studi gunung api tersier: sebaran pusat erupsi dan

STUDI GUNUNG API TERSIER:

SEBARAN PUSAT ERUPSI DAN PETROLOGI

DI PEGUNUNGAN SELATAN YOGYAKARTA

TESIS MAGISTER

Oleh

GENDOET HARTONO

NIM: 22097009

BIDANG KHUSUS PETROLOGI

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2000

STUDI GUNUNG API TERSIER:

SEBARAN PUSAT ERUPSI DAN PETROLOGI

DI PEGUNUNGAN SELATAN

YOGYAKARTA

Penelitian ini disusun untuk memenuhi kurikulum akademik jenjang

Magister pada Program Pascasarjana Jurusan Teknik Geologi

Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral

Institut Teknologi Bandung

Oleh:

Gendoet Hartono

NIM: 22097009

Disetujui

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Ir. Y. Suyatno Yuwono Dr. Ir. Sutikno Bronto

Jurusan Teknik Geologi

Ketua Unit Implementasi

Program Magister Geologi

Dr. Ir. Yahdi Zaim

Gunung Api Tersier

iii

Ini kupersembahkan untuk:

Istriku Melania Dyah Prita

Anakku Raphael Ragan Rayputera

Gunung Api Tersier

iv

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas

karunia yang saya dapatkan, dengan segala kemauan dan usaha yang tak mengenal

lelah serta bantuan dari berbagai pihak akhirnya tesis ini dapat terwujud. Tesis ini

didasarkan atas hasil penelitian yang dilakukan di daerah Pegunungan Selatan

mulai dari Parangtritis, Bantul hingga Gajah Mungkur, Wonogiri sejak bulan

Pebruari 1999. Semua penjelasan maupun pembahasan di dalam tesis ini

dimaksudkan untuk mengetahui dan mempelajari sebaran pusat erupsi dan

petrologi batuan gunungapi di Pegunungan Selatan, Daerah Istimewa Yogyakarta

dan Jawa Tengah.

Selanjutnya, saya mengucapkan terima kasih terutama kepada:

1. Dr. Ir. Y. Suyatno Yuwono dan Dr. Ir. Sutikno Bronto selaku pembimbing

yang telah berkenan memberikan bimbingan dan dorongan moril yang sangat

besar artinya bagi saya sehingga dapat menyelesaikan tesis ini.

2. Pimpinan Institut Teknologi Bandung, Pimpinan Program Pascasarjana

Fakultas Ilmu Kebumian & Teknologi Mineral, serta Dr. Ir. Yahdi Zaim

selaku Ketua Jurusan Teknik Geologi dan Unit Implementasi Program

Magister Geologi Institut Teknologi Bandung yang telah memberikan

kemudahan fasilitas selama studi.

3. Seluruh staf Dosen Program Magister, Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Ilmu

Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung yang telah

mengantarkan saya mendalami ilmu geologi.

4. Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta dan Ir. Amara N., MT,

selaku Ketua Jurusan Teknik Geologi atas segala kepercayaan dan

Gunung Api Tersier

v

pengarahan yang telah diberikan kepada saya untuk melanjutkan studi strata

dua di Institut Teknologi Bandung.

5. Ir. Wartono Rahardjo, atas saran dan diskusi yang menarik di lapangan dan

Pimpinan PUSPICS Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada yang telah

memberikan fasilitas dalam menggunakan laboratorium citra sehingga

membantu kelancaran tesis ini.

6. Seluruh staf karyawan Jurusan Teknik Geologi baik di lingkungan Fakultas

Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral ITB maupun STTNAS yang telah

banyak membantu selama saya menempuh pendidikan di ITB.

7. Rekan-rekan sejawat yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan saudara

Herman Susilo dkk., Purwanto dkk., Yuli W., dkk., yang telah memberikan

saran, diskusi dalam tesis ini, serta staf perpustakaan P3G dan Volkanologi

Bandung dalam menyediakan literatur.

8. Istri, anak dan seluruh famili yang dengan kesabaran, doa dan tak henti-

hentinya memberikan dorongan moril serta perhatian yang tulus selama saya

menempuh pendidikan strata dua ini.

Akhirnya, saya berharap agar segala kekurangan yang tampak dalam tesis

ini dapat menjadi catatan bagi yang membaca maupun peneliti-peneliti berikutnya.

Bandung, September 2000

Penulis

Gunung Api Tersier

vi

Abstract

Tertiary volcanic rocks in the Southern Mountains, Yogyakarta are distributed

from Parangtritis in the west until Wonogiri in the east and cover an area of 1,625

km2. The aim of the research is to identify volcanic bodies including their eruption

centers and petrology of the volcanic rocks. The research is based on a principal

geology of “The present is the key to the past” with study approaches from

geomorphology and petrology. In the research area there are six volcanic terrains

identified, namely “Khuluk Parangtritis”, “Khuluk Sudimoro-Mangunan”,

“Khuluk Panggung” (?), “Khuluk Wediombo”, “Bregada Baturagung-Bayat” and

“Bregada Gajah Mungkur-Wonogiri”. These volcanoes are distributed from SSW

– NNE, except for “Khuluk Wediombo” that is isolated in the south. Based on K-

Ar dating analyses the volcanic activity began in Paleocene (58,58 3,24 Ma) till

Oligo-Miocene (33,15 1,00 Ma – 24,25 0,15 Ma) on land up to shallow marine

environments, probably as island volcanoes or volcanoes in the beach.

