STRUKTUR GEOLOGI PULAU SUMATERA

STRUKTUR GEOLOGI PULAU SUMATERA

Gambaran Umum Pulau Sumatera

Wilayah Sumatera merupakan bagian dari busur kepulauan Sunda, yang terbentang dari kepulauan Andaman-Nicobar hingga busur Banda (Timor). Busur Sunda merupakan busur kepulauan hasil dari interaksi lempeng samudera (lempeng Indo-Australia bergerak ke utara dengan kecepatan 7 cm pertahun) yang menunjam di bawah lempeng benua (Lempeng Eurasia). Penunjaman lempeng terjadi di selatan busur Sunda berupa palung (trench). Disamping itu, Penunjaman lempeng tersebut membentuk jajaran gunung-gunung api dan perbukitan vulkanik (bukit barisan) sepanjang daratan Sumatera dan patahan Sumatera (Sumatera Fault) yang membelah daratan Sumatera (Natawidjaja, 2004).

Pulau Sumatra, berdasarkan luas merupakan pulau terbesar keenam di dunia. Pulau ini membujur dari barat laut ke arah tenggara dan melintasi khatulistiwa, seolah membagi pulau Sumatra atas dua bagian, Sumatra belahan bumi utara dan Sumatra belahan bumi selatan. Pegunungan Bukit Barisan dengan beberapa puncaknya yang melebihi 3.000 m di atas permukaan laut, merupakan barisan gunung berapi aktif, berjalan sepanjang sisi barat pulau dari ujung utara ke arah selatan; sehingga membuat dataran di sisi barat pulau relatif sempit dengan pantai yang terjal dan dalam ke arahSamudra Hindia dan dataran di sisi timur pulau yang luas dan landai dengan pantai yang landai dan dangkal ke arah Selat Malaka, Selat Bangka dan Laut China Selatan.

Di bagian utara pulau Sumatra berbatasan dengan  Laut Andaman dan di bagian selatan dengan Selat Sunda. Pulau Sumatra ditutupi oleh hutan tropik primerdan hutan tropik sekunder yang lebat dengan tanah yang subur. Gungng berapi yang tertinggi di Sumatra adalah Gunung Kerinci di Jambi, dan dengan gunung berapi lainnya yang cukup terkenal yaitu Gunung Leuser di Nanggroe Aceh Darussalam danGunung Dempo di perbatasan Sumatra Selatan dengan Bengkulu. Pulau Sumatra merupakan kawasan episentrum gempa bumi karena dilintasi oleh patahan kerak bumidisepanjang Bukit Barisan, yang disebut Patahan Sumatra; dan patahan kerak bumi di dasar Samudra Hindia disepanjang lepas pantai sisi barat Sumatra. Danau terbesar di Indonesia, Danau Toba terdapat di pulau Sumatra.

Sejarah Terbentuknya Struktur Geologi Pulau Sumatera

Struktur geologi adalah segala unsure dari bentuk arsitektur kulit bumi / gambaran geometri (bentuk dan hubungan) yang diakibatkan oleh gejala - gejala gaya endogen.Secara umum terdapat unsur - unsur dari struktur geologi yaitu, Bidang perlapisan, Lipatan, Patahan dan kekar atau joint.

Pada awal berkembangnya geologi, Pemikiran geologi dimulai oleh Leonardo da Vinci (1452-1519). Pada awalnya perkembangan geologi didominasi pemikiran klasik (fixist), yang menganggap pembentukan orogenesa dan geosinklin terjadi di tempat yang tetap. Mewakili pemikiran ini misalnya Erich Haarmann (1930), yang menyatakan bahwa orogenesa terjadi karena kulit bumi terangkat seperti tumor, dan melengser karena gaya berat. Selanjutnya pendapat ini diterapkan oleh van Bemmelen (1933) di Indonesia sebagai Teori Undasi.

