ANALISIS SESAR MENGGUNAKAN MODEL SINTETIK STUDI KASUS SESAR PANJANG LAMPUNG DENGAN MENGGUNAKAN DATA GAYABERAT

(1)

ANALISIS SESAR MENGGUNAKAN MODEL SINTETIK STUDI KASUS SESAR PANJANG LAMPUNG DENGAN MENGGUNAKAN DATA

GAYABERAT

Oleh

SINKU WIRA SANJAYA

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang aplikasi metode Gayaberat untuk mengidentifikasi keberadaan sesar Panjang Lampung. Dalam penelitian ini dibuat beberapa model sesar sintetik menggunakan software GRAV 3D untuk sesar naik dan sesar turun kemudian melihat respon gayaberat, FHD, SHD, dan uji Kurtosis model sintetik tersebut di laboratorium. Kemudian dilakukan pemodelan inversi secara 3D dari data gayaberat hasil akuisisi pada lembar Tanjungkarang, dari hasil pemodelan 3D tersebut ditentukan 2 lintasan slice yang memotong sesar Panjang Lampung, kemudian menganalisis respon gayaberat, FHD, SHD, dan uji kurtosis dari 2 lintasan slice tersebut, hasil analisis tersebut kemudian dibandingkan dengan hasil analisis respon gayaberat, FHD, SHD, dan uji Kurtosis dari model sintetik dari laboratorium. Dari hasil analisis Pada lintasan slice pertama dapat diketahui sebuah sesar turun dengan dip 50˚. Sesuai dengan analisis FHD dan SHD pada model sintetik, nilai FHD maksimum berada pada nilai positif dan SHD pada nilai nol menandakan sesar turun. Sedangkan dari analisis kurtosis, pada model sintetik sesar turun 50˚ bernilai 0.0027 dan pada data pengukuran lintasan Slice pertama bernilai 0.002. Pada lintasan slice kedua dapat diketahui sebuah sesar turun dengan dip 70˚. Sesuai dengan analisis FHD dan SHD pada model sintetik nilai FHD maksimum berada pada nilai positif dan SHD pada nilai nol menandakan adanya sesar turun. Sedangkan dari analisis kurtosis, pada model sintetik sesar turun 70˚ bernilai 0.003 dan pada data pengukuran bernilai 0.004. Berdasarkan pendekatan kurtosis ini maka disimpulkan sesar turun pada lintasan slice kedua ini adalah sesar turun dengan dip 70˚.

(2)

FAULT ANALYSIS USING MODEL SYNTHETIC A CASE STUDY OF PANJANG FAULT LAMPUNG BY USING GRAVITY DATA

By

SINKU WIRA SANJAYA

ABSTRAK

The research on the application of gravity methods to identify the presence of Panjang fault Lampung has done. In this study made several synthetic fault models using Grav 3D software for normal fault and reverse fault then look at the response of gravity, FHD, SHD, and Kurtosis test the synthetic models in the laboratory. Then performed in 3D inversion modeling of gravity data acquisition results in Tanjung Karang sheet, from 3D modeling results that determined the trajectory two slices from Panjang fault Lampung, then analyze the response of gravity, FHD, SHD, and Kurtosis test of the two slice trajectory, the results of the analysis were then compared with the results of the analysis of the gravity response, FHD, SHD, and Kurtosis test of synthetic models of the laboratory. From the analysis of the trajectory of the first slice of a fault can be determined normal fault with dip 50˚. In accordance with the FHD and SHD analysis on synthetic models, FHD maximum value is at a positive value and the value of SHD is zero indicates the normal fault. While the kurtosis analysis, the synthetic models of normal fault 50˚ worth 0.0027 and the first slice trajectory measurement data is worth 0.002. In the second slice trajectory can be determined a normal fault with dip 70˚. In accordance with the FHD and SHD analysis on synthetic models FHD maximum value is at a positive value and SHD on the zero value indicates a normal fault. While from Kurtosis analysis the synthetic models normal fault 70˚ worth 0.003 and 0.004 worth of measurement data. The Conclusion of Kurtosis analysis is the normal fault on the second slice of this trajectory is normal fault with dip 70˚.

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

RIWAYAT HIDUP

Sinku Wira Sanjaya, lahir di Kotabumi pada tanggal 11 Oktober 1987, merupakan anak pertama dari 5 bersaudara pasangan Bapak Hasabi dan Ibu Amalalia. Penulis menyelesaikan pendidikan di SD Xaverius Kotabumi pada tahun 1999, SLTPN 2 Abung Selatan pada tahun 2002, dan SMAN 1 Kotabumi pada tahun 2005. Pada tahun 2007 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Universitas Lampung Jurusan Teknik Geofisika melalui jalur SPMB.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di HIMA TG sebagai pengurus aktif kaderisasi, dan tercatat sebagai anggota HMGI, HMI, KAMMI. Penulis pernah mengabdi sebagai asisten Mata Kuliah Geologi Dasar, Perpetaan dan Geomatematika. Pernah juga menjadi Pembina Olimpiade Sains Kebumian Nasional. Penulis melaksanakan kerja praktek di Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL). Penulis juga pernah terlibat dalam kegiatan lapangan beberapa project Pertamina Geothermal Energy dan Badan Pusat Penelitian Pengembangan Teknologi (BPPPT). Serta pernah melakukan penelitian skripsi dengan judul “Analisis Sesar Menggunakan Model Sintetik Studi Kasus Sesar Panjang Lampung Dengan Menggunakan Data Gayaberat”

