sedikit
demi sedikit mengalami regangan sejak Jura. Pada
Akhir Jura, terjadi pemekaran lantai samudera yaitu
ditandai dengan lineasi magnet M25-M0 (Hartono,
1990, Metcalfe, 1998) yang melahirkan Kerak
Samudera Laut Banda (proto Laut banda) di mana
pada pergerakannya ke arah timur terus mendesak
Kerak Benua Australia, sehingga gaya regangan
menjadi gaya tekan. Kemudian pada Kapur Awal,
terjadi pemekaran Kerak Samudera Thetys yang
ditandai dengan lineasi magnet pematang kerak
samudera M16 (Hartono, 1990) dan pemisahan
Benua Australia dari Antartika (Weissel, et al., 1977,
Metcalfe, 1998,.Pigram dan Panggabean, 1984).
Sebagai akibatnya terjadi regangan dan tekanan yang
D
Penampang AB sepanjang kurang lebih 350 km
memotong Kepulauan Kai dan Kepulauan Aru
dengan arah relatif barat-timur dapat dilihat pada
Gambar 7 (penampang) dan Gambar 3 (arah
pemodelan). Dari ujung kiri terdapat landaian tajam
ke arah kiri (barat) sepanjang kurang lebih 10 km
hingga mencapai minus 20 mgal, adalah pengaruh
massa air laut Palung Weber dengan rapat massa
sekitar1,04 gr/cc. Selanjutnya pada km 15 hingga
km 145 landaian agak mengecil walaupun masih
menaik dan mencapai puncaknya pada km 145
dengan nilai sekitar 140 mgal di sekitar Kepulauan
Kai. Keadaan ini ditafsirkan sebagai cerminan
bongkah batuan dasar granitik (2,67 gr/cc) yang
relatif lebih dekat ke permukaan dan undulasi batuan
mantel atas (2,9 gr/cc) di bawah Kepulauan Kai yang
bias jadi disebabkan oleh sesar naik. Namun
demikian pada segmen ini terdapat juga perubahan
frekuensi kurva anomali secara setempat-setempat
akibat pengaruh ketebalan sedimen Tersier (2,20
gr/cc). Dari km 150 hingga kilometer 250 kurva
anomali memperlihatkan gradien menurun tajam
hingga pada puncak terendah -100 mgal pada km
175 dan kemudian naik agak tajam hingga mencapai
nilai sekitar 45 mgal pada km 250. Variasi yang
cukup tajam pada segmen ini ditafsirkan sebagai
akibat zona sesar yang melanda daerah ini sampai
batuan dasarnya sehingga ada beberapa blok kerak
yang turun membentuk suatu graben di sekitar
Palung Aru. Analisis ini juga didukung oleh data
kegempaan yang menyatakan bahwa gempa di
daerah ini ditimbulkan oleh pergerakan bidang sesar
(Gambar 4). Hal ini dapat dimengerti karena daerah
ini merupakan zona di mana blok-blok kerak kontinen
mengalami patahan turun. Walaupun demikian,
pertumbuhan batugamping di daerah ini cukup baik,
hal ini kemungkinan karena sebelum terjadi patahan
turun, terlebih dulu ada pengangkatan sehingga
melahirkan suksesi pengendapan batugamping yang
berlangsung sejak Tersier di Kepulauan Kai (Achdan
dan Turkandi, 1994) atau sejak Miosen Awal (dalam
hipotesa, Gambar 8). Selanjutnya pada km 250
hingga km 350 kurva anomali memperlihatkan
landaian yang rendah karena di daerah ini kondisi
geologinya sudah memasuki kawasan Paparan
Arafura yang stabil, di mana litologi relatip homogen
(Hartono dan Ratman, 1992) dan tidak terlihat
adanya undulasi basement.