Pemikiran lain, mobilist dikemukakan Antonio Snider-Pellgrini (1658) yang mencermati kesamaan bentuk pantai barat dan timur Atlantik, serta Alfred Lothar Wegener (1915) yang mengemukakan konsep “benua mengembara”. Perubahan mendasar geologi global terjadi setelah Perang Dunia II, ketika data geofisika lantai samudera menunjukkan bahwa jalur anomali magnet mempunyai rasio yang tetap di mana-mana. Pada 250 juta tahun yang lalu benua merupakan satu kesatuan benua induk, atau Pangea. Perputaran bumi mendorong benua untuk bergerak ke arah kutub, sehingga benua terpecah-pecah sebagai kepingan benua kecil-kecil seperti saat ini: 6 lempeng utama dengan 14 lempeng yang lebih kecil. Dengan demikian maka seluruh permukaan bumi berada di dalam satu kesatuan proses geologis yang universal: Tektonik Global.

Pengaruh Tektonik Regional pada Perkembangan Sesar Sumatera, 

Sejarah tektonik Pulau Sumatera berhubungan erat dengan pertumbukan antara lempeng India-Australia dan Asia Tenggara, sekitar 45,6 Juta tahun lalu yang mengakibatkan perubahan sistematis dari perubahan arah dan kecepatan relatif antar lempengnya berikut kegiatan ekstrusi yang terjadi padanya. Proses tumbukan ini mengakibatkan terbentuknya banyak sistem sesar geser di bagian sebelah timur India, untuk mengakomodasikan perpindahan massa secara tektonik. Selanjutnya sebagai respon tektonik akibat dari bentuk melengkung ke dalam dari tepi lempeng Asia Tenggara terhadap Lempeng Indo-Australia, besarnya slip-vectorini secara geometri akan mengalami kenaikan ke arah barat laut sejalan dengan semakin kecilnya sudut konvergensi antara dua lempeng tersebut.

Pulau Sumatra tersusun atas dua bagian utama, sebelah barat didominasi oleh keberadaan lempeng samudera, sedang sebelah timur didominasi oleh keberadaan lempeng benua. Berdasarkan gaya gravitasi, magnetisme dan seismik ketebalan sekitar 20 kilometer, dan ketebalan lempeng benua sekitar 40 kilometer (Hamilton, 1979). Sejarah tektoik Pulau Sumatra berhubungan erat dengan dimulainya peristiwa pertumbukan antara lempeng India-Australia dan Asia Tenggara, sekitar 45,6 juta tahun yang lalu, yang mengakibatkan rangkaian perubahan sistematis dari pergerakan relatif lempeng-lempeng disertai dengan perubahan kecepatan relatif antar lempengnya berikut kegiatan ekstrusi yang terjadi padanya. Gerak lempeng India-Australia yang semula mempunyai kecepatan 86 milimeter/tahun menurun menjaedi 40 milimeter/tahun karena terjadi proses tumbukan tersebut. (Char-shin Liu et al, 1983 dalam Natawidjaja, 1994). Setelah itu kecepatan mengalami kenaikan sampai sekitar 76 milimeter/ tahun (Sieh, 1993 dalam Natawidjaja, 1994). Proses tumbukan ini pada akhirnya mengakibatkan terbentuknya banyak sistem sesar sebelah timur India.

Keadaan Pulau Sumatra menunjukkan bahwa kemiringan penunjaman, punggungan busur muka dan cekungan busur muka telah terfragmentasi akibat proses yang terjadi. Kenyataan menunjukkan bahwa adanya transtensi (trans-tension) Paleosoikum Tektonik Sumatra menjadikan tatanan Tektonik Sumatra menunjukkan adanya tiga bagian pola (Sieh, 2000). Bagian selatan terdiri dari lempeng mikro Sumatra, yang terbentuk sejak 2 juta tahun lalu dengan bentuk geometri dan struktur sederhana, bagian tengah cenderung tidak beraturan dan bagian utara yang tidak selaras dengan pola penunjaman.

a.      Bagian Selatan Pulau Sumatra memberikan kenampakan pola tektonik:

1.      Sesar Sumatra menunjukkan sebuah pola geser kanan en echelon dan terletak pada 100-135 kilometer di atas penunjaman.