(8)

MOTO

“BISA SEMALAM SAJA BERDISKUSI DENGAN ORANG YANG LEBIH

AHLI, MANFAATNYA JAUH LEBIH BANYAK DARIPADA MEMBAC BUKU SENDIRI SELAMA 10 TAHUN” (Tenno Meiji)

“JIKA ANDA MENGENAL DIRI SENDIRI DAN MUSUH ANDA, ANDA

BISA MELAWAN 100 PERTEMPURAN DAN MEMENANGKAN SEMUANYA” (Ho Chi Minh)

“ANDA HARUS MENGERTI ARTI DARI DIPLOMASI KARNA SUATU

HARI ANDA AKAN MENGGUNAKAN ITU. ANDA HARUS MENGERTI ARTI DARI IDEALIS KARNA ADA WAKTUNYA ANDA JUGA BEGITU.

ANDA HARUS TAU ARTI DARI MERENDAH KARNA SUATU HARI ANDA AKAN ADA DALAM POSISI ITU. ANDA HARUS TAHU ARTI DARI

KONSISTEN DAN KETEGASAN KARENA ADA SAATNYA ANDA AKAN MELAKUKAN ITU, SEORANG LEADER HARUSLAH MEMAHAMI ITU

(9)

SANWACANA

Alhamdulillahi rabbil `alamin, rasa syukur yang mendalam penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Pengerjaan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak, yang telah memberikan kontribusi ilmiah, moril, dan materil baik secara langsung maupun tidak langsung. Ucapan sebesar-besarnya penulis tujukan kepada:

1. Bapak Prof. Suharno, M.S., M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung dan selaku Dosen penguji. Terima kasih atas waktu, saran dan kritiknya.

2. Bapak Bagus Sapto Mulyatno, S.Si., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Geofisika Universitas Lampung dan Dosen pembimbing II. Terimakasih atas segala bimbingan, ilmu, kesabaran serta waktu luangnya.

3. Bapak Dr. H. Ahmad Zaenudin S.Si., M.T., selaku Dosen pembimbing akademik dan Dosen pembimbing I. Terima kasih atas bimbingan, ilmu dan sarannya.

4. Seluruh Dosen Teknik Geofisika Universitas Lampung, terima kasih atas semua ilmu bermanfaat yang telah diberikan.

5. Staf TU Jurusan Teknik Geofisika, Mbak Dewi dan “komplotan”nya, dan staf Dekanat Fakultas Teknik Universitas Lampung.

6. Bapak dan Ibu serta Keluargaku tercinta atas dorongan dan doanya.

(10)

Titin, Tika, dan yang lainnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

8. Teman-teman Fisika: Kak Edo, Andri (Hantu), Mas Topo, Bang Pupu, Budiman, Mardi, Feri, Desti, Richa Wilyusdinik, Harjono, Andri Sansan, Mustaqim, Rifki. 9. Rekan-rekan mahasiswa, adik-adik tingkatku dari jurusan Teknik Geofisika:

Alfian, Didi, Adi, Bew (cepat lulus), Zuhron, Mas Irfan, Wawai, Mamet, khusus buat Agung smoga bahagia di SisiNya, kita semua bakal nyusul lo, Aji, Hamid & Hanif, Mongol, Eki PN, Wahyuda si Ganteng, Topiq, Nita Gultom, Bima, Imel, Sasa, Sari & Amri, Bagus & Filya, Nando Siallagan, Ade dobleh, Anne, Wilyan, Ucup, Subari ‘Heiho’, Dobleh kedua, Virgian, Kevin, Betha (sorry..), Winda, Azhari, Nafis, selamat datang buat geng ’14 Winona CS, Iqbal CS, Rajin-rajin belajar.!!

Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan sehingga skripsi ini dapat selesai. Semoga Allah membalas semua kebaikan yang telah diberikan.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis pribadi dan pembaca pada umumnya.

Bandar Lampung, Desember 2014 Penulis,

(11)

DAFTAR ISI

halaman

LEMBAR PENGESAHAN ... i

ABSTRAK ... iii

SANWACANA ... iv

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 1

C. Batasan Masalah ... 2

D. Manfaat Penelitian... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Letak daerah penelitian ... 3

B. Geologi Regional ... 4

C. Fisiografi ... 5

D. Tatanan Tektonik... 6

E. Stratigrafi ... 7

F. Urutan Geologi ... 8

BAB III TEORI DASAR A. Hukum Newton ... 9

B. Potensial Gayaberat ... 17

C. Koreksi-Koreksi Gayaberat ... 19

C.1. Koreksi Pasang Surut (Tidal Correction)... 19

C.2. Koreksi Apungan (Drift Correction)... 19

C.3. Koreksi Lintang (Latitude Correction) ... 20

C.4. Koreksi Udara Bebas (Free Air Correction) ... 21

C.5. Koreksi Bouguer (Bouguer Correction) ... 21

(12)

C.7. Anomali Bouguer ... 22

D. Analisa Spektrum ... 23

E. Teknik Gradient ... 26

E.1. Gradient Horizontal ... 26

E.2. Gradient Vertikal ... 28

BAB IV METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 30

B. Alat dan Bahan ... 31

C. Diagram Alir Penelitian ... 31

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. Kesimpulan ... 78

7.2. Saran ... 79 DAFTAR PUSTAKA

(13)