G
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
309
Geo-Dynamics
9.7). Namun demikian sejak Pliosen saling dorong
gaya tektonik yang berasal dari Kerak Benua
Australia melawan Kerak Samudra Pasifik
menimbulkan dua sesar besar yaitu Sesar Sorong
(SFZ, Sorong Fault Zone) dan Sesar Tarera Aiduna
(TAF, Tarera Aiduna Fault Zone). Terbentuknya ke
dua sesar tersebut menyebabkan blok kerak
kontinen di sekitar Kepulauan Aru bergerak ke
timur (Gambar 8.8 dan 8.9) sehingga terjadi
regangan lagi pada segmen Kai-Aru yang menjadi
cikal bakal terbentuknya Palung Aru. Kondisi ini
terus berlanjut sehingga terbentuk sesar-sesar
normal dan graben di daerah regangan akibat
tektonik gravitasi dan diikuti oleh pembentukan
palung-palung seperti Palung Aru yang disertai
juga dengan pembentukan sedimen (lihat model
penampang, Gambar 7 dan Gambar 9).
Sedangkan di sebelah barat Kepulauan Kai
terbentuk sesar sesar naik akibat compressional
regime dari Kerak Laut Banda yang melibatkan
batuan dasar (Charlton, 2004) sehingga
memunculkan batuan-batuan sedimen di atasnya
pada jalur Tertiary accretionary wedge dan
membentuk gugusan kepulauan di sebelah
selatan Kepulauan Kai (Achdan dan Turkandi,
1994). Sesar-sesar normal di Palung Aru dan
sesar-sesar naik sebelah selatan Kepulauan Kai ini
yang ditafsirkan sebagai penyebab terjadinya
gempa yang telah disebutkan di atas.
D
JS
melanda kerak granitik di beberapa kawasan daerah
ini. Pada segmen proto Kai-Aru kemungkinan pada
saat itu terjadi regangan (extensional regime) karena
kerak Benua Australia mulai bergerak perlahan ke
utara sehingga kurva anomali Bouguer sedikit
melengkung dan nilainya sedikit berubah karena
terjadi penipisan kerak pada bagian ini dan mantel
atas yang mempunyai rapat massa 3,1 gr/cc naik
sedikit (Gambar 9.3). Sifat getas (brittle) kerak
garnitik dan desakan terus menerus menimbulkan
pelengkungan kerak dan seterusnya terjadi patahan
geser di sebelah barat proto Aru (Gambar 9.4 dan 9.5
). Pemekaran kerak samudera Laut Banda terus
berlanjut, tetapi pada Paleosen Kerak Benua
Australia mulai bergerak lebih cepat mendesak ke
utara sehingga gaya tektonik tekan (compressional
regime) dibarengi juga dengan komponen geser (slip
regime) yang mempercepat separasi gerak sesar
geser menganan di sebelah barat proto Aru (Proto
Palung Aru). Namun demikian gerak Lempeng
Australia ini mulai mendapat perlawanan dari
Lempeng Pasifik yang sudah dimulai sejak Eosen
(Atmawinata dan Ratman, 1982). Pada fase ini
terjadi pengapungan kerak benua akibat terhentinya
gerak penunjaman di bagian tepi kontinen yang
berpengaruh juga di daerah proto Kai-Aru sehingga
sedikit demi sedikit mulai terangkat membentuk
gugusan kepulauan dan suksesi batu gamping di
bagian barat daerah penelitian yaitu di sekitar
gugusan Kepulauan Kai (Gambar 9.6 dan Gambar
132o
133o
05o
-30
135o BT
05o LS
134o
-90
45
30
I
KA
-45
-30
75
0
60
-30
-45
-15
-60
-75
P. KOBROOR
-30
30
45
0
5
06o LS
-120
45
15
-15
-135
-45
-150
-10
45
KEP
.
