Geologi Regional Daerah Sangiran (Sangiran Dome)

Geomorfologi Regional Sangiran

Kawasan Sangiran yang dikunjungi merupakan daerah yang berbukit-bukit rendah yang utamanya tersusun oleh batuan berumur Pleistosen. Perbukitan rendah ini berada di antara Gunung Merapi dan Merbabu di sebelah barat dan Gunung Lawu di timur. Secara fisiografis, daerah antar gunung ini merupakan dataran yang disebut sebagai Depresi Tengah Pulau Jawa atau yang lebih populer disebut sebagai Zona Solo (Bemmelen, 1949). Di bagian utara, zona ini berbatasan dengan Pegunungan Kendeng dan di selatan berbatasan dengan Pegunungan Selatan. Zona ini dibagi menjadi 3 SubZona yaitu (dari utara ke selatan) SubZona Ngawi, Solo sensu stricto, dan Baturetno atau Blitar. Sangiran termasuk pada Zona Solo sensu stricto.
Geologi Regional Daerah Sangiran (Sangiran Dome)
Kubah Sangiran (Sangiran Dome)

Bentuk bentang alam daerah Sangiran berdasarkan morfogenesanya merupakan bentang alam struktural. Bentang alam struktural ini berupa kubah (dome), yaitu suatu bubungan di mana perlapisan batuan di bagian tengah berada di atas sebagai puncak, sedang sisi-sisinya mempunyai kemiringan ke segala arah (ke arah luar). Kubah Sangiran mempunyai bentuk yang tidak sepenuhnya bulat, akan tetapi agak memanjang ke arah Utara Timur Laut - Selatan Barat Daya. Pada masa kini, bentuk kubah tersebut sudah tidak nampak lagi dikarenakan oleh erosi. Di kawasan ini mengalir 2 sungai yaitu Sungai Brangkal di sebelah utara dan Sungai  Cemoro di sebelah selatan yang memotong kubah secara anteseden dengan arah aliran dari barat ke timur. Kedua sungai ini dan anak-anak sungainya mengerosi batuan-batuan yang dilewatinya sehingga atap kubah habis terkikis. Hal ini menyebabkan bentukan kubah yang tersisa menjadi bentukan yang mirip cekungan yang berupa bukit-bukit yang melingkar mengelilingi pusat kubah yang berupa dataran atau lekukan. Kenampakan morfologi yang berkebalikan dengan pola struktur seperti ini disebut sebagai gejala inverse topography. Gejala ini terjadi karena pusat kubah tersusun oleh batuan tertua yang terdiri dari lempung dan napal yang sangat mudah tererosi, sedangkan bagian tepi terbentuk bukit-bukit karena batuan yang menyusun puncak bukit terdiri dari batupasir, konglomerat, dan breksi yang sukar tererosi.

Stratigrafi Regional Sangiran

Stratigrafi daerah Sangiran sudah cukup lama dipelajari dan informasi batuan di daerah ini telah diberikan oleh Koenigswald (1940), Soedarmadji (1977) dan Watanabe &Kadar (1985). Nama-nama satuan stratigrafi di Sangiran diperkenalkan oleh Duyfjes (1936). Watanabe & Kadar (1985) telah mengusulkan agar nama formasi di Sangiran diganti dengan nama baru yang diambil dari nama unsur geografis di sekitar daerah tersebut. Oleh karena nama-nama formasi lama sudah sedemikian terkenal tidak seperi yang diusulkan oleh kedua peneliti tersebut. 

Batuan sedimen yang menyusun stratigrafi daerah Sangiran secara umum merupakan hasil pengendapan yang bersifat syn- dan post-orogenic, yaitu proses pengendapan bahan rombakan yang terjadi pada dan setelah terangkatnya perbukitan Kendeng yang berada di sebelah utara Sangiran. Urutan stratigrafinya menunjukkan bahwa bagian terbawah yang tersusun oleh Formasi Kalibeng bagian atas (Duyjes, 1936) atau formasi Sonde (Harsono, 1983) terdiri dari urutan yang menunjukkan gejala pendangkalan ke atas (shallowing upwards). Selanjutnya formasi ini ditumpangi oleh urutan sediment paralik-non marin, yang terdiri dari Formasi Pucangan, Kabuh, dan Notopuro.

