Oktober 2014
Identifikasi Jalur Sesar Opak Berdasarkan Analisis Data Anomali Medan Magnet dan Geologi Regional Yogyakarta
Ira Maya Fathonah 1 , Nugroho Budi Wibowo 2 , dan Yosaphat Sumardi 1
1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta
2 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Yogyakarta Email: ira.maya.fathonah@gmail.com
Received 21-08-2014, Revised 22-09-2014, Accepted 20-10-2014, Published 31-10-2014

## ABSTRACT
This  research  was  aimed  t o  know  the  magnetic  field  anomaly  pattern  upon  Opak’s  fault,  to identify the direction of Opak’s fault and the structure of Opak’s fault based on Geomagnetic data.  It was conducted in the vicinity of Opak’s fault in Pundong sub -district, Yogyakarta. It used magnetic method which is based on rocks magnetic susceptibility. The data were taken by G-856AX    Proton  Precision  Magnetometer  (PPM)  using  looping  method. Data  analysis  was done using diurnal variation and IGRF correction, reduction to pole, upward continuation and under  surface  structure  modelling. From  magnetic  field  anomaly  analysis,  it  was  discovered that magnetic field anomaly on Opak’s fault has -50 nT negative closure in the East, and 100 nT  positive  closure  in  the  West.  According  to  the  result  interpretation  of  2.5D  model  on  two slices  using  Mag2DC  software,  it  can  be  obtained  that  the  under  surface  structure  of  Opak’s fault  consist  of  Young  Alluvial  formation,  Nglanggran  formation,  Semilir  formation,  Kebo Butak  formation, and Wungkal  Gamping  with various thickness.  The  location  of  this  Opak’s fault is almost the same with the location of Opak’s fault in Yogyakarta geology map. Opak’s fault around Pundong sub-district is a normal fault directed to N 35º E. The eastern part of the fault has a relatively constant movement, while the western part is relatively moving down.
Keywords:  magnetic  field  anomaly,  magnetic  method,  Opak’s  fault,  under  surface  structure,

## Yogyakarta

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pola  anomali  medan  magnet  jalur  Sesar  Opak, mengidentifikasi  arah  jalur  sesar  Opak  dan  struktur  bawah  permukaan  jalur  Sesar  Opak berdasarkan  data  Geomagnetik. Lokasi  Penelitian  berada  pada  jalur  sesar  Opak  di  sekitar Kecamatan  Pundong,  Yogyakarta.  Metode  yang  digunakan  adalah  metode  magnetik  yang didasarkan  pada  sifat  suseptibilitas  (kerentanan)  magnetik  batuan.  Pengambilan  data menggunakan  alat  Proton  Precision  Magnetometer  (PPM)  tipe  G-856AX  dengan  metode looping. Analisis metode magnetik dilakukan dengan koreksi variasi harian dan koreksi IGRF, reduksi  anomali  ke  kutub,  anomali  kontinuasi  ke  atas  dan  pemodelan  struktur  bawah permukaan. Setelah dilakukan analisis anomali medan magnet diketahui bahwa anomali medan magnet pada jalur sesar Opak mempunyai sepasang klosur, yaitu klosur negatif dengan nilai - 50nT pada bagian timur, dan klosur positif dengan nilai 1100 nT di bagian barat. Berdasarkan hasil  interpretasi dari pemodelan 2,5D pada dua sayatan  menggunakan software Mag2DC for windows didapatkan bahwa struktur bawah permukaan jalur sesar Opak hasil penelitian terdiri dari formasi Alluvial Muda, Formasi Nglanggran, Formasi Semilir, Formasi Kebo Butak, dan formasi  Wungkal  Gamping  dengan  ketebalan bervariasi.  Letak  jalur  Sesar  Opak  pada  daerah penelitian hampir sama dengan letak Sesar Opak pada peta geologi Yogyakarta. Sesar Opak di sekitar  Kecamatan  Pundong  merupakan  sesar  normal  berarah  N  35º  E  dengan  bagian  barat relatif bergerak turun sedangkan bagian timur relatif tetap.
Kata kunci : anomali medan magnet, metode magnetik, sesar Opak, struktur bawah permukaan, Yogyakarta