90
DOBO
-90
15
. ARU
KEP
135
120
o
60
150
105
-15
-15
180
-75
P. KAI
KECIL
15
06
-120
-105
165
0
P. KAI
BESAR
G
-15
15
105
75
0
0
LAUT BANDA
30
60
75
90
P. KOBA
-60
P. PENAMBULAI
-75
-90
30
-60
-45
0
P. TRANGAN
P. BAUN
60
-12
P. WORKAI
45
-30
0
75
45
-105
-90
60
-75
-60
LAUT ARAFURA
15
-45
07o LS
30
07o
0
-30
-15
0
100km
Gambar 3. Peta anomali Bouguer di sekitar Kepulauan Kai dan Aru interval kontur 15 mgal (dikompilasi dari Bowin, et al, 1981, Setyanta & Nasution,
2007, Susilo dan Hayat, 2007). AB adalah arah pemodelan bawah permukaan gaya berat.
310
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
132o
04o
133o
135o
134o
P. ADI
136o o
04 LS
P
PAPUA
1000
20
2000
00
T
P
T
25
2000
50
20
100
75
00
LAUT BANDA
05o
P
05oLS
T
3000
200
P
LAUT ARAFURA
U
PALU4000
NG A
R
0
10
I
200
KEP
.
KA
P
T
T
P. KAI
KECIL
06o
. ARU
KEP
20
0
T
P. KAI
BESAR
DOBO
75
06oLS
P
T
P. KOBROOR
P
0
100
T
P. PENAMBULAI
P. KOBA
20
00
P. BAUN
P
T
JS
P
P. TRANGAN
P. WORKAI
00
T
10
KETERANGAN
07o
Kontur kedalaman
laut (meter)
Sesar Normal
Sesar Naik
200
T
P
P
T
75
200
LAUT ARAFURA
P
T
10
0
Sesar Geser
P
50
T
Pusat Gempa
A
Arah pemodelan
B gayaberat
100km
0
135o
134o
D
133o
132o
07oLS
136o BT
Gambar 4. Peta kontur kedalaman laut (dalam meter) di sekitar Kepulauan Aru-Kai dan solusi mekanisme bidang patahan
serta pusat gempa dengan kedalaman 0 - 34 km (dikompilasi dari PPGL, 1994, McCue. 1989, Cardwell dan
Isacks, 1978). Garis AB adalah arah pemodelah gaya berat.
5o15’
G
Tomw
P. KAI BESAR
Tee
KEPULA UAN KAI
P. TAYANDU
Tpm
Qk
Qk
30’
Tee
Tey
Qk
LAUT BANDA
P. KAIDULAH
KETERANGAN
P. KAI KECIL
Qk
Qk
Batugamping terumbu
Qpo
Batugamping kalkarenit
Tpm
Kalkarenit-pasiran, grewak
Tpw
Napal
Tomw
Tpw
Qpo
45’
Batugamping terumbunapal-kalkarenit
Tey
Napal-kalkarenit
Tee
Kalkarenit-napalan
Tomw
0
12,5
Arah pemodelan gaya
berat
25 km
o
132 30’
30’
45’
o
133
6o
15’
Gambar 5 : Peta Geologi Kepulauan Kai dan Tayandu, Maluku (Achdan dan Turkandi, 1994).
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
311
Geo-Dynamics
134°00'BT(E)
5°15'LS(S)
135°00'BT(E)
5°15'LS(S)
0
20 KM
DOBO
. ARU
KEP
U
D
6°00'LS(S)
6°00'LS(S)
P. KOBROOR
U
D
P. PENAMBULAI
P. KOBA
P. BAUN
JS
P. TRANGAN
P. WORKAI
LAUT ARAFURA
KETERANGAN
Batuan sedimen
Kuarter (batulumpur,
batu pasir kuarsa)
Batuan sedimen
Tersier (batu gamping,
napal, batu lumpur)
7°15'LS(S)
Gambar 6. Peta geologi sederhana P. Aru dan sekitarnya
(disederhanakan dari Hartono & Ratman, 1992).
