Batuan Asal (Provenance) Batupasir LSI Formasi
advertisement
Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Batuan Asal (Provenance) Batupasir LSI Formasi Menggala Daerah Barumun Tengah, Cekungan Sumatera Tengah, Berdasarkan Data Petrografi Nanda Natasia1, Ildrem Syafri1, Ika Merdekawati1, Heri Setiawan2, Hendarman2 1 Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran 2 PT. Energi Media Persada - Tonga Abstrak Batupasir LSI Formasi Menggala yang berumur Miosen Awal merupakan salah satu formasi pembawa hidrokarbon pada Cekungan Sumatera Tengah. Formasi Menggala tersusun oleh batupasir konglomeratan dengan ukuran butir kasar berkisar dari gravel hingga ukuran butir sedang. Secara lateral, batupasir ini bergradasi menjadi batupasir sedang hingga halus. Komposisi utama batuan berupa kuarsa yang dominan, dengan struktur sedimen lapisan silang siur dan erosional basal scour. Berdasarkan litologi penyusunnya diperkirakan diendapkan pada fluvial-channel lingkungan braided stream. Studi Provenance dilakukan pada 20 conto sayatan tipis. Secara umum merupakan Quartz arenite, Sublith arenite dan Lithic arenite. Ciri utama batupasir pada conto berukuran halus – sedang, membundar tanggung – menyudut tanggung, dengan matrix 6%-10%. Mineral penyusun utama adalah Quarsa dengan kandungan 41% - 90%. Analisis provenance dilakukan secara grafis dengan menggunakan persentase kandungan Kuarsa monokristalin, Kuarsa poli kristalin, Plagioklas, K-feldspar, dan fragmen batuan. Berdasarkan hasil analisa petrografi dan hasil pengeplotan Qt terhada ratio F/L menunjukan bahwa batuan asal berasal dari lingkungan atau area yang dipengaruhi proses tektonik recycled orogen, yang artinya batuan asal tersebut berasal dari suatu tinggian yang telah mengalami pegangkatan beberapa kali oleh aktivitas tektonik. Berdasarkan hasil plot segitiga Qm – F – L yaitu perbandingan Kuarsa monokristalin terhadap kandungan Feldspar dan Lithic fragmen, maka dapat disimpulkan bahwa batuan asal merupakan bagian dari Recycled Orogen yang berjenis Quartzose Recycled dan Transitional Recycled. Diagram segitiga Qm-P-K menunjukan tingkat kematangan maturity batuan sumber yang tingi. Diagram triangular plot Qp-Qnu-Qu menunjukan fase metamorfisme yang berjenis Medium dan High Rank Metamorf.bstrak dari karya tulis lengkap ini berisikan kesimpulan dari semua bagian dengan jumlah kata berkisar antara 150 sampai 250 kata. Tidak memasukkan nama penulis yang dijadikan referensi, ditulis dengan ukuran huruf 12, jenis huruf times new roman, bahasa asing dimiringkan, dengan spasi 1, baris rata kiri dan kanan. Kata Kunci : Provenance, Sumatera Tengah. “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Pendahuluan Secara geografis Daerah Barumun Tengah terletak pada Provinsi Sumatera Utara (gambar 1) Daerah ini merupakan bagian dari Cekungan Sumatra Tengah. Gambar 1. Peta lokasi Daerah Barumun Tengah yang termasuk dalam wilayah Cekungan Sumatra Tengah Objek pada penelitian ini adalah evaluasi batuan sumber (provenance) pengendapan batupasir LSI berdasarkan karakteristik batuan pada skala makro dan mikro, yaitu fokus pada pembahasan analisis batuan asal pengendapan. Tatanan Tektonik Regional Lapangan Barumun Tengah terletak pada bagian barat laut dari Cekungan Sumatra Tengah. Perkembangan tektonik pada struktur Barumun Tengah ini merupakan bagian dari evolusi tektonik Cekungan Sumatra Tengah. Cekungan Sumatra Tengah merupakan salah satu dari serangkaian rift basin yang kedudukannya saat ini berada pada posisi back-arc yang memanjang sepanjang tepi sundaland. Cekungan ini merupakan cekungan minyak utama dan yang paling produktif menghasilkan minyak bumi di Indonesia pada saat ini. Bagian Barat Cekungan Sumatra Tengah dibatasi oleh Pegunungan Barisan yang tersusun oleh batuan pra-Tersier, Asahan-arch pada bagian utara, dan paparan Sunda pada bagian timur cekungan. Batas Tenggara cekungan ini adalah Pegunungan