## Jurnal Riset Fisika Indonesia
Volume 1, Nomor 1, Juni 2020
ISSN: 2776-1460 (print); 2797-6513 (online) https://journal.ubb.ac.id/jrfi/article/view/3552

## Identifikasi Sesar dengan Menggunakan Metode Gaya Berat (Studi Kasus: Sulawesi Tengah)

## Rara Mutia *), Mardani, Suci Fathia, Tri Kusmita
Jurusan Fisika, Universitas Bangka Belitung Jl. Kampus Peradaban, Kampus Terpadu Balunijuk Gd. Dharma Penelitian Lt 1, Bangka 33172,
Bangka Belitung, Indonesia
*E-mail korespondensi: raramutiazifi@gmail.com

## Info Artikel:
Dikirim: 20 November 2022
Revisi:
7 Juni 2023
Diterima: 30 Juni 2023

## Kata Kunci:
Sesar, anomali, topografi, densitas

## Abstract
The  study  of  the  geological  structure  of  Sulawesi  Island,  especially  the  Central Sulawesi region, is very interesting because it has high complexity as a result of the  dynamic  interactions  of  the  world's  three  main  plates.  Indications  of  high seismic activity and deformation processes in the Central Sulawesi region can be found from the morphological appearance and activity of several existing faults such as the Palu-Koro fault, the Lawanopo fault, and the Matano fault. The data used in this study are secondary data measuring the distribution of gravitational field anomalies (FAA) and topographical data using the Topex application. At CBA values ranging from 31 mGal to 56 mGal. The height anomaly on the CBA contour map  is  shown  in  red  to  light  purple  which  has  a  value  range  of  40.7  mGal  to 62.7mGal. Low anomaly is shown in light green to blue which has a value range of 27.3 mGal to 3.2 mGal. The regional gravity anomaly values range from 5.1 mGal to 62.8 mGal with a distribution of gravity anomalies from south to north. While in this study it can only be explained that the residual anomaly value is influenced by rock type and density. The high anomaly found in the southern part is thought to  be  caused  by  rocks  having  high  density  and  being  in  a  sedimentary  rock environment which has low density.

## PENDAHULUAN
Kajian  mengenai  struktur  geologi  Pulau  Sulawesi  khususnya  wilayah  Sulawesi  Tengah sangat menarik sebab memiliki kompleksitas yang tinggi sebagai akibat interaksi dinamis dari tiga lempeng utama dunia. Ketiga lempeng tersebut yakni lempeng India Australia, lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia yang dalam pergerakannya saling bertemu yang mengakibatkan daerah ini mengalami deformasi kerak bumi yang aktif.
Indikasi  adanya  aktifitas  seismik  yang  tinggi  dan  proses  deformasi  di  wilayah  Sulawesi Tengah dapat  dijumpai dari penampakan  morfologinya dan  aktifitas  beberapa  sesar  yang  ada seperti  sesar  Palu-Koro,sesar  Lawanopo,  dan  sesar  Matano.  Salah  satu  sesar  aktif  di  Sulawesi adalah sesar Palu-Koro yang memanjang kurang lebih 240 km dari utara (Kota Palu) ke selatan (Malili) hingga Teluk Bone. Sesar ini merupakan sesar sinistral aktif dengan kecepatan
pergeseran sekitar 25 - 30 mm/tahun (Kaharuddin drr., 2011). Sesar Matano terbentang mulai dari  Sulawesi Tengah  bagian  Selatan hingga  Teluk  Tolo,  yang  merupakan  bagian  lengan tenggara Sulawesi. Sesar ini terbagi menjadi 6 segmen yaitu Segmen Kuleana, Pewusai, Matano, Pamsoa, Ballawai, dan Geressa. Struktur patahan Matano sangat kompleks, sehingga diperlukan adanya  studi  lebih  lanjut  untuk  mitigasi  bencana  gempa  bumi.  Sesar  mendatar  lainnya  di Sulawewsi  bagian  tengah  adalah  Sesar  Lawanopo  yang  dijumpai  di  lengan  tenggara  Sulawesi. Gerakan  sesar  tersebut  bersama  dengan  Sesar  Lawanopo  diduga  telah  mengakibatkan terbukanya  Teluk  Bone.  Namun  sistem  sesar  ini,  yang  merupakan  sistem  sesar  penting  pada Neogen, sudah tidak aktif, berbeda dengan Sesar Matano yang sangat aktif.
Gaya berat merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan dalam penggambaran struktur  geologi  bawah  permukaan.  Metode  ini  menggunakan  prinsip  variasi  medan  gravitasi bumi  akibat  perbedaan  densitas  secara  lateral.  Dalam  perkembangannya  metode  gaya  berat mengalami  kemajuan  yang  cukup  signifikan  sehingga  metode  gaya  berat  sangat  menunjang dalam penelitian mengenai ketebalan sedimen,batas batuan dasar (basement), sumber energi, air  tanah,  dan  rekayasa  sipil.  Salah  satu  metode  untuk  meneliti  dugaan  adanya  sesar  adalah metode gaya berat. Gaya berat sangat bergantung pada perbedaan densitas material yang dapat mengakibatkan variasi pada pengukuran.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dilakukan penelitian untuk mengetahui sesar dengan menggunakan metode gaya berat (Studi kasus: Sulawesi Tengah).