2.      Lokasi gunung api umumnya sebelah timur-laut atau di dekat sesar.

3.      Cekungan busur muka terbentuk sederhana, dengan ke dalaman 1-2 kilometer dan dihancurkan oleh sesar utama.

4.      Punggungan busur muka relatif dekat, terdiri dari antiform tunggal dan berbentuk sederhana.

5.      Sesar Mentawai dan homoklin, yang dipisahkan oleh punggungan busur muka dan cekungan busur muka relatif utuh.

6.      Sudut kemiringan tunjaman relatif seragam.

b.      Bagian Utara Pulau Sumatra memberikan kenampakan pola tektonik:

1.      Sesar Sumatra berbentuk tidak beraturan, berada pada posisi 125-140 kilometer dari garis penunjaman.

2.      Busur vulkanik berada di sebelah utara sesar Sumatra.

3.      Kedalaman cekungan busur muka 1-2 kilometer.

4.      Punggungan busur muka secara struktural dan kedalamannya sangat beragam.

5.      Homoklin di belahan selatan sepanjang beberapa kilometer sama dengan struktur Mentawai yang berada di sebelah selatannya.

6.      Sudut kemiringan penunjaman sangat tajam.

c.       Bagian Tengah Pulau Sumatra memberikan kenampakan tektonik:

1.      Sepanjang 350 kilometer potongan dari sesar Sumatra menunjukkan posisi memotong arah penunjaman.

2.      Busur vulkanik memotong dengan sesar Sumatra.

3.      Topografi cekungan busur muka dangkal, sekitar 0.2-0.6 kilometer, dan terbagi-bagi

4.      Busur luar terpecah-pecah.

5.      Homoklin yang terletak antara punggungan busur muka dan cekungan busur muka tercabik-cabik.

6.      Sudut kemiringan penunjaman beragam

Sesar Sumatra sangat tersegmentasi. Segmen-segmen sesar sepanjang 1900 kilometer tersebut merupakan upaya mengadopsi tekanan miring antara lempeng Eurasia dan India-Australia dengan arah tumbukan 10°N-7°S. Sedikitnya terdapat 19 bagian dengan panjang masing-masing segmen 60-200 kilometer, yaitu :

·         segmen Sunda (6.75°S-5.9°S),

·         segmen Semangko (5.9°S-5.25°S),

·         segmen Kumering (5.3°S-4.35°S),

·         segmen Manna (4.35°S-3.8°S),

·         segmen Musi (3.65°S-3.25°S),

·         segmen Ketaun (3.35°S-2.75°S)

·         segmen Dikit (2.75°S-2.3°S),

·         segmen Siulak (2.25°S-1.7°S),

·         segmen Sulii (1.75°S-1.0°S),

·         segmen Sumani (1.0°S-0.5°S),

·         segmen Sianok (0.7°S-0.1°N),

·         segmen Barumun (0.3°N-1.2°N),

·         segmen Angkola (0.3°N-1.8°N),

·         segmen Toru (1.2°N-2.0°N),

·         segmen Renun (2.0°N-3.55°N),

·         segmen Tnpz (3.2°N-4.4°N),

·         segmen Aceh (4.4°N-5.4°N),

·         segmen Seulimeum (5.0°N-5.9°N).

Kompleksitas tatanan geologi Sumatera, perubahan lingkungan tektonik dan perkembangannya dalam ruang dan waktu memungkinkan sebagai penyebab keanekaragaman arah pola vektor hubungannya dengan slip-ratedan segmentasi Sesar Sumatera. Hal tersebut antara lain karena (1) perbedaan lingkungan tektonik akan menjadikan batuan memberikan tanggapan yang beranekaragam pada reaktivasi struktur, serta (2) struktur geologi yang lebih tua yang telah terbentuk akan mempengaruhi kemampuan deformasi batuan yang lebih muda.

