Embed Size (px)
Citation preview
305
MEDAN GAYA BERAT DAN MODEL GEODINAMIKA DI SEKITAR KEPULAUAN KAI DAN KEPULAUAN ARU, MALUKU
B. Setyanta
Pusat Survei Geologi
Jl. Diponegoro No.57 Bandung, 40122
Sari
Pengamatan gaya berat di Kepulauan Kai dan Aru telah dilakukan guna mengetahui geodinamika daerah tersebut.
Anomali Bouguer lajur Kepulauan Kai-Aru dapat dipisahkan menjadi dua kelompok yaitu kelompok anomali bagian barat
dengan gradien naik turun agak tajam dan kelompok anomali bagian timur yang relatip lebih landai. Kedua kelompok
anomali tersebut mempunyai nilai berkisar antara -180 mgal hingga 200 mgal yang ditafsirkan bahwa litologi di dua
kelompok anomali itu dilandasi oleh batuan kerak kontinen. Suatu hipotesa geodinamika di daerah Kepulauan Kai dan
Aru berdasarkan analisis model bawah permukaan gaya berat Bouguer menerangkan bahwa Kepulauan Kai terbentuk
oleh mekanisme sesar naik sedangkan Kepulauan Aru terbentuk oleh mekanisme pengapungan kerak yang diikuti oleh
tektonik gravitasi. Kedua mekanisme tersebut dipengaruhi oleh perubahan gaya tektonik tekan menjadi gaya tektonik
regang.
Kata Kunci : anomali Bouguer, mekanisme tektonik, geodinamika, Maluku
Abstract
A gravity measurement was done to study geodynamic model in Kai and Aru islands. Bouguer anomaly in Kai-Aru region
can be separated into two groups namely, western part of anomaly group with slighth up and down sharp gradient and
the eastern part of anomaly group which is slightly smooth. Both groups of anomaly range from -180 mgals to 200 mgals
and is interpreted that the lithologies in that area are underlain by continental crust. A geodynamic hypothesis around
Kai-Aru islads based on subsurface gravity model shows that the Kai islands are constructed by thrusting mechanism
whereas the Aru islands are by drifting mechanism and followed by gravitational tectonic mechanism. Both mechanism
are influenced by changing mechanism from compressional to extentional tectonic regime.
Key words : Bouguer anomaly, tectonic mechanism, geodynamics, Maluku
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
Pendahuluan
Kepulauan Kai dan Kepulauan Aru terletak di bagian
timur Busur Banda, tepatnya pada zona lengkungan
sistem Busur Banda bagian timur. Secara tektonik
Kepulauan Kai terletak pada Busur vulkanik Banda
bagian dalam (Banda volcanic Inner Arc), sedangkan
Kepulauan Aru terletak pada Busur non vulkanik
Banda bagian luar (Banda non volcanic Outer Arc)
yang dekat dengan daerah paparan, kedua
kepulauan tersebut dibatasi oleh Palung Aru
(Gambar 1).
Busur Banda sendiri terletak di daerah pertemuan
tiga lempeng kerak bumi yang aktif, yakni Lempeng
Indo-Australia, Lempeng Eurasia dan Lempeng
Pasifik. Di bagian dalam kerangka busur ini terdapat
Laut Banda yang mempunyai beberapa palung
Naskah diterima : 2 September 2010
Revisi terakhir : 8 Nopember 2010
dalam (deep trough) seperti Palung Seram, Palung
Timor, Palung Tanimbar, Palung Weber dan Palung
Aru. Dua palung yang disebut terakhir terdapat di
daerah penelitian penulis.
Kepulauan Kai terdiri dari Pulau Kai Besar, Pulau Kai
Kecil dan pulau-pulau kecil di sekitarnya. Batuan
tertua di kepulauan ini adalah kalkarenit napalan
Formasi Elat yang berumur Eosen Awal, batuan
termuda adalah batugamping terumbu koral Formasi
Kai yang berumur Kuarter (Achdan dan Turkandi,
1994). Sedangkan Kepulauan Aru terdiri dari Pulau
Wokam, Pulau Kobror, Pulau Trangan, Pulau Workai
dan pulau-pulau kecil di sekitarnya. Hampir sama
dengan Kepulauan Kai, batuan-batuan di kepulauan
Aru juga terdiri dari batugamping kalkarenit-napal
berumur Tersier dan batugamping terumbu koral
berumur Kuarter (Hartono dan Ratman, 1992).
JSDG
306
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Pemetaan gaya berat yang telah dikerjakan oleh
Pusat Survei Geologi pada tahun anggaran 2005
telah menghasilkan lembar-lembar peta anomali
Bouguer sekala 1 : 250.000 daerah Sulawesi dan
Maluku, termasuk Lembar Aru (Setyanta dan
Nasution, 2007) dan Lembar Kai-Tual (Susilo dan
Hayat, 2007).
Apabila peta-peta tersebut digabung dengan peta
anomali bebas udara (free air anomali, Bowin, drr.,
1981) di laut yang sudah direduksi menjadi peta
anomali Bouguer maka akan didapatkan peta
anomali Bouguer di kawasan tersebut.
Keberadaan Busur Banda yang secara geologi unik
telah menimbulkan perdebatan para ahli ilmu
kebumian, sehingga penelitian geologi berbasis gaya
berat walaupun hanya berupa hipotesis diharapkan
dapat memberikan gambaran model geodinamika
tektoniknya.
Metode
Data yang digunakan untuk analisis model geologi
bawah permukaan adalah data gayaberat, data
geologi dan data kegempaan. Data gayaberat
meliputi data anomali free air (di laut, Bowin, drr.,
1981) dan data anomali Bouguer (di darat, Setyanta
dan Nasution, 2007; Susilo, drr., 2007) di mana
data anomali free air kemudian direduksi menjadi
anomali Bouguer.
