Concern in Digital Geological Mapping and Stratigraphic Measurement Methods Ugi Kurnia Gusti1,2
1Geological Engineering Study Program, Sriwijaya University, Indonesia
2School of Earth, Environment, and Society, McMaster University, Canada
*Korespondensi e-mail : ugikgusti@gmail.com SARI
Pergeseran dari pemetaan geologi berbasis konvensional ke pemetaan geologi digital melibatkan pengetahuan geologi dasar di baliknya. Kemajuan teknologi, meningkatkan kualitas data yang dapat dikumpulkan dari pekerjaan lapangan dan mengurangi jam kerja untuk mengatur dan mengintegrasikan data pengukuran lapangan, foto, dan peta melintang dari pemetaan konvensional. Selain itu, keterbatasan data pengukuran stratigrafi pada area pemetaan geologi tertentu akibat vegetasi yang rapat, singkapan yang tersamarkan, dan topografi dengan relief datar dapat diatasi dengan menggunakan metode profil komposit.
Artikel ini ditulis untuk membahas penggunaan metode pemetaan geologi digital dan metode profil komposit dalam pemetaan geologi milenial.
Kata kunci: Pemetaan Geologi Digital, FieldMove, Profil Stratigrafi Gabungan, Stratigrafi Terukur
ABSTRACT
Shifting from conventional based geological mapping to digital geological mapping involves the basic geological knowledge behind them. The advances of technology, enhance the quality of the data that can be collected from field work and reduce the hours of work to organize and integrate the field measurement data, photos, and the tranverse map from the conventional mapping.
Also, the limitation of stratigraphic measurement data in certain geological mapping area due to dense vegetation, obscured outcrop, and flat relief topography can be resolved by using composite profiles method. This article is noted to discuss the uses of digital geological mapping method and composite profiles method in millennial geological mapping.
Keywords: Digital Geological Mapping, FieldMove, Composite Stratigraphic Profile, Measureing Stratigraphic Section
Publikasi pada:
Journal of Geology and Sriwijaya Institusi:
Teknik Geologi, Universitas Sriwijaya
Jl. Srijaya Negara, Palembang, Sumatera Selatan Surel:
teknikgeologi@ft.unsri.ac.id
Jejak artikel:
Diterima:06 Dec 22 Diperbaiki: 07 Dec 22 Disetujui: 08 Dec 22 Lisensi oleh:
CC BY-NC-SA 4.0
Efisiensi biaya, waktu dan perkembangan teknologi seperti peningkatan resolusi data citra satelit dan built-in kompas dan gps di dalam smartphone telah membawa perubahan yang signifikan dalam penelitian dan Pendidikan ilmu kebumian dan geologi. Kemampuan seorang geolog dan/atau mahasiswa geologi dalam mengintegrasi data citra satelit terbaru dan data pemetaan geologi lapangan sangat penting dalam melakukan analisis geologi.
Pemetaan geologi digital saat ini sedang dikembangkan oleh peneliti-peneliti ilmu kebumian untuk memudahkan geology dalam melakukan pencatatan data, organisasi data, analisis data, dan penyimpanan data. Aplikasi pemetaan geologi digital berbasis smartphone saat ini digunakan untuk mengatasi permasalahan efisiensi waktu dalam melakukan suatu penelitian geologi (Allmendinger et al., 2017; Rutkofske et al., 2022).
Oleh karena itu, penggunaan aplikasi pemetaan geologi digital membutuhkan studi lebih dalam untuk menentukan keuntungan, limitasi, aplikasi dan kemungkinan pengembangannya dalam pendidikan dan penelitian geologi. Disini akan dibahas mengenai bagaimana kegunaan aplikasi pemetaan geologi digital FieldMove dapat digunakan untuk melakukan pengukuran dan pencatatan struktur geologi dan stratigrafi. Selain itu juga tulisan ini akan membahas mengenai apa saja metode yang dapat dilakukan dalam melakukan pengukuran stratigrafi dan bagaimana kegunaan datanya. Studi ini dibangun berdasarkan studi terdahulu mengenai kegunaan FieldMove untuk pemetaan geologi struktur (Allmendinger et al., 2017), dan metode pengukuran stratigrafi untuk melakukan analisis litofasies dan elemen arsitektur (Gusti and Susilo, 2019).