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 1. Jadwal Penelitian...30

Tabel 2. Perbandingan Hasil Simulasi Sesar Naik ...45

Tabel 3. Perbandingan Hasil Simulasi Sesar Turun ...53

Tabel 4. Nilai Batas Atas dan Batas Bawah Zona Residu Model Sintetik ...61

Tabel 5. Kurtosis Sesar Naik Model Sintetik ...65

(14)

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1. Peta Daerah Penelitian ...3

Gambar 2. Peta Fisiografi Daerah Lampung...5

Gambar 3. Peta Mendala Geologi Sumatera ...7

Gambar 4. Peta Geologi Lembar Tanjung Karang...8

Gambar 5. Gaya Tarik-Menarik antara Dua Benda ...14

Gambar 6. Potensial dan Kuat Medan Massa Tiga Dimensi ...18

Gambar 7. Elipsoid Sebagai Bentuk Bumi ...20

Gambar 8. Titik Amat P terhadap Ketinggian H terhadap Permukaan Acuan ...21

Gambar 9. Kurva Ln A terhadap K ...26

Gambar 10. Anomali Gayaberat dan Gradient Horizontal pada Model Tabular 28 Gambar 11. Analisa Struktur Cekungan dan Intrusi Menggunakan SVD ...29

Gambar 12. Diagram Alir Penelitian ...31

Gambar 13. Model Sintetik dari Sesar Naik dengan Sudut 90˚ ...33

(15)

Gambar 20. Model Sintetik dari Sesar Turun dengan Sudut 90˚ ...36

Gambar 26. Kurva Anomali Bougeur FHD dan SHD dari Model Sintetik untuk Patahan Naik dengan sudut 90˚ ...38

(16)

Gambar 34. Kurva Anomali Bougeur FHD dan SHD dari Model Sintetik untuk

Patahan Turun dengan sudut 80˚ ...47

Gambar 35. Kurva Anomali Bougeur FHD dan SHD dari Model Sintetik untuk Patahan Turun dengan sudut 70˚ ...48

Gambar 40. Grafik Ln A terhadap K Model Sintetik Sesar Naik 90˚ ...54

Gambar 47. Grafik Ln A terhadap K Model Sintetik Sesar Turun 90˚ ...57

(17)

Gambar 54. Kurtosis Sesar Naik dengan Sudut 90˚ ...62

Gambar 61. Kurtosis Sesar Turun dengan Sudut 90˚ ...65

Gambar 68. Peta Anomali Bougeur Daerah Penelitian dan Sebaran Titik Pengukuran ...69

Gambar 69. Peta Anomali Bougeur Pemodelan Inversi ...70

Gambar 70. Peta Anomali Bougeur Pemodelan Inversi dan Slice...71

Gambar 71. Peta Anomali Bougeur Pemodelan Inversi dioverlay dengan Peta Geologi ...72

Gambar 72. Grafik Respon Anomali Bougeur FHD dan SHD Lintasan 1 ...73

(18)

Gambar 74. Grafik Respon Anomali Bougeur FHD dan SHD Lintasan 2 ...75

Gambar 75. Kurtosis Lintasan 2...75

Gambar 76. Hasil Rekonstruksi Lintasan 1 dan 2 ...76

Gambar 77. Grafik Ln A terhadap K pada Lintasan 1 ...78

(19)

1

I. PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Gayaberat merupakan salah satu metoda geofisika yang dapat digunakan untuk mengetahui struktur geologi bawah permukaan bumi. Metoda ini didasarkan pada variasi medan gravitasi bumi karena adanya perbedaan densitas (rapat massa) antar batuan dibawah permukaan. Dengan adanya perbedaan nilai densitas ini akan menimbulkan anomali dari sebuah struktur seperti sesar. Oleh karena itu, diharapkan metoda ini dapat digunakan untuk memodelkan bentuk struktur geologi bawah permukaan pada daerah penelitian. Pada penelitian ini penulis mencoba untuk memodelkan struktur geologi bawah permukaan secara forward modelling.

B.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk:

1. Membuat model sintetik dari sesar turun dan sesar naik untuk mengetahui anomali gayaberatnya

2. Menggunakan Teknik Gradien dari anomali gaya berat sintetik model untuk analisis jenis sesar.

(20)

2

C.Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, dibuat model sintetik sesar naik 10°, 20°, 25°, 30°, 45°, 60°, 90° dan sesar turun dengan sudut 30°, 45°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°. Dari masing-masing model tersebut dihitung nilai anomaly gayaberat menggunakan metode forward modeling dibantu dengan software Grav3D. Anomali gayaberat yang telah diperoleh, dibuat penampang 1D untuk melakukan teknik gradient dan menganalisis masing-masing model terhadap sudut, anomali, dan gradientnya.

Teknik gradient yang digunakan adalah gradient horizontal dan gradient vertical. Dimana pada gradien horizontal digunakan First Horizontal Derivative (FHD) dan Second Horizontal Derivative (SHD). Sedangkan untuk gradient vertical digunakan Second Vertical Derivative (SVD) sebagai negative dari SHD (SVD = -SHD)

Dengan analisis dari sintetik model, karakteristik dari sintetik sesar tersebut diaplikasikan dalam data pengukuran sesar Panjang, Lampung Selatan, Lampung.

D.Manfaat Penelitian

(21)

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Letak Daerah Penelitian

Daerah penelitian secara administratif terletak di 2 wilayah yaitu, Kota Bandar Lampung, dan Kabupaten Lampung Selatan, Propinsi Lampung.