Volcanostratigraphic units of “Khuluk Parangtritis”, “Khuluk Mangunan-

Sudimoro” and “Khuluk Panggung” are composed of calc-alkaline basalt –

andesite (53,2 – 54,7 % SiO2; 0,93 – 1,11 % K2O) while “Khuluk Wediombo”

consists of tholeiitic andesite (58,87 % SiO2; 0,61 % K2O). Volcanic rocks from

Bregada Baturagung and Bregada Gajah Mungkur are composed of Calc-Alkaline

basalt – dacite (48,16 - 67,1 % SiO2; 0,84 - 2,65 % K2O). Compositions of basalt

to andesite of lava flows and volcanic breccias were produced during construction

phases of composite volcanoes. Whereas andesite to dacite pumice-rich

volcaniclastic rocks indicate a very explosive eruption during caldera formation.

Implications from this research are to propose the application of

volcanostratigraphic units in Tertiary volcanic rocks and to support geologic

explorations of volcanogenic minerals.

Gunung Api Tersier

vii

Sari

Batuan gunung api Tersier di Pegunungan Selatan Yogyakarta mulai dari

Parangtritis di sebelah barat hingga Wonogiri di sebelah timur mencakup daerah

seluas 1625 km2. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui lokasi bekas pusat-

pusat erupsi dan sebaran fisik tubuh gunungapi Tersier itu serta petrologi batuan

gunung api yang dihasilkannya. Prinsip geologi yang digunakan adalah “The

present is the key to the past” dengan metode pendekatan melalui studi

geomorfologi dan petrologi. Di daerah penelitian terdapat enam kawasan gunung

api purba yang berdasar satuan stratigrafi gunung api dinamakan Khuluk G.

Parangtritis; Khuluk G. Mangunan-Sudimoro; Khuluk G. Panggung (?); Khuluk

G. Wediombo; Bregada G. Baturagung dan Bregada G. Gajah Mungkur. Gunung

api tersebut letaknya berderet dengan arah barat baratdaya – timur timurlaut,

kecuali Khuluk G. Wediombo yang terletak menyendiri di selatan. Berdasar

metode K-Ar diketahui kegiatan gunung api tersebut berlasung mulai Paleosen

(58,58 3,24 Ma) hingga Oligo-Miosen (33,15 1,00 Ma – 24,25 0,15 Ma)

dalam lingkungan darat hingga laut dangkal sehingga mungkin merupakan deretan

gunung api-gunung api di tepi pantai atau pulau gunung api. Khuluk dan Bregada

gunung api tersebut menghasilkan batuan berkomposisi basal (48,16-50,85 %

berat SiO2), andesit basal (55,14-56,19 % berat SiO2), andesit (57,78-61,81 %

berat SiO2) dan dasit (67,1 % berat SiO2), sebagian besar termasuk seri alkali

kapur. Hanya batuan G. Wediombo yang masuk seri toleit. Perubahan dari basal

ke dasit itu disebabkan oleh proses fraksinasi kristal dari mineral piroksin,

ampibol, plagioklas dan kuarsa. Implikasi dari penelitian ini adalah untuk

meninjau kembali tataan stratigrafi batuan gunung api Tersier dan perkembangan

hubungan tektonik dengan volkanisme serta mendukung eksplorasi geologi di

bidang sumber daya mineral volkanogenik.