Pengamatan gayaberat bersifat relatip, yaitu
mengetahui atau mengukur beda nilai antara satu
titik dengan yang lain. Dengan kata lain harus
mempunyai titik dasar sebagai acuan, sehingga
semua titik mempunyai nilai relatif terhadap titik
acuan tersebut. Dalam kaitan ini sebagai titik acuan
daerah penelitian (Lembar Aru dan Lembar Kai-Tual)
digunakan titik yang terdapat di kota Tual yang
diturunkan dari titik pangkal gaya berat Makariki,
Masohi (BC Makariki). BC Makariki diturunkan dari
titik ikat gaya berat nasional di Bandara Patimura,
Ambon yang telah dibuat oleh Adkins, drr (1978).
Suatu pengukuran gaya berat mempunyai hubungan
langsung dengan variasi rapat massa dan volume
dari material yang ada di bawah titik pengukuran,
sehingga metoda ini sangat baik untuk mendeteksi
adanya struktur geologi bawah permukaan suatu
daerah. Peta anomali Bouguer pada hakekatnya
adalah refleksi dari semua massa di bawah
permukaan termasuk batuan dasar. Sehingga untuk
membahas geodinamikanya tidak perlu diadakan
pemisahan anomali regional dan anomali sisa
karena menyangkut semuanya, baik struktur batuan
dasar maupun struktur-struktur dangkal di atasnya.
Data kegempaan yang diperoleh dari literatur
digunakan untuk membantu pemodelan bawah
permukaan karena kondisi kegempaan suatu daerah
sangat berhubungan dengan kondisi struktur dan
tektonik daerah tersebut. Dengan kata lain semakin
rumit dan kompleks proses tektonik dan
pembentukan struktur pada suatu daerah, maka
semakin t inggi kondisi kegempaan atau
seismisitasnya. Hal tersebut secara empirik telah
banyak dibuktikan oleh banyak ahli kebumian yang
menggunakan pendekatan teori tektonik lempeng.
Perkiraan sekala waktu geologi pada pembahasan
geodinamika atau evolusi kerak didasarkan pada
analisis berbagai tulisan yang sudah terbit terutama
mengenai tektonik, kronostratigrafi dan paleogeografi
kontinen seperti Unrug (1997), Metcalfe (1998),
Charlton (2001 dan 2004), Heine dan Muller (2005)
dan Hinschberger, drr. (2005).
Geologi Regional Busur Banda
Busur Banda terletak di daerah pertemuan tiga
lempeng kerak bumi yakni Lempeng Indo-Australia,
Lempeng Eurasia dan Lempeng Pasifik (Charlton,
2004; de Smet; 1999, Bowin, et al., 1981, Gambar
1). Kawasan pertemuan lempeng-lempeng tersebut
lazim dikenal sebagai Eastern Indonesian Tripple
Junction (EITJ) yang perkembangan geodinamika
tektonik dan strukturnya dipengaruhi oleh rezim
ketiga lempeng tersebut (Simanjuntak, 1992). Busur
Banda sendiri dapat dipisahkan menjadi dua wilayah
yaitu Busur Banda Dalam (busur vulkanik) dan Busur
Banda Luar (non-vulkanik). Pembagian dua wilayah
ini lebih jelas terlihat pada gambar 1 (Kerangka
tektonik Busur Banda) dan gambar 2 (peta citra
anomali Bouguer oleh Kaye, 1989) di mana busur
vulkanik yang mempunyai rapat massa relatip lebih
tinggi dicirikan oleh warna kemerahan sedangkan
busur non vulkanik yang terbentuk oleh pulau-pulau
akrasi (berwarna kehijauan), rapat massanya lebih
rendah.
Para ahli menyimpulkan bahwa terbentuknya Busur
Banda berkaitan dengan pemekaran lantai samudera
Laut Banda karena mulainya subduksi yang di awali
JSDG
307JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
dengan pemekaran tersebut (Lapouille., drr., 1985,
Metcalfe, 1998, Hartono, 1990). Lebih jelas mereka
menyatakan bahwa pemekaran kerak samudera Laut
Banda yang ditandai dengan lineasi anomali magnet
adalah awal pembentukan Busur Banda. Jalur
kepulauan yang pada awalnya berarah barat-timur
selanjutnya dibelokkan ke utara terus membentuk
setengah lingkaran dan terjadi pembusuran sehingga
kerak samudera Laut Banda terperangkap di tengah-
tengah busur. Pembusuran ini terjadi karena benua
Australia yang bergerak ke utara sejak Akhir Kapur
dalam rangka pemisahan dari Benua Antartika mulai
mendapat perlawanan dari perputaran unclockwise
Papua akibat desakan lempeng Pasifik ke arah barat-
daya (Hartono, 1990, Hall., drr. 1995, Metcalfe,
1998). Saling dorong antara kerak benua Australia
dan kerak samudera Pasifik ini agak mengendor
setelah terbentuk sesar-sesar besar Sorong (SFZ) dan
Tarera Aiduna (TAFZ) karena ada pelepasan gaya
kompresi keduanya (Atmawinata dan Ratman,
1982). Area pemodelan terletak pada Busur Banda
Luar (Outer Banda Arc) di daerah Tertiary
Accretionary Wedge hingga daerah Back Arc Basin
(Gambar 1).