(22)

4

B.Geologi Regional

Penyelidikan geologi di Lembar Tanjungkarang dimulai oleh para geologiwan Belanda, termasuk Verbeek (1881), Zwierzycki (1931),Van Tuijn (1931),Westerveld (1931), Ubaghs (1941) dan Bemmelen (1949). Kemudian penyelidikan di daerah Lampung dilaksanakan oleh beberapa perusahaan pertambangan. Dimulai pada tahun 1970, yang merupakan bagian dari pencarian endapan tembaga Porfiri, dan selanjutnya selama rencana eksplorasi endapan emas epitermal dan batuan keras terkait (Andrews, 1991). Sintesis geologi regional yang menggabungkan bagian-bagian geologi daerah Lampung dilakukan oleh Katili (1974), Gafoer dan Purbo Hadiwijoyo (1986) dan Andi Mangga (1991). Pemetaan geologi Lembar Tanjung karang dilaksanakan oleh Bidang Pemetaan Geologi Puslitbang Geologi, pada Mei-Juni 1985 dan September 1985 sampai Januari 1986.

(23)

5

A.Margawidjaja) dan British Geological Survey. Salah satu tujuan proyek ini adalah membimbing petugas Puslitbang Geologi dalam menerbitkan laporan dan peta geologi sesuai dengan standar yang berlaku.

C. Fisiografi

Secara umum daerah ini dapat dibagi menjadi tiga satuan morfologi: dataran bergelombang di bagian timur dan timurlaut, pegunungan kasar di bagian tengah dan baratdaya, dan daerah pantai berbukit sampai datar. Daerah dataran bergelombang menempati lebih dari 60% luas lembar dan terdiri dari endapan vulkanoklastika Tersier-Kuarter dan Aluvium dengan ketinggian beberapa puluh meter di atas muka laut. Pegunungan Bukit Barisan menempati 25-30 % luas lembar, terdiri dari batuan beku dan malihan serta batuan gunungapi muda. Lereng-lereng umumnya curam dengan ketinggian sampai dengan 500-1.680 m di atas muka laut. Daerah pantai bertopografi beraneka ragam dan seringkali terdiri dari pebukitan kasar, mencapai ketinggian 500 m di atas muka laut dan terdiri dari batuan gunungapi Tersier dan Kuarter serta batuan terobosan.

(24)

6

D. Tataan Tektonika

Sumatera terletak di sepanjang tepi barat daya Paparan Sunda, pada perpanjangan Lempeng Eurasia ke daratan Asia Tenggara dan merupakan bagian dari Busur Sunda. Kerak samudera yang mengalasi Samudera Hindia dan sebagian Lempeng India-Australia, telah menunjam miring di sepanjang Parit Sunda di lepas pantai barat Sumatera (Hamilton,1979). Lajur pertemuan miring ini termasuk dalam sistem Parit Busur Sunda yang membentang lebih dari 5000 km dari Birma sampai Indonesia bagian Timur.

Penunjaman ke bawah Sumatera selama Tersier bawah sampai Resen telah menimbulkan busur magma yang luas di pegunungan Bukit Barisan. Tetapi, litologi sepanjang Sumatera yang ada hubungannya dengan busur tersebut,menimbulkan dugaan bahwa penunjaman ke bawah Sumatera telah berlangsung sejak Perem Akhir (Cameron, 1980), atau Perem Awal-Tengah (Katili 1981; Gafoer 1990),Trias Akhir-Kapur Awal (Suparka 1981).

(25)

7

Geologi Lembar ini dengan demikian mencakup batuan alas malihan pra-Mesozoikum, batuan beku Mesozoikum-Kenozoikum dan runtunan batuan gunungapi dan sedimen Tersier-Kuarter.

Gambar 3. Peta Mendala Geologi Sumatera (Mangga, 1992)

E. Stratigrafi

Urutan stratigrafi Lembar Tanjungkarang dibagi menjadi tiga bagian: Pra-Tersier, Pra-Tersier, dan Kuarter.

(26)

8

kelompok. Istilah “Kompleks” dipakai berdasarkan American Geological Institute.

Gambar 4. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang (Mangga, 1993)

F. Urutan Geologi

(27)

9

berbagai jenis Klastika, Karbonat dan satuan-satuan Kerakal sedimen malih yang tersingkap di sepanjang tepi timur Pegunungan Barisan, yang berlanjut ke timur sampai Pegunungan Duabelas dan Pegunungan Tigapuluh. Secara umum mereka meliputi runtunan barat endapan-endapan laut dangkal sampai paparan (Formasi-Formasi Alas, Kluet, Kuantan, Tarap dan Terantam) dan runtunan timur endapan rombakan di sentuhan tektonik yang terpilah buruk, kerakalan, fluvioglasial (Formasi-Formasi Bohorok, Gangsal, Pengabuhan,dan Mentulu). Di sini Kompleks Gunungkasih dianggap setara dengan satuan runtunan barat. Bukti yang jelas seperti disebutkan di muka, ialah derajat pemalihannya yang lebih tinggi dan adanya satuan-satuan batuan beku malih di Kompleks Gunungkasih. Khususnya sekis amfibol Way Galih ditafsirkan sebagai batuan gunungapi malih. Tetapi sampai saat ini belum ada studi petrografi rinci terhadap berbagai satuan malihan di Sumatera, sehingga terlalu dini untuk mengemukakan korelasi regional berdasarkan tinggi atau rendahnya derajat pemalihan. Penjelasan yang mungkin dapat diberikan, seperti telah disebutkan, ialah bahwa batuan Kompleks Gunungkasih telah terangkat setempat, kerak yang lebih dalam batuan alas malihan Sumatera. Cameron dkk. (1982) juga melaporkan adanya satuan dengan derajat pemalihan lebih tinggi, pualam, sekis, genes dan batu hijau atau batuan gunung api malih di tempat lain di Sumatera bagian utara.