Tatanan tektonik regional sangat mempengaruhi perkembangan busur Sunda, di bagian barat, pertemuan subduksi antara lempeng Benua Eurasia dan lempeng Samudra Australia mengkontruksikan Busur Sunda sebagai sistem busur tepi kontinen (epi-continent arc) yang relatif stabil; sementara di sebelah timur pertemuan subduksi antara lempeng samudra Australia dan lempeng-lempeng mikro Tersier mengkontruksikan sistem busur Sunda sebagai busur kepulauan (island arc) kepulauan yang lebih labil. Perbedaan sudut penunjaman antara Propinsi Jawa dan Propinsi Sumatra Selatan Busur Sunda mendorong pada kesimpulan bahwa batas Busur Sunda yang mewakili sistem busur kepulauan dan busur tepi kontinen terletak di Selat Sunda. Penyimpulan tersebut akan menyisakan pertanyaan, karena pola kenampakan anomali gaya berat menunjukkan bahwa pola struktur Jawa bagian barat yang cenderung lebih sesuai dengan pola Sumatra dibanding dengan pola struktur Jawa bagian Timur. Secara vertikal perkembangan struktur masih menyisakan permasalahan namun jika dilakukan pembangungan dengan struktur cekungan Sumatra Selatan, struktur-struktur di Pulau Sumatra secara vertikal berkembang sebagai struktur bunga.

Berdasarkan teori undasi Seksi Andaman dan Nikobar yang pusat undasinya di Margui menghasilkan penggelombangan emigrasi yang mengarah ke Godwanland, sehingga hal tersebut mempegaruhi pegunungan di Sumatra Utara (Atlas dan Gayao) dimana arah pegunungan timur barat seperti Pegunungan Gayo Tengah berbeda dengan pegunungan pada umumnya di Sumatra yang arahnya barat laut–tenggara. Dengan demikian di Sumatra terjadi pertemuan antar gelombang dengan pusat undasi Margui dan pusat undasi Anambas. Titik pertemuannya adalah di Gunung Lembu, adapun busur dalam hasil penggelombangan dari pusat undasi Margui adalah kepulauan Barren-Narkondam dan busur luar Andaman–Nikobar–Gayo Tengah.

Sedangkan Seksi Sumatra dengan pusat undasinya di Anambas, penggelombangan dari pusat undasi Anambas telah berkembang sejak Palaezoikumakhir, Sehingga menghasilkan sisitem Orogene Malaya pada Mesozoikum bawah (Trias, Jura), system Orogene Sumatra pada Mesozoikum atas (Crataceus) dan system orogene Sunda pada priode tersier kuarter, yang dimaksud dengan Orogene Malaya adalah busur pegunungan yang terbentuk pada Mesozoikun bawah dengan busur Zone Karimata dan busur luar Daerah Timah. Yang dimaksud dengan Orogene Sumatra adalah busur pengunungan yang terbentuk pada Mesozoikun atas dengan busur dalam Sumatra Timur dan busur luar Sumatra Barat. Yang dimaksud dengan Orogenesa Sunda adalah busur pengununagn yang terbuntuk periode Tersier-Kuarter dengan busur dalam Bukit Barisan dan busur luar pulau-pulau sebelah barat Sumatra. Bukit Barisan pada Mesozoikum atas masih merupakan Foredeep, memasuki tersier baru mengalami pengangkatan pada priode Tersier pulau-pulau di sebelah barat Sumatra dari Nias sampai Enggano belum ada memasuki periode Kuarter baru mengalami penggkatan membentuk pulau-pulau tadi, sampai sekarang masih mengalami pengakatan secara pelan-pelan.

Share: