Jambura Geoscience Review (2021) Vol. 3 (1): 40-45 DOI: 10.34312/jgeosrev.v3i1.8121

## Jambura Geoscience Review
P-ISSN: 2623-0682, E-ISSN: 2656-0380
Journal homepage: http://ejurnal.ung.ac.id/index.php/jgeosrev

## EXTENTIONAL FAULT PADA DAERAH COMPRESSIVE TECTONIC ZONE SEBAGAI BATAS CEKUNGAN DI JAWA TENGAH SELATAN
Asmoro Widagdo a , Aang Panji Permana b
a Geology Department, Engineering faculty, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto-Indonesia
b Geology Department, Faculty of Mathematics and Natural Science, Universitas Negeri Gorontalo, Gorontalo-Indonesia

## ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Article history: Received: 19 November 2020 Accepted: 19 January 2021 Published: 27 January 2021 The extensional structure as a normal fault could be found in many places at the southern  part  of  Java  compressive  tectonic  regime.  The  research  area  is  in the eastern part of the South Serayu Mountains. This  normal fault structure is the boundary of the South Serayu Mountains at the eastern part with Kulon Progo Tertiary  volcanic  Mountains.  In  the  field,  these  normal  fault  lineament  zones create the Bogowonto river as a boundary of two different geological styles. The influence  of  this  structure  on  the  geological  dynamic  of  the  South  Serayu Mountains and the Kulon Progo Mountains is important to be explained. The study was conducted by measuring and analyzing fault data and  lithology that developed in the area around the two basins boundary. The distribution of the Kulon  Progo  volcanic  rocks  indicates  the  presence  of  the  extensional  fault structure.  The  volcanic  facies  distribution  of  the  volcano  is  cut  and  becomes narrow  in  the  west,  while  the  northward  is  very  wide.  Normal  fault  striations analysis  on  the  fault  plane  along  the  fault  line  shows  the  least  stress  trending west-northwest that has worked to create North-South normal faults. The fault- controlled by stress with the vertical main compression area. They have worked to  create  North  Northeast-South  Southwest  (NNE-SSW)  normal  faults  with westward dipping.
Copyright © 2021 The Authors
This open access article is distributed under a Creative Commons Attribution (CC-BY) 4.0 International license
Keywords: Compressional Stress; Extensional; Mountain; Normal Fault
Corresponding author: Asmoro Widagdo Teknik Geologi, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto, Indonesia Email: asmoro.widagdo@unsoed.ac.id

## 1. Pendahuluan
Tatanan  tektonik  baru  terjadi  di  Samudera Hindia pada  Oligosen  Akhir  hingga busur  gunung api baru terbentuk di selatan Jawa (Bachri, 2014). Pada waktu konfigurasi tektonik baru terjadi, terbentuk empat sesar utama, yakni Sesar Citanduy, Sesar Kroya, Southern Hinge Line dan Sesar Purworejo di sisi timur pegunungan Serayu (Sujanto & Sumantri, 1977). Sesar Purworejo ini kemudian disebut sebagai Sesar  Normal  Bogowonto,  merujuk  pada  jalur  kelurusan  sesar  yang  kemudian  membentuk  Sungai Bogowonto. Sesar yang menjadi batas sisi timur Pegunungan Serayu selatan yang bersifat kompresif ini belum  dikaji  lebih  lanjut  hingga  kini.  Lokasi  daerah  penelitian  di  dalam  konstelasi  Pulau  Jawa ditunjukkan pada Gambar 1.
Sesar Normal Bogowonto terletak diantara Pegunungan Serayu bagian selatan di wilayah Purworejo dan  Pegunungan  Kulon  Progo.  Kabupaten  Purworejo  dan  Pegunungan  Kulon  Progo  merupakan bagian dari wilayah Provinsi Jawa Tengah yang terletak di bagian selatan Pulau Jawa. Sesar normal ini merupakan bagian dari rangkaian Pegunungan Serayu Selatan di bagian ujung timur (Van Bemmelen 1970). Diantara Pegunungan Lipatan Serayu bagian selatan dan Tinggian Vulkanik Purba Kulon Progo dibatasi oleh Sungai Bogowonto. Pada jalur inilah sesar normal Bogowonto berada (Gambar 2).
Sesar Bogowonto dipengaruhi oleh gaya stress atau arah tegasan yang berhubungan dengan interaksi tektonik  di  selatan  Jawa.  Di  selatan  Pulau  Jawa  terdapat  zona  penunjaman  Lempeng  Samudera Hindia-Australia di bawah Lempeng Benua Eurasia, yang memberikan efek kompresif terhadap bagian selatan  Jawa.  Dibagian  barat  Sesar  Bogowonto  berkembang  deformasi ductile yang  membentuk
pegunungan  antiklin  dan  sinklin  Serayu  Selatan,  sedangkan  disebelah  timurnya  terdapat  deformasi brittle yang membentuk pegunungan vulkanik Kulon Progo (Asikin et al., 1992). Sesar kompresif Kulon Progo dengan pergerakan mendatar mengiri hadir di pegunungan vulkanik Kulon Progo (Widagdo et al., 2016, 2017, 2018, 2019).
Sesar normal Bogowonto menjadi penting sebagai batas deformasi ductile /plastis yang membentuk lipatan  sinklin-antiklin  (Sujanto  &  Sumantri,  1977;  Van  Bemmelen,  1970)  di  sebelah  barat  dan deformasi britle /rapuh  membentuk  patahan  mendatar  di  sebelah  timur  (Widagdo  et  al.,  2017,  2018, 2019). Semua penelitian di atas belum membahas secara mendalam mengenai jenis dan karakter Sesar Normal Bogowonto. Penelitian ini memberikan penjelasan mengenai jenis dan karakter Sesar normal Bogowonto.