1) Formasi Kalibeng
Batuan tertua yang tersingkap di daerah Sangiran ini merupakan satu urutan yang terdiri dari napal dan gampingan berwarna abu-abu kebiruan di bagian bawah kemudian diikuti dengan batugamping kalkarenit dan kalsirudit di bgian atas. Batuan ioni terpusat di daerah pusat kabuh, yaitu pada depresi di utara desa Sangiran serta sepanjang aliran sungai Puren di sebelah timur dan tenggara desa Sangiran setebal ± 125 m. Napal dan batulempung gampingan bersifat liat dan lunak, sangat mudah tererosi. Pada napal banyak dijumpai fosil foraminifera bentonik yang berupa Operculina complanata, Ammonia beccarii, Elphidium craticulatum bersama dengan fosil gigi ikan hiu (Soedarmadji, 1976). Kandungan Foraminifera plangtonik yang dijumpai pada formasi ini terdiri dari Globorotalia acostaensis, G. tumida flexuosa dan Sphaeroidinella dehiscens. Kumpulan ini menunjukkan bahwa batuan tersebut diendapkan pada kala akhir Pliosen pada kondisi laut dangkal yang berhubungan langsung dengan laut terbuka.

Batulempung abu-bunya juga bersifat sangat lunak, sehingga daerah ini mudah mengalami gerakan tanah di musim hujan baik dalam bentuk rayapn, aliran maupun longsoran. Pada anggota batulempung ini banyak dijumpai fosil sangiranensis, Placenfa sp., dan Strombus sp., semuanya menunjukkan pengendapan pada kondisi laut dangkal juga pada akhir Pliosen. Selain fosil tersebut, pada batulempung ini banyak dijumpai konkresi kalsit, bebrapa diantaranya mempunyai initi berupa fosil kepiting. Semakin ke atas pada betulempung dijumpai ostrakoda dan pelecypoda jenis ostrea. Di atas batulempung dijumpai lapisan kalkarenit dan kalsirudit. Batuan ini tersusun hamper seluruhnya dari fragmen fosil (coquina) yang saling bertumpu. Adanya fosil Balanus menunjukkan bahwa pengendapan tersebut terjadi pada daerah pasang surut (litoral). Di atas gamping Balanus dijumpai batugamping yang kaya akan fosil Corbicula yang merupakan pelecypoda penunjuk kondisi pengendapan air tawar.

Berdasarkan urutan litologi dan kandungan fosilnya maka dapat disimpulkan urutan batuan tersebut menunjukkan gejala pengkasaran ke atas (coarsening up-ward) sekaligus pendangkalan ke atas (shoaling upward), dari kondisi laut terbuka menjadi kondisi pasang surut dan berakhir dengankondisi air tawar. 

2) Formasi Pucangan
Di atas formasi kalibeng terdapat satu seri batuan yang tersusun oleh dua fasies yang berbeda  yaitu formasi Pucangan. Bagian bawahnya tersusun oleh fasies breksi vulkanik (breksi lahar) dan bagian atasnya terdiri dari fasies lempung hitam. Zaim et al (1999) telah memberikan uraian tentang karakteristik breksi lahar pada formasi Pucangan ini.

Breksi vulkaniknya sering disebut sebagai lahar bawah. Secara morfologis batuan ini membentuk deretan bukit kecil yang penyebarannya melingkari singkapan dari formasi Kalibeng. Breksi ini sendiri tahan terhadap erosi dan menumpang secara tidak selaras di atas formasi Kalibeng. Fragmen dari breksi tersebut merupakan hasil erosi dari formasi Kalibeng yaitu batugamping Orbicula. Fragmen breksi itu sendiri tersusun oleh fragmen andesit piroksen, andesit hornblende dan fragmen batulempung, batugamping, dan batupasir yang berasal dari Formasi Kalibeng. Fragmen tersebut berukuran dari kerakal hingga bongkah tertebar mengambang diantara massa dasar batupasir tufa yang tidak berlapis. Di antara breksi dijumpai sisipan batupasir konglomeratan dengan fragmen andesit berukuran pasir hingga kerakal. 

Pada batupasir konglomeratan dijumpai fragmen fosil vertebrata seperti jenis kuda air Hexaprotodon simplex dan gajah purba Tetralophodon bimiajuensis. Menurut Sondaar (1983) dan de Vos et al. (1993) dua fosil tersebut merupakan perwakilan dari Fauna Satir yang berasal dari 1,5 juta tahun yang lalu. (Widianto, 1994).