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di provinsi Sulawesi Tengah. Luas area penelitian adalah 44,28 km x 28, 96 km dengan batas koordinat latitude (-1.1082°) sampai (-1.3581°) dan batas koordinat longitude (119.858°) sampai (120.242°).

## Gambar 1. Desain Akuisisi Data Penelitian Sulawesi Tengah
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  berupa  data  sekunder  pengukuran  sebaran anomali  medan  gravitasi  (FAA)  dan  data  topografi  yang  diperoleh  dari  laman https://topex.ucsd.edu/  [1]cgi-bin/get_data.cgi.  Nilai  Simple  Bouger  Anomaly  (SBA)  diperoleh dari persamaan 1:
SBA = FAA – BC (1)
Dimana  Simple  Bouger Anomaly  (SBA)  dalam  mGal,  Free  Air  Anomaly  (FAA)  dalam  mGal, dan Bouger  Correction  dalam  mGal.  Kemudian  dilakukan  koreksi  bouger  dan  koreksi  medan. Persamaan koreksi medan diberikan Persamaan 1 berikut (Telford, et al., 1990).
𝑇𝑐 = 2 𝜋𝐺𝜌𝑅 (2)
Dimana:
𝑇𝑐 : koreksi medan
𝐺 : konstanta gravitasi newton (6,67 × 10−11 𝑁𝑚 2/ 𝑘𝑔 2) 𝜌 : rapat massa 𝑅 : jari-jari bumi
Selanjutnya persamaan koreksi bouger dapat diperoleh melalui persamaan 3 sebagai berikut:
𝐵𝐶 = 2 𝜋 𝐺 𝜌 ℎ atau 𝐵𝐶 = 0,04193 𝜌 ℎ (3)
Dimana : 𝐵𝐶 : koreksi bouger (mGal) 𝜌 : densitas bouger ( 𝑔𝑟 / 𝑐𝑚 3) 𝐺 : konstanta gravitasi (6,67 ×10−11 𝑁𝑚 2/ 𝑘𝑔 2) ℎ : elevasi (m)
Koreksi  medan  atau  Terrain  Correction  (TC)  bertujuan  untuk  mendapatkan  kontur Complete  Bouger  Anomaly  (CBA)  dengan  menggunakan  software  Oasis  Montaj.  Adapun persamaan  Complete  Bouger  Anomaly  (CBA)  dapat  diperoleh  melalui  persamaan  4  sebagai berikut:
𝐶𝐵𝐴 = 𝐹𝐴𝐴 − 𝐵𝐶 + 𝑇𝐶 (4)
Dengan CBA dalam mGal, FAA dalam mGal, BC dalam mGal dan TC dalam mGal.
Pemisahan anomali gravitasi regional, residual dan noise diawali dengan proses kontinuasi ke  atas  (upward  continuation)  yang  merupakan  proses  perubahan  data  medan  gravitasi  yang diukur  disuatu  titik  permukaan  bumi  menjadi  data  gravitasi  yang  diukur  seakan-  akan  berada pada titik permukaan yang lebih tinggi (Karunianto, et al., 2017). Kontinuasi ke atas didasarkan pada teori yang dikemukakan oleh G.G. Stokes pada tahun 1819-1903 yang menyatakan bahwa nilai  gravitasi  pada  suatu  titik  dapat  diketahui  dimanapun  di  permukaan  bumi.  Kemudian dikembangkan  oleh  Blackey  ditahun  1995  dalam  bentuk  Tranformasi  Fourier  (Persamaan  5) sebagai berikut (Blackey, 1995):