## PENDAHULUAN
Pada tanggal 27 Mei 2006 daerah Yogyakarta dan sekitarnya diguncang gempa sebesar 5,9 skala  Richter  yang    menelan  banyak  korban  jiwa.  Berdasarkan  hasil  kajian  deformasi koseismik yang dilakukan oleh tim peneliti dari Teknik Geodesi ITB dari hasil survei GPS menyimpulkan bahwa sesar penyebab gempa bumi 27 Mei 2006 adalah sesar jenis sinistral dengan panjang 18 km lebar 10 km strike 48° dan dip 89° dan berada di sebelah timur 3-4 km dari lokasi Sesar Opak di kawasan  Gunung Kidul yang biasa digambarkan sepanjang Sungai  Opak [1] . Hasil  survei  GPS  juga  memperlihatkan  bahwa  komponen  horizontal deformasi  pascaseismik  gempa  Yogyakarta  berkisar  antara  0,3  cm  dan  9,1  cm  dalam periode Juni 2006 sampai Juni 2008.
Apabila  pada  deformasi  koseismik  mempunyai  pergerakan  sinistral,  maka  deformasi pascaseismik  menunjukkan  pergerakan  dekstral  dari  daerah  sebelah  timur  Sesar  Opak (kawasan  Gunung  Kidul)  terhadap  kawasan  sebelah  baratnya  yang  relatif  lebih  stabil [2] . Sedangkan  dari  pemetaan  Sesar  Opak  dengan  metode  gravitasi  yang  dilakukan  oleh  tim peneliti  UNDIP  menyimpulkan  bahwa  di  daerah  Parangtritis  dan  sekitarnya  terdapat  dua buah sesar, salah satunya adalah Sesar Opak dengan arah N30° E/60° dan merupakan jenis sesar  normal  atau  sesar  turun  di  mana  blok  barat  relatif  bergerak  turun  sedangkan  blok timur relatif tetap [3] .
Hasil  interpretasi  kualitatif  dan  kuantitatif  dari  pemodelan  zona  Sesar  Opak  di  daerah Pleret,  Bantul,  Yogyakarta  dengan  metode  gravitasi  didapatkan  adanya  dugaan  sesar normal  dengan  struktur  lapisan  terdiri  dari  tiga  lapisan  yaitu  batuan  gamping,  batuan breksi dan batuan penutup permukaan yang meliputi endapan alluvial dan endapan sungai Opak [4] dan  berdasarkan  hasil  interpretasi  kualititatif  pada  peta  kontur  anomali  Bouguer menunjukkan  adanya  kelurusan  yang  berarah  timur  laut-barat  daya.  Indikasi  Sesar  Opak adalah  sesar  turun,  dengan  blok    timur  tetap  dan  blok  barat  relatif  turun.  Interpretasi kuantitatif  struktur  bawah  permukaan  diperoleh  densitas  batuan  formasi  Sesar  Opak sebesar 2,6 g/cm 3 hingga 2,7 g/cm 3 yang merupakan batuan breksi lapili dan batuan breksi andesit  tua. Alluvium  sebagai  formasi  penutup  dengan  densitas  1,85  g/cm 3 .  Kedalaman rata-rata  Sesar  Opak  berkisar  antara  55  hingga  82  m,  sedangkan  pergeserannya  berkisar antara  5  hingga  10  m [5] .  Karena  akibat  dari  kegempaan  di  daerah  Sesar  Opak  tergolong cukup besar, makaperludiketahui jalur dan karakteristik Sesar Opak untuk meminimalisir dampak dari sesar tersebut.
Dalam  penelitian  ini,  penulis menggunakan  metode  magnetik,  yaitu  metode  yang digunakan  untuk  mengetahui  kondisi  bawah  permukaan  bumi  berdasarkan  sifat suseptibilitas  (kerentanan)  magnetik  batuan.  Metode  ini  dipilih  karena  masih  sedikit penelitian tentang Sesar Opak yang menggunakan metode magnetik, sehingga diharapkan dapat memperjelas karakteristik dan jalur Sesar Opak.