Di atas lahar bawah terdapat suatu seri litologi yang terdiri dari lempung hitam. Bagian bawah terdiri dari perselingan antara lempung abu-abu kebiruan dengan beberapa sisipan tanah diatomae (diatomite) dan lapisan-lapisan yang mengandung fosil moluska secara melimpah. Pada lempung abu-abu kebiruan dijumpai fragmen fosil moluska, ostrakoda dan foraminifera. Fosil moluskanya terdiri dari Corcicula, Melanoides dan Aloides (Itihara et al, 1985). Kumpulan fauna ini menunjukkan kondisi transisi yang barangkali berupa danau atau rawa yang tidak jauh dari laut. Semakin ke atas dijumpai lapisan tanah diatomae yang menunjukkan struktur laminasi dan mengandung spesies-spesies yang hidup di laut, diantaranya thallassionema, Cyclothella, Actinoclyclus, Coscinodiscus, Diploneis. 

Bagian atas dari fasies lempung merupakan perlapisan tebal dari lempung abu-abu hitam yang kaya akan kandungan moluska air tawar seperti Corbicula, Unio, Viviparus, Melanoides, Brotia, dan Thiara (Itihara et al., 1985). Pada lempung ini masih terdapat sisipan tanah diatomae yang bersifat tufaan, setebal 0,8 m dan kaya akan diatomae air tawar seperti Navicula. Percampuran ini ini diduga sebagai akibt masuknya hasil erosi batuan napal dan batugamping berfosil yang berasal dari perbukitan Kendeng di utara Sangiran, yang pada masa pembentukan Formasi Pucangan mulai terangkat dan tererosi. Formasi Pucangan ini adalah anggota dari apa yang disebut Fauna Cisaat (Widianto, 1994) terdiri atas Axis lydekkeri, Panthera ligris, Hexaprotodon sivalensis (sejenis kuda air) dan Stegodon trigonocephalus (gajah purba) sebagai akibat masuknya hasil erosi batuan napal dan batugamping brfosil.

Dari urutan litologi yang menyusun Formasi Pucangan ini dapat ditafsirkan bahwa pengendapan semula merupakan aliran lahar ke cekungan yang berair payau, yang sudah terbentuk sejak akhir pengendapan Formasi Kalibeng, dengan ciri utama adanya fosil Corbicula. Endapan lahar tersebut mempersempit cekungan air payau tadi, yang kemudian akibat sedimentasi yang terus menerus berubah menjadi cekungan air tawar, berupa danau atau rawa yang sudah tidak lagi berhubungan dengan laut.

3) Formasi Kabuh
Di atas formasi Pucangan dijumpai urutan batupasir yang termasuk pada formasi Kabuh. Bagian terbawah formasi ini tersusun oleh perlapisan tipis batugamping konglomeratan. Perlapisannya tidak selalu menerus dan di beberapa tempat misalnya di daerah Brangkal, menunjukkan bentuk-bentuk lensa yang terputus diantara batupasir. Ketebalan lensa bervariasi antara 0,5 hingga 3 m. Oleh von Koenigswald (1940) lapisan ini disebut lapisan batas (grenzbank), yang membatasi Formasi Kabuh dengan Formasi Pucangan di bawahnya. Grenzbank ini tersusun oleh fragmen membulat yang terdiri dari kalsedon dan beberapa batuan lain yang telah mengalami alterasi hidrotermal (silisifikasi), bercampur dengan pelecypoda yang cangkangnya menebal dan membulat karena kalsifikasi dan tersemen secara kuat. Lapisan ini diduga diendapkan oleh energi yang tinggi, misalnya badai yang terjadi di tepi danau dan menghasilkan onggokan yang berbutir kasar.

Pada lapisan grenzbank ini ditemukan fosil mamalia, termasuk juga fragmen fosil hominid (Widianto, 1993). Penelitian kemagnitan purba yang dilakukan oleh Semah (1982,1984) menghasilkan umur 730.000 tahun, bertepatan dengan awal dari periode geomagnetic normal Brunhess, sedangkan Itihara et al. (1985) mencapai kesimpulan umur 730.000 hingga 900.000 bersamaan dengan masa akhir periode geomagnetic Matuyama.

Di atas grenzbank tersebut terdapat perulangan endapan batupasir konglomeratan di bagian bawah ke arah atas menjadi lapisan batupasir. Batupasir konglomeratannya menunjukkan struktur silang siur parallel dengan skala sedang tebal set berkisar antara 0,3 hingga 1,5 m, sedang batupasir yang ada di sebelah atas menunjukkan struktur silang siur tipe palung dengan tebal set berkisar antara 0,3 hingga 0,8 m. Kelompok batupasir ini ditafsirkan terbentuk pada lingkungan pengendapan sampai teranyam (Rahardjo, 1981) dalam situasi lingkungan vegetasi terbuka, mirip sabana (Semah, 1984). Pada bagian bawah dai batupasir ini Pada bagian bawah dari batupasir ini dijumpai fosil yang merupakan anggota dari Fauna Trinil (Widianto, 1994) yang terdiri dari Sus brachygnathus, Bibos palaeosundaicus, Bubalus palaeokerabau, Duboisia santeng, Rhinoceros sondaicus, Panthera tigris trinfiensis, Axis lydekkeri dan Stegodon trigonocephalus. Kea rah atas dijumpai perwakilan dari Fauna Kedungbrubus yang isinya mirip dengan Fauna Trinil ditambah dengan Tapirus indicus, Elephas hysudrindicus dan Epileptobos groeneveldtii. Kumpulan ini menunjukkan umur 0,8 juta tahun.

