PEMODELAN BAWAH PERMUKAAN PADA SEGMEN SESAR CIMANDIRI DI DAERAH CIBEBER, CIANJUR, BERDASARKAN PENGUKURAN AUDIO-MAGNETOTELURIK

(1)

Pemaparan Hasil Penelitian Geoteknologi 2015

“Meningkatkan Kualitas dan Diseminasi Hasil Penelitian Melalui Pemberdayaan Kerjasama Ilmiah”

I - 1

Keta ha na n M iner al d an E ne rgi B en can a G eo logi d an P er ub ah an I klim

PEMODELAN BAWAH PERMUKAAN PADA SEGMEN SESAR CIMANDIRI DI DAERAH

CIBEBER, CIANJUR, BERDASARKAN PENGUKURAN AUDIO-MAGNETOTELURIK

SUBSURFACE MODELING OF A CIMANDIRI FAULT SEGMENT IN CIBEBER AREA,

CIANJUR, BASED ON AUDIO-MAGNETOTELLURIC SURVEY

Lina Handayani

1

_{, Kamtono}

1

_{, Yayat Sudrajat}

1

_{Pusat Penelitian Geoteknologi, LIPI}

Email: lina@geotek.lipi.go.id

ABSTRAK

Keberadaan Zona Sesar Cimandiri dapat ditelusuri dari kelurusan yang tampak pada peta topografi dan citra satelit. Namun untuk mengetahui secara lebih detail karakteristik zona sesar ini pemetaan yang teliti berikut analisa bawah permukaan perlu dilakukan. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah pemetaan bawah permukaan dengan menggunakan metode Audio-magnetotelurik. Pengukuran dilakukan pada dua lintasan

sejajar (N166o_{E) dengan panjang 10 km yang memotong Sungai Cikondang di daerah Cibeber, Cianjur. Setiap}

lintasan terdiri dari 21 stasiun pengukuran dengan jarak antara stasiun 500 meter dan jarak antara kedua garis lintasan 4,5 km. Hasil pemodelan inversi pada kedua lintasan menunjukkan lapisan bertahananjenis >1000 Ohm-meter berada di sekitar kedalaman 500 meter yang diperkirakan merupakan batuan dasar. Tetapi pada sisi selatan Lintasan 2, lapisan tersebut tidak ada hingga kedalaman 2 km. Boleh jadi lapisan batuan dasar di daerah selatan pada Lintasan 2 terletak lebih dalam lagi, sehingga dapat disimpulkan keberadaan sesar normal.

Kata kunci: Sesar Cimandiri, Audio-magneotelurik, Cibeber, Sungai Cikondang, pemodelan inversi tahananjenis.

ABSTRACT

Cimandiri Fault Zone has been intepreted based on the lineation that appeared in topography map and satellite imageries. However, a detail mapping that includes subsurface analysis is necessary to obtain more information of this fault zone characteristic. Accordingly, an Audio-magnetotelluric survey was carried out at two parallel lines (N166o_{E) that intersected Cikondang River in Cibeber area, Cianjur. The distance between} those two lines is 4.5 km. Each line consisted of 21 stations with the distance between stations is 500 meter. An inversion modeling was executed based on the obtained apparent resistivity curves. The modeling indicates a layer with resistivity value of > 1000 Ohm-meter at about 500 meter at both lines. That resistivity value is usually associated to a bedrock layer. And at the southern part of Line 2, there is a small area that has resistivity value of 500 Ohm-meter to the depth of 2 km. The absent of bedrock at that depth indicates a deeper layer of bedrock, which might interpreted as normal fault.

Keywords: Cimandiri Fault, Audio-magneotelluric, Cibeber, Cianjur, Cikondang River, resistivity inverse modeling.

(2)

I - 2

“Meningkatkan Kualitas dan Diseminasi Hasil Penelitian Melalui Pemberdayaan Kerjasama IImiah”

Keta ha na n M iner al d an E ne rgi Ben can a G eo logi d an P er ub ah an Iklim Ben can a G eo logi d an P er ub ah an Iklim

PENDAHULUAN

Zona transisi Selat Sunda merupakan zona perpindahan karakter tektonik dari pola yang diakibatkan oleh subduksi normal di Jawa ke pola akibat subduksi miring di Sumatera. Zona Sesar Cimandiri terletak pada posisi

yang boleh jadi merupakan batas timur dari zona transisi Selat Sunda tersebut (Susilohadi et al., 2005; Malod

et al., 1995; Pramumijoyo dan Sebrier, 1991).