Tigapuluh yang sekaligus memisahkan Cekungan Sumatra Tengah dengan Cekungan Sumatra Selatan. Pembentukan cekungan diawali pada awal tersier (Eosen-Oligosen) yang merupakan serangkaian dari struktur half-graben dengan arah utara-barat laut dan dipisahkan oleh blok horst (Williams, H. dan R.T. Eubank, 1995). Terdapat empat periode utama pembentukan struktur yang dikenali pada Cekungan Sumatra Tengah., Hedrick and Aulia, 1993; diantaranya: Fase deformasi praeosen (F0), Rifting Eosen-Oligosen (F1), Sagging Miosen Awal – Miosen Tengah (F2), dan Post-Rift-Inversi Miosen Tengah - Resen (F3). Proses sedimentasi di Cekungan Sumatra tengah dimulai pada awal tersier (Paleogen), mengikuti proses pembentukan cekungan half graben yang sudah berlangsung sejak zaman Kapur hingga awal tersier. Secara umum proses sedimentasi pengisian cekungan ini dapat dikelompokkan menjadi (gambar 2) : Kelompok Pematang “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Tersusun oleh batulempung, serpih karbonan, batupasir halus dan batulanau aneka warna. Pengendapan pada awal proses Rifting berupa sedimentasi klastika darat dan lakustrin dari Formasi Red Bed dan Formasi Brown Shale. Ke arah atas menuju fase Akhir Rifting, sedimentasi berubah sepenuhnya menjadi lingkungan lakustrin dan diendapkan Formasi Pematang. Kelompok Sihapas pengangkatan Bukit Barisan yang menghasilkan ketidakselarasan regional pada Plio-Pleistosen. Aktivitas tektonik ini mengakibatkan terjadinya inversi struktur sesar normal menjadi sesar naik. Pada fase tektonik inversi ini diendapkan Formasi Minas yang tersusun oleh endapan darat dan aluvium berupa konglomerat, batupasir, gravel, lempung dan aluvium berumur Pleistosen – Resen. Secara tidak selaras diatas Kelompok Pematang diendapkan sedimen Neogen. Fase sedimentasi ini diawali oleh episode transgresi yang diwakili oleh Kelompok Sihapas dan mencapai puncaknya pada Formasi Telisa. Kelompok Sihapas yang terbentuk pada awal episode transgresi terdiri dari Formasi Menggala, Formasi Bangko, Formasi Bekasap dan Formasi Duri. Kelompok ini tersusun oleh batuan klastika lingkungan fluvial-deltaic sampai laut dangkal. Pengendapan kelompok ini berlangsung pada Miosen Awal – Miosen Tengah. Formasi Telisa Formasi Telisa yang mewakili episode sedimentasi pada puncak transgresi tersusun oleh serpih dengan sedikit interkalasi batupasir halus pada bagian bawahnya. Di beberapa tempat terdapat lensa-lensa batugamping pada bagian bawah formasi. Ke arah atas, litologi berubah menjadi serpih mencirikan kondisi lingkungan yang lebih dalam.Lingkungan pengendapan formasi ini berupa lingkungan Neritik – Bathyal atas. Formasi Petani Tersusun oleh serpih berwarna abu-abu yang kaya fosil, sedikit karbonatan dengan beberapa lapisan batupasir dan batulanau. Secara vertikal, kandungan tuf dalam batuan semakin meningkat. Formasi Minas Pada akhir tersier terjadi aktivitas tektonik mayor berupa puncak dari Gambar 2. Perkembangan tektonik pada Cekungan Sumatera Tengah (Heidrick dan Aulia, 1993) Komposisi Litologi Analisis dilakukan pada 20 sampel batuan yang berasal dari sumur pemboran ekslporasi. Batupasir yang dapat diamati pada batuan inti adalah batupasir halus-sangat halus, dibeberapa kedalaman hingga kasar, berwarna hijau kehitaman, keras-sangat keras. Bentuk butir menyudut tanggung, terpilah sedang-baik. Struktur sedimen yang dapat diamati adalah lenticular, wavy, flaser, lateral dan vertical burrow,flame structure dan low angle cross lamination. Disusun terutama oleh kuarsa, serta mengandung glaukonit, kaolinit, “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran karbonatan. Batulanau memiliki ciri berwarna hijau kehitaman, karbonatam. Secara mikroskopis, mineral yang dapat diidentifikasi pada sayatan tipis adalah kuarsa monokristalin dan polikristalin, fragmen batuan beku, fragmen quartzite, mineral opak, oksida besi, feldspar, plagioklas, dan muskovit. Mineralogi yang mendominasi