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran  gravity  digunakan  untuk  menentukan  kontras  densitas  dan  luas  lateral  bawah permukaan. Data yang diperoleh berupa anomali udara bebas dan topografi kemudian dilakukan koreksi bouger dan koreksi terrain menghasilkan Complete Bouguer Anomaly (CBA). Nilai CBA digunakan  untuk  mendapatkan  gambaran  nilai  densitas  batuan  bawah  permukaan  yang sebenarnya di daerah penelitian. Adapun peta kontur CBA ditampilkan dalam Gambar 2 berikut:

## Gambar 2. Kontur Complete Bouger Anomaly (CBA)
Dari Gambar 2. didapatkan nilai CBA yang berkisar 31 mGal hingga 56 mGal. Anomali tinggi pada  peta  kontur  CBA  ditunjukkan  dengan  warna  merah  hingga  ungu  muda  yang  memiliki rentang nilai 40,7 mGal hingga 62,7mGal. Anomali rendah ditunjukan dengan warna hijau muda hingga biru yang memiliki rentang nilai 27,3 mGal hingga 3,2 mGal. Nilai anomali tinggi dapat disebabkan oleh komposisi batuan penyusun memiliki densitas batuan yang tinggi, lebih massive, adanya  intrusi  mafik  batuan  beku  yang  menerobos  ke  permukaan,  dan  adanya  pengendapan silikat  dari  aktivitas  hidrotermal  (Huenges,  2010).  Nilai  complete  bouger  anomali  tinggi  pada daerah ini diperkirakan disebabkan oleh batuan dengan densitas yang lebih tinggi dibandingkan sekitarnya. Anomali rendah dikaitkan dengan batuan yang berperan sebagai reservoar. Data CBA yang dihasilkan merupakan data yang mengandung anomali regional, anomali residual, dan noise sehingga perlu dilakukan pemisahan masing-masing data tersebut. Pemisahan anomali regional dan  anomali  residual  dilakukan  menggunakan  Transformasi  Fourier  dan  analisis  spektrum Gaussian Filtering.
Data CBA (Complete Bouger Anomaly) yang dihasilkan dari proses sebelumnya merupakan kumpulan data dari anomali gravitasi regional, residual dan noise sehingga mengakibatkan nilai anomali yang tumpang tindih dan menyulitkan dalam proses interpretasinya (Karunianto, et al., 2017). Oleh karena itu perlu dilakukan pemisahan antara anomali regional, anomali residual dan noise.  Adanya  anomali  tinggi  tersebut  disebabkan  oleh  densitas  dan  ketebalan  batuan  yang tinggi.  Dari  gambar  3  nilai  anomali  gravitasi  regional  memiliki  rentang  nilai  antara  5,1  mGal sampai  62,8  mGal  dengan  sebaran  anomali  gravitasi  dari  arah  selatan  ke  utara.  Nilai  anomali sedang  hingga tinggi  antara  26,9  mGal  sampai  62,8 mGal berada  didaerah  selatan-barat  yang

## Rara Mutia: Identifikasi Sesar dengan Menggunakan Metode Gaya Berat
direpresentasikan  oleh  warna  merah  hingga  unggu  muda.  Nilai  anomali  yang  sedang  hingga tinggi  merupakan  representatif  dari  area  bagian  selatan-timur  yang  memiliki  batuan  dengan ketebalan yang cukup besar dengan densitas yang seragam. Sedangkan anomali rendah memiliki rentang  27,5  mGal  sampai  10,3  mGal  dan  terletak  diarah  utara-timur  yang  direpresentasikan oleh  warna  hijau  muda  hingga  ke  biru  tua.  Berdasarkan  pada  peta  geologi  regional,  terdapat rekahan di bagian utara menuju selatan yang merupakan area anomali rendah.