o125
o130o125
o 5 LS
o 10 LS
Sesar Sorong
Osei
Seram
Kep. Tanimbar
BabarLeti
rabminaT
Palung
Sumur Abadi (Gas)
PaparanMoney Shoal
G
oulburn Graben
Bayu-Undan
Laminaria,Corallina
Lempeng Laut Banda
Timor
Buton
Buru
Graben
Malt
a
Sahul Platform
Palung Timor
Palu
ng W
eber
Palung Seram
Sub-CekunganVulkanik
Sub-CekunganVulkanik Grab
en Vulkan
Cek. Bintuni
Cek. Salawati
Elang Kakatua
Sumur Evans
LempengPasifik
Lempeng Australian
yrantioAccrey riatreTe/ Busur Banda Luar
gdeW
250 km 0
LEGENDA:
Cekungan Laut Banda
Lempeng Granitan Benua Australia
Busur Volcanik
Sesar naik Sumur eksplorasi
Sesar normal Sumur produksi
Busur Banda Dalam Busur Banda Luar
Lajur lipatan dan sesar naik yang didominasioleh batuan Permo-Trias dan Yura yangtersusun oleh batuan malihan dan fragmen ofiolit hasil obduksi serta batuan Tersier dan Neogen Akhir
malad adnaB rusuB
BTBT
DAERAHPENELITIAN
Bula
Kep. Kai
Kep. Aru
Palu
ng A
ru
Gambar 1. Kerangka tektonik Busur Banda dan letak daerah penelitian (modifikasi Charlton, 2004, de Smet,1999, dan Bowin, et al, 1981).
JSDG
308
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Anomali Bouguer di sekitar Kep. Kai dan Kep. Aru.
Secara umum medan gaya berat yang direfleksikan
dalam peta anomali Bouguer di daerah ini
mempunyai trend atau arah jurus timur laut-barat
daya. Kontur anomali Bouguer di kawasan sekitar
Kepulauan Kai dan Aru mempunyai nilai antara -180
mgal hingga 200 mgal. Pada Gambar 3 (Peta
anomali Bouguer di sekitar Kepulauan Kai dan Aru)
ditunjukkan adanya anomali negatif memanjang dari
barat daya ke timur laut antara Kepulauan Kai dan
Kepulauan Aru yang mempunyai nilai dari 0 mgal
hingga sekitar -180 mgal, di mana bagian tengahnya
membentuk lingkaran-lingkaran anomali negatif.
Kontur anomali ini tampak lebih rapat (landaian
curam) di sebelah timur Pulau Kai Besar dan di
sebelah barat Pulau Aru, hal ini kemungkinan
berkaitan dengan zona patahan turun di daerah itu.
Pola anomali ini merupakan gambaran dari kawasan
Palung Aru yang dilukiskan sebagai cekungan yang
terbentuk oleh penurunan blok kerak di bawahnya
dan kemudian membentuk palungan laut dan terisi
oleh sedimentasi sehingga mempunyai nilai anomali
negatif. Jurus dari kelompok anomali ini kurang lebih
timur laut-barat daya sesuai dengan arah umum
trend anomalinya di mana bulatan anomali negatip
pada bagian tengahnya merupakan pusat cekungan
Palung Aru. Dari trend anomali Bouguer yang
mengarah timur laut-barat daya maka arah gaya
utama diperkirakan berasal dari barat laut-tenggara
Di bagian barat laut di tempati oleh kelompok
anomali positif berfrekuensi cukup tinggi dengan nilai
dari 0 mgal hingga sekitar 200 mgal, bagian
tengahnya membentuk lingkaran anomali positif
yang berpusat di sekitar P. Kai Besar. Anomali tinggi
di daerah ini berkaitan dengan batugamping Tersier
dan kelompok litologi yang mempunyai rapat massa
tinggi yaitu kerak granitik yang relatip lebih dekat ke
permukaan di bandingkan tempat lain. Sementara itu
di bagian timur dan tenggara ditempati oleh
kelompok anomali berfrekuensi rendah membentuk
kontur-kontur anomali gradien rendah dengan nilai
antara 0 mgal hingga 75 mgal. Daerah ini sudah
memasuki kawasan paparan Arafura yang
mempunyai litologi relatif homogen yaitu batu
gamping dan napal berumur Tersier (Hartono dan
Ratman, 1992) yang dilandasi oleh batuan dasar
kerak kontinen yang relatif stabil.
Data Kegempaan
Data kegempaan diperlukan untuk mengetahui
sumber gempa dan kedalamannya, apakah berasal
dari subdaksi atau berasal dari bidang patahan
sehingga dapat membantu pemodelan gaya berat.
Secara umum kegempaan yang terjadi di sekitar
perairan Kepulauan Aru dan Kai merupakan gempa
bumi dangkal dengan kedalaman sekitar 0-34 km
yang sebagian besar berpusat di sekitar Palung Aru
(PPGL., 1994, McCue., 1989, Cardwell dan Isacks,
1978). Berdasarkan anlisa mekanisme pusat
gempa, diperkirakan gempa-gempa ini berasal dari
DAERAHPENELTIAN
-250
0
250
500
mgal
LempengLaut Banda
LempengSamuderaPasifik
Lempeng BenuaAustralia
LempengSamuderaHindia
Kep.Kai
Kepulauan Aru
0 200 400 km
U
130 135 BT0
5
15 LS
120 125
10
o
o
o
o
oooo
Gambar 2. Peta anomali Bouguer Citra Indonesia bagian timur (Kaye, 1989).
JSDG
309JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
sesar naik di selatan Kepulauan Kai dan sesar normal
di sekitar Palung Aru (PPGL, 1994, McCue.,1989,
Cardwell dan Isacks, 1978). Keberadaan sesar-sesar
penyebab gempa ini juga terlihat pada penampang
seismik refleksi yang memotong Laut Banda,
Kepulauan Kai, Palung Aru hingga Paparan Arafura
(Kartaadipura, drr., 1982). Pusat-pusat kegempaan
ini kemudian diplotkan pada model gaya berat
bawah permukaan untuk menarik garis sesar.
Model geologi bawah permukaan arah AB
berdasarkan analisis gaya berat
Pembuatan model geologi bawah permukaan
berdasarkan anomali gaya berat dipandu oleh data
lain diantaranya adalah seismik refraksi untuk
memantau ketebalan sedimen (Kartaadipura, drr,
1982), data kegempaan untuk analisis struktur
geologi dan kedalaman air laut (PPGL, 1994, McCue
K.F. 1989, Gambar 4), peta geologi Kepulauan Kai
dan Tayandu (Achdan dan Turkandi, 1994, Gambar
5), peta geologi Lembar Aru, Maluku (Hartono dan
Ratman, 1992, Gambar 6), serta tektonik regional di
kawasan tersebut.
Penampang AB sepanjang kurang lebih 350 km
memotong Kepulauan Kai dan Kepulauan Aru
dengan arah relatif barat-timur dapat dilihat pada
Gambar 7 (penampang) dan Gambar 3 (arah
pemodelan). Dari ujung kiri terdapat landaian tajam
ke arah kiri (barat) sepanjang kurang lebih 10 km
hingga mencapai minus 20 mgal, adalah pengaruh
massa air laut Palung Weber dengan rapat massa
sekitar1,04 gr/cc. Selanjutnya pada km 15 hingga
km 145 landaian agak mengecil walaupun masih
menaik dan mencapai puncaknya pada km 145
dengan nilai sekitar 140 mgal di sekitar Kepulauan
Kai. Keadaan ini ditafsirkan sebagai cerminan
bongkah batuan dasar granitik (2,67 gr/cc) yang
relatif lebih dekat ke permukaan dan undulasi batuan
mantel atas (2,9 gr/cc) di bawah Kepulauan Kai yang
bias jadi disebabkan oleh sesar naik. Namun
demikian pada segmen ini terdapat juga perubahan
frekuensi kurva anomali secara setempat-setempat
akibat pengaruh ketebalan sedimen Tersier (2,20
gr/cc). Dari km 150 hingga kilometer 250 kurva
anomali memperlihatkan gradien menurun tajam
hingga pada puncak terendah -100 mgal pada km
175 dan kemudian naik agak tajam hingga mencapai
nilai sekitar 45 mgal pada km 250. Variasi yang
cukup tajam pada segmen ini ditafsirkan sebagai
akibat zona sesar yang melanda daerah ini sampai
batuan dasarnya sehingga ada beberapa blok kerak
yang turun membentuk suatu graben di sekitar
Palung Aru. Analisis ini juga didukung oleh data
kegempaan yang menyatakan bahwa gempa di
daerah ini ditimbulkan oleh pergerakan bidang sesar
(Gambar 4). Hal ini dapat dimengerti karena daerah
ini merupakan zona di mana blok-blok kerak kontinen
mengalami patahan turun. Walaupun demikian,
pertumbuhan batugamping di daerah ini cukup baik,
hal ini kemungkinan karena sebelum terjadi patahan
turun, terlebih dulu ada pengangkatan sehingga
melahirkan suksesi pengendapan batugamping yang
berlangsung sejak Tersier di Kepulauan Kai (Achdan
dan Turkandi, 1994) atau sejak Miosen Awal (dalam
hipotesa, Gambar 8). Selanjutnya pada km 250
hingga km 350 kurva anomali memperlihatkan
landaian yang rendah karena di daerah ini kondisi
geologinya sudah memasuki kawasan Paparan
Arafura yang stabil, di mana litologi relatip homogen
(Hartono dan Ratman, 1992) dan tidak terlihat
adanya undulasi basement.
Hipotesa Geodinamika Kerak Lajur Kai-Aru
Telah disebutkan di atas bahwa daerah lajur Kai-Aru
pada masa kini dilandasi oleh batuan kerak benua
granitan (Gambar 7). Pada awal mulanya daerah
Kai-Aru digambarkan masih sebagai bagian dari
kerak granitik benua Australia (Gambar 8) yang
dalam kondisi isostatik mempunyai rapat massa
sekitar 6,7 gr/cc, ketebalan sekitar 30 km. Dalam
keadaan isostatik yang demikian lengkung anomali
nilainya sama dengan nol (Sardjono, 2003), di dalam
penampang daerah penelitian ditunjukkan pada
gambar 9 (1). Keadaan yang demikian diperkirakan
berlangsung pada jaman Paleozoikum (Pra-Jura,
Unrug,1997), di mana benua Australia masih
menyatu dengan benua mikro India dan Antartika.
Kemudian kerak benua pada segmen tersebut sedikit
demi sedikit mengalami regangan sejak Jura. Pada
Akhir Jura, terjadi pemekaran lantai samudera yaitu
ditandai dengan lineasi magnet M25-M0 (Hartono,
1990, Metcalfe, 1998) yang melahirkan Kerak
Samudera Laut Banda (proto Laut banda) di mana
pada pergerakannya ke arah timur terus mendesak
Kerak Benua Australia, sehingga gaya regangan
menjadi gaya tekan. Kemudian pada Kapur Awal,
terjadi pemekaran Kerak Samudera Thetys yang
ditandai dengan lineasi magnet pematang kerak
samudera M16 (Hartono, 1990) dan pemisahan
Benua Australia dari Antartika (Weissel, et al., 1977,
Metcalfe, 1998,.Pigram dan Panggabean, 1984).
Sebagai akibatnya terjadi regangan dan tekanan yang
JSDG
310
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
melanda kerak granitik di beberapa kawasan daerah
ini. Pada segmen proto Kai-Aru kemungkinan pada
saat itu terjadi regangan (extensional regime) karena
kerak Benua Australia mulai bergerak perlahan ke
utara sehingga kurva anomali Bouguer sedikit
melengkung dan nilainya sedikit berubah karena
terjadi penipisan kerak pada bagian ini dan mantel
atas yang mempunyai rapat massa 3,1 gr/cc naik
sedikit (Gambar 9.3). Sifat getas (brittle) kerak
garnitik dan desakan terus menerus menimbulkan
pelengkungan kerak dan seterusnya terjadi patahan
geser di sebelah barat proto Aru (Gambar 9.4 dan 9.5
). Pemekaran kerak samudera Laut Banda terus
berlanjut, tetapi pada Paleosen Kerak Benua
Australia mulai bergerak lebih cepat mendesak ke
utara sehingga gaya tektonik tekan (compressional
regime) dibarengi juga dengan komponen geser (slip
regime) yang mempercepat separasi gerak sesar
geser menganan di sebelah barat proto Aru (Proto
Palung Aru). Namun demikian gerak Lempeng
Australia ini mulai mendapat perlawanan dari
Lempeng Pasifik yang sudah dimulai sejak Eosen
(Atmawinata dan Ratman, 1982). Pada fase ini
terjadi pengapungan kerak benua akibat terhentinya
gerak penunjaman di bagian tepi kontinen yang
berpengaruh juga di daerah proto Kai-Aru sehingga
sedikit demi sedikit mulai terangkat membentuk
gugusan kepulauan dan suksesi batu gamping di
bagian barat daerah penelitian yaitu di sekitar
gugusan Kepulauan Kai (Gambar 9.6 dan Gambar
9.7). Namun demikian sejak Pliosen saling dorong
gaya tektonik yang berasal dari Kerak Benua
Australia melawan Kerak Samudra Pasifik
menimbulkan dua sesar besar yaitu Sesar Sorong
(SFZ, Sorong Fault Zone) dan Sesar Tarera Aiduna
(TAF, Tarera Aiduna Fault Zone). Terbentuknya ke
dua sesar tersebut menyebabkan blok kerak
kontinen di sekitar Kepulauan Aru bergerak ke
timur (Gambar 8.8 dan 8.9) sehingga terjadi
regangan lagi pada segmen Kai-Aru yang menjadi
cikal bakal terbentuknya Palung Aru. Kondisi ini
terus berlanjut sehingga terbentuk sesar-sesar
normal dan graben di daerah regangan akibat
tektonik gravitasi dan diikuti oleh pembentukan
palung-palung seperti Palung Aru yang disertai
juga dengan pembentukan sedimen (lihat model
penampang, Gambar 7 dan Gambar 9).
Sedangkan di sebelah barat Kepulauan Kai
terbentuk sesar sesar naik akibat compressional
regime dari Kerak Laut Banda yang melibatkan
batuan dasar (Charlton, 2004) sehingga
memunculkan batuan-batuan sedimen di atasnya
pada jalur Tertiary accretionary wedge dan
membentuk gugusan kepulauan di sebelah
selatan Kepulauan Kai (Achdan dan Turkandi,
1994). Sesar-sesar normal di Palung Aru dan
sesar-sesar naik sebelah selatan Kepulauan Kai ini
yang ditafsirkan sebagai penyebab terjadinya
gempa yang telah disebutkan di atas.
30
-30
-15
0
15
0
-30
-15
-45
-60
-75
-90-120
-105
-75
-60
-45
-15
-30
0
15
30
45
60
60
75 45
60
45
45
30
-3030
-75
-90 -75 -60
-45
-15
15
0
-135
-120
-150-10
5
-30
-45-15
15
0
90
75
60
45
30
150
135120
165180
105
0
15
60
7590 105
45
0-30
-45-60
-90
-15
-105-120
-90
75
L A U T A R A F U R A
L A U T B A N D A
KE
P. A
RU
P. KOBROOR
P. KAI BESAR
P. KAI KECIL
P. TRANGAN
P. KOBA
P. BAUN
P. PENAMBULAI
P. WORKAI
DOBO
IA
K .P
EK
0 100km
o132 o135o134o133
o05 o05
o06 o06
o07 o07
BT
LS
LS
LS
Gambar 3. Peta anomali Bouguer di sekitar Kepulauan Kai dan Aru interval kontur 15 mgal (dikompilasi dari Bowin, et al, 1981, Setyanta & Nasution, 2007, Susilo dan Hayat, 2007). AB adalah arah pemodelan bawah permukaan gaya berat.
JSDG
311JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
0 100km
o132o135o134
o136o133o04
o04
o05o05
o06o06
o07o07
o132o133 o135o134
o136
2000
2000
1000
2000
2000
200
200
200
1000
100
2000
1000
200
200
100
100
75
75
50
75
3000
4000
50
25
L A U T A R A F U R A
L A U T A R A F U R A
L A U T B A N D A
KE
P. A
RU
P. KOBROOR
P. KAI BESAR
P. KAI KECIL
P. ADI
P. TRANGAN
P. KOBA
P. BAUN
P. PENAMBULAI
P. WORKAI
DOBO
IA
K .P
EK
PAPUA
P
P
P
P
P
P
P
T
P
T
P
T
P
T
T
T
P
T
P
T
T
T
P
T
T
T
T
KETERANGAN
Kontur kedalaman laut (meter)Sesar Normal
Pusat Gempa
Arah pemodelan gayaberat
Sesar Geser
Sesar Naik
A B
PA
LU
NG
AR
U
BT
LS
LS
LS
LS
Gambar 4. Peta kontur kedalaman laut (dalam meter) di sekitar Kepulauan Aru-Kai dan solusi mekanisme bidang patahan serta pusat gempa dengan kedalaman 0 - 34 km (dikompilasi dari PPGL, 1994, McCue. 1989, Cardwell dan Isacks, 1978). Garis AB adalah arah pemodelah gaya berat.
