23
BAB III
TINJAUAN GEOLOGI
3.1 Geologi Regional
Lapangan Penobscot berada di Kanada, tepatnya di bagian atas cekungan Scotia yang berada di sebelah Tenggara Provinsi Nova Scotia di wilayah Samudera Atlantik bagian Utara. Lebih detailnya, lapangan ini berada di 25 km NW dari pulau Sable dengan kedalaman air dari 50 m sampai 150 m. Setengah dari cekungan Scotian berada di continental shelf di kedalaman air kurang 200 m, dan sebagian lagi berada di continental slope di kedalaman air 200 m hingga 4000 m. (Kidston et al, 2005).
Gambar 3. 1 Lokasi penelitian di cekungan Scotian (Kidston dkk., 2005).
Cekungan Nova Scotia membentang sejauh 1.200 km dari perbatasan Arch Yarmouth/Amerika serikat pada posisi Barat daya ke Uplift Avalon di Grang Banks-Newfoundland pada posisi Timur laut (Gambar 3.2). Luas total cekungan Scotian sekitar 300.000 km2.
Lokasi Penelitian
24 Gambar 3. 2 Elemen tektonik utama dari cekungan Scotian.
Pada (Gambar 3.2) diatas menunjukkan kedalaman basement dalam kilometer dan kontur bathymetric dengan warna abu-abu. Titik-titik hitam merupakan sumur industri, dengan titik-titik hijau merupakan penetrasi dari garam, daerah hijau pucat merupakan pembentukan awal dari struktur garam pada umur Jurrasic di Formasi Argo, dan angka romawi menunjukkan daerah salt/basement oleh kidston dkk.
(2002) dan Shimeld (2005).
Cekungan Scotian terbentuk pada daerah passive continental margin yang berkembang setelah perioda rifting pada Amerika Utara dan terpisah dari Benua Afrika selama perioda terpecahnya Pangea (Gambar 3.3). Cekungan Scotian terdiri dari serangkaian “tinggian dan rendahan”, platform dan depocenters dari Barat daya ke timur laut diantaranya Subbasin Shelburne, La Have Platform, Sabble dan Abenaki Subbasin, Banquerequ Platform, Orpheus Graben dan Laurentian Subbasin (Gambar 3.2). Batas-batas platform dan cekungan telah didefinisikan oleh zona rekahan (fracture) wilayah Samudera dari darat kearah continental crust (Welsink dkk., 1990).
25 Gambar 3. 3 Isotermik pada bagian barat cekungan Scotia, lepas pantai Nova
Scotia dengan tampilan ketebalan lapisan basal Triassic-Jurrasic garam.
3.1.1 Perioda Syn-Rift
Fase Rifting dimulai pada perioda Triassic tengah, sekitar 225 juta tahun yang lalu (Mya). Pada saat itu wilayah Nova Scotia menempati posisi dekat dengan ekuatorial, terletak berdekatan dengan Maroko dan sebagian besar batuan yang lebih tua memiliki kedekatan langsung dengan batuan Paleozoikum Maroko (Schenk dkk., 1980). Serangkaian cekungan yang dibatasi oleh fault yang sempit dan saling berhubungan yang dipisahkan oleh horts basement yang terbentuk selama fase rift dan diisi dengan sedimen fluvial dan lacustrine serta batuan vulkanik (Sekuen tipe-Fundy). Pada Triassic akhir-Jurrasic awal, pergerakan tektonik telah memindahkan lempeng Amerika Utara dan Afrika secara perlahan kearah utara, dengan wilayah Maroko-Nova Scotia dalam zona sub-ekuator yang beriklim kering (kira-kira 10-20°N paleolatitude). Pada Triassic akhir rifting kerak benua bergerak lebih jauh ke arah utara dan timur di Grand Bank/wilayah Iberia yang menerobos barriers dan pertama kali perairan laut dari tethys timur paleo- ocean untuk masuk ke dalam cekungan syn rift yang saling berhubungan (Gambar 3.4). Kondisi laut dangkal terdiri dari beberapa campuran klastik dan sedikit sedimentasi karbonat (Eurydice Formasi).
Karena iklim panas dan kering ketinggian permukaan laut mengalami penurunan, laut dangkal mengalami penguap konstan mengakibatkan terbentuknya
26 endapan garam yang luas dan sedikit endapan anhidrit dengan ketebalan dua kilometer dibagian tengah dari sistem rift (Argo Formasi).
Gambar 3. 4 Rekonstruksi paleogeografi dari cekungan Scotian pada Triassic akhir 210 Mya.
Pada Jurrasic awal (pertengahan Senemurian), bagian tengah rift basin mengalami patahan kompleks dan erosi. Pada fase ini menghasilkan Break up unconformity (BU) yang menjadi pemisah antara Amerika Utara dengan Afrika dengan pembentukan kerak samudera melalui vulcanisme, dan pembukaan proto-Samudera Atlantik. Sebagian hasil dari Break up unconformity (BU) membentuk patahan- patahan yang besar, kompleks graben dan basement yang tinggi sepanjang cekungan Scotian.
3.1.2 Perioda awal Post-rift
Transgresi air laut diatas Break up unconformity (BU), menutupi cekungan dengan kondisi air laut yang dangkal dan terakumulasi sedimen karbonat tipis dan klastik. Air laut yang dangkal mengakibatkan terjadinya transgresi yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut pada bagian pinggir laut sehingga terbentuk batuan dolomit dan klastik (Iroquois Formasi). Sejumlah sedimen klastik berbutir kasar dan serpih yang bersumber dari fluvial diendapkan bersamaan pada batas cekungan (Mohican Formasi). Sumber tersebut berdekatan dengan high relief terranes dan akhirnya terjadi progradasi yang berlebihan hingga keluar dan mengisi
27 daerah graben yang rendah dan menutupi basement yang tinggi pada pertengahan Jurrasic (Maclean dan Wade, 1990). Batuan mud ini tertransportasi dari laut bagian dalam dimana mereka perlahan mengisi posisi basinal bagian terendah dan menutupi kerak samudera yang baru terbentuk.
Kombinasi seafloor spreading, terjadi penurunan permukaan cekungan dan kenaikan permukaan air laut global menyebabkan Samudera Atlantik menjadi lebih luas dan lebih dalam (~ 1000 m) pada perioda pertengahan Jurrasic. Pada bagian barat dari cekungan terbentuk karbonat yang bertahan hingga awal Cretaceous.
Pertumbuhan endapan karbonat mengeras pada perioda Jurrasic atas dan pada Cretaceous bawah terdapat endapan deltaic yang membanjiri endapan karbonat lokal. Batuan karbonat dapat dibagi menjadi beberapa anggota. Sebuah platform karbonat dan succession margin terbentuk di sepanjang cekungan hinge zone (anggota Scatarie dari Abenaki Formasi) dan progadasi kearah laut dalam dimana marl dan mud klastik terendapkan. Pada perioda ini margin terjadi penurunan secara terus menerus ditambah dengan kenaikan permukaan air laut global mengakibatkan karbonat dan shelf sedimen ditutupi oleh serpih dari laut dalam (anggota Misaine dari Abenaki Formasi). Dari akhir-pertengahan Jurrasic, lingkungan karbonat reef, bank dan lingkungan platform terbentuk dan berkembang di sepanjang cekungan hinge zone pada platform La Have (anggota Baccaro Abenaki Formasi) (Gambar 3.5). Lebih jauh ke Utara, pada laut dangkal terdapat percampuran karbonat dengan klastik ramp yang ada di platform Banquereau dan di laut dalam terdapat endapan serpih yang tipis dan karbonat.