PEMETAAN GEOLOGI KONVENSIONAL Tahap pemetaan geologi lapangan konvensional merupakan kegiatan
menggunakan kompas geologi dan gps secara manual. Pada umumnya berupa rangkaian kegiatan pemetaan geologi yang terdiri dari penentuan koordinat serta menandai lokasi pengamatan di peta dasar, pengamatan dan deskripsi singkapan batuan (Barnes and Lisle, 2004; Compton, 1962). Selain itu dilakukan juga pengamatan geomorfologi pengamatan singkapan, pengambilan data struktur geologi, pembuatan profil singkapan, pengambilan data conto batuan untuk dilakukan analisis petrografi atau analisis laboratorium lainnya. Selanjutnya secara teknis dilakukan pengukuran kedudukan batuan dengan kompas geologi, pembuatan sketsa singkapan dan sketsa profil singkapan dilakukan apabila kondisi singkapan memungkinkan. Sementara itu dokumentasi objek penelitian dan pengambilan contoh batuan pada lokasi pengamatan yang dianggap sebagai data kritis dan representatif untuk kemudian dilakukan analisis laboratorium untuk mendukung deskripsi geologi lapangan.
Pengambilan Data Geomorfologi
Pengambilan data geomorfologi dilakukan dengan beberapa pendekatan, yaitu observasi pelapukan, observasi bentuk morfologi, observasi kemiringan lereng, observasi jenis longsoran, observasi resistensi batuan dan observasi pola pengaliran . Dalam melakukan observasi, ketika ditemukan suatu lokasi pengamatan geomorfologi maka hal pertama yang dilakukan adalah mencacat kordinat lokasi pengamatan di peta. Kemudian dilakukan deskripsi parameter geomorfik yang ditemukan. Selanjutnya dilakukan dokumentasi dengan mencatatkan arah pengambilan gambar. Apabila ditemukan bidang longsor maka dilakukan pengukuran arah dan geometri (lebar, tinggi, perkiraan volume) dari bidang longsor tersebut serta kedudukan lapisan batuan disekitarnya.
Pengamatan Singkapan Batuan
Pengamatan singkapan batuan dilakukan dengan beberapa parameter meliputi pendeskripsian litologi dengan aspek jenis batuan, ukuran butir untuk batuan sedimen, dan ukuran kristal untuk batuan kristalin, warna batuan baik segar maupun lapuk, tekstur dan struktur sedimen (Tucker, 2003). Setelah itu melakukan observasi dari jauh untuk mengetahui geometri (tebal dan lebar) pelamparan dari singkapan yang ditemukan. Selain itu dilakukan pembuatan sketsa singkapan dan sketsa profil singkapan. Selain itu dilakukan pengamatan dari dekat untuk melakukan deskripsi detail struktur sedimen darisetiap lapisan. Setelah itu dilakukan validasi dari hasil sketsa dan profil singkapan dengan data pengamatan dari dekat untuk lebih detail.
Pengambilan Data Struktur Geologi
Hal yang paling penting dalam struktur geologi adalah data hasil pengukuran di lapangan. Data struktur geologi yang umum didapatkan di lapangan berupa kedudukan (strike/dip) (Gambar 1) dan data kinematic sesar atau geometri lipatan.
Sementara itu dalam mengumpulkan data struktur geologi diperlukan pengukuran
struktur geologi pada lokasi pengamatan dimana terdapat perubahan secara signifikan dari kelokan sungai, anomali bentuk morfologi, dan juga batas kontak antar formasi. Data struktur diperlukan untuk melakukan analisis struktur geologi guna mengetahui arah tegasan yang berhubungan dengan fenomena tektonik regional daerah penelitian. Analisis struktur geologi dapat dilakukan dengan menggunakan metode diagram roset dan juga stereonet. Hasil analisis kemudian dapat digunakan untuk rekonstruksi struktur geologi berdasarkan pada konsep, teori dan model yang dibangun oleh ahli- ahli geologi terdahulu (Fossen, 2010;
Harding et al., 1973).
Pengambilan data struktur dilakukan dengan perekaman data struktur geologi yang berupa data kedudukan bidang sesar, breksiasi, slickensides, kelurusan (alignment), sumbu lipatan dll. Moody dan Hill (1956) mengemukakan model hubungan kekar, sesar dan lipatan. Tujuan dari melakukan analisis struktur (kekar, sesar maupun lipatan) adalah untuk mengetahui arah dan gaya tektonik yang mengontrol daerah penelitian dan dapat membantu untuk melakukan interpretasi dan klasifikasi struktur sesar dan lipatan.