K E P U L A U A N K A I
L A U T B A N D A
P. KAI BESAR
P. KAIDULAH
P. KAI KECIL
P. TAYANDU
Qk
Qk
Qk
Qpo
Qk
Qk
Qpo
Tpm
Tpm
Tpw
Tpw
Tomw
Tomw
Tomw
Tey
Tey
Tee
Tee
Tee
Batugamping terumbu
Batugamping kalkarenit
Kalkarenit-pasiran, grewak
Napal
Batugamping terumbu-napal-kalkarenit
Napal-kalkarenit
Kalkarenit-napalan
Arah pemodelan gayaberat
KETERANGAN
0 12,5 25 km
45’ 15’30’132 30’
5 15’
133 6o
o
o
o
30’
45’
Gambar 5 : Peta Geologi Kepulauan Kai dan Tayandu, Maluku (Achdan dan Turkandi, 1994).
JSDG
312
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
UD
UD
134°00'BT(E)
KETERANGAN
Batuan sedimen Kuarter (batulumpur, batu pasir kuarsa) Batuan sedimen Tersier (batu gamping, napal, batu lumpur)
135°00'BT(E)
135°00'BT(E)
5°15'LS(S)
6°00'LS(S)
7°15'LS(S)
5°15'LS(S)
6°00'LS(S)
7°15'LS(S)
Kelurusan geologi
Arah pemodelan gaya berat
KE
P. A
RU
P. TRANGAN
P. KOBA
P. BAUN
P. PENAMBULAI
P. WORKAI
DOBO
P. KOBROOR
L A U T A R A F U R A
0 20 KM
Gambar 6. Peta geologi sederhana P. Aru dan sekitarnya (disederhanakan dari Hartono & Ratman, 1992).
k m
k m
D e p t h
D e p t h
0 50 100 150 200 250 300 350k mD i s t a n c e
-220
-0
-0
-4
-4
-8
-8
-12
-12
-16
-16
-20
-20
-24
-24
-28
-28
-32
-32
-36
-36
-180-140-100-60-202060
100140
m G a l = anomali dihitung = anomali diamati
KEPULAUAN KAI
KEPULAUAN KAI
KEP. ARU (PAPARAN ARAFURA)
Papua Barat
PALUNG ARU
PALUNG ARU
LAUT BANDA
F. Kambe langan
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
TW
T k
m s
ec
TW
T k
m s
ec
Air laut
KETERANGAN
Batuan Sedimen Tersier
Batuan Kerak Granitan
Rapat masaBatuan (gr/cc)
Patahan turun
Sumber kegempaanBatuan Mantel Atas
2,67
2,67
2,67
2,67 2,67
2,202,20
1,041,04 1,04
2,90
2,67
KEPULAUAN KAI KEP. ARU (PAPARAN ARAFURA)
PALUNG ARU
LAUT BANDA
A B
a b
Gambar 7. Interpretasi Penampang Seismik refleksi (Kartaadipura, et al., 1982, gambar a) dan penampang bawah permukaan gayaberat arah AB daerah Kepulauan Kai-Aru dan sekitarnya (gambar b).
JSDG
C
L
QS
I
SWB
Si N
NPPS
SWB
MWS
SAMUDERA PASIFIK
SAMUDERAINDIA
PA
ES
Ba
OBa-SuB-S
WIJ
N.GUINEABu
SmCENO-TETHYS
AUSTRALIA
ANTARTICA
M0
M0
Buru
Seram
BanggaiSula
Bird’sHead
Kai
Aru
TanimbarTimor
Hal
mah
era
Proto LautBanda
Buru
Seram
BanggaiSula
Bacan
KepalaBurung
Kai
Aru
Tanimbar
Buton
Sumba
Sunda Barat/BusurBanda
Sul
awes
i
Bar
atda
ya
Bar
atda
ya
Min
dana
oHal
mah
era
Philippines
Sul
awes
i uta
ra
EOSEN AKHIR/35 Jtl(Charlton, 2001)
EURASIASG SC
NPSWB
QS
S
I
C
MESO-TETHYS
LSi
N
M
WBSm
WS
BaESBu bA-Su
B-SWIJGREATER
INDIA
INDIA
AUSTRALIA
ANTARTICA
EURASIASG SC
QS
S
I
C
MESO-TETHYS
LSi
N
M
WBSm
WS
BaESBu bA-Su
B-SWIJ
INDIABESAR
INDIAMIKRO
AUSTRALIA
N.GUINEA
ANTARTIKA
JURA-AKHIR/165 Jtl(Metcalfe, 1998)
0
30o
30o
60o
Timor trough
Sahul Shelf
Arafura Shelf
Kai Aru
Inner Banda ArcLAUT BANDA
AUSTRALIA
LEMPENGSAMUDERAPASIFI
RESEN (Hall,1996)
SFZ
TAF
SamuderaIndia
Kai-Aru
NPSWB
EURASIASG SC
S
IC
MESO-TETHYS
CENO-TETHYS
GREATERINDIA
AUSTRALIA
TanimbarTimor
Bu
Ba-Su
WIJ
ES O
Sm
WB
Si
B-S
Ba
M16M16
M21
M21
M7
M7
M21M21
MWS
NPSWB
EURASIASG SC
S
IC
MESO-TETHYS
CENO-TETHYS
INDIABESAR
AUSTRALIA
ANTARTIKA
TanimbarTimor
Bu
Ba-Su
WIJ
ES O
Sm
WB
Si
B-S
Ba
M16M16
M21
M21
M7
M7
M21M21
MWS
AWAL KAPUR /120 Jtl(Metcalfe, 1998)
0
30o
30o
60o
Kai-Aru
C
L
QS
I
SC
SWB
Si N
NPPS
SWB
MWS
SAMUDERAPASIFIK
SAMUDERAINDIA
PA
ES
Ba
OBa-SuB-S
WIJ
N.GUINEABu
SmCENO-TETHYS
AUSTRALIA
ANTARTIKA
M0
M0
KAPUR AKHIR /80 Jtl(Metcalfe, 1998)
0
30o
30o
60o
Kai-Aru
INDIA
ANTARTIKA
GONDWANA