Kelurusan
geologi
Arah pemodelan gaya berat
7°15'LS(S)
135°00'BT(E)
D
mGal
= anomali dihitung
= anomali diamati
b
a
A
1
KEPULAUAN KAI
2
3
4
5
B
Papua Barat
F. Kambe
langan
PALUNG
ARU
G
TWT km sec
0
1,04
1,04
6
7
100
50
0
150
Distance
TWT km sec
3
2,67
KEP. ARU (PAPARAN ARAFURA)
PALUNG
ARU
LAUT BANDA
6
2,20
KEPULAUAN KAI
2,67
Rapat masa
Batuan (gr/cc)
Batuan Sedimen Tersier
Batuan Kerak Granitan
Batuan Mantel Atas
2,67
2,67
7
KETERANGAN
Air laut
300
2,67
2,90
4
5
8
250
1,04
2,20
2,67
KEPULAUAN KAI
0 LAUT BANDA
1
2
200
km
Patahan turun
Sumber kegempaan
PALUNG
ARU
KEP. ARU
(PAPARAN ARAFURA)
350
140
100
60
20
-20
-60
-100
-140
-180
-220
Depth km
-0
-4
-8
-12
-16
-20
-24
-28
-32
-36
Depth km
-0
-4
-8
-12
-16
-20
-24
-28
-32
-36
Gambar 7. Interpretasi Penampang Seismik refleksi (Kartaadipura, et al., 1982, gambar a) dan penampang bawah permukaan gayaberat
arah AB daerah Kepulauan Kai-Aru dan sekitarnya (gambar b).
312
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
ta
r
iu
es
w
M
Ba in
ra dan
td a
ay o
Ha
a
lm
ah
er
a
QS
NP
PS
L
Sumba
SAMUDERA
PASIFIK
la
C
S
Baula
ra w e
td si
ay
a
30o S
a
Sun
Bus da Bar
a
urB
and t/
a
KONTINEN
CIMMERIAN
Su
Equator
I
SWB
WB
INDIA
GONDWANA
S
Philipp
ines
PA
Bacan
N
Si
M
Buton
WS
CENO-TETHYS
AUSTRALIA
Banggai Sm
Sula
0oS
Buru
Seram
ANTARTIKA
Proto Laut
Banda
Kai
Aru
SAMUDERA
INDIA
PALEO
PASIFIK
Tanimbar
M
0
Timor
Paleozoikum
(Unrug, 1997)
Ba
ES O
Ba-Su
B-S
WIJ
Bu
N.GUINEA
Bird’s
Kepala
Head
Burung
AUSTRALIA
0
M
30o
EURASIA
SC
SG
EURASIA
QS
SG
C
SWB
I
QS
C
EOSEN AKHIR/35 Jtl
(Charlton, 2001)
ANTARTICA
NP
SC
S
I
S
L
MESO-TETHYS
Sm
30o
INDIA
BESAR
M
ES
Bu
WB
Sm
M
N
Si
WB
GREATER
INDIA
INDIA
MIKRO
Ba
WS
DA
UR
JS
AUSTRALIA
AUSTRALIA
60o
ANTARTIKA
ANTARTICAJURA-AKHIR/165
Jtl
(Metcalfe, 1998)
30o
EURASIA
BAN
Kai
Aru
MIOSEN AKHIR/10 Jtl
(Charlton, 2001)
SWB
SAMUDERA
PASIFIK
SWB
I
S
C
BUS
NP
SC
CSG
B
NP
SC
SG
EURASIA
W Waigeo
B Biak
W
Awal ternbentuknya
Cekungan Banda
Utara
Sm : Sumba
Wb : West Borneo
Si : Sikuleh
N : Natal
Es : East Sulawesi
Bu : Buton
BA-SU : Banggai Sula
WIJ : West Irian Jaya
B-S : Buru Seram
M : Mangkalihat
WS : West Sulawesi
Ba : Banda allochtone
SG : Songpan Ganzi
S : Sibumasu
Kai-Aru
INDIA
Awal ternbentuknya
Sesar Sorong
WS
bA-Su
Ba
B-S
WIJ
bA-Su
B-S N.GUINEA
WIJ
ES
Bu
SAMUDERA
PASIFIK
e
L
N
Si
gih
rSan
Pembentukan
Lajur Perlipatan
Sulawesi
MESO-TETHYS
u
Bus
0
I
S
0
MESO-TETHYS
MESO-TETHYS
Si
M
SFZ
WS
Si
WB
M
D
WS
WB Sm
30o
Sm
Ba
ES
Cek. Flores
M16
M21
BuES O B-S
M21
Ba-SuWIJ
M16
Tanimbar
Timor
B-S
M21
Bu
1
M2
WIJ
Tanimbar
Timor
M21
M16
621
M1M
M
7
M21
Kai-Aru
M7
INDIA
BESAR
GREATER
INDIA
M
7
M21
0
AWAL KAPUR /120 Jtl
(Metcalfe, 1998)
500km
PLIOSEN
Hinschberger, drr.,.