Beberapa sisipan tuf dijumpai pada batupasir menunjukkan bahwa pada saat pengendapan batupasir tersebut terjadi beberapa kali letusan gunung api. Pada batupasir inilah sebagian besar fosil hominid ditemukan. Sayang sekali bahwa kebanyakan penemuan itu bukan hasil ekskavasi yang sistematis, tetapi hasil pencarian oleh penduduk setempat setiap habis hujan lebat.

Pada bagian tengah dari formasi Kabuh ini yakni di daerah Grenjeng, Bapang, Ngebung Brangkal dan Pucung, dijumpai tektite yang berukuran kerikil hingga kerakal (13-40 mm). Fragmen meteorit ini umumnya berbentuk bulat telur termasuk dalam golongan splashform tektites (O`Keefe, 1976) sering juga disebut Javanite tektite. Bagian permukaannya menunjukkan gejala korosi. Pertanggalan jejak bilah (fission track) yang dilakukan pada tektite Sangiran menunjukkan kisaran umur 0,62 hingga 0,81 juta tahun (Itihara, Wikarno & Kagemori, 1985).

Fosil vertebrata dan golongan Hominid banyak ditemukan pada lapisan grenzbank dan juga pada bagian tengah formasi Kabuh ini. Salah satu temuan yang paling penting adalah temuan fosil manusia purba dari golongan apa yang disebut Pithecanthropus erectus yang sekarang disebut sebagai Homo erectusI.

4) Formasi Notopuro
Secara umum Formasi Notopuro tersusun oleh material vulkanik, berupa batupasir vulkanik, konglomeratan dan breksi yang mengandung fragmen batuan beku yng berukuran berangkal hingga bongkah, mengambang diantara masa dasarnya yang terutama terdiri dari batupasir dan batulempung vulkanik. Kenampakan tersebut menunjukkan bahwa batuan tersebut terbentuk sebagai hasil pengendapan lahar. Untuk membedakan dengan lahar pada formasi Pucangan, lahar Notopuro ini disebut sebagai lahar atas. Pada dasar dari formasi ini dijumpai lapisan yang mengandung fragmen klsedon dan kuarsa susu. Endapan lahar ini terdiri dari bongkah-bongkah batuan beku andesit yang mengambang pada masa dasar terdiri dari batupasir tufa kristal dengan sekali-kali dijumpai fragmen batuapung, mempunyai sifat yang lebih tahan erosi daripada dua formasi yang ada di bawahnya, oleh karena itu lahar atas ini membentuk puncak gawir dari perbukitan yang melingkar di daerah Sangiran ini.

Pada formasi Notopuro sangat dijumpai fosil. Kalau ada biasanya merupakan hasil pengerjaan kembali  dari Formasi Kabuh yang ada di bawahnya. Formasi Notopuro ditafsirkan sebagai hasil aktifitas vulkanik yang kuat dan terjadi pada kala akhir Pleistosen, merupakan hasil pengendapan lahar yang terjadi di lingkungan darat.

5) Endapan Mud Volcano
Pada daerah sekitar inti kubah diantara desa Ngampon dan Sangiran, dijumpai lereng bukit yang tersusun oleh litologi yang campur aduk. Penyusun utamanya adalah lempung abu-abu kehitaman yang liat dan fragmen yang besar berupa bongkah batugamping yang mengandung fosil foraminifera besr jenis Nummulites yang serupa dengan batugamping Nummulites yang berumur akhir Eosen dan tersingkap di Bayat, Klaten. Sedangkan fragmen batuan metamorf berasal dari basement batuan metamorf, serupa dengan batuan yang juga tersingkap di Bayat. Kumpulan sedimen ini ditafsirkan teronggok di permukaan tanah sebagai akibat pemelototan yang terjadi karena proses diapir lempung yang mencapai permukaan, berujud sebagai mud volcano. 