Gunung Api Tersier

viii

DAFTAR ISI

Lembar judul ………………………………………………………………. i

Lembar pengesahan ……………………………………………………….. ii

Lembar persembahan ………………………………………………………. iii

Kata pengantar ……………………………………………………………… iv

Abstract ……………………………………………………………………. vi

Sari …………………………………………………………………………. vii

Daftar isi ……………………………………………………………………. viii

Daftar gambar ……………………………………………………………… xi

Daftar tabel …………………………………………………………………. xii

Daftar foto …………………………………………………………………. xiii

Daftar lampiran ……………………………………………………………. xiv

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………… 1

1.1 Latar belakang…………………………………………………………. 1

1.2 Tujuan penelitian ……………………………………………………… 2

1.3 Permasalahan …………………………………………………………. 2

1.4 Metode pendekatan …………………………………………………… 3

1.5 Waktu penelitian ……………………………………………………… 4

1.6 Tahapan kerja …………………………………………………………. 4

1.6.1 Persiapan …………………………………………………………… 4

1.6.2 Kerja lapangan ……………………………………………………… 6

1.6.3 Analisis laboratorium ……………………………………………….. 6

1.6.4 Kerja studio …………………………………………………………. 6

1.7 Letak, luas dan kesampaian daerah …………………………………… 6

1.8 Peneliti terdahulu ……………………………………………………… 7

1.9 Rujukan prinsip-prinsip penelitian daerah gunung api ………………… 10

BAB II TATANAN GEOLOGI REGIONAL DAN VOLKANISME …. 16

2.1 Fisiografi ………………………………………………………………. 16

2.2 Stratigrafi ……………………………………………………………….. 18

2.3 Struktur geologi ………………………………………………………… 24

2.4 Volkanisme dan pembentukan batuan gunung api……………………… 25

BAB III TATANAN GEOLOGI DAERAH PENELITIAN …………… 28

Gunung Api Tersier

ix

3.1 Umum ……….…………………………………………………………. 28

3.2 Kawasan Batuan Gunung api Parangtritis …………………..………… 29

3.3 Kawasan Batuan Gunung api Mangunan-Sudimoro ………….……….. 39

3.4 Kawasan Batuan Gunung api Baturagung …………………….……….. 46

3.5 Kawasan Batuan Gunung api Panggung ……………….……..……….. 67

3.6 Kawasan Batuan Gunung api Gajah Mungkur …………………….….. 72

3.7 Kawasan Batuan Gunung api Wediombo ………………….…….…….. 82

3.8 Diskusi …………………………………………………………………. 88

BAB IV PETROLOGI …………………………………………………… 95

4.1 Prosedur Analisis …………………………………………………….. 95

4.2 Klasifikasi conto batuan ….…………………………………………… 96

4.3 Petrografi ……………………………………………………………….. 97

4.3.1 Basal …………………………………………………………………. 97

4.3.2 Andesit ………………………………………………………………. 100

4.3.2.1 Andesit piroksin …………………………………………………… 101

4.3.2.2 Andesit amfibol …………………………………………………… 103

4.3.3 Dasit ………………………………………………………………….. 105

4.3.4 Diorit …………………………………………………………………. 107

4.4 Kimia batuan ………………………………………………………….. 109

4.4.1 Himpunan batuan gunung api K-rendah ……………………………… 114

4.4.2 Himpunan batuan gunung api kapur alkali …………………………… 114

4.5 Petrogenesa ……………………………………………………………. 117

BAB V PEMBAHASAN ………………………………………………… 122

5.1 Volkanisme dan petrologi …………………………………………….. 122

5.2 Volkanisme dan tatanan

tektonika ……………………………………. 126

5.3 Kontribusi penelitian ………………………………………………….. 131

5.3.1 Kontribusi ilmiah ……………………………………………………. 131

5.3.2 Kontribusi terapan ………………………………………………….. 131

BAB VI KESIMPULAN ………………………………………………… 135

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………….. 136

Gunung Api Tersier

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Bagan alir metode penelitian ………………………………… 5

Gambar 1.2 Peta lokasi daerah penelitian ………………………………… 8

Gambar 1.3 Perkembangan bentang alam gunungapi ……………………. 14

Gambar 2.4 Peta fisiografi Jawa Timur dan Jawa Tengah ……………….. 17

Gambar 3.5 Analisis peta topografi daerah Parangtritis ………………….. 30

Gambar 3.6 Pola aliran daerah penelitian ………………………………… 31

Gambar 3.7 Kolom litologi jalur Mancingan-Parangtritis ………………. 33

Gambar 3.8 Peta anomali gaya berat Bouguer daerah Parangtritis ……… 36

Gambar 3.9 Model penyebaran gunungapi Tersier daerah penelitian ……. 38

Gambar 3.10 Analisis peta topografi daerah Mangunan ………………….. 40

Gambar 3.11 Analisis peta topografi daerah Baturagung …………………. 47

Gambar 3.12 Kolom litologi jalur Watuadeg ……………………………. 52

Gambar 3.13 Kolom litologi jalur K. Nongko …………………………… 54

Gambar 3.14 Kolom litologi jalur K. Pentung …………………………… 56

Gambar 3.15 Kolom litologi jalur K. Widoro ……………………………. 57

Gambar 3.16 Sketsa stratigrafi di K. Ngalang ……………………………. 58

Gambar 3.17 Peta anomali gaya berat Bouguer daerah Baturagung ……… 65

Gambar 3.18 Analisis peta topografi daerah Panggung …………………… 67

Gambar 3.19 Analisis peta topografi daerah Gajah Mungkur…………… 73

Gambar 3.20 Peta anomali gaya berat Bouguer daerah Gajah Mungkur …. 80

Gambar 3.21 Analisis peta topografi daerah Wediombo ………………… 83

Gambar 3.22 Peta anomali gaya berat Bouguer daerah Wediombo ………. 86

Gambar 4.23 Diagram variasi Harker ……………………………………… 113

Gambar 4.24 Perajahan batuan gunungapi daerah penelitian …………….. 115

Gambar 5.25 Model penampang skematik tektonik lempeng ……………. 128

Gambar 5.26 Penyebaran gunung api Tersier daerah penelitian …………… 130

Gunung Api Tersier

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Penentuan sumber erupsi…………………………………. 12