(2005)
G
AUSTRALIA
ANTARTIKA
SFZ : Zona Sesar Sorong
TAF : Zona Sesar TareraAiduna
Samudera
India
AUSTRALIA
60o
M7
TAF
Ba
CENO-TETHYS
O
CENO-TETHYS
Ba-Su
LEMPENG
SAMUDERA
PASIFI
SFZ
30o
SC
C
QS
PS
L
NP
SAMUDERA
PASIFIK
SWB
WB
S
PA
0
Si
TAF
LAUT BANDA
Arc
Banda
Inner
I
M
Sm
Tim
WS
Ba
0
Kai-Aru
M
SAMUDERA
INDIA
AUSTRALIA
0
M
60o
IKA
ART
ANT
KAPUR AKHIR /80 Jtl
(Metcalfe, 1998)
Arafura
Shelf
hul
helf
S
Sa
Samudera
India
ES O
Ba-Su
B-S
WIJ
Bu
N.GUINEA
30o
Aru
h
oug
tr
or
N
CENO-TETHYS
Kai
AUSTRALIA
RESEN (Hall,1996)
Gambar 8 : Rekontruksi paleogeografi Indonesia
bagian timur (modifikasi Unrug,
1997, Metcalfe, 1998, Charlton,
2001, Hall, 1996, Hinschberger,
drr.,2005)
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
313
1
120
80
40
0
-40
-80
Depth (km)
Gravity (mGal)
Geo-Dynamics
Miosen
Pra Yura
6
0
10
20
30
40
50
0
50
100
150
200
250
300
350
Gravity (mGal)
Depth (km)
2
Yura
50
100
150
200
250
300
350
Gravity (mGal)
Depth (km)
3
0
50
Gravity (mGal)
100
150
Kapur Akhir
250
300
350
400
150
Pleistosen
50
100
150
200
250
300
350
400
350
400
350
400
Aru
50
100
400
0
5
250
Palung
-Aru
-
Kai
0
200
50
300
150
200
250
Aru
300
9
Palung
Aru
- - Aru
Kai
100
150
200
250
300
350
400
KETERANGAN :
protoKai
0
10
20
30
40
50
BATUAN SEDIMEN
proto Aru
+ + +
+ +
FRAGMEN KERAK BENUA
SELUBUNG ATAS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
KURVA ANOMALI GAYA
BERAT BOUGUER
ARAH GAYA
Gambar 9. Hipotesa model Geodinamika Kerak Lajur Kai-Aru berdasarkan anomali gayaberat.