adalah kuarsa dengan kandungan bervariasi dari 40% hingga 90%. Kuarsa yang dapat diamati pada sayatan tipis dapat dibedakan menjadi monokristalin dan polikristalin. Fragmen kuarsa tersebut kemudian dapat dibagi kembali menjadi kursa yang berundulasi (pemadaman bergelombang) dan non undulasi. Kuarsa polikristalin memiliki ukuran butir yang lebih besar dibanding kuarsa monokristalin. Kehadiran kuarsa polikristalin dapat mencapai hingga 18% dengan jumlah kuarsa dari tiap fragmen adalah 2-3 kuarsa per fragmen dengan kontak suture hingga concavo confect (gambar 3). memberikan gambaran awal adanya perbedaan sistem pengendapan batupasir yang terjadi selama proses sedimentasi batupasir pada Formasi Menggala. Gambar 4. Diagram ternary Q-F-L pada 20 sampel sayatan tipis (Pettijhon, 1975) Batuan Asal Gambar 3. Contoh sayatan tipis batupasir LSI Berdasarkan klasifikasi Pettijohn, 1975, sampel sayatan tipis, sejumlah 4 sampel merupakan batupasir quartz arenite, 11 sampel sub-lithic arenite, dan 5 lithic arenite (gambar 4). Perbedaan tipe batuan ini memiliki pola yang sistematis dengan kandungan litik serta fekdspar yang semakin meningkat pada bagian bawah, hal ini Komposisi Kuarsa yang diamati pada sayatan tipis bervariasi minimal 41% dan paling banyak 94%, dengan rata-rata kandungan diseluruh sayatan tipis adalah 72%. Bentuk butir kuarsa adalah anhedraleuhedral dengan bentuk heksagonal. Salah satu mineral penciri yang dapat diamati adalah muscovite dengan kandungan minor sebanyak 1-2%. Mineral muskovit adalah salah satu mineral pembentukan batuan yang berasal dari magma, mineral ini juga dapat hadir dibatuan metamorf. Karena sifat fisik dari mineral muskovit yang rentan terhadap pelapukan kimiawi, muskovit jarang – sedikit hadir pada batuan silisiklastik. Kehadiran kuarsa heksagonal dan mineral muskovit ini dapat menjadi penciri batuan sumber yang berasal dari batuan beku asam atau batuan metamorfik regional (P & T tinggi) (Pettijohn,1975). “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Tektonik setting Studi mengenai tektonik setting dilakukan dengan menggunakan plot diagram ternary Qm-F-L, Qt-F-L, dan Qm-P-K (Dickinson et al, 1983). Plot diagram Qt-F-L (gambar 5) menunjukkan keseluruhan sampel yang dianalisis merupakan batuan yang berasal dari recycled orogeny. Hasil plot diagram Qm-F-L (gambar 6) menunjukkan batuan berasal dari quartoze recycled dan transitional recycled. merupakan even tektonik relative tenang (gambar 7). Gambar 7. Penampang skematik provenance Batupasir LSI (modifikasi dari Dickinson,1979) Plot diagram ternary Qm-P-K (gambar 8) juga digunakan untuk mengetahui secara umum apakah terdapat pegaruh kegiatan vulklanik pada saat pengendapan Batupasir LSI. Hasil plot menunjukkan bahwa lingkungan tektonik yang berperan tidak dipengaruhi oleh kegiatan vulkanik. Gambar 5. Qt-F-L Ternary diagram pada 20 sampel sayatan tipis batupasir LSI Gambar 8. Qm-P-K Ternary diagram pada 20 sampel sayatan tipis batupasir LSI Gambar 6. Qm-F-L Ternary diagram pada 20 sampel sayatan tipis batupasir LSI Tektonik setting berupa pengangkatan ini dapat disebandingkan dengan peristiwa tektonik regional pada kala Eosen-Ologisen berupa inisisasi dari pengangkatan Bukit barisan dan Oligosen-Miosen Awal yang Dari hasil keseluruhan plot ternary diagram, menunjukkan bahwa Batupasir LSI berasal dari lingkungan tektonik berupa Craton Interior,Transitional, and Quartz Recycled. Hasil analisis mikroskopis menunjukkan batuan didominasi oleh mineral kuarsa dan masih terdapat matrix dan fragmen “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran batuan. Hal ini menunjukkan bahwa batuan sumber ditransportkan relative cukup jauh dari sumber. Litologi Provenance Analisis menenai batuan sumber dilakukan dengan analisis mikroskopis dengan membagi tipe mineral kuarsa yang dapat diamati pada sayatan yang kemudian diplot pada digran Qp-Qnu-Qu ( Dickinson, 1983). (gambar 9). Hasil plot menunjukkan secara umum litologi batuan sumber merupalan batuan metamorphic derajat menengah hingga tinggi, dan batuan plutonik. Kesimpulan dan Diskusi Berdasarkan plot ternary diagram Dickinso et.,al.