Tabel 2.2 Stratigrafi jalur Pegunungan Selatan bagian barat ..…………….. 19

Tabel 2.3 Kegiatan volkanisme Jaman Tersier ……………………………. 26

Tabel 3.4 Perkiraan daerah kawasan gunung api purba …………………… 88

Tabel 4.5 Kandungan mineralogi batuan gunung api daerah penelitian …… 98

Tabel 4.6 Hasil analisis kimia batuan gunung api daerah penelitian ………. 110

Tabel 4.7 Daftar batuan volkanik berdasarkan analisis kimia ……………… 116

Tabel 5.8 Identifikasi daerah penelitian yang mengandung logam ……….. 133

Gunung Api Tersier

xii

DAFTAR FOTO

Foto 3.1 Selang-seling lava andesit – breksi andesit piroklastika ………… 34

Foto 3.2 Selang-seling lava andesit – breksi andesit piroklastika ………… 34

Foto 3.3 Analisis citra landsat kawasan Mangunan ……………………… 41

Foto 3.4 Kenampakan lava andesit membreksi ……………………………. 44

Foto 3.5 Kenampakan lava andesit teroksidasi …………………………… 44

Foto 3.6 Analisis citra landsat kawasan Baturagung ……………………. 49

Foto 3.7 Perlapisan tuf lapili mengandung arang ………………………… 55

Foto 3.8 Kenampakan aliran lava yang tumpang-tindih ………………… 55

Foto 3.9 Breksi andesit piroklastika dengan bom dan blok ……………… 60

Foto 3.10 Breksi andesit epiklastika dengan fragmen koral ………………. 60

Foto 3.11 Lava andesit terbreksikan dan teralterasi ………………………. 61

Foto 3.12 Singkapan batupasir tuf dengan fragmen batuan beku ………… 61

Foto 3.13 Kenampakan batupasir tuf mengandung arang ……………….. 63

Foto 3.14 Kenampakan lava andesit dengan kekar lembar ………………. 63

Foto 3.15 Analisis citra landsat kawasan Panggung ……………………. 70

Foto 3.16 Analisis citra landsat kawasan Gajah Mungkur……………… 75

Foto 3.17 Singkapan lava andesit teralterasi, kaolin, pirit ……………….. 78

Foto 3.18 Singkapan lava andesit dengan kekar lembar …………………. 78

Foto 3.19 Singkapan breksi andesit piroklastika …………………………. 85

Foto 3.20 Singkapan kubah lava andesit G. Batur ………………………… 85

Foto 4.21 Kenampakan mikroskopis basal ………………………………. 99

Foto 4.22 Kenampakan mikroskopis andesit piroksin ……………………. 102

Foto 4.23 Kenampakan mikroskopis andesit amfibol ……………………. 104

Foto 4.24 Kenampakan mikroskopis dasit ………………………………… 106

Foto 4.25 Kenampakan mikroskopis diorit ……………………………….. 108

Gunung Api Tersier

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta geologi daerah penelitian ………………………… 140

Lampiran 2 Peta lokasi pengamatan ……………………………….. 141

Lampiran 3 Durasi (lama hidup) dan waktu istirahat gunung api…… 142

Lampiran 4 Hasil pentarikhan umur radiometri KAr ………………. 143

Lampiran 5 Hasil pengamatan petrografi ………………………….. 144

Lampiran 6 Hasil analisis kimia batuan …………………………… 168

Gunung Api Tersier 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Pemikiran pertama dilatar belakangi terutama masih adanya perbedaan

pandangan antara ahli petrologi dengan ahli sedimentologi-stratigrafi. Beberapa

ahli petrologi batuan beku di Indonesia (misal: Soeria-Atmadja, dkk., 1990,

1991, 1994; Sutanto, dkk., 1994) menyatakan bahwa adanya batuan beku intrusi

di Pegunungan Selatan menunjukkan lokasi tersebut sebagai busur magma

berumur Tersier. Batuan beku intrusi tersebut mengindikasikan magma yang

membeku di dalam bumi. Para penulis tersebut tidak menyinggung hubungan

batuan intrusi dengan batuan gunungapi di sekitarnya. Sementara itu, para ahli

sedimentologi-stratigrafi (misal: Martodjojo, 1984) berpendapat bahwa batuan

gunung api Tersier di Jawa bagian selatan merupakan batuan sedimen hasil

perlakuan arus turbit. Di sini tersirat peneliti kelompok kedua menyatakan

bahwa tidak ada hubungan asal-usul antara batuan intrusi dengan batuan gunung

api Tersier.

Di daerah Pegunungan Selatan batuan beku intrusi terletak pada lokasi

yang sama atau berdekatan dengan batuan gunung api “endapan turbidit”;

bahkan dalam banyak hal “endapan turbidit” tersebut diterobos oleh batuan beku

intrusi (Rahardjo, dkk., 1977; Surono, dkk., 1992; Samodra, dkk., 1992). Selain

itu “endapan turbidit” tersusun oleh selang-seling antara aliran lava/ batuan beku

luar dan breksi gunung api yang banyak mengandung bom gunungapi serta tuf.

Batuan beku intrusi maupun batuan gunung api “endapan turbidit” di sini

mempunyai ciri-ciri petrologi terutama litologi dan mineralogi, hanya tekstur

dan struktur saja yang berbeda. Berdasarkan pendapat para ahli gunung api

(misal: MacDonald (1972); Williams & MacBirney (1976); Vessel & Davies

(1981) dan Bronto (1997)) data tersebut menunjukkan adanya hubungan yang


erat dari kegiatan gunung api berumur Tersier. Tubuh intrusi tersebut sebagai

sisa magma gunungapi (intrusi dangkal/ subvolcanic intrusions), sedangkan

breksi, aliran lava dan tuf adalah produk kegiatan gunung api di permukaan

(extrusive products).

Sampai saat ini di daerah Pegunungan Selatan belum ada penelitian

khusus yang membahas tentang penentuan daerah bekas gunungapi Tersier,

fasies endapan gunung api dan petrogenesisnya. Oleh karena itu penulis

memberanikan diri untuk melakukan studi ini.