314
350
7
G
0
300
8
4
Miosen Awal
250
Palung
-Aru
-
Resen
0
10
20
30
40
50
Gravity (mGal)
200
100
D
Depth (km)
50
200
400
JS
Kapur Awal
0
120
80
40
0
-40
-80
-120
150
Miosen Akhir
0
10
20
30
40
50
120
80
40
0
-40
-80
-120
100
Kai
0
Depth (km)
50
0
10
20
30
40
50
120
80
40
0
-40
-80
Aru
400
0
80
40
0
-40
-80
Palung
-Aru
-
Kai
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
Kesimpulan
Saran
Analisis peta gaya berat Bouguer, data kegempaan,
model bawah permukaan gayaberat dan studi
geodinamika tektonik daerah lajur Kepulauann Kai
dan Kepulauan Aru telah menghasilkan beberapa
kesimpulan utama yakni :
Segera dibuat proposal penelitian paleomagnetik
daerah Aru-Kai untuk menunjang hipotesis tektonik
yang telah dikemukakan oleh para ahli kebumian.
Maksud penelitian magnet purba terhadap formasiformasi batuan di daerah Kai-Aru yang meliputi
inklinasi dan deklinasi adalah untuk mengetahui
posisi lintang purba dan rotasi yang sudah dijalani
tiap-tiap formasi. Dengan demikian penggabungan
data magnet purba dan data sebelumnya dapat
mendemontrasikan urut-urutan pergerakan bagian
blok-blok di Kai-Aru.
1. Daerah penelitian dilandasi oleh batuan dasar
kerak kontinen Australia yang mempunyai rapat
massa sekitar 2,67 gr/cc.
2. Dari trend anomali Bouguer, arah gaya utama
pembentuk struktur geologi utama berasal dari
Barat laut-Tenggara.
JS
3. Secara tektonik lajur Kepulauan Kai Aru terbentuk
oleh proses regangan (extensional regime) yang
kemudian berubah menjadi tekanan
(compressional regime) sehingga seolah olah
terjadi tumbukan lempeng sejenis dan diakhiri
dengan regangan yang menyebabkan terjadinya
tektonik gravitasi.
Ucapan terima kasih
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Kepala
Pusat Survei Geologi, Rekan-rekan Kelompok
Geofisika dan para editor yang telah membantu
dalam penulisan hingga penerbitan tulisan ini
4. Tektonik gravitasi melahirkan sesar-sesasr normal
yang membentuk cekungan di Palung Aru seperti
yang terlihat dari ekspresi gaya berat di daerah ini.
Acuan
D
Achdan, A. dan Turkandi, T., 1994, Peta Geologi Lembar Kai dan Tayandu, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Adkins, J., Sutisna, S. and Untung, M., 1978. A Regional Gravity Base Station network for Indonesia, Geological
Survey of Indonesia. Publikasi Teknik Seri Geofisika, no. 6, 1978, Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi, Bandung.
G
Atmawinata, S. dan Ratman, N., 1982. Struktur geologi Pulau Yapen dan hubungannya dengan lajur sesar
Sorong. Prosiding PIT XI IAGI, Jakarta, hal 1-6.
Bowin, C.O., Warsi, C. and Milligan, J., 1981. Free Air Anomali Atlas of the word. Government Printing Office,
Washington DC, USA.
Cardwell, R.K. and Isacks, B.L., 1978. Geometry of the subducted lithosphere beneath the Banda Sea in Eastern
Indonesia from seismicity and fault plane solutions. Journal of Geophysical Research, 83, B6, 28252838.
Charlton, T.R.,2004. The petroleum potential of inversion anticlines in Banda Arc. AAPG Bul., 88: 565-586.
Charlotn, 2001. Permo Triassic evolution of Gonwanan eastern Indonesia and the final Mesozoic separation of S
E Asia from Australia. Journal of Asia Earth Sciences, 19: 595-617.
de Smet, M.E.M., 1999. On The Origin of The Outer Banda Arc, Tectonics and Sedimentation of Indonesia. Proc.
of the Geology of Indonesia Book 50th Ann. Mem. Sem. Authored by R.W. van Bemmmelen, ed.by
H.Darman & F.H. Sidi, 81 pp.