Gambar 1. Measurement of dip and strike on outcrop (from Compton, 1962 p. 30).
DIGITAL GEOLOGICAL MAPPING MENGGUNAKAN FIELDMOVE
FieldMove Clino merupakan aplikasi pendukung dalam melakukan pengukuran
dan pencatatan data geologi yang didesain untuk Android dan Apple (Midland Valley, 2019). Aplikasi ini menggunakan sensor- sensor yang ada pada smartphone seperti
diukur dengan menggunakan aplikasi ini dapat langsung dianalisa dan ditampilkan dengan stereonet yang berada di dalam aplikasi tersebut. Data pengukuran kedudukan batuan, struktur geologi ataupun stratigrafi dapat disimpan dan diekspor dalam bentuk GeoTIFF ataupun dapat ditampilkan langsung dalam GoogleEarth dengan bentuk data .kmz.
FieldMove dapat dilihat pada Gambar 2.
Dalam melakukan pengambilan data, smartphone dapat digunakan sebagai alat pengukuran objek geologi, penggambaran atau digitasi dari foto/gambar yang diambil pada suatu lokasi pengamatan, serta dapat menyimpan catatan deskripsi lapangan secara detail.
Gambar 2. Diagram alir penggunaan aplikasi FieldMove menurut Midland Valley (2019)
Dengan menggunakan aplikasi FieldMove, pengguna dapat melakukan orientasi geografis secara mudah dan cepat dengan dua pilihan tampilan peta yaitu peta jalan dan peta satelit (Gambar 3). Kemudahan orientasi geografis memudahkan pengguna untuk melakukan interpretasi geologi dengan mengintegrasikan antara data pengukuran lapangan dengan data citra satelit yang mencakup area pengamatan dengan skala yang lebih luas. Fitur note yang dapat menyimpan gambar atau foto dari singkapan batuan atau struktur geologi/struktur sedimen secara detil juga mempersingkat dan membuat organisasi data menjadi lebih efisien dan terintegrasi
(Gambar 4). Selain itu, fitur stereonet di dalam aplikasi tersebut juga dapat digunakan untuk melakukan analisis awal di lapangan mengenai kedudukan dan orientasi dari objek geologi yang diukur (Gambar 4, kanan). Semua jenis data dapat diekspor ke dalam bentuk data .kmz untuk kemudian ditampikan di dalam GoogleEarth sebagai data base. Dengan demikian, dengan adanya aplikasi pemetaan geologi digitan, pekerjaan lapangan geology dalam pengumpulan dan pengukuran data object geologi akan mejadi lebih mudah dan waktu pengerjaan akan lebih efisien.
Gambar 3. Tangkapan layar dari tampilan peta jalan (kiri) dan peta citra satelit (kanan) pada aplikasi FieldMove yang menampilkan lokasi pengukuran dengan data kedudukan yang ditampilkan dengan warna orange.
Gambar 4. Tangkapan layar dari aplikasi FieldMove yang menampilkan: contoh foto singkapan dan kordinat pengambilan foto serta azimuth arah pengambilan foto yang didapatkan secara langsung Ketika pengambilan foto singkapan (gambar kiri), gambar tampilan hasil pengukuran kedudukan lapisan batuan yang diukur pada singkapan yang diamati (tengah), serta contoh tampilan stereonet (kanan) dari hasil pengukuran kedudukan dari singkapan batuan.
TINJAUAN METODE - METODE PENGUKURAN STRATIGRAFI
Analisis stratigrafi dilakukan untuk mengetahui urut-urutan pengendapan formasi batuan (Miall, 1978; Tucker, 2003).