1.2 Tujuan penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan lokasi bekas pusat-

pusat erupsi dan sebaran fisik tubuh gunungapi Tersier, serta petrogenesis

batuan gunungapi yang dihasilkannya.

1.3 Permasalahan

Permasalahan yang akan dihadapi untuk mencapai tujuan di atas adalah

penentuan lokasi pusat erupsi dan sebaran fisik tubuh gunung api Tersier yang

jauh lebih sulit daripada gunung api Kuarter karena umurnya sudah sangat tua.

Selama itu proses geologi yang bekerja adalah (a) Erosi lanjut sehingga bentang

alam gunungapinya sudah tidak nampak jelas; (b) Di daerah kaki, dataran dan

bagian cekung yang lain sudah tertutup oleh bahan rombakan atau batuan yang

lebih muda; (c) Daerah gunung api Tersier itu sudah mengalami kegiatan

tektonik sehingga letak batuan dan strukturnya mungkin sudah tidak “insitu”

atau sesuai aslinya. Masalah kedua adalah apakah batuan yang dihasilkan oleh

masing-masing gunung api tersebut beserta batuan beku intrusi yang ada secara

magmatologi mempunyai hubungan petrogenesis.


1.4 Metode pendekatan

Metode pendekatan yang digunakan untuk mengidentifikasi bekas

tubuh gunung api Tersier (masalah a dan b) adalah dengan analisis model

gunung api (Bronto, 1997) didukung data sekunder bawah permukaan. Sedang

masalah c didekati dengan analisis struktur geologi yang menunjukkan bahwa

kegiatan tektonika di daerah itu relatif lemah. Berhubung luasnya cakupan

penelitian tersebut di dalam tesis ini penulis lebih menekankan pada pendekatan

geomorfologis khususnya analisis peta topografi dan citra landsat. Metode

pendekatan yang lain hanya bersifat pendukung tambahan. Karena luasnya

daerah penelitian (panjang 65 km lebar 25 km) maka analisis citra landsat

(skala 1 : 250.000) untuk mengidentifikasi batas tubuh gunung api lebih

mengena daripada citra foto udara (skala 1 : 40.000).

Untuk mempelajari petrogenesis batuan gunung api maka metode

pendekatannya adalah melalui studi petrologi megaskopik, petrografi dan

analisis kimia oksida utama batuan. Untuk keperluan petrografi contoh batuan

dibuat sayatan tipis setebal 0,03 mm dan diperiksa/dideskripsi di bawah

mikroskop polarisasi yang ada di laboratorium ITB. Untuk mendapatkan data

oksida utama contoh batuan dikirimkan untuk di analisis secara kimia di

laboratorium Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian

(BPPTK) Yogyakarta. Data petrologi megaskopik, petrografi dan kimia batuan

tersebut kemudian diolah secara terpadu sesuai standar penelitian petrologi

dengan menggunakan program komputer (Newpet Program) untuk mengetahui

petrogenesisnya.

Untuk lebih mencerminkan komposisi magma pembentuknya maka

contoh batuan yang diambil adalah batuan beku intrusi, batuan beku luar dan

bom atau blok gunungapi termasuk pumis berdiameter 30 cm. Contoh batuan

selain harus mewakili juga harus segar, dalam arti tidak lapuk, tidak teroksidasi


dan tidak teralterasi. Jumlah contoh batuan yang dibuat sayatan tipis adalah 67

buah sedang untuk analisis kimia 18 buah dan satu conto batuan dilakukan

pentarikhan umur radiometri KAr.

1.5 Waktu penelitian

Waktu penelitian adalah waktu yang dibutuhkan untuk penelitian

lapangan, analisis laboratorium dan pekerjaan studio. Penelitian lapangan

dimulai sejak Pebruari 1999 hingga akhir Agustus 1999, sedangkan penelitian

laboratorium dilakukan pada pertengahan Juli 1999 hingga Oktober 1999.

Pekerjaan studio meliputi pengolahan data dan penyusunan laporan yang

dimulai dari September 1999 sampai dengan Agustus 2000. Konsultasi dengan

pembimbing dilakukan secara teratur dan berkala setiap 2 minggu sekali selama

waktu penelitian.

1.6 Tahapan kerja

Tahapan kerja penelitian (Gbr. 1.1) yang dilakukan penulis dibagi

menjadi 4 tahap adalah:

1.6.1 Persiapan

Penyiapan peta topografi sekala 1 : 50.000 lembar peta nomor 47/XLIII-

B; 47/XLII-B-D; 48/XLII-A-B-C-D; 49/XLII-A-C, peta geologi sekala

1 : 100.000 lembar Yogyakarta dan lembar Surakarta – Giritontro; peta

anomali gaya berat sekala 1 : 100.000 lembar Yogyakarta dan lembar

Surakarta – Giritontro, citra landsat sekala 1 : 250.000 (1980), proposal

dan perijinan.


Gambar 1.1 Bagan alir metode penelitian

Studi literatur dari peneliti terdahulu dan studi pustaka yang berhubungan

dengan topik yang akan dilakukan.

Analisis/interpretasi peta topografi dan citra landsat.