(28)

10

Mergui yang penting (Cameron dkk.,1980), yang melampar ke selatan dari Thailand barat dan semenanjung Malaya ke bagian tengah Sumatera. Wilayah Kluet-Kuantan dianggap bertemu dengan Formasi Bahorok dan batuan terkait wilayah Mergui di dalam Tetis-tua pada Perem Awal (Gafoer, 1990). Lempeng Mergui yang terjadi, merupakan bagian dari wilayah Sibumasu yang berdampingan (Metcalfe, 1988), kemudian mengapung ke utara dan menubruk Indocina, semenanjung Malaya timur, dan mungkin bagian dari Sumatera tenggara (Metcalfe, 1990), pada zaman Trias di sepanjang garis Raub-Bentong dan membentuk tepi barat Paparan Sunda.

(29)

11

Selanjutnya, busur pluton setelah orogen berumur pertengahan Kapur Akhir yang ada hubungannya dengan penunjaman, telah terbentuk di bagian tengah dan barat Sumatera. Magma granitoid telah ditempatkan ke dalam bongkah benua, termasuk mintakat Woyla yang terkratonkan, di sepanjang sesar dalam yang tersebar luas sejajar dengan tepi benua. Daur pluton tersebut rupanya berkembang sejak Albian sampai Campanian Awal (118-80 juta tahun), di antaranya pluton Sulan dan pluton lain di daerah yang diselidiki. Pengangkatan dan pencenagaan di sepanjang sesar berbalik setempat, terjadi menjelang akhir daur pluton tersebut kira-kira pada Kapur Akhir-Paleosen Awal. Namun sebab terhentinya plutonisma dan penunjaman tidak diketahui. Salah satu kemungkinan ialah tumbukan antara suatu busur atau lempeng mikro dengan Sumatera bagian barat pada Tersier Awal (Hamilton, 1989), mungkin di sepanjang garis Sesar Semangko yang termasuk Sistem Sesar Sumatera. Paleogen merupakan masa tenang di seluruh daratan Sumatera, hanya terdapat sedikit pengendapan dan kegiatan magma di sepanjang Busur Barisan yang sedang timbul. Sebagai contoh ialah Formasi Tarahan dan Formasi-Formasi yang setara di Lembar Tanjung Karang. Kemungkinan merupakan indikasi adanya tepian yang pasif pada waktu itu.

(30)

12

oleh tinggian batuan alas yang dibatasi oleh sesar. Maka terbentuklah cekungan Sumatera Tengah dan Cekungan Sumatera Selatan. Kemudian terjadilah perioda pengangkatan pada Oligosen Akhir, seperti dibuktikan dengan adanya ketakselarasan di seluruh cekungan-cekungan Sumatera. Pendalaman cekungan yang terus berlangsung terjadi sejak Oligosen Akhir dan seterusnya, dan menghasilkan suatu genang laut yang mencapai puncaknya pada Miosen Tengah. Pengendapan Formasi Hulusimpang di Lajur Barisan di lingkungan laut dangkal sampai daratan terjadi pada Oligosen Akhir dan berhubungan dengan penunjaman tepi benua. Hal ini menandai fasa pertama utama kegiatan gunung api yang luas di Busur Barisan dan langsung dapat dikorelasikan dengan Formasi Andesit Tua (Bemmelen, 1949) yang semula ditafsirkan berumur Miosen Awal.

Pada Miosen tengah Pegunungan Bukit Barisan terangkat dan seluruh geantiklin berubah menjadi gunungapi. Mula-mula kegiatannya bersifat andesit, tetapi kemudian diikuti oleh letusan hebat yang mengeluarkan tuf asam, lava dan vulkanoklastika. Tektonik setempat yang menyertainya telah merubah batuan gunungapi Formasi Hulusimpang dan batuan Mesozoikum yang lebih tua. Geantiklin yang muncul mengendapkan sejumlah besar sedimen di cekungan busur belakang, menyebabkan pengurangan kecepatan penurunan cekungan secara menyeluruh. Oleh karena itu pengendapan di dalam Cekungan Sumatera Selatan pada Miosen Tengah-Akhir terjadi di lingkungan susut laut.

(31)

13

(32)

14

III. TEORI DASAR

A. Hukum Newton

Metoda gayaberat menggunakan hukum dasar, yaitu Hukum Newton tentang gravitasi dan teori medan potensial. Newton menyatakan bahwa besar gaya tarik menarik antara dua buah partikel yang mempunyai massa m1 dan m2 dengan jarak

antara kedua titik pusat partikel tersebut r adalah (Grant, 1965):

r r

m m G r

F() 1 ₂2 ˆ ₍₁₎

dimana :

F = Gaya antara benda m1 dan m2

G = konstanta gravitasi = (6,672 x 10-11m3/kg s2) r = jarak antara m1 dan m2

Gambar 5. Gaya tarik menarik antara dua benda (Sutopo, 2008)

Gaya persatuan massa dari m1 terhadap suatu partikel yang mempunyai jarak r

dari m1 disebut medan gaya berat dari partikel m1 yang besarnya:

m1 F12 F21 m2

(33)

15

sebagai kuat medan gravitasi m1, dan diungkapkan :