## METODE
Pengambilan data dilaksanakan selama 3 hari yaitu Rabu, 27 November 2013, Kamis, 28 November  2013,  dan  Selasa,  3  Desember  2013.  Penelitian  ini  dilakukan  di  Kecamatan Pundong, Kabupaten Bantul, Yogyakarta pada koordinat 7°57'24.8" LS sampai 7°59'36,5" LS  dan  110°19'01,3"  BT  sampai  110°21'03,0"  BT.  Penelitian  dilakukan  di  daerah  ini karena  diduga  merupakan  daerah  yang  menjadi  jalur  Sesar  Opak    sesuai  dengan  peta geologi Yogyakarta (Gambar 1).
Gambar 1. (color online) Letak Daerah Penelitian dalam Peta Geologi Yogyakarta [6]
Pada  penelitian  ini,  pengukuran  titik  data  berjarak  100-200m  sehingga  diperoleh  91  titik data.  Alatyang  dipergunakan  meliputi:  satu  buah Proton  Precession  magnetometer (PPM)model  G-856  Geometrics untuk  merekamwaktu  dan  medan  magnet  total  (dalam satuan nT), satu buah Global Positioning System(GPS) untuk menentukan posisi penelitian dan  sebuah  kompas  geologi  untuk  menentukan  arah  geografi  lokasi  pengukuran.Proton Precession  magnetometer  (PPM) yang  digunakan  hanya  satu  maka  pengambilan  data dilakukan dengan cara Looping, artinya pengukuran dimulai dari base dan diakhiri di base lagi, di mana satu alat PPM menjadi base sekaligus rover.
Data  hasil  pengukuran  di  lapangan  yang  berupa  data  mentah  merupakan  data  medan magnet total yang masih dipengaruhi oleh medan utama magnet bumi (IGRF) dan medan magnet  luar.  Anomali  medan  magnet  didapatkan  dengan  menghilangkan  pengaruh- pengaruh  tersebut  terlebih  dahulu,  yaitu  dengan  melakukan  koreksi  harian  dan  koreksi nilai  intensitas  medan  magnet  utama  bumi  atau International  Geomagnetic  Reference Field (IGRF). Medan anomali magnet total dihitung dengan persamaan:
(1)
Dengan adalah  nilai  medan  magnet  terukur, adalah  variasi  harian  medan  magnet terukur,  dan adalah  medan  magnet  utama  bumi  (IGRF)  yang  dihitung  menggunakan software Geomag.70. Setelah  melakukan  perhitungan  selanjutnya  dibuat  kontur  medan magnet total menggunakan software Surfer 11.

## Reduksi ke Kutub
Reduksi  ke  kutub  dilakukan  dengan  mengubah  arah  medan  magnet  yang  awalnya dipole menjadi monopole,  untuk  memperjelas  anomali  medan  magnet. Hal  tersebut  dilakukan dengan  cara  membuat  sudut  inklinasi  benda  menjadi  90º  dan  deklinasinya  0º. Dengan demikian  anomali  monopol  yang  dihasilkan  berasal  dari  sumber  yang  sama.  Reduksi  ke kutub ini dilakukan dengan menggunakan software Magpick.

## Kontinuasi ke Atas
Kontinuasi  ke  atas  dilakukan  dengan  mengolah  data  medan  magnet  total  menggunakan software  Magpick.  Hal  ini  bertujuan  untuk  menghilangkan  pengaruh  lokal  yang  berasal dari sumber-sumber di permukaan, dan memperjelas pengaruh anomali regional. Semakin tinggi  kontinuasi  data,  informasi  lokal  semakin  hilang,  dan  informasi  regional  semakin jelas.  Kontinuasi  ke  atas  dilakukan  setelah  data  anomali  medan  magnetik  total  diketahui dan telah dikontur menggunakan software Surfer.

## Interpretasi
Interpretasi  digunakan  untuk  menentukan  posisi struktur  geologi  bawah  permukaan  yang ada  pada  daerah  penelitian.  Interpretasi  dilakukan  setelah  data  medan  magnetik  total dikoreksi dengan efek regional dan kontur medan magnetik total telah direduksi ke kutub. Interpretasi  kualitatif  bertujuan  untuk  mengetahui  posisi  benda  penyebab  anomali berdasarkan  hasil  analisis  pada  anomali  magnetik  yang  terdapat  pada  peta  anomali regional  dan  peta  anomali  lokal.    Interpretasi  kuantitatif  dilakukan  dengan  pembuatan model dari peta anomali regional yang telah dibuat menggunakan software Surfer.
Peta  anomali  tersebut  dibuat  sayatan  yang  melewati  anomali  yang  diduga  sebagai  lokasi jalur sesar Opak. Pemilihan posisi sayatan berdasarkan hasil interpretasi kualitatif. Sayatan kemudian  dimodelkan  dengan  menggunakan softwareMag2DC  for  windows.  Pemodelan dilakukan  dengan  mempertimbangkan  faktor  geologi  sebagai  indikator  kecocokan  antara hasil observasi lapangan dengan data.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  2  menunjukkan  adanya  klosur  positif  dan  klosur  negatif  terlihat  cukup  banyak. Pasangan  klosur positif  dan  klosur  negatif  ini  menunjukkan  bahwa  anomali  magnetik berupa dipole (dwi kutub).
Nilai  klosur  positif  dan  klosur  negatif  di  daerah  penelitian  adalah  1100  nT  dan -50  nT. Sudut  inklinasi  medan  magnetik  pada  daerah  penelitian  adalah -33,567 ᵒ  dan  sudut deklinasi sebesar 1,117 ᵒ. Sumber anomali yang dalam akan menghasilkan kontur dengan frekuensi lebih rendah yang akan terlihat sebagai klosur besar, sedangkan sumber anomali yang terletak lebih dangkal akan menghasilkan klosur yang relatif kecil. Dari peta anomali medan  magnet  tersebut  telah  terlihat  anomali-anomali  yang  menunjukkan  perbedaan dengan  lingkungan  sekitarnya.  Skala  warna  yang  berada  di  sebelah  kanan  peta  anomali medan  magnet  menunjukkan  tingkat  besarnya  anomali  medan  magnet,  warna  semakin merah  pada  peta  anomali  medan  magnet  menunjukkan  nilai  intensitas  magnetik  yang semakin tinggi dan warna yang semakin biru menunjukkan nilai intensitas magnetik yang semakin rendah.
Gambar 2. (color online) Kontur Medan Magnet Total