1.6.2 Kerja Lapangan

Kerja lapangan ini meliputi pengamatan bentang alam, pengamatan

singkapan stratigrafi – petrologi megaskopik, pengukuran data-data

struktur geologi, stratigrafi, pengambilan conto batuan dan gambar/foto.

Kerja lapangan menggunakan alat seperti palu geologi, kompas geologi,

Global Positioning System (GPS), kantong plastik conto batuan dan alat

tulis.

Penelitian lapangan ini menggunakan peta topografi sekala 1 : 50.000

lembar nomor 47/XLIII-B; 47/XLII-B-D; 48/XLII-A-B-C-D; 49/XLII-

A-C, peta geologi sekala 1 : 100.000 lembar Yogyakarta (Rahardjo, dkk.,

1977) dan lembar Surakarta – Giritontro (Surono, dkk., 1992) dan citra

landsat sekala 1 : 250.000.

1.6.3 Analisis Laboratorium

Analisis petrografi conto batuan untuk mengetahui tekstur, struktur,

komposisi dan nama batuan serta mineral ubahan yang terdapat di daerah

penelitian.

Analisis geokimia batuan dengan metode AAS (Atomic Absorption

Spectrophotometry), untuk mengetahui kandungan unsur oksida utama.

1.6.4 Kerja Studio

Pengolahan/evaluasi data primer dan sekunder dilakukan dengan

komputer yang menggunakan program Microsoft dan Program Newpet.

Penggambaran peta.

Penyusunan laporan.

1.7 Letak, luas dan kesampaian daerah penelitian

Daerah penelitian terletak di Pegunungan Selatan, mulai dari

Parangtritis di sebelah barat hingga Wonogiri di sebelah timur. Secara


administrasi pemerintahan daerah penelitian termasuk Kabupaten Gunung

Kidul, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta, Kabupaten Klaten dan Kabupaten

Wonogiri, Propinsi Jawa Tengah. (Gbr. 1.2).

Luas daerah penelitian adalah 1625 km2 yang tercakup dalam peta

topografi sekala 1 : 50.000 lembar nomor 47/XLIII-B; 47/XLII-B-D; 48/XLII-

A-B-C-D; 49/XLII-A-C.

Daerah penelitian dapat dicapai dari Yogyakarta, Klaten dan Surakarta

ke arah selatan dengan menggunakan sarana transportasi darat. Perjalanan dapat

ditempuh dengan kendaraan beroda dua maupun empat sampai lokasi penelitian,

selanjutnya harus dilakukan dengan jalan kaki untuk lintasan-lintasan sungai

maupun jalan setapak.

1.8 Peneliti Terdahulu

Daerah Pegunungan Selatan pernah diteliti atau menjadi bagian dari

penelitian oleh banyak ahli, antara lain:

Van Bemmelen (1949), mengelompokkan wilayah Jawa Tengah dan

Jawa Timur kedalam lima zona, dari selatan ke utara: Zona Pegunungan

Selatan, Zona Solo, Zona Kendeng, Zona Randublatung dan Zona

Rembang.

Rahardjo, dkk., (1977), menyusun Peta Geologi Lembar Yogyakarta,

Jawa, sekala 1 : 100.000.

Untung (1982), melakukan penelitian gaya berat yang menghasilkan

gejala bawah permukaan dan rekonstruksi paleogeografi Pulau Jawa.

Voskuil & van Zuidam, (1982), menerapkan pemetaan geomorfologi di

Jawa Tengah berdasarkan foto udara, terutama di daerah Parang Tritis,

Kulon Progo dan lereng barat G. Merapi.


Gambar 1.2 Peta lokasi penelitian


Soeroto (1986), melakukan penelitian tentang identifikasi fosil gunung

api strato bawah muka laut di sekitar daerah Parangtritis Nglanggran,

Patuk Pegunungan Selatan, Daerah Istimewa Yogyakarta.

Soeria-Atmadja, dkk., (1990; 1991; 1994), penelitian tentang kegiatan

magmatisme di Jawa, petarikan umur radiometri dan afinitas magmanya.

Marzuki & Otong (1991), menyusun Peta Anomali Bouguer Lembar

Yogyakarta, Jawa, sekala 1 : 100.000.

Surono, dkk., (1992), menyusun Peta Geologi Lembar Surakarta dan

Giritontro, Jawa, sekala 1 : 100.000.

Widiasmoro, (1994), melakukan penelitian tentang evolusi magma Kala

Oligosen daerah Prambanan-Piyungan-Patuk-Siluk-Parangtritis.

Haryono, dkk., (1995), menyusun Peta Anomali Bouguer Lembar

Surakarta dan Giritontro, Jawa, sekala 1 : 100.000.

Bahagiarti & Santoso, (1998), melakukan penelitian tentang daerah aliran

sungai bawah tanah di Gunungsewu berdasarkan peta anomali gravitasi

dan pola struktur geologi.

Bronto, dkk., (1998), membahas sebagian wilayah Pegunungan Selatan

di Kali Ngalang, Kali Putat dan Jentir sebagai batuan longsoran tubuh

gunung api Tersier.

Lokier, S.W., (1999), membahas perkembangan sedimentasi

volkaniklastik primer dan sekunder di wilayah Pegunungan Selatan.

Bronto, dkk., (1999), melakukan penelitian tentang gunung api purba di

kawasan Kali Ngalang, Gunung Kidul serta implikasinya terhadap

sumberdaya geologi.