28 Gambar 3. 5 Rekonstruksi paleogeografi dari cekungan Scotian pada late Jurrasic
150 Mya.
3.1.3 Perioda Akhir Post-Rift
Bersamaan dengan pengendapan karbonat, terjadi pengangkatan wilayah pada bagian Barat mengakibatkan masuknya sedimen klastik dan terjadi pembentukan campuran energi (gelombang laut dan pasang sarut) pada kompleks delta Sable di subbasin Laurentian, dan menipis kearah samping subbasin Sable.
Dibagian Barat daya, ada progradasi yang mirip dengan tekstur yang menghalus keatas di sekitar perbatasan AS-Kanada, yang dikenal sebagai Shelburne delta.
Sebagian besar sedimen-sedimen ini berasal dari endapan sedimen laut yang tebal dari Devonian akhir sampai Permian yang berpusat di wilayah teluk St. Lawrence yang mencakup seluruh wilayah Provinsi Atlantik dan bagian-bagian New England (Pe-Piper & Piper, 2004 ; Pe-Piper & MacKay, 2006). Formasi MicMac pada fase pertama merupakan daerah progradasi delta ke dalam subbasin, digambarkan dengan distribusi channel dan delta front fluvial dengan material pasir cyclically yang bersentuhan dengan prodelta dan Shelf marine shale di Formasi Verrill Canyon. Sungai St. Lawrence ini terbentuk pada masa Cretaceous awal, merupakan pemberi supplay material sedimen klastik di cekungan Scotian yang menutupi dan mengubur reefs karbonat di platform La Have serta platform Banquereau.
Serangkaian deltaic yang didominasi oleh pasir yang tebal, strandplain, carbonate
29 shoals dan succession shalow marine shelf (Missisauga Formasi) sedimen yang mendominasi pada perioda Cretaceous awal (Gambar 3.6). Pada bagian Barat daya delta Sable terjadi progradasi yang cepat ke dalam Laurentian dan subbasin Sable serta bagian atas dari platform Banquereau, sementara di Shelburne subbasin terdapat delta Shelburne yang mengalami kehabisan supplay sedimen dari sungai.
Di sepanjang La Have platform, sungai-sungai kecil mengalir dari daratan Nova Scotia Barat daya masih melakukan transportasi material pasir dan serpih di wilayah ini dan berasosiasi dengan perairan laut dalam.
Gambar 3. 6 Rekonstruksi paleogeografi dari cekungan Scotian pada late Jurrasic 135 Mya.
Pada pertengahan Jurrasic dan Cretaceous material sedimen mengalami pengisian yang tidak stabil disepanjang shelf dan di Selatan hinge zone basement mulai mengalami penurunan dan perkembangan fault yang memiliki kemiringan mengarah ke laut membuat material pasir terperangkap, mengalami pengisian material sedimen yang mengarah ke salt sehingga membentuk morfologi kompleks slope pada perioda Jurrasic (Kidston dkk., 2002, Shimeld, 2004). Sedimentasi yang kontinyu membuat salt tertekan tepatnya pada daerah sedimentasi yang tinggi seperti delta Sable dan delta Shelburne, salt menerobos keatas kearah laut membentuk diapir, pillows, canopies. Selama perioda penurunan muka air laut, sungai-sungai yang ada mengikis shelf sedimen hingga terekspos keluar dengan
30 pinggir shelf komplek delta yang mungkin terbentuk di continental shelf (Cummings & Arnott, 2005). Pada delta tersebut dengan supplay arus turbidity dan mengalami mass transport endapan kearah slope pada perioda pertengahan Jurrasic sampai Cretaceous, dimana pada perioda ini merupakan reservoar yang potensial dimana terjadi endapan di canyons dan intra-slope minibasin.
Sedimentasi deltaic berhenti disepanjang margin Scotia pada akhir-awal Cretaceous hingga terjadi kenaikan muka air laut yang besar membuat shelf ditutupi oleh serpih yang tebal (anggota Naskapi dari Logan Canyon Formasi). Pada perioda transgresi, serpih dimasuki oleh material klastik kasar (Cree dan Marmora anggota Lagon Canyon Formasi; Wade dan MacLean, 1990). Material pasir terendapkan disepanjang broad costal plain dan shallow shelf, tetapi setelah supplay sedimen menurun pada daerah rendahan membuat terjadinya endapan laut dalam dan limestone yang termasuk kedalam formasi Canyon. Pada akhir Cretaceous di cekungan Scotian mengalami kenaikan muka air laut dan penurunan cekungan membuat terjadinya pengendapan marl dan chalky mudstone dari formasi Wyandot.
Strata ini akhirnya dikubur oleh Tersier marine shelf mudstone, shelf sand dan konglomerat yang termasuk kedalam formasi Banquereau (Gambar 3.7). Sepanjang perioda Tersier di margin Scotian, terdapat beberapa unconformity utama yang berkaitan dengan penurunan muka air laut. Selama masa Paleosen, Oligosen, dan Miosen, di daerah sungai dan laut dalam terjadi arus yang mengikis dan memotong material sedimen yang belom terkonsolidasi dan mengangkut sedimen kedaerah slope dan abyssal plain. Selama perioda Kuarter sekitar 2 juta tahun lalu, beberapa ratus meter sedimen gletser dan laut diendapkan di outer shelf dan upper slope.
31 Gambar 3. 7 Rekonstruksi paleogeografi dari cekungan Scotian Upper Oligocen
akhir 30 Mya.
3.2 Stratigrafi Regional Cekungan Scotian
Strata lapisan batuan pada basin Scotian terdiri dari berbagai formasi batuan, berikut penjelasan dari masing-masing lapisan :
1. Formasi Eurydice
Formasi ini merupakan formasi yang paling tua yang terendapkan di cekungan Scotian setelah basement pada kedalaman 5000 m, dengan umur Triassic akhir. Pada saat syn rift basin terjadinya supplay sedimen yang sangat dipengaruhi oleh pasang surut muka air laut. Litologi pada formasi Eurydice berupa batu pasir dengan sisipan lanau dan serpih.
2. Formasi Argo
Formasi ini berkembang pada waktu Triassic akhir hingga Jurassic awal, didominasi oleh batuan salt. Distribusi salt secara ekstensif mengisi subsekuen sedimen dan mereaktivisasi rift fault selama tahap pemisahan benua. Pasang surut air laut terjadi secara terus menerus membuat terbentuknya endapan salt yang luas sepanjang satu hingga dua kilometer.
Formasi Argo berada di kedalaman 4000-4500 m.
Berikut stratigrafi umu pada cekungan Scotian yang berturut-turut dari tua ke muda seperti gambar dibawah.
32 Gambar 3. 8 Stratigrafi Scotian Basin (Clack, 1992).
3. Formasi Iroquois
Formasi ini terbentuk dengan adanya proses transgresi didaerah laut dangkal pada perioda Jurassic awal. Formasi Iroquois didominasi oleh litologi dolomit yang diendapkan disekitar bagian tepi daratan. Formasi ini berada pada kedalaman 4000 m dengan ketebalan 800 m.
4. Formasi Mohican
Formasi ini terbentuk pada perioda pertengahan Jurassic, didominasi oleh seccesion fluvial batu pasir yang memiliki ketebalan 200 hingga 500 m, formasi ini mengisi dan menimbun basement graben, kemudian fine muds dibawa kearah laut dalam.
5. Formasi Abenaki
Formasi ini tumbuh pada saat pertengahan Jurassic hingga Cretaceous awal. Platform karbonat yang tumbuh disepanjang cekungan bagian luar
33 dan terus tumbuh kearah laut yang lebih dalam dimana marl dan mud klastik diendapkan. Proses tersebut berlanjut hingga naiknya muka air laut membuat karbonat yang tumbuh tersebut ditutupi oleh serpih. Pada formasi ini terbentuk platform karbonat reef yang berkembang disepanjang cekungan.