## Gambar 3. Peta Kontur Anomali Regional
Anomali residual merupakan anomali yang diakibatkan oleh batuan yang berada disekitar permukaan sehingga dapat merepresentasikan struktur geologi disekitar permukaan bumi (Ilmi, et al., 2014). Perbedaan kontras nilai densitas ini dipengaruhi oleh jenis batuan dan kedalaman batuan.  Selain  itu  diperkirakan  nilai  anomali  residual  juga  dipengaruhi  oleh  struktur  geologi berupa rekahan, konstras dan diskontinuitas batuan. Akan tetapi pada penelitian ini hanya dapat dijelaskan  nilai  anomali  residual  dipengaruhi  oleh  jenis  dan  densitas  batuan.  Anomali  tinggi terdapat  di  bagian  selatan  diperkirakan  disebabkan  oleh  batuan  memiliki  densitas  tinggi  dan berada dalam lingkungan batuan sedimen yang memiliki densitas rendah seperti batu pasir pada Formasi Tanjung Genting berumur Trias (Putri & Harianja, 2021).

## Gambar 5.  Peta Kontur Anomali Residual

## KESIMPULAN
Hasil analis anomali gravity pada nilai CBA yang berkisar 31 mGal hingga 56 mGal. Anomali tinggi pada peta kontur CBA ditunjukkan dengan warna merah hingga ungu muda yang memiliki rentang nilai 40,7 mGal hingga 62,7mGal. Anomali rendah ditunjukan dengan warna hijau muda hingga biru yang memiliki rentang nilai 27,3 mGal hingga 3,2 mGal. Pada nilai anomali gravitasi regional memiliki rentang nilai antara 5,1 mGal sampai 62,8 mGal dengan sebaran anomali gravitasi dari arah selatan ke utara. Sedangkan pada penelitian ini hanya dapat dijelaskan nilai anomali residual dipengaruhi oleh jenis dan densitas batuan. Anomali tinggi terdapat di bagian selatan diperkirakan disebabkan oleh batuan memiliki densitas tinggi dan berada dalam lingkungan batuan sedimen yang memiliki densitas rendah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Telford, "bourher dan koreksi medan," Persamaan koreksi medan, vol. 1, no. 1, p. 1, 1990.
[2] Maulana Aji Darma and Prasetyo Danang, "Analisa Matematis pada Koreksi Bourger dan Koreksi Medan data Gravitasi Satelit Topex Dalam Penentuan Kondisi Geologi Studi Kasus Sesar Palu Kuro," Geosaintek, vol. 5, pp. 91-100, 2019.
[3] Prasetyo  Danang  Aji  and  Setiawan  Aprillia  Frinanda  Maulana  Aji  Darma,  "Analisis Matematis  Penentuan  Konstanta  Koreksi  Bourger  pada  Gravitasi  Satelit  Topex  dalam imlikasi Kondisi Geologi Studi Kasus Sesar Palu Koro," Geosains Terapan, vol. 3, pp. 10-26, 2020.
[4] Karunianto Andhika, "Penentuan Anomi Gaya Berat Regional dan Residual Menggunakan Filter Gaussain Daerah Mamuju," Eksplorium, pp. 89-98, 2017.
[5] Blackey R.J, "Potential Thory in Gravity and Magnetic Applications," Cambrige University Press, 1995.
[6] Nenny Miryani Ph.D Saptadji Ir, "Teknik Panas Bumi," ITB Press, 2012.
[7] Supriyanto, "Analisa data Geofisika," Memahami Teori Inversi, 2007.