Hall, R., J.R. Ali, C.D. Anderson and S. J. Baker, 1995. Origin and motion history of the Philippine Sea Plate.
Tectonophysics, Volume 251, Issues 1-4, 15 December 1995, pp. 229-250
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
315
Geo-Dynamics
Hartono, H.M.S., 1990. Terbentuknya Busur Vulkanik Banda. Geologi Indonesia, Majalah IAGI, XIII (2):
105-112.
Hartono, U. dan Ratman, N., 1992. Peta Geologi Lembar Aru, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat Penelitian
dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Heine, C. dan Muller, R.D., 2005. Late Jurassic rifting along the Australian North West Shelf: margin geometry
and spreading ridge con? guration. Australian Journal of Earth Sciences, 52, (27–39).
Hinschberger, F., Malod, J.A., Rehault, J.P., Villeneuve, M., Royer, J.Y. and Burhanuddin, S., 2005. Late
Cenozoic geodynamic evolution of eastern Indonesia. Tectonophysics.ELSEVIER.
Kartaadipura, L.W., Ahmad, Z. and Reymond, A., 1982. Deep sea basins in Indonesia. Proc. Indon. Petrol.
Assoc. 11th Ann. Conc. Vol. I, , Jakarta, pp. 53-81.
Kaye,S.J., 1989. The Structure of Eastern Indonesia an approach via gravity and other geophysical methods.
Phd thesis, University of London, U.K. http://www.bandaarcgeophysics.co.UK.
Lapouille, A., Haryono, H., Larue, M., Pramuwijoyo, S. dan Lardy, M., 1985. Age and origin of the sea floor of the
Banda Sea (Eastern Indonesia). Oceanologica Acta, 8 (4), pp.379-389.
Pigram, C.J., and Panggabean, H., (1984). Rifting of the northern margin of the Australian continent and the
origin of some microcontinents in estern Indonesia. Tectonophysics, 107 (331-353).
JS
PPGL. 1994. Hasil kompilasi peta elemen tektonik, peta pusat gempabumi dan solusi mekanisme bidang sesar
serta peta geologi dasar laut Perairan Kep. Aru dan sekitarnya. Berita Geologi, XV: 7-14, DGSM, Des.
1994.
Sardjono, 2003. Anomali gaya berat dan dinamika kerak bumi. Majalah IAGI, 33, (2) : 43-55.
Setyanta, B. dan Nasution, J., 2007. Peta Anomali Bouguer Lembar Aru, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat
Survei Geologi, Bandung.
Simanjuntak, T.O., 1992. Tectonic development of the Indonesian Archipelago and its bearing on the occurrence
of energy resources. Journal of geology and mineral resources, v.II, pp. 1-23.
D
Susilo, A., dan Hayat, D.Z., 2007. Peta Anomali Bouguer Lembar Kai dan Tual, Maluku, sekala 1 : 250.000.
Pusat Survei Geologi, Bandung.
Tjia, H.D., 1973. Irian Fault Zone and Sorong melange. Sains Malaysia, v.2, hal 13-30.
Unrug, R. 1997. Rodinia to Gondwana: the geodynamic map of Gondwana supercontinent assembly. GSA Today
7 (1): 1-6.
G
McCue K.F., 1989. Australian Seismological Report 1985. Bureau of Mineral Resources, Australia, Report 285
Metcalfe, I., 1998. Paleozoic and Mesozoic geological evolution of the SE Asian region : multidisciplinary
constrains and implications for biogeografi. Biogeography and Geological evolution of SE Asia, pp 25-4,
eds. Robert Hall dan Jeremy D. Holloway, Backbuys Publishers, Leiden.
Weissel, J.K., Watts, A.B., Lapoulle, A., Karnenr, G. dan Jongsma, D., 1977. Preliminary result geophysical
invertigation in marginal basin of Melanesia. Eos. Trans. Amer. Geophys. Union (Abstr.), 58/504.
316
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010