 

r

r Gm r

E   ₂1 ˆ

Jika m1 adalah massa bumi (M), gravitasi yang disebabkan oleh bumi (gayaberat

di permukaan bumi) adalah percepatan gravitasi bumi, yang biasa diberi simbol g, maka:

Medan gravitasi adalah medan konservatif dan dapat dinyatakan sebagai gradien dari suatu fungsi potensial skalar U(r) :

 

r VU

 

r

U  adalah merupakan potensial gravitasi m1

Potensial gravitasi di suatu titik pada ruang bersifat penjumlahan, sedang potensial gravitasi dari suatu distribusi massa yang kontinu di suatu titik P di luar distribusi massa tersebut merupakan suatu bentuk integral. Jika massa terdistribusi

secara kontinu dengan densitasdi dalam bentuk volume V, maka potensial

(34)

16

r = vektor posisi pengamat

Jika integral volume pada persamaan diatas diambil untuk seluruh bumi, maka akan diperoleh potensial gayaberat bumi diruang bebas, sedang medan gravitasinya diperoleh dengan mendiferensialkan potensial gayaberat tersebut.

 

r | U

 

r |

E   P

Untuk percepatan gayaberat bumi :

 

Dari persamaan di atas tampak bahwa percepatan gayaberat g dipermukaan bumi bervariasi dan harganya tergantung pada distribusi massa di bawah permukaan.

Sebagaimana ditunjukkan oleh fungsi densitas

 

r dan bentuk bumi yang

sebenarnya sebagaimana ditunjukkan oleh batas integral.Satuan g dalam CGS adalah gal (1 gal = 1 cm/s2_).

(35)

17

1. Lintang 2. Topografi 3. Pasang surut

4. Variasi rapat massa bawah permukaan

B. Potensial Gayaberat

Potensial pada suatu titik dalam suatu medan gayaberat didefinisikan sebagai energi yang digunakan untuk memindahkan satu satuan massa dari suatu titik (titik awal) ketitik lainnya (titik akhir). Lintasan yang diambil tidak mepengaruhi kerja yang dilakukan atau bersifat konservatif sehingga hanya bergantung pada titik awal dan titik akhirnya saja. Potensial gayaberat dapat dinyatakan sebagai fungsi pontensial skalar U(r) yaitu:

  ) (r

E  U(r) (4)

dengan U(r) merupakan potensial medan gayaberat dan potensial total gayaberat di suatu titik dapat didefinisikan sebagai berikut:



(36)

18

dm

Gambar 6. Potensial dan kuat medan massa tiga dimensi (Sutopo, 2008)

Gambar 6 menujukkan sebuah massa tiga dimensi dengan bentuk sembarang, dimana potensial dan kuat medan gayaberat di titk P dapat dihitung dengan jalan membagi massa m menjadi elemen-elemen kecil dm kemudian diintegrasikan untuk memperoleh efek totalnya. Besarnya potensial pada sembarang titik P di luar benda bervolume V adalah potensial dari elemen massa dm berjarak r dari titik P, yaitu:

r dxdydz G

r dm G

dU    (6)

dimana :

 = densitas r = x2  y2 z2

Potensial di titik P karena pengaruh massa total m adalah:

G

U   dxdydz

r x y z



1 (7) Z

P (x,y,z)

Y

(37)

19

Dari persamaan tersebut, medan gayaberat g di permukaan bumi mempunyai nilai yang bervariasi tergantung pada distribusi massa di bawah permukaan seperti yang dinyatakan dalam fungsi densitas dan batas integrasi yang berupa volume.

C. Koreksi-koreksi Gayaberat

C.1 Koreksi pasang surut

Percepatan gravitasi di permukaan bumi di samping dipengaruhi oleh adanya gaya tarik bumi juga dipengaruhi oleh gayatarik matahari dan bulan, sehingga untuk mendapatkan percepatan gayaberat yang akurat harus memperhitungkan pengaruh dari gaya tarik bulan dan matahari yang sering disebut dengan koreksi pasang surut.

Besarnya koreksi pasang surut dapat diukur langsung dengan menggunakan Gravimeter secara periodik maupun hitungan dengan menggunakan komputer berdasarkan perumusan Longman (1969).

C.2 Koreksi drift (Apungan)

(38)

20

dimana : DA = koreksi drift pada titik pengamatan (station) A

tA = waktu pembacaan pada titik pengamatan (station) A

t0 = waktu pengukuran awal di Base Station

tt = waktu pengukuran akhir di Base Station

C0 = Harga pembacaan (counter reading) pengukuran awal di Base

Station

Ct = Harga pembacaan (counter reading) pengukuran akhir di Base

Station

C.3 Koreksi lintang (Latitude Correction)

Telah diketahui bahwa bentuk bumi tidaklah bulat sempurna akan tetapi berbentuk sferoid dengan pepat pada kedua kutubnya, sehingga besarnya harga gravitasi di kutub dan di khatulistiwa tidak sama. Dengan adanya perbedaan ini maka, koreksi lintang sangat mempengaruhi besar gayaberat di suatu daerah.Dalam penelitian ini digunakan koreksi lintang dari International Assosiation of Geodesy System (IAG.1967) dengan rumusan (Blakely, 1955) yaitu:

Gambar 7. Elipsoid sebagai bentuk bumi (Sutopo, 2008)

(39)

21

C.4 Koreksi udara bebas (Free Air Correction)