## 2. Tinjauan Geologi Regional
Stratigrafi sebelah timur daerah kajian termasuk dalam Mandala Gunung Api Purba yang disusun terutama  oleh  batuan  vulkanik  Formasi  Andesit  Tua  serta  Formasi  Sentolo/Jonggrangan  (Van Bemmelen, 1970). Batuan Formasi Nanggulan dan Formasi Andesit Tua tersebut diintrusi oleh batuan intrusi dangkal berupa mikrodiorit, andesit dan dasit (Rahardjo et al., 2012). Batuan intrusi di daerah Kulon  Progo  terjadi  dalam  dua periode,  yaitu  intrusi yang  terjadi  pada  Kala Oligosen  Akhir-Miosen Awal dan Miosen Akhir. Kelompok gunungapi ini ditutupi secara tidak selaras oleh endapan karbonat laut dangkal Formasi Jonggrangan dan Formasi Sentolo (Harjanto, 2011).
Sebelah  barat  daerah  kajian,  berkembang  tatanan  stratigrafi  yang  masuk  dalam  tatanan  stratigrafi Pegunungan  Serayu  Selatan  (Asikin  et  al.,  1992).  Litologi  yang  dijumpai  merupakan  bagian  dari Formasi  Halang  dan  Formasi  Peniron.  Batuan  Formasi  Halang  merupakan  batuan  vulkaniklastik berlapis  baik  yang  berumur  Miosen  Akhir-Pliosen.  Formasi  Peniron  merupakan  batuan  terutama tersusun atas breksi gunung api yang berumur Pliosen.
Dalam peta goelogi regional, di sebelah barat daerah kajian terdapat sesar N-S dengan pergerakan mendatar  mengiri  di  utara daerah  Kutoarjo  (Asikin,  1992).  Sesar  mendatar  ini  memotong sesar  naik berarah  E-W  pada  Formasi  Halang  dan  Formasi  Peniron  (Gambar  2).  Formasi  Peniron  merupakan kelompok  formasi  batuan  yang  berumur  Pliosen.  Berdasarkan  umur  batuan  termuda  yang dipotongnya, gaya pembentuk sesar ini aktif pada pasca Pliosen. Off-set gerak mengiri pada sesar ini di mungkinkan terjadi oleh intervensi gaya dari sesar sinistal Kulon Progo yang mengalami reorientasi ke arah NW.
Lipatan  antiklin  dan  sinklin  terpotong  oleh  patahan  N-S  dengan off-set mengiri  diantara  daerah Kutoarjo  (Purworejo)  dan  daeran  Karangsambung  (Asikin  et  al.,  1992).  Terdapat  kelurusan  jalur vulkanik  berumur  Miosen  dengan  arah  E-W  di  selatan  Jawa  Tengah  (Purwasatriya  et  al.,  2019a). Terdapat  sesar  naik  yang  diinterpretasikan  sebagai  bagian  kehadiran positive  flower  structure yang menyingkap  batuan  pra-Tersier  di  Karangsambung,  sebelah  barat  daerah  kajian  (Purwasatriya  et  al., 2019b).
Gambar 1. Peta lokasi penelitian
Rekonstruksi jalur subduksi di Jawa pada umur Kapur Awal, dimana di sebelah barat daerah kajian yakni di Karangsambung dijumpai zona tumbukan antara mikro-kontinen Jawa Timur dengan Pulau Jawa  (Satyana, 2014).  Sesar  Normal  Bogowonto  termasuk  sesar  bawah  permukaan  yang tidak  dapat diidentifikasi dari peta geologi karena adanya penutup berupa batuan sedimen berupa endapan alluvial dan  endapan pantai (Subagio, 2008).