Analisis stratigrafi merujuk kepada klasifikasi yang berdasarkan kesetaraan umur dan kesamaan ciri fisik (struktur sedimen dan tekstur batuan) maupun karakteristik petrografinya. Dengan analisis stratigrafi dapat diketahui hubungan antar formasi baik secara lateral maupun vertikal, lingkungan pengendapan dan umur batuan. Analisis ini dilakukan dengan memproses peta lintasan menjadi peta geologi dengan melakukan penarikan batas satuan batuan atau formasi. Setelah diketahui batas-batas formasi, dihitung sebaran suatu formasi yang mencakup berapa persen luasnya dalam daerah penelitian. Setelah itu berdasarkan hasil
observasi lapangan, diketahui kedudukan batuan. Kedudukan batuan tersebut digunakan untuk merekonstruksi penampang geologi untuk mengetahui hubungan lateral dan vertikal dari setiap formasi. Penampang geologi tersebut digunakan untuk melakukan rekonstruksi kedudukan batuan sebelum terjadi deformasi dan kemudian akan membantu pada saat pembuatan model sejarah geologi daerah penelitian. Selain itu penampang geologi digunakan untuk mengukur ketebalan Formasi. Data lapangan berupa deskripsi batuan dapat digunakan sebagai dasar penentuan lingkungan pengendapan, yaitu dengan metode asosiasi fasies. Metode asosiasi fasies merupakan pendekatan untuk mengetahui kesamaan dan klasifikasi lapisan batuan sedimen yang memiliki kesamaan baik kesamaan secara fisika, kimia maupun biologinya (Nichols,
2009). Sebagai contohnya adalah klasifikasi fasies lingkungan fluvial yang diajukan oleh Miall (1977, 1978 dan ditambahkan pada 1985). Selain itu hasil asosiasi fasies dapat
juga digunakan untuk melakukan analisis elemen arsitektur yang menjadi fokus penelitian. Pengukuran fasies batuan dapat dilak
ukan dengan dua jenis metode: metode rentang tali atau metode tongkat Jacob.
Metode rentang tali dan Metode Jacob staff Metode Penampang stratigrafi Terukur digunakan pada lintasan terpilih dengan kenampakan singkapan batuan yang baik untuk mengetahui perubahan lapisan batuan dari tua ke muda maupun sebaliknya, proses sedimentasi dari Paleo- current dan menentukan lokasi kontak antar satuan batuan. Menurut Barnes dan Lisle (2004) penampang stratigrafi memperlihatkan sikuen batuan dan ketebalan dari tiap unitnya, serta hubungan diantaranya, seperti memperlihatkan ketidakselarasan atau putusnya suksesi lapisan, juga penemuan fosil.
Compton (1962) mengilustrasikan beberapa metode untuk melakukan pengukuran
ketebalan sesungguhnya secara langsung.
Terdapat 2 metode pengukuran ketebalan lapisan yaitu dengan metode Jacob Staff atau metode rentang tali(Gambar 5 dan 6).
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan metode tongkat Jacob atau dikenal dengan nama Jacob Staff Method. Metode ini dilakukan dengan memosisikan tongkat secara tegak lurus kemenerusan lapisan (strike) agar ditemukan heterogenitas jenis lapisan batuan.
Kemudian dilakukan pengukuran ketebalan lapisan batuan, kemudian azimut dan slope dilakukan dengan kompas Brunton. Selanjutnya adalah pengukuran kedudukan (strike/dip) dan deskripsi lapisan batuan beserta struktur sedimen yang terdapat di dalamnya. Selanjutnya hasil pengukuran penampang dikoreksi dengan menggunakan rumus. Ketebalan terukur ini dikoreksi pada saat di camp dengan metode kalkulasi yang ada.
Gambar 5. Metode penggunaan Jacob Staff dengan memposisikan alat terhadap kemiringan lapisan batuan menurut Compton (1962).
COMPOSITE OUTCROP PROFILES TO CREATE LOCAL STRATIGRAPHIC
Composite outcrop profile merupakan koreksi stratigrafi dari outcrop profiles dengan menggunakan penampang geologi
(Gambar 7). Dari hasil koreksi didapatkan hubungan vertikal yang kemudian dijadikan dasar untuk pembuatan suksesi vertical perubahan lingkungan pengendapan (Gusti and Susilo, 2019).
Pembuatan composite profile digunakan
pengukuran profil-profil singkapan dari beberapa lokasi yang terpisah untuk mengetahui hubungan stratigrafinya. Data yang diperlukan untuk membangun composite profiles adalah pengukuran stratigrafi setiap singkapan yang termasuk didalamnya ketebalan lapisan, struktur sedimen setiap lapisan, ukuran butir tiap lapisan pada setiap lokasi pengamatan, dan juga kedudukan lapisan batuan di setiap lokasi pengamatan. Kemudian dengan mengetahui kedudukan dan arah kemiringan batuan dari setiap lokasi pengamatan, dilakukan analisis penampang geologi untuk mengetahui lokasi pengamatan yang mana yang memiliki posisi stratigrafi paling tua dan lokasi pengamatan yang mana yang
Pembuatan penampang geologi dilakukan dengan membuat kontur struktur dari setiap kedudukan lokasi pengamatan.