Amara, N., (2000), melakukan penelitian tentang stratigrafi batuan asal

gunungapi dan penentuan fasies gunung api di daerah Wonogiri, Jawa

Tengah.

1.9 Rujukan prinsip-prinsip penelitian daerah gunungapi

Rujukan prinsip-prinsip penelitian daerah gunung api Tersier adalah

mengacu pada prinsip the present is the key to the past (Hutton, 1788, vide

Geikie, 1905). Artinya perilaku/keadaan gunung api masa kini, yang antara lain

letak sumber erupsi, bentuk, struktur dan komposisi, dijadikan acuan untuk

penentuan kedudukan dan kondisi gunung api masa lalu (Bronto, 1997). Dari

pemahaman terhadap rujukan di atas penulis mencoba mengembangkan tentang

prinsip-prinsip pemetaan/penelitian di daerah yang tersusun oleh batuan gunung

api Tersier di Pegunungan Selatan.

Bahwasanya, gunung api adalah tempat atau bukaan darimana batuan

pijar dan atau gas keluar ke permukaan bumi dan bahan yang menumpuk di

sekitar bukaan tersebut membentuk bukit atau gunung (MacDonald, 1972).

Tempat atau bukaan tersebut adalah kawah atau kaldera, sedang batuan pijar dan

gas adalah magma. Volkanisme adalah proses alam yang berhubungan dengan

kegiatan kegunungapian, dimulai dari asal-usul pembentukan magma di dalam

bumi hingga kemunculannya di permukaan bumi dalam berbagai bentuk dan

kegiatannya. Batuan atau endapan gunung api adalah bahan padat berupa batuan

atau endapan yang terbentuk sebagai kegiatan gunungapi, baik secara langsung

maupun tidak langsung. Pengertian langsung atau primer adalah apabila bahan

gunung api itu berasal langsung dari magma yang keluar ke permukaan bumi

untuk kemudian mendingin dan membeku atau mengendap di tempat itu pula

(insitu). Pengertian tidak langsung atau sekunder adalah apabila bahan itu

berasal dari batuan atau fragmen batuan gunung api yang sudah ada untuk


kemudian mengalami pengerjaan kembali, baik secara dilontarkan kembali pada

waktu letusan gunung api maupun erosi, terangkut dan terendapkan kembali

oleh tenaga air, angin dan es. Dikatakan sebagai batuan gunung api apabila

bahan gunungapi itu sudah membatu atau membentuk tubuh batuan. Sedang

dikatakan sebagai endapan gunung api jika bahan gunung api itu masih berupa

butiran lepas sampai dengan terkonsolidasi lemah atau belum membatu.

Simkin, dkk., (1981); Gill, (1981) menyatakan bahwa gunung api masa

kini di daerah tumbukan umumnya berkomposisi andesit, mempunyai bentuk

kerucut komposit atau strato, tersusun oleh perlapisan batuan beku luar,

aglomerat, breksi gunung api dan tuf, kadang-kadang diintrusi oleh batuan beku

terobosan berbentuk retas, sill, cryptodome dan leher gunung api. Batuan beku

luar itu merupakan magma yang keluar ke permukaan bumi membentuk aliran

lava atau kubah lava. Aglomerat mencerminkan sebagai batuan piroklastika

(Fisher & Schmincke, 1984; Cas & Wright, 1986), sedangkan breksi gunung api

dan tuf sebagai batuan piroklastika (primer) atau batuan sedimen epiklastika

(sekunder). Secara petrologi batuan beku, intrusi dangkal (subvolcanic

intrusions) mempunyai banyak persamaan dengan batuan beku luar dan batuan

klastika gunungapi di sekitarnya, antara lain bertekstur kaca, afanit dan

hipokristalin porfir, mengandung kaca gunungapi, serta dalam banyak hal

mempunyai afinitas dan komposisi yang sama. Dengan demikian pengertian

batuan gunung api meliputi batuan beku intrusi dangkal, batuan beku luar (aliran

lava dan kubah lava), breksi gunung api, aglomerat dan tuf.

Dalam menentukan sumber erupsi gunung api Bronto (1997)

mengusulkan penelitian terpadu berdasarkan geomorfologi, sedimentologi,

volkanologi, struktur geologi dan petrologi – geokimia. Pemerian masing-

masing seperti dalam Tabel 1.1.


Tabel 1.1 Penentuan sumber erupsi berdasarkan beberapa disiplin

ilmu geologi (Bronto, 1997).

Pendekatan

Bahasan

Ciri - Ciri

Geomorfologi

Ben

tan

g al

am

gu

nu

ng

api

Muda

Bentuk kerucut, sudut lereng simetri, kawah/kaldera

melingkar atau berbentuk tapal kuda, aliran sungai

berpola radier menjauhi sumber erupsi.

Dewasa

Bagian atas hilang, batuan resisten menonjol pada

lereng atas (batuan intrusi), sayap-sayap masih

simetri, aliran sungai berpola radier.

Tua

Bagian sayap menonjol oleh batuan resisten (breksi

gunungapi), bagian tengah rendah (alterasi hidro-

termal), pola radier aliran sungai masih nampak.

Volkanologi

Fas

ies

Central/

Vent

Kubah lava, tubuh-tubuh intrusi dangkal, batuan

alterasi epitermal dan hidrotermal, batuan

metasedimen-metamorf, xenolit, breksi autoklastik

Proximal

Aliran lava, breksi/ aglomerat jatuhan, breksi/

aglomerat aliran, tubuh intrusi dangkal.

Medial

Breksi/aglomerat aliran piroklastika berkomposisi

batuapung dan skoria, tuf, breksi lahar.

Distal

Breksi lahar, konglomerat, batupasir, batulanau dan

batu lempung.

Geologi

Struktur

Bentuk struktur

Struktur updoming, jurus perlapisan berpola

melingkar dengan kemiringan menjauhi sumber

erupsi, kemiringan membesar mendekati sumber

erupsi, mencerminkan original dip, struktur

kawah/kaldera membuka ke satu arah (longsoran tipe

St. Helens), struktur mega slumping. Struktur rekahan

atau sesar juga berpola radier – semi radier.

Sedimentologi

Struktur Sedimen

Ukuran butir membesar, bentuk butir semakin

meruncing, tekstur permukaan butir semakin kasar

mendekati sumber, struktur penunjuk arus purba

menjauhi pusat erupsi, orientasi sumbu terpanjang

fragmen memusat ke sumber erupsi, stratifikasi

antara batuan beku luar-breksi-tuf.

Petrologi–

Geokimia

Petrogenesa

Tekstur gelasan, porfiritik hingga fanerik halus,

berstruktur vesikuler hingga masif, berbagai hasil

batuan beku basa – asam, afinitas magma toleit -

alkali kapur, fraksionasi normal, magma mixing,

kontaminasi.


Williams & MacBirney (1976); Vessel & Davies (1981) dan

dikembangkan oleh Bronto (1997) yang membagi ke dalam 4 litofasies yaitu:

(1) vent facies/central facies, dicirikan oleh adanya asosiasi berupa: kubah lava,

tubuh-tubuh intrusi dangkal (radial dikes, dike swarms, sills, cryptodomes,

volcanic necks), bertekstur gelasan, porfiritik hingga fanerik halus,

batuan/mineral alterasi epitermal dan hidrotermal, berbagai xenolith batuan

beku dan batuan metasedimen-metamorf serta breksi autoklastika pada bagian

atas atau luar tubuh intrusi dangkal; (2) proximal facies dicirikan oleh adanya

asosiasi berupa: aliran lava, breksi/aglomerat jatuhan piroklastika dan

breksi/aglomerat aliran piroklastika. Batuan tersebut biasanya membentuk

stratifikasi sebagai ciri gunungapi strato/komposit; (3) medial facies dicirikan

oleh adanya asosiasi berupa: tuf lapili baik jatuhan maupun aliran piroklastika,

tuf dan breksi lahar sebagai endapan sekunder; (4) distal facies dicirikan oleh

adanya batuan gunung api hasil pengerjaan kembali berupa: breksi lahar,

konglomerat, batupasir, batulanau dan batulempung (Gbr. 1.3).

Studi bentang alam dipakai sebagai indikator awal pemisahan satuan-

satuan volcanic terrain dengan mempertimbangkan: kondisi morfologi (pola

kontur) menunjukkan kesamaan resistensi batuan. Pola kontur yang terisolasi

menunjukkan suatu tubuh yang lebih resisten dibanding daerah sekelilingnya

(intrusi/volcanic neck), sedang pola kontur yang menyebar ke suatu arah

menunjukkan satuan batuan dan arah akumulasi bahan gunung api. Analisis citra

landsat memberikan berbagai kenampakan seperti struktur cekungan melingkar

(circular depressions), tonjolan setempat dll. yang didasarkan pada bentuk atau

relief, rona atau warna dan lokasi atau satuan bentang alam. Pusat erupsi adalah

bagian paling tinggi dari seluruh daerah yang ditandai oleh pola kontur yang

memusat, aliran sungai berpola radier menjauhi sumber erupsi dan bentuk-

bentuk volcanic terrain yang lain.


Gambar 1.3 Perkembangan bentang alam gunungapi mulai dari bentuk

gunungapi aktif masa kini (A), bentuk bentang alam gunungapi telah tererosi

pada tingkat dewasa (B) dan bentang alam gunungapi yang telah tererosi pada

tingkat lanjut (C). Keterangan CF = Fasies Sentral; PF = Fasies Proksi;

MF = Fasies Medial; DF = Fasies Distal. (Modifikasi dari Williams &

MacBirney, 1976).


Satuan batuan/endapan gunung api adalah kesatuan batuan/endapan

sebagai hasil proses kegiatan gunungapi baik secara primer maupun sekunder

(Martodjojo dan Djuhaeni, 1996). Batas satuan batuan/endapan gunung api

adalah sentuhan antara dua satuan atau lebih yang berlainan, dibedakan

berdasarkan bentuk bentang alam, tingkat pelapukan batuan, ciri-ciri litologi dan

sumber erupsi. Sentuhan tersebut dapat berupa bidang horisontal, miring

maupun tegak dan perubahannya dapat tegas maupun berangsur. Satu satuan

batuan/ endapan gunungapi dapat dihasilkan oleh satu erupsi atau beberapa

erupsi.

studi gunung api tersier: sebaran pusat erupsi dan

Documents