Gejala mud volcano tersebut oleh Itihara et al. (1985) ditafsirkan terjadi karena adanya proses diapir yang terjadi melalui suatu sesar baru yang memotong sesar tua yang berada jauh di bawah permukaan. Sesar pertama atau sesar tua adalah sesar naik. Pergerakan sesar sedemikian rupa sehingga basement yang tersusun oleh batuan metamorf berada sebagai hanging wall, di atas lapisan yang lunak dan mudah tertekan terdapat pada foot wall-nya. Akibat terjadinya kompresi yang membenuk kubah, terjadi sesar baru yang memotong sesar tua tadi. Selanjutnya akibat lain dari kompresi adalah bahwa batuan lunak tersebut tertekan, naik ke atas dan mencabik batuan basement yang ada pada hanging wall dan membawanya ke permukaan melewati lorong atau saluran yang terbentuk sepanjang sesar yang baru tersebut. Gejala mud volcano ini terbentuk pada saat perlengkungan kubah Sangiran, yaitu selama dan setelah Formasi Notopuro terbentuk.

6) Endapan Undak (terrace deposits)
Satuan ini dalam acuan lama disebut sebagai formasi Trinil (Brouwer, 1917 ; Ainegoro, 1972 ; Koesoemadinata, 1978). Penyusunnya terdiri dari konglomerat polimik dengan fragmen andesit, napal, dan fragmen batupasir yang mengandung fosil vertebrata. Secara norfologis satuan ini menempati undak (terrace) yang banyak terdapat disepanjang Bengawan Solo dan anak-anak sungainya. Undak ini tidak hanya terdapat pada satu horizon saja, tetapi biasanya dijumpai dalam jumlah beberapa buah yang posisinya bertingkat-tingkat, masing-masing mempunyai elevasi yang berbeda antara undak satu dengan yang lain. Di daerah aliran Bengawan Solo antara Ngawi hingga Cepu dijumpai undak sebanyak 6 jenjang (Sartono, 1978).

Di daerah Sangiran endapan undak ini dijumpai di sekitar Brangkal terutama memotong singkapan formasi Kabuh dan Notopuro (Rahardjo & Wiyono, 1993). Di tempat ini endapan undak berupa konglomerat andesit yang tersemen dengan kuat. Selain batuan, pada endapan undak ini juga dijumpi fragmen vertebrata sebagai penyusunnya. Fragmen ini diduga merupakan hasil pengendapan kembali dari fosil yang aslinya dijumpai pada formasi-formasi batuan yang lebih tua. Disamping fragmen andesit pada endapan undak ini dijumpai pula fragmen kalsedon putih, rijang merah yang berasal dari batuan yang mengalami alterasi dan banyak terdapat di Pegunungan Selatan. Disamping itu juga dijumpai artefak yang diduga nerupakan hasil budaya dari Homo Erectus. 

Struktur Geologi Regional Sangiran

Kawasan Sangiran merupakan bentukan kubah yang telah tererosi pada bagian tengahnya. Dengan melihat formasi batuan yang termuda ikut terlipat, diduga struktur kubah ini terbentuk pada waktu geologi yang belum terlalu lama , mungkin 0,5 juta tahun yang lalu. Ada beberapa pendapat tentang asal-usul terbentuknya Kubah Sangiran ini. Menurut van Bemmelen, 1949, kubah ini terbentuk akibat tenaga kompresif yang berhubungan dengan proses vulkano-tektonik   sebagai akibat longsornya G. Lawu tua. Sedangkan menurut van Gorsel et.al., 1987, kubah ini terbentuk akibat proses pembentukan gunungapi yang baru mulai. Selain itu ada kemungkinan lain asal-usul terbentuknya kubah ini seperti akibat adanya struktur diapir atau adanya struktur lipatan akibat adanya wrenching.

Akibat adanya gaya yang membentuk kubah ini, daerah Sangiran juga mengalami peretakan dan penyesaran. Tipe sesar yang dijumpai pada beberapa sesar utama adalah tipe sesar mendatar, sesar naik, dan sesar turun. Sesar-sesar ini umumnya memotong jurus perlapisan, membentuk pola radier dari pusat kubah. Sesar naik dan sesar turun semakin banyak dijumpai jika semakin ke arah pusat kubah. Adanya sesar pada kubah menyebabkan terjadinya retakan yang diduga sangat dalam dan memotong lapisan batuan tua yang bersifat lunak. Tersedianya celah ini menyebabkan batuan tersebut mencuat sebagai diapir dan muncul sebagai mud-vulcano. Letak dari mud-vulcano ini berada di dekat pusat kubah, sebelah selatan Desa Sangiran.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Geologi Regional Daerah Sangiran (Sangiran Dome)"

Post a Comment

Berikan komentarnya yaaa.... Kritik dan saran Anda amatlah berarti :D