Koreksi udara bebas adalah koreksi yang digunakan untuk menghilangkan perbedaan harga gayaberat yang disebabkan oleh pengaruh ketinggian antara pengamatan dengan titik datum referensi.Pada koreksi udara bebas hanya memperhitungkan elevasi antara titik pengamatan dengan titik datum referensi dengan mengabaikan massa di antaranya. Besar koreksi udara bebas ini adalah:

KUB = 0,3086 h mgal (10)

dimana : h = ketinggian titik amat KUB = koreksi udara bebas

Gambar 8. Titik amat P pada ketinggian h terhadap permukaan acuan (Sutopo, 2008)

C.5 Koreksi Bouguer (Bouguer Correction)

Setelah dikoreksi oleh udara bebas maka pengaruh tinggi rendah bisa dihindari, namun dengan adanya bukit dan jurang yang tersusun oleh material, maka pengaruh massa dari material tersebut harus diperhitungkan. Perhitungan ini disebut koreksi bouguer. Koreksi ini memperhitungkan efek massa yang ada di

Geoid h

P

(40)

22

atas maupun di bawah bidang referensi. Misalkan, jika suatu titik amat berada di atas slab (bidang datar) yang luas maka distribusi massa luasan tersebut akan memperbesar pengukuran gayaberat di titik tersebut. Untuk menurunkan koreksi bouguer didekati dengan anggapan bahwa slab suatu luasan horizontal yang tak berhingga dengan rapat massa dan ketebalan yang uniform.

KB = 2  G  z mgal (11)

= 0.04193  h (mgal)

dimana :  = rapat massa (densitas) Bouguer (kg/m3)

z = ketinggian titik amat (meter)

G = konstanta gaya berat (6.672 x 10-11 m3/kg s2) KB = Koreksi Bouguer (mgal)

C.6Koreksi medan (Terrain Correction)

Pada koreksi bouguer kita menganggap permukaan lempeng di atas bidang acuan adalah rata, akan tetapi pada kenyataannya tidak demikian melainkan berlembah dan bergunung-gunung sehingga tidak mewakili keadaan yang sebenarnya. Adanya lembah akan, mengurangi nilai percepatan gayaberat di titik ukur, demikian dengan adanya bukit mengakibatkan berkurangnya percepatan gayaberat di titik ukur karena pengaruh adanya massa bukit.

C.7 Anomali Bouguer (Bouguer Anomaly)

Anomali Bouguer di suatu titik amat dapat didefinisikan sebagai penyimpangan harga gayaberat pengamatan (gobs) terhadap gayaberat normal teoritis. Besarnya

(41)

23

dengan memasukkan nilai koreksi udara bebas, koreksi ketinggian dan koreksi medan. Jika seluruh koreksi tersebut telah dihitung maka besarnya anomali Bouguernya adalah:

)

(g KUB KB KM

g

g  obs n  

 (12)

dimana:

g = Anomali Bouguer

gobs = Percepatan gayaberat teramati

gn = Percepatan gayaberat setelah dikoreksi lintang

KUB = Koreksi udara bebas KB = Koreksi Bouguer KM = Koreksi Medan

Nilai anomali ini merupakan harga anomali Bouguer di titik pengamatan pada ketinggian h dan merupakan anomali kumulatif akibat semua penyebab anomali yang berada di bawah ketinggian titik amat.

D. Analisis Spektrum

(42)

24

2002). Untuk analisis lebih lanjut, amplitudo gelombang-gelombang sinus tersebut didisplay sebagai fungsi dari frekuensinya. Secara matematis hubungan antara gelombang s(t) yang akan diidentifikasi gelombang sinusnya (input) dan S(f) sebagai hasil transformasi Fourier diberikan oleh persamaan berikut :

2

Pada metoda gayaberat, spektrum diturunkan dari potensial gayaberat yang teramati pada suatu bidang horizontal dimana transformasi Fouriernya sebagai berikut (Blakely, 1996) :



dimana, U = potensial gayaberat  = anomali rapat massa  = konstanta gayaberat r = jarak

sehingga persamaannya menjadi :

 

Berdasarkan persamaan 12, transformasi Fourier anomali gayaberat yang diamati pada bidang horizontal diberikan oleh :

(43)

25

k = bilangan gelombang z = kedalaman benda anomali

Jika distribusi rapat massa bersifat random dan tidak ada korelasi antara

masing-masing nilai gayaberat, maka  = 1, sehingga hasil transformasi Fourier anomali gayaberat menjadi :

 '

Estimasi lebar jendela dilakukan untuk menentukan lebar jendela yang akan digunakan untuk memisahkan data regional dan residual. Untuk mendapatkan estimasi lebar jendela yang optimal dilakukan dengan cara menghitung logaritma spektrum amplitudo yang dihasilkan dari transformasi Fourier pada persamaan 12 sehingga memberikan hasil persamaan garis lurus. Komponen k menjadi berbanding lurus dengan spektrum amplitudo.

k tersebut digunakan sebagai penentu lebar jendela. Hubungan panjang gelombang

() dengan k diperoleh dari persamaan (Blakely, 1996):

x

(44)

26

Gambar 9. Kurva Ln A terhadap k (Blakely, 1996)

Untuk estimasi kedalaman didapatkan dari nilai gradien persamaan garis lurus dari masing-masing zona.

E.Teknik Gradien

Interpretasi anomali gayaberat memberikan hasil yang tidak unik yaitu untuk satu penampang anomali gayaberat dapat memberikan hasil yang beragam (sifat ambiguity). Untuk mengurangi ambiguitas dari hasil interpretasi anomali gayaberat maka dikembangkan beberapa teknik.