## Hasil Reduksi ke Kutub
Data anomali medan magnetik hasil koreksi variasi harian dan IGRF kemudian direduksi ke kutub dengan tujuan agar dapat melokalisasi daerah-daerah dengan anomali maksimal yang  tepat  berada  di  atas  tubuh  benda  penyebab  anomali.  Reduksi  ke  kutub  dilakukan dengan cara membuat sudut inklinasi benda menjadi 90º dan deklinasinya 0º.
Gambar 3. (color online) Kontur Anomali Medan Magnet Total Hasil Reduksi Ke Kutub
Hal  tersebut  dilakukan  untuk  membuat  anomali  medan  magnet  total  yang  sebelumnya dipole menjadi monopole.  Interpretasi  kualitatif  dapat  langsung  dilakukan  pada  kontur anomali medan magnetik hasil reduksi ke kutub ini.Kontur anomali medan magnetik yang telah direduksi ke kutub dapat dilihat dalam Gambar 3.

## Hasil Kontinuasi ke Atas
Kontinuasi ke atas bertujuan untuk proses low pass filtering, yaitu untuk memperoleh peta anomali regional. Proses kontinuasi ke atas adalah proses transformasi anomali dari suatu level  ke  level  yang  lebih  tinggi.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  kontinuasi  ke  atas  secara sistematis dari ketinggian 100 m, 500 m, 1000 m, 1500 m, 2000 m, dan 2500 m, tujuannya adalah  untuk  mendefinisikan  anomali  regional  daerah  penelitian  yang  dapat  dilihat  dari pola  anomali  pada  ketinggian  tertentu  yang  tidak  mengalami  perubahan  lagi  ketika dinaikkan  ke  level  yang  lebih  atas  lagi. Pengangkatan  ke  atas  pada  ketinggian  2500  m ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. (color online) Kontur Anomali Kontinuasi Ke Atas 2500 m