AUSTRALIA
KONTINENCIMMERIAN
PALEOPASIFIK
uatoEq r
30 S
0 So
o
Paleozoikum(Unrug, 1997)
Sm : SumbaWb : West BorneoSi : SikulehN : NatalEs : East SulawesiBu : ButonBA-SU : Banggai SulaWIJ : West Irian JayaB-S : Buru SeramM : MangkalihatWS : West SulawesiBa : Banda allochtoneSG : Songpan GanziS : Sibumasu
Awal ternbentuknyaSesar Sorong
Awal ternbentuknyaCekungan Banda Utara
Bu
su
rSan
gih
e
PembentukanLajur PerlipatanSulawesi
W
B
W WaigeoB Biak
MIOSEN AKHIR/10 Jtl(Charlton, 2001)
Kai
Aru
SAMUDERAPASIFIK
BUSUR BANDA
SFZ
TAF
SamuderaIndia
0 500km
PLIOSEN Hinschberger, drr.,. (2005)
Cek. Flores
SAMUDERAPASIFIK
SFZ : Zona Sesar SorongTAF : Zona Sesar Tarera- Aiduna
Gambar 8 : Rekontruksi paleogeografi Indonesia bagian timur (modifikasi Unrug, 1997, Metcalfe, 1998, Charlton, 2001, Hall, 1996, Hinschberger, drr.,2005)
313JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
JSDG
Gambar 9. Hipotesa model Geodinamika Kerak Lajur Kai-Aru berdasarkan anomali gayaberat.
314
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Gra
vity
(m
Gal
)G
ravi
ty (
mG
al)
Gra
vity
(m
Gal
)G
ravi
ty (
mG
al)
Gra
vity
(m
Gal
)
120
120
120
120
80
80
80
80
80
40
40
40
40
40
0
0
0
0
0
-40
-40
-40
-40
-40
-120
-120
-80
-80
-80
-80
-80
0
0
0
0
0
10
10
10
10
10
20
20
20
20
20
30
30
30
30
30
40
40
40
40
40
50
50
50
50
50
Depth
(km
)D
epth
(km
)D
epth
(km
)D
epth
(km
)D
epth
(km
)
+ + ++ +
BATUAN SEDIMEN
KURVA ANOMALI GAYABERAT BOUGUER
FRAGMEN KERAK BENUA
SELUBUNG ATAS
ARAH GAYA
0
0
0
0
0
0
0
0
0
50
50
50
50
50
50
50
50
50
100
100
100
100
100
100
100
100
100
150
150
150
150
150
150
150
150
150
200
200
200
200
200
200
200
200
200
250
250
250
250
250
250
250
250
250
300
300
300
300
300
300
300
300
300
350
350
350
350
350
350
350
350
350
400
400
400
400
400
400
400
400
400
1
2
3
4
5
7
6
8
9
Kai
Kai
Kai
Kai
protoKai
Palung Aru
Palung Aru
Palung Aru
Palung Aru
Aru
Aru
Aru
Aru
proto Aru
Pra Yura
Yura
Kapur Awal
Kapur Akhir
Miosen Awal
Miosen Akhir
Miosen
Pleistosen
Resen
--
--
--
--
KETERANGAN :
JSDG
Kesimpulan
Analisis peta gaya berat Bouguer, data kegempaan,
model bawah permukaan gayaberat dan studi
geodinamika tektonik daerah lajur Kepulauann Kai
dan Kepulauan Aru telah menghasilkan beberapa
kesimpulan utama yakni :
1. Daerah penelitian dilandasi oleh batuan dasar
kerak kontinen Australia yang mempunyai rapat
massa sekitar 2,67 gr/cc.
2. Dari trend anomali Bouguer, arah gaya utama
pembentuk struktur geologi utama berasal dari
Barat laut-Tenggara.
3. Secara tektonik lajur Kepulauan Kai Aru terbentuk
oleh proses regangan (extensional regime) yang
kemud ian be rubah men jad i t ekanan
(compressional regime) sehingga seolah olah
terjadi tumbukan lempeng sejenis dan diakhiri
dengan regangan yang menyebabkan terjadinya
tektonik gravitasi.
4. Tektonik gravitasi melahirkan sesar-sesasr normal
yang membentuk cekungan di Palung Aru seperti
yang terlihat dari ekspresi gaya berat di daerah ini.
Saran
Segera dibuat proposal penelitian paleomagnetik
daerah Aru-Kai untuk menunjang hipotesis tektonik
yang telah dikemukakan oleh para ahli kebumian.
Maksud penelitian magnet purba terhadap formasi-
formasi batuan di daerah Kai-Aru yang meliputi
inklinasi dan deklinasi adalah untuk mengetahui
posisi lintang purba dan rotasi yang sudah dijalani
tiap-tiap formasi. Dengan demikian penggabungan
data magnet purba dan data sebelumnya dapat
mendemontrasikan urut-urutan pergerakan bagian
blok-blok di Kai-Aru.
Ucapan terima kasih
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Kepala
Pusat Survei Geologi, Rekan-rekan Kelompok
Geofisika dan para editor yang telah membantu
dalam penulisan hingga penerbitan tulisan ini
Acuan
Achdan, A. dan Turkandi, T., 1994, Peta Geologi Lembar Kai dan Tayandu, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Adkins, J., Sutisna, S. and Untung, M., 1978. A Regional Gravity Base Station network for Indonesia, Geological
Survey of Indonesia. Publikasi Teknik Seri Geofisika, no. 6, 1978, Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi, Bandung.
Atmawinata, S. dan Ratman, N., 1982. Struktur geologi Pulau Yapen dan hubungannya dengan lajur sesar
Sorong. Prosiding PIT XI IAGI, Jakarta, hal 1-6.
Bowin, C.O., Warsi, C. and Milligan, J., 1981. Free Air Anomali Atlas of the word. Government Printing Office,
Washington DC, USA.
Cardwell, R.K. and Isacks, B.L., 1978. Geometry of the subducted lithosphere beneath the Banda Sea in Eastern
Indonesia from seismicity and fault plane solutions. Journal of Geophysical Research, 83, B6, 2825-
2838.
Charlton, T.R.,2004. The petroleum potential of inversion anticlines in Banda Arc. AAPG Bul., 88: 565-586.
Charlotn, 2001. Permo Triassic evolution of Gonwanan eastern Indonesia and the final Mesozoic separation of S
E Asia from Australia. Journal of Asia Earth Sciences, 19: 595-617.
de Smet, M.E.M., 1999. On The Origin of The Outer Banda Arc, Tectonics and Sedimentation of Indonesia. Proc. thof the Geology of Indonesia Book 50 Ann. Mem. Sem. Authored by R.W. van Bemmmelen, ed.by
H.Darman & F.H. Sidi, 81 pp.
Hall, R., J.R. Ali, C.D. Anderson and S. J. Baker, 1995. Origin and motion history of the Philippine Sea Plate.
Tectonophysics, Volume 251, Issues 1-4, 15 December 1995, pp. 229-250
315JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
Geo-Dynamics
JSDG
Hartono, H.M.S., 1990. Terbentuknya Busur Vulkanik Banda. Geologi Indonesia, Majalah IAGI, XIII (2):
105-112.
Hartono, U. dan Ratman, N., 1992. Peta Geologi Lembar Aru, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat Penelitian
dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Heine, C. dan Muller, R.D., 2005. Late Jurassic rifting along the Australian North West Shelf: margin geometry
and spreading ridge con?guration. Australian Journal of Earth Sciences, 52, (27–39).
Hinschberger, F., Malod, J.A., Rehault, J.P., Villeneuve, M., Royer, J.Y. and Burhanuddin, S., 2005. Late
Cenozoic geodynamic evolution of eastern Indonesia. Tectonophysics.ELSEVIER.
Kartaadipura, L.W., Ahmad, Z. and Reymond, A., 1982. Deep sea basins in Indonesia. Proc. Indon. Petrol. thAssoc. 11 Ann. Conc. Vol. I, , Jakarta, pp. 53-81.
Kaye,S.J., 1989. The Structure of Eastern Indonesia an approach via gravity and other geophysical methods.
Phd thesis, University of London, U.K. http://www.bandaarcgeophysics.co.UK.
Lapouille, A., Haryono, H., Larue, M., Pramuwijoyo, S. dan Lardy, M., 1985. Age and origin of the sea floor of the
Banda Sea (Eastern Indonesia). Oceanologica Acta, 8 (4), pp.379-389.
Pigram, C.J., and Panggabean, H., (1984). Rifting of the northern margin of the Australian continent and the
origin of some microcontinents in estern Indonesia. Tectonophysics, 107 (331-353).
PPGL. 1994. Hasil kompilasi peta elemen tektonik, peta pusat gempabumi dan solusi mekanisme bidang sesar
serta peta geologi dasar laut Perairan Kep. Aru dan sekitarnya. Berita Geologi, XV: 7-14, DGSM, Des.
1994.
Sardjono, 2003. Anomali gaya berat dan dinamika kerak bumi. Majalah IAGI, 33, (2) : 43-55.
Setyanta, B. dan Nasution, J., 2007. Peta Anomali Bouguer Lembar Aru, Maluku, sekala 1 : 250.000. Pusat
Survei Geologi, Bandung.
Simanjuntak, T.O., 1992. Tectonic development of the Indonesian Archipelago and its bearing on the occurrence
of energy resources. Journal of geology and mineral resources, v.II, pp. 1-23.
Susilo, A., dan Hayat, D.Z., 2007. Peta Anomali Bouguer Lembar Kai dan Tual, Maluku, sekala 1 : 250.000.
Pusat Survei Geologi, Bandung.
Tjia, H.D., 1973. Irian Fault Zone and Sorong melange. Sains Malaysia, v.2, hal 13-30.
Unrug, R. 1997. Rodinia to Gondwana: the geodynamic map of Gondwana supercontinent assembly. GSA Today
7 (1): 1-6.
McCue K.F., 1989. Australian Seismological Report 1985. Bureau of Mineral Resources, Australia, Report 285
Metcalfe, I., 1998. Paleozoic and Mesozoic geological evolution of the SE Asian region : multidisciplinary
constrains and implications for biogeografi. Biogeography and Geological evolution of SE Asia, pp 25-4,
eds. Robert Hall dan Jeremy D. Holloway, Backbuys Publishers, Leiden.
Weissel, J.K., Watts, A.B., Lapoulle, A., Karnenr, G. dan Jongsma, D., 1977. Preliminary result geophysical
invertigation in marginal basin of Melanesia. Eos. Trans. Amer. Geophys. Union (Abstr.), 58/504.
316
Geo-Dynamics
JSDG Vol. 20 No. 6 Desember 2010
JSDG