Pada penelitian ini akan dibahas mengenai teknik gradien yaitu gradien vertikal dan horizontal dari anomali gayaberat untuk membantu analisis dan interpretasi anomali gayaberat.

E.1 Gradien Horisontal

Gradien horisontal anomali gayaberat adalah perubahan nilai anomali gayaberat dari satu titik ke titik lainnya secara horisontal dengan jarak tertentu. Gradien horisontal cenderung memiliki karakteristik yang baik untuk menunjukkan tepi

k

Zona regional

Zona noise Zona residual

Batas zona regional-residual

(45)

27

dari suatu benda anomali, sehingga teknik gradien horisontal sangat baik untuk mendeteksi batas horisontal dari data gayaberat.

Teknik gradien horisontal ini dapat digunakan untuk mendeteksi struktur geologi dalam maupun dangkal. Amplitudo dari gradien horisontal adalah sebagai berikut (Cordell and Grauch, 1985):

2

First Horizontal Derivative (FHD) dan Second Horizontal Gradien (SHD) menggunakan rumus sebagai berikut :

2

menjadi lebih praktis, yaitu :

2

(46)

28

Gambar 10. Anomali gayaberat dan gradien horisontal pada model tabular (Blakely, 1996)

E.2 Gradien Vertikal

Analisis struktur menggunakan second vertical derivative dapat digunakan untuk mendeteksi jenis struktur cekungan atau intrusi dan patahan turun atau patahan naik. Secara teoritis teknik second vertical derivative diturunkan dari persamaan Laplace’s untuk anomali gayaberat di permukaan yang diberikan sebagai berikut :

2

sehingga second vertical derivative diberikan oleh :

2 2 2

Untuk data 1-D (data penampang) persamaannya menjadi :

(47)

29

Persamaan (25) menunjukkan second vertical derivative (SVD) dari suatu anomali gayaberat permukaan adalah sama dengan negatif dari second horizontal derivative (SHD).

Gambar 11. Analisis struktur cekungan dan intrusi menggunakan SVD dari anomali gayaberat (Reynold, 1997)

Dari respon pada Gambar 11 didapatkan karakteristik :

1. Untuk cekungan atau patahan turun berlaku :

2 2

min

maks

g g

z z

 

   



 _   _ 

    (27)

2. Untuk intrusi atau patahan naik berlaku :

2 2

min

maks

g g

z z

 

  _  

 _   _ 

(48)

30

IV. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dimulai pada bulan Oktober 2013, dan bertempat di laboratorium Geofisika Universitas Lampung.

Tabel 4. Jadwal penelitian

No Kegiatan Bulan I

Bulan II

Bulan III

Bulan IV

BulanV

1 Kajian pustaka

2 Pengolahan data

3 Penyusunan laporan

B. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang, Lampung.

2. Peta satuan batuan lembar Tanjungkarang, Lampung.

(49)

31

C. Diaram Alir Penelitian

cocok

Gambar 12. Diagram alir penelitian

Mulai

selesai Model sintetik

Analisis

Uji Spektrum SVD dan SHD Uji kurtosis dan λ Data sintetik

(50)

79

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A.Kesimpulan

Berdasarkan data dan penjelasan dari bab-bab sebelumnya dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Analisis FHD dan SHD dari data gayaberat sintetik dapat membantu interpretasi dalam menentukan jenis sesar serta menentukan zona kontak sesar.

2. Analisis kurtosis dari data gayaberat sintetik pada sesar menunjukkan sudut kemiringan sesar memiliki nilai kurtosis yang khas, yaitu bernilai negatif untuk sesar naik dan positif untuk sesar turun.

3. Analisis spektrum dari data gayaberat sintetik pada sesar naik dan sesar turun menunjukkan bahwa sesar berada pada zona residual.

4. Analisis FHD dan SHD dari data gayaberat panjang menunujukan bahwa sesar panjang pada penelitian ini adalah sesar turun. Dan berdasarkan kesesuaian analisis data lapangan dengan model sintetik, menunjukkan bahwa sesar Panjang-Lampung merupakan sesar turun dengan dip 50o

(51)

80

B.Saran

Terdapat beberapa saran yang dapat diberikan oleh penulis untuk penelitian dimasa mendatang.

1. Dalam pembuatan model data gayaberat yang lebih akurat diperlukan data kontrol seperti data log sumur.

(52)

DAFTAR PUSTAKA

Blakely, R. J. 1996. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press. Cambridge.

Bemmelen. 1946.oc. Mangga, S.A. 1993. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.

Cameron, and De Coster, G. L. 1980. The Geology of Sumatera Basin, Proceedings of the Indonesian Association of Geologist.

Gafoer. 1984. Sumatera Geological map of the Bengkulu quadrangle, Sumatera. Hamilton, W. 1979. Tectonic of Indonesian Region, United States Geological Survey,

Professional Papaer 1078.

Hedberg, H. D. 1976. International Stratigraphic Guide, Wiley, New York.

Holder, M.T. 1990. Tertiary and quaternary Tectonics of the Barisan Mountains of Southern, Internal report, Geological Research and Development Centre, Bandung.

Mangga, S. A., Amirudin, T., Suwarti, S., Gafoer dan Sidarto. 1993. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.

Karig. 1978, Kusnama 1992.oc. Mangga, S.A. 1993. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.

Sutopo, Heri. 2008. Aplikasi Metoda Gayaberat Mikro Pada Daerah Panasbumi Ulubelu, Skripsi. Universitas Lampung, Lampung.