## Interpretasi
Dalam  penelitian  ini  diambil  dua  sayatan  yaitu  sayatan  A- A’  dan  sayatan  B - B’  yang ditunjukkan pada Gambar 5. Dari hasil sayatan A- A’ dan sayatan B - B’ dibuat pemodelan struktur bawah permukaan dengan kedalaman 2500m yang di harapkan dapat memperoleh kenampakan sesar Opak.
Gambar 5. (color online) Letak sayatan pada kontur anomali medan magnet ketinggian 2500m
Dari hasil pemodelan menggunakan software Mag2DC yang ditunjukkan pada Gambar 6- 7terlihat  adanya  patahan  struktur  lapisan  batuan,  sehingga  ketika  dibuat  model  sayatan struktur  bawah  permukaan  seperti  pada  Gambar  8  dapat  disimpulkan  bahwa  terdapat sebuah  sesar  yang  terletak  dibagian  barat  sungai  Opak.  Hal  tersebut  sesuai  dengan  peta jalur sesar Opak yang terdapat dalam peta geologi Yogyakarta.
Berdasarkan  Gambar 8,  struktur  bawah  permukaan  pada  sayatan  A- A’  dan  sayatan  B - B’ menunjukkan  formasi  batuan  penyusun  yang  didominasi  oleh  batuan  sedimen,  yaitu batuan  serpih  dengan  nilai  suseptibilitas  sekitar  0,6  (dalam  SI),  batupasir  dengan  nilai suseptibilitas  sekitar  0,4 (dalam  SI),  batu  kapur  dengan  nilai  suseptibilitas  sekitar  0.3 (dalam SI), dan dolomit dengan nilai suseptibilitas sekitar 0,1 (dalam SI).
Gambar 6. (color online) Pemodelan struktur bawah permukaan pada sayatan A- A’dengan Mag2DC for windows
Gambar 7. (color online) Pemodelan struktur bawah permukaan pada sayatan B- B’dengan Mag2DC for windows
Gambar 8. (color online) Gambar Interpretasi Bawah Permukaan Daerah Penelitian pada sayatan A- A’ dan B - B’
Formasi dan ketebalan struktur bawah permukaan hasil interpretasi pada sayatan A- A’ dan B- B’ dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Formasi dan ketebalan struktur bawah permukaan hasil interpretasi pada sayatan A- A’ dan B - B’ Formasi Ketebalan Batuan Penyusun Sayatan A-A' Sayatan B-B' Alluvial Muda 20m – 500m 20m – 625m batupasir dan dolomit Nglanggran 50m – 480m 20m – 550m andesit dan breksi Semilir 250m – 625m 250m – 625m serpih, tuf dan batupasir Kebo Butak 500m – 1200m 625m – 1250m batu pasir, batu lempung, dan andesit Wungkal Gamping 580m – 1225m 400m – 1000m batugamping dan batupasir
Dari  hasil  interpretasi  bawah  permukaan  juga  dapat  disimpulkan  bahwa  sesar  Opak merupakan jenis sesar normal atau sesar turun di mana bagian barat mengalami penurunan sedangkan bagian timur cenderung tetap. Hasil tersebut sesuai dengan hasil penelitian dari Irham,dkk  (2010).  Dari  pergeseran  letak  sesar  Opak  antara  pemodelan  A- A’  dengan pemodelan B- B’ menunjukkan bahwa sesar berarah N 35 ᵒ E.

## KESIMPULAN
1. Pola anomali medan magnet jalur sesar Opak di sekitar Kecamatan Pundong memiliki pasangan klosur negatif dengan nilai -50nT di bagian timur dan klosur positif dengan nilai 1100nT di bagian barat, berbedaan nilai anomali ini menunjukan bahwa daerah tersebut terdapat sesar.
2. Penyusun  batuan  struktur  bawah  permukaan  di  sekitar  Kecamatan  Pundong  terdiri dari  formasi  Alluvial  Muda,  formasi  Nglanggran,  formasi  Semilir,  formasi  Kebo Butak,  dan  formasi  Wungkal  Gamping. Sesar  Opak  merupakan  sesar  normal  atau sesar  turun  dengan  bagian  barat  mengalami  penurunan  sedangkan  bagian  timur cenderung tetap dengan arah N 35º E dan berada di sebelah barat sungai Opak.

## DAFTAR PUSTAKA
1 Abidin  Z.H,  Andreas  H,  Meliano,  I,  Gamal  M, Usuma  MA, Imata  F,  dan  Ando,  M. 2007. Deformasi  Seismik  Gempa  Yogyakarta  dari  Survei  GPS. Jurnal  Geofisika Indonesia. Edisi 2007,No 1.
2 Abidin  Z.H,  Andreas  .H,  Meliano  I,  Gamal  I,  Gumelar  I,  dan  Abdullah. 2009. Deformasi  Koseismik  dan  Pascaseismik  Gempa  Yogyakarta  2006  dari  Hasil  Survei GPS.urnal Geologi Indonesia, Vol.4 No 4.
3 Nurwidyanto,  M. Irham.,  Brotopuspito,.S.,  Waluyo.,  dan  Sismanto. 2011. Study Pendahuluan  Sesar  Opak  dengan  Metode  Gravitasi  (Study  Kasus  Daerah  Sekitar Kecamatan Pleret Bantul).Berkala Fisika Vol 14, No 1.
4 Nurwidyanto,  M. Irham.,  Indriana,  R.D.,  dan  Darwis,  Z.T,.  2007. Pemodelan  Zona Sesar  Opak  di  Daerah  Pleret  Bantul  Yogyakarta  dengan  Metode  Gravitasi. Berkala Fisika Vol 10. No.1.
5 Egie  Wijaksono. 2008. Pemodelan  Tiga  Dimensi  (3D)  Zona  Sesar  Opak  Bantul Yogyakarta Berdasarkan Data Anomali Bouguer Lengkap. Skripsi. Yogyakarta:UGM
6 Wartono Rahardjo, Sukandarrumidi, dan H.M.D. Rosidi. 1977. Peta Geologi Lembar Yogyakarta. Bandung: Direktorat Geologi.