Keberadaan Sesar Cimandiri dapat dilihat dari kelurusan yang ada pada peta topografi dan citra satelit, serta tingkat kegempaan yang tinggi walaupun dengan magnitudo kecil. Namun karakter dari Zona Sesar Cimandiri itu sendiri masih belum dapat didefinisikan. Sejak dikemukakan oleh Hamilton (1979) tentang adanya Sesar Cimandiri di sekitar Pelabuhan Ratu, beberapa penelitian telah dilakukan dengan menggunakan berbagai metode dengan hasil yang beragam. Penelitian geologi lapangan yang dilakukan Martodojo (1984)

menggambarkan Sesar Cimandiri sebagai sesar normal. Namun rekonstruksi paleostress oleh Dardji et al.

(1994) menyimpulkan bahwa Zona Sesar Cimandiri saat ini merupakan zona sesar strike-slip sinistral.

Sementara Hall et al. (2007) menyebutkan zona sesar di sekitar Sungai Cimandiri sebagai serangkaian sesar

naik (thrust). Hasil pengukuran GPS yang dilakukan pada tahun 2006, 2007 dan 2008 tidak menunjukkan hasil

yang cukup untuk mendefinisikan karakter Sesar Cimandiri (Abidin et al., 2008).

Pemetaan yang teliti dengan analisa bawah permukaan perlu dilakukan untuk mengetahui secara lebih detail karakteristik zona sesar ini. Penelitian atas Zona Sesar Cimandiri dengan menggunakan metoda magnetotelurik

telah beberapa kali dilakukan oleh peneliti terdahulu. Survey magnetotelurik regional (Widarto et al., 2000;

Arsadi et al., 2000; Gaffar et al., 2006) menghasilkan pemetaan bawah permukaan hingga kedalaman 20 km

yang menunjukkan adanya perbedaan jenis batuan dasar (basement) pada kedua sisi dari Sesar Cimandiri.

Perbedaan jenis batuan yang bersisian tersebut disimpulkan sebagai aktualisasi dari sesar geser (strike-slip).

Febriani et al (2013, 2012) melakukan survey audio-magnetotelurik pada 48 stasiun di ujung selatan Zona

Sesar Cimandiri, di daerah Pelabuhanratu. Hasil penelitiannya menunjukkan adanya kolom dengan tahananjenis rendah yang memisahkan satu lapisan bertahananjenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batuan dasar. Hal tersebut juga menegaskan keberadaan sesar geser. Untuk melengkapi pemetaan bawah permukaan sepanjang Zona Sesar Cimandiri, dalam penelitian ini dilakukan pengukuran Audio-magnetotelurik di bagian tengah, yaitu di daerah Cibeber, Cianjur Selatan. Hasil evaluasi mendasar dari segi geofisika ini diharapkan kemudian dapat dilanjutkan dengan penelitian lebih detail lagi yang berhubungan langsung dengan kepentingan masyarakat, seperti misalnya usaha mitigasi bahaya kegempaan.

METODOLOGI

Metode magnetotelurik merupakan salah satu metode pasif dalam geofisika. Dalam magnetotelurik, medan magnet dan listrik alamiah bumi diukur dalam frekuensi lebar (10000 – 0.0001 Hz). Dengan jangkauan frekuensi lebar seperti itu, metode ini dapat digunakan untuk investigasi bawah permukaan dari kedalaman beberapa puluh meter hingga ribuan meter di bawah muka bumi. Makin rendah frekuensi yang dipilih makin

dalam jangkauan penetrasi. Informasi konduktifitas bawah permukaan diperoleh dari rasio antara medan

listrik dan medan magnet. Rasio pada bentangan frekuensi tinggi memberikan informasi bawah permukaan dangkal. Sedangkan untuk bawah permukaan dalam diperoleh dari bentangan frekuensi rendah. Rasio tersebut direpresentasikan sebagai MT-tahanan jenis semu dan fasa sebagai fungsi dari frekuensi.

Pengukuran data Audio-magnetotellurik (AMT) dilakukan dengan jarak antar titik ukur sebesar kurang lebih 500 meter yang dibuat dalam satu lintasan berarah Baratlaut-Tenggara (Gambar 1). Pengukuran Audio-Magnetotelurik dilakukan pada dua lintasan sejajar (N166oE) sepanjang kurang lebih 10 km, di daerah Cibeber, Kabupaten Cianjur, yang memotong Sungai Cikondang. Jarak antara kedua lintasan adalah 4,5 km. Setiap lintasan terdiri dari 21 titik dengan jarak antara titik sebesar 500 meter. Pengukuran AMT dilakukan pada 42 titik, dengan waktu pengukuran 2 titik ukur/hari menggunakan 2 unit alat Magnetellurik merk Phoenix MTU-5a. Sampling rate diambil sekitar 2 menit, sehingga diharapkan dapat menerima gelombang elektro magnetik (EM) frekuensi lebih rendah. Kondisi medan beberapa titik survey sulit dijangkau sehingga perlu penyesuaian lokasi pengukuran AMT.

(3)

I - 3

Gambar 1. Lokasi penelitian dan lintasan pengukuran Audio-Magnetotelurik.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengukuran magnetotelurik telah dilakukan pada dua lintasan berarah Baratlaut-Tenggara melintasi Sungai Cikondang. Letak sungai kurang lebih berada di tengah lintasan.Titik CM01 pada lintasan pertama dimulai di Kampung Pojok yang memotong bukit Pasir Muncang (ketinggian 700 meter) dan memotong Sungai Cikondang di titik CM11 (ketinggian 400 meter). Lintasan juga memotong Sungai Cipicung di Pasir Sireum, Jalan Hanjawar. Bagian selatan lintasan kembali mendaki perbukitan hingga ketinggian 900 meter. Titik terakhir lintasan pertama ini adalah CM21 yang terletak di hutan dekat Kampung Hegarmanah, Desa Giri Mukti, Kecamatan Cempaka.

Lintasan kedua juga terdiri dari 21 stasiun yang diawali pada titik CM22 di Kampung Sindang Palay. Sisi utara dari Sungai Cikondang ini didominasi persawahan, sedangkan sisi selatan dari sungai merupakan perbukitan terjal (ketinggian hingga 900 meter).

Data dari lapangan kemudian di proses menggunakan perangkat lunak MT Editor untuk diedit dan dikoreksi

dari gangguan (noise) yang biasanya ada. Dari proses ini diperoleh kurva-kurva tahananjenis semu untuk setiap

titik pengamatan. Data kemudian dikonversikan kedalam format „edi“ untuk diproses lebih lanjut dalam

WinGLink. Dalam WinGLink, kurva tahananjenis semu dapat diedit lebih lanjut untuk mendapatkan kurva yang cukup baik yang kemudian dapat digunakan dalam pemodelan bawah permukaan. Pemodelan bawah permukaan dari data pengukuran audio-magnetotelurik dilakukan dengan menggunakan program inversi yang ada dalam perangkat lunak WinGLink dan hasilnya disajikan pada Gambar 2 (a dan b). Secara garis besar, model menunjukkan empat bagian pelapisan utama, yaitu nilai tahanan jenis dibawah 10 (ungu), antara 10 dan 100 Ohm-m (biru – biru tua), antara 100 dan 1000 Ohm-m (hijau muda – hijau tua), dan lebih dari 1000 Ohm-m (kuning – merah). Model tahanan jenis disusun dengan kedalaman hingga 2 km di bawah permukaan. Lapisan dekat permukaan di daerah sekitar sungai dicirikan oleh lapisan bertahananjenis rendah (10-100 Ohm-meter) yang berasosiasi dengan sedimen yang belum termampatkan. Di bagian utara dan selatan, terutama pada Lintasan 1, yang terletak pada perbukitan, lapisan teratas didominasi oleh tahananjenis sangat rendah. Biasanya tahananjenis sangat rendah (<1 Ohm meter) berasosiasi dengan sedimen yang masih lepas.

0 10 km

Stasiun pengukuran Audio-magnetotelurik

(4)

I - 4

Gambar 2a. Model bawah permukaan Lintasan 1 berdasarkan nilai tahanan jenis (audio-magnetotelurik).

Gambar 2b. Model bawah permukaan Lintasan 2 berdasarkan nilai tahanan jenis (Audio-magnetotelurik).

Batuan dasar (basement) di daerah penelitian ini tampaknya terletak di sekitar kedalaman 1000 meter, terlihat dari tahananjenis bernilai >1000 Ohm-meter pada kedua lintasan. Hanya saja terdapat perbedaan di bagian

selatan dari Lintasan 2. Permukaan terduga lapisan basement makin dalam ke arah selatan dan pada 2,5 km

akhir ujung selatan lintasan sama sekali tidak tampak.

Lapisan basement yang tidak muncul pada sisi selatan Lintasan 2 diperkirakan karena lapisan tersebut ada

pada kedalaman yang melebihi kedalaman model. Jika memang demikian, maka struktur yang mungkin ada adalah pensesaran normal. Walaupun jika diperhatikan pada permukaan, bukit di selatan Sungai Cikondang bisa diinterpretasikan sebagai tanda keberadaan sesar naik seperti yang diungkapan pada peta geologi (Sudjatmiko, 1972). Untuk selanjutnya, diperlukan penelitian yang menerus di bagian selatan dari Lintasan 2 untuk mengetahui penerusan dari struktur yang saat ini sudah tampak.

(5)

I - 5

KESIMPULAN

Pemodelan bawah permukaan pada bagian timur Zona Sesar Cimandiri menunjukkan adanya perbedaan karakteristik struktur bawah permukaan antara bagian utara dan bagian selatan dari Sungai Cikondang. Pada Lintasan 1 tidak tampak perbedaan yang cukup penting, sementara karakteristik yang muncul pada Lintasan 2 di bagian timur menunjukkan kemungkinan sesar normal. Hal tersebut menguatkan akan kemungkinan

perubahan sifat Zona Sesar Cimandiri dari pergeraka geser (strike-slip) di bagian Barat menjadi sesar normal di

bagian timur. Penelitian dengan metode geofisika yang memungkinkan pemetaan lebih detail akan sangat membantu dalam mendefinisikan sifat-sifat dari segmen-segmen zona sesar ini.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian dengan judul “Penelitian dan Kajian Tektonik Aktif Berdasarkan Metoda Geologi dan Geofisika Daerah Jawa Bagian Barat, Selat Sunda dan Sumatera Bagian Selatan” dengan sumber dana DIPA Pusat Penelitian Geoteknologi, tahun anggaran 2015

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, H. Z. , Andreas, H., Kato, T., Ito, T., Meilano, I., Kimata, F., Natawidjaja , D., Harjono, H., 2008. Crustal deformation studies in Java (Indonesia) using GPS, Journal of Earthquake and Tsunami, 3(2), 77–88. Arsadi,E.M., Gaol, K.L., Nyanjang, Sunardi, 2000. Citra Tahanan Jenis Magnetotelurik Lintasan

Bojonglopang-Sukabumi Memotong Zona Sesar Cimandiri, Jawa Barat. Dalam Laporan “Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Mineral, Energi, Air dan Tanah”, Puslit Geoteknologi LIPI, 29-48. Dardji, N., Villemin, T., Rampnoux, J.P., 1994. Paleostress and strike slip movement: the Cimandiri Fault Zone,

East Java, Indonesia. Journal of SE Asian Earth Sci., 9 (1-2), 3-11.

Febriani, F., Han, P., Yoshuno, C., Hattori, K., Suhardjono, Nurdiyanto, B., Effendi, N., Harjadi, P., Maulana, I., Gaffar, E., 2012. Magnetotelluric (MT) study at Cimandiri Fault, Pelabuhan Ratu, West Java, Indonesia, EMSEV 2012, IUGG, Gotemba, Japan.

Febriani, F., Hattori, K., Widarto, Dj.S., Han, P., Yoshino, C., Suhardjono, Nurdiyanto, B., Effendi, N., Maulana, I., Gaffar, E., 2013. Audio Frequency Magnetotelluric Imaging of the Cimandiri Fault, West Java, Indonesia. J. Geofisika, 14(1), 131-143.

Gaffar, E.Z, 2006. Deformasi Kerak Bumi Segmen-Segmen Sesar Cimandiri, Prosiding Seminar Geoteknologi, Pusat Penelitian Geoteknologi – LIPI, Bandung.

Hall, R., Clements, B., Smyth,H.R., Cottam, M.A., 2007. A new interpretation of Java’s structure. Proceedings, Indonesian Petroleum Association Thirty-First Annual Convention and Exhibition, IPA07-G-035. Hamilton, W.B., 1979. Tectonics of the Indonesian region. Professional Paper 1078. U.S. Govt. Print. Off.,

345pp.

Malod, JA., Karta, K., Beslier, MO., Zen Jr, MT., 1995. From normal to oblique subduction: Tectonic relationships between Java and Sumatra. Journal of Southeast Asian Earth Sciences, 12 (1–2), 85– 93.

Martodojo, S., 1984. Evolusi Cekungan Bogor. Disertasi Doktor, Departemen Teknik Geologi. Institut Teknologi Bandung.

Pramumijoyo, S. dan Sebrier, M., 1991. Neogene and Quaternary fault kinematics around the Sunda Strait area, Indonesia, Journal of Southeast Asian Earth Sciences, 6 (2), 137–145.

Sudjatmiko, 1972. Peta Geologi Lembar Cianjur, Jawa. Peta. Pusat Survey Geologi, Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral.

(6)

I - 6

Susilohadi, Gaedicke, C., Ehrhardt, A., 2005. Neogene structures and sedimentation history along the Sunda forearc basins off southwest Sumatra and southwest Java. Marine Geology, 219 (2–3), 133–154. Widarto, Dj. S., Trisuksmono, Dj., Sudrajat, Y., Sumantri, I., 2000. Citra Tahanan Jenis Magnetotelurik Lintasan

Jampang Kulon-Bogor Memotong Zona Sesar Cimandiri, Jawa Barat. Dalam Laporan “Penelitian

dan Pengembangan Sumberdaya Mineral, Energi, Air dan Tanah”, Puslit Geoteknologi LIPI,