Kemudian dibuat garis penampang seperti contohnya garis A-A`, B-B` dan C-C` yang berwarna merah untuk mengetahui lokasi perpotongan antara kontur struktur dengan garis penampang. Dari hasil analisis perpotongan tersebut kemudian didapatkan kedudukan dan hubungan antara setiap lokasi pengamatan secara vertikal. Hasil tersebut dapat dilihat pada Gambar 8 sebagai contohnya dimana didapatkan bahwa lokasi pengamatan 39 merupakan lokasi dimana batuan sedimen memiliki umur lebih tua dibandingkan lokasi pengamatan 38, 36 dan 35.
Gambar 6. Metode pengukuran lapisan dengan menggunakan Jacob Staff berdasarkan orientasi kemiringan relatif lapisan dan kemiringan lereng (Compton, 1962). Gambar A-E adalah ilustrasi kondisi kemiringan batuan dengan berbagai variasi model kemiringan.
Tongkat Jacob diposisikan tegak lurus dengan lapisan batuan untuk mengukur ketebalan asli dari suatu lapisan batuan.
KESIMPULAN
Perpindahan metode riset dan pendidikan geologi dalam melakukan pemetaan geologi dari metode konvensional menjadi digital, mengakibatkan adanya peningkatan dalam hal kualitas data yang dapat disimpan serta efisiensi waktu yang diperlukan dalam melakukan pekerjaan tersebut. FieldMove merupakan salah satu aplikasi pemetaan geologi digital yang sangat mudah untuk digunakan dan juga open-access. Sementara
itu dalam hal metode pengukuran stratigafi, didapatkan bahwa keterbatasan dari kemenerusan data singkapan batuan untuk membangun stratigrafi dari suatu daerah dapat diatasi dengan melakukan koreksi kedudukan lokasi pengamatan dengan metode composite profiles. Sehingga sintesis stratigrafi suatu daerah dengan data yang didapatkan walaupun tidak menerus secara lokasi pengamatan dapat dilakukan.
Gambar 7. Peta Lokasi Pengamatan (LP) dan penampang Studi Litofasies dan Elemen Arsitektur daerah Muaro Kalaban dan sekitarnya yang menampilkan 9 lokasi pengamatan sedimentologi rinci serta pengambilan foto mosaik elemen arsitektur.
Gambar 8. Contoh composite profiles dari 4 lokasi pengamatan yang sebelumnya tidak diketahui hubungan stratigrafi vertikalnya.
Dari bawah ke atas adalah LP 39, 38, 35 dan 37 yang berurutan secara stratigrafi dari tua ke muda.
Allmendinger, R.W., Siron, C.R., Scott, C.P., 2017. Structural data collection with mobile devices: Accuracy, redundancy, and best practices. J.
Struct. Geol. 102, 98–112.
https://doi.org/10.1016/j.jsg.2017.07.01 1
Barnes, J.W., Lisle, R.J., 2004. Basic Geological Mapping, 4th ed, John Wiley & Sons, Ltd. John Wiley & Sons, Ltd, West Sussex.
https://doi.org/10.1086/628761 Compton, R.R., 1962. Manual of field
geology. Wiley.
Fossen, H., 2010. Structural Geology, 1st Editio. ed. Cambridge University Press, Cambridge.
Gusti, U.K., Susilo, B.K., 2019. Facies and Architectural Element Analysis of Braided Fluvial Succession: The Tertiary Sawah tambang Sandstone, Sawahlunto, Indonesia. J. Phys. Conf.
Ser. 1363. https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1363/1/012035
Harding, T.P., Wilcox, R.E., Seely, D.R., 1973. Basic Wrench Tectonic 1, 74–96.
Miall, A.D., 1978. Lithofacies types and vertical profile models in braided river deposits: a summary. Fluv.
Sedimentol. 5, 597–600.
Midland Valley, 2019. Fieldmove User Guide.
Moody, J.D., Hill, M.J., 1956. Wrench-Fault Tectonics. GSA Bull. 67, 1207–1246.
Nichols, G., 2009. Sedimentology &
Sttratigraphy, Wiley-Blackwell.
Rutkofske, J.E., Pavlis, T.L., Ramirez, S., 2022. Applications of modern digital mapping systems to Assist inclusion of persons with disabilities in geoscience education and research. J. Struct.
Geol. 161, 104655.
https://doi.org/10.1016/J.JSG.2022.104 655
Tucker, M.E., 2003. Sedimentary Rocks in The Field, Third Edit. ed, Wiley.
John Wiley & SOns Ltd, West Sussex.