6. Formasi MicMac
Formasi ini terbentuk pada Jurassic akhir dengan adanya progradasi delta menuju sub cekungan. Hal ini ditandai dengan adanya endapan channel dan endapan delta batu pasir fluvial dan pada bagian tepi lautnya mengandung sisipan batu serpih.
7. Formasi Verrill Canyon
Formasi ini berkembang dari pertengahan Jurassic hingga Cretaceous awal dengan ketebalan 360 m. Perkembangan yang terjadi pada formasi ini dimulai dari daerah paparan bagian selatan zona tinggian basement yang mengandung litologi batu serpih. Formasi ini terdiri dari calcareous shale abu-abu gelap dengan lapisan tipis limestone, siltstone dan batu pasir.
8. Formasi Missisauga
Formasi ini termasuk kedalam daerah succesion paparan laut dangkal yang terjadi selama Cretaceous awal. Formasi ini didominasi dengan kehadiran 60% hingga 80% batu pasir, strand plain, karbonat shoal.
9. Formasi Logan Canyon
Formasi ini termasuk hasil sedimentasi delta yang memanjang hingga cekungan Scotian. Formasi ini terjadi proses transgresi yang membentuk batuan serpih, platform batu pasir, dan batu gamping di zona coastal plain.
Formasi Logan Canyon terbentuk pada perioda Cretaceous awal hingga Cretaceous akhir.
10. Formasi Dawson
Formasi ini tersusun atas batu kapur, marine shale, dan limestone yang terjadi pada Cretaceous akhir. Terjadinya akibat kenaikan muka air laut, sehingga terjadi pengurangan supplay sedimen ke cekungan, dan saat terjadi penurunan muka air laut mengakibatkan sedimen yang kaya akan batu serpih ditransportasi kedalam cekungan kembali.
34 11. Formasi Wyandot
Formasi ini terbentuk disertai dengan kenaikan muka air laut dan subsiden yang menyebabkan terjadinya pengendapan batu gamping dan chalky mudstone, yang berlangsung selama Cretaceous akhir. Pada formasi ini dapat terlihat unconformity yang overlay dengan sedimen lainnya.
12. Formasi Banquereau
Formasi ini ditandai dengan adanya unconformity yang disebabkan pasang surut air laut. Selama perioda Tersier terjadi pembawaan sedimen ke bagian lereng dan abysal plain, dan saat Kuarter terjadi pengendapan sedimen gletser dan batuan serpih di paparan pada bagian lereng.
3.3 Petroleum System Cekungan Scotian
Lapangan Penobscot terletak miring keatas pada area geopressure lapangan minyak Cohasset dan Panuke yang telah berproduksi pada pertengahan tahun 1990.
Terdapat 23 penemuan gas kondensat dan ligh oil, di paparan Scotia yang terletak dalam Sable subbasin (CNSOPB, 2010). Source rock diprediksi berada di daerah Canyon Verill yang terbentuk pada Jurrasic awal sampai Cretaceous awal pada kedalaman 3666,7 m yang diduga dekat dengan bagian atas oil window, karena adanya Missisauga Ridge hidrokarbon yang tergenerasi akan bermigrasi kearah Utara dan Selatan struktur Penobscot. Reservoir hydrocarbon pada lapangan Penobscot diprediksi berada pada formasi Missisauga tengah dan Baccaro dari Formasi Abenaki. Dimana Formasi Missisauga berisi lapisan pasir tebal dan Baccaro formasi Abenaki termasuk platform karbonat. Sedangkan seal atau batuan penutup sebagai perangkap hidrokarbon diprediksi berupa serpih klastik dari Sable delta yang pengendapannya berlangsung pada perioda Jurrasic akhir.