(1983) dan Basu (1975), serta analisis mineral penciri pada 20 sampel sayatan tipis batupasir LSIm dapat disimpulkan: - - - - Batupasir LSI merupakan batuan sedimen dengan derajat kematangan tinggi dengan tipe batuan adalah quartz arenite, sub-lithic arenite, dan lithic arenite Batuan sumber merupakan hasil dari recycled orogeny dan transitional recycled. Litologi batuan sumber merupakan campuran dari batuan metamorf derajat tinggi dan batuan plutonik. Berdasarkan komposisi mineralogy batuan sumber granit merupakan granit tipe I. Dari pernyataan diatas, terdapat dua kemungkinan batuan sumber (Cobbing et al. 1992), diantaranya (gambar 12): Gambar 9. Qp-Qnu-Qu Ternary diagram pada 20 sampel sayatan tipis batupasir LSI Hasil ini kemudian dikonfirmasi kembali terhadap mineral penciri yang terdapat pada batuan. Kehadiran kuarsa (metamorphic variety) dan feldspar (acid plagioclase) mencirikan batuan bersumber dar metamof derajat tinggi (gambar 10). Kehadiran mikroklin dan turmalin menunjukkan batuan bersumber dari batuan beku asam (gambar 11). Volcanic Arc Province Biotite-hornblende diorites, tonalites, granodiorites dan monzogranites, Volcanic arc affinity, I-types. Kisaran umur 203-5 Ma. - Eastern Province Biotite and biotite-hornblende monzogranites of post-collisional dan crustal I-Types. Kisaran umur 264-216 Ma. Berdasarkan analisis ternary diagram dan mineral penciri yang dapat diamati pada batuan, maka disimpulkan bahwa litologi batuan sumber merupakan batuan metamorf derajat tinggi dan batuan beku granitis. Berdasarkan komposisi mineral batuan dengan menggunakan klasifikasi granitoid SI-A-M (gambar 11) diketahui bahwa batuan granitis batuan sumber merupakan batuan granit tipe I. “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Gambar 10. Kehadiran kuarsa (metamorphic variety) dan feldspar (acid plagioclase) pada sayatan tipis . tipis Gambar 11. Kehadiran mikroklin dan turmalin pada sayatan Gambar 12. Klasifikasi S-I-A-M dari sayatan tipis batupasir LSI “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan” Seminar Nasional Ke – III Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran Moulds, P.J. (1989) : Development Of The Bengkalis Depression, Central Sumatra and Ins Subsequent Deformation – A Model for Other Sumatran Grabens, Proceedings Indonesian Petroleum Association, Eighteenth Annual Convention vol.1, Jakarta. Moss, S.J., dan Chambers, J.L.C., 1999, Tertiary Facies Architecture in The Kutai Basin, Kalimantan,Indonesia. Journal of Asian Earth Sciences, p.157181 Pettijohn, F.J., Potter, P.E., Siever, R., 1987, Sand and Sandstone. Springer, New York, 580p. Wain, A.S. dan Jackson, B.A. (1995) : New Pematang Depocentres on The Kampar Uplift, Central Sumatra, Proceedings Indonesian Petroleum Association , Twenty Fourth Annual Convention vol.1, Jakarta. Williams, H.H. dan R.T. Eubank (1995) : Hydrocarbon habitat in the rift graben of the Central Sumatra Basin, Geological Society of London Special Publication, London. Twenty Fourth Annual Convention vol.1, Jakarta. Gambar 12. Granitic province Sumatra dan sekitarnya (Cobbing et al. 1992) Pustaka Asquith, G., dan Krygowski, D., (2004): Basic Well Log Analysis, AAPG Methods in Exploration 16, 245 p., Tulsa, Oklahoma – Amerika Serikat. Cameron, N.R. (1983) : The stratigraphy of the Sihapas Formation in the North West of the Central Sumatra Basin. Proceedings Indonesian Petroleum Association, 12th Ann. Convention 1983-1, Jakarta. Dickinson, W.R., Suczek, C.A, 1979, Plate Tectonics and Sandstone Composition, The American Association of Petroleum Geologist Bulletin, V.63, No.12, P.21642182. “Peran Geologi dalam Pengembangan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Kebencanaan”