## 3. Metode
Metode penelitian melalui pengamatan citra/peta geologi regional, pengamatan lapangan terhadap batuan,  pengukuran  unsur-unsur  struktur  sesar,  analisis  data  struktur  dan  pembuatan  penampang geologi.  Dari  pengamatan  dan  analisis  citra,  digambarkan  jalur  kelurusan  yang  mempermudah pekerjaan pengambilan data sesar di lapangan dan penggambaran kemenerusan sesar. Pengukuran data lapangan yang digunakan dalam penelitian ini berupa striasi pada bidang sesar yang dijumpai  dalam singkapan-singkapan batuan pada jalur sesar dan data kekar gerus serta breksi-sesar.
Data  sesar  dilakukan  pengukuran  dan  perekaman  data  langsung  di  lapangan  dengan  pengukuran gores-garis meliputi  strike,  dip,  sudut  pitch  dan  arah  pergerakan  sesar.  Pengukuran  kemudian digambarkan  pada  stereonet lower  hemisphere yang  meliputi  strike  dan  dip  bidang  sesar.  Kemudian dibuat bidang bantu dengan terlebih dahulu membuat titik 90 derajat dari bidang sesar melewati pusat lingkaran  dan  titik  90  derajat  dari titik  pitch  sepanjang  gambar  lengkungan bidang  sesar  ( great  circle ). Dua titik ini kemudian dihubungkan dengan bantuan Schmidt net . Area kompresional merupakan area arah  panah pitch atau  pergerakan  blok  batuan  (warna  hijau)  sementara  daerah  kompresional merupakan area belakang gambar pitch. Terdapat 4 buah lokasi pengukuran bidang sesar dengan gores- garis.
Gambar  2. Stratigrafi  regional  daerah  penelitian  menurut  peta  geologi  regional  lembar  Yogyakarta menurut Rahardjo et al., (2012) dan peta geologi lembar Kebumen (Asikin et al.,1992)

## 4. Hasil dan Pembahasan
Kehadiran  sesar  normal  dijumpai  di  lapangan  berupa  bidang  sesar  dengan  gores-garis  dan  kekar gerus  di  Kecamatan  Purworejo,  Kabupaten  Purworejo.  Sebuah  bidang  sesar  dengan  kedudukan strike/dip  :  N190 o /78 o dijumpai  dengan  sudut pitch 86 o membuka  ke arah barat  laut  (NW)  (Gambar 3.b). Data sesar ini dijumpai pada batugamping di daerah Desa Brenggong. Sesar dengan kedudukan strike/dip : N193 o /64 o dengan sudut pitch 82 o membuka ke arah selatan dijumpai di Desa Sidomulyo. Gores  garis  Sesar  ini  terbentuk  pada  batuan  lava  andesit  sisi  barat  Gunung  Gajah  Barat.  Di  daerah Plipir  dijumpai  bidang  sesar  dengan  kedudukan  strike/dip  :  N190 o /62 o dan  N200 o /77 o .  Sudut pitch yang dijumpai membentuk sudut masing-masing 75 o dan 60 o keduanya membuka ke arah utara. Analisis terhadap data gores garis pada bidang sesar yang berkaitan dengan kehadiran sesar berarah relatif  Utara  Timurlaut-Selatan  Baratdaya  (NNE-SSW)  digambarkan  pada  Gambar  4.  Analisis  data sesar  ini  menunjukkan  adanya minimum  horisontal  stress  direction berarah  barat  hingga  baratlaut  yang telah  bekerja  membentuk  sesar-sesar  normal  berarah  utara  timurlaut-selatan  baratdaya  (NNE-SSW). Stress kompresi utama (T1) vertikal dengan gaya utama terlemah (T3) horisontal ke arah barat hingga baratlaut yang telah bekerja membentuk sesar-sesar normal dengan kemiringan (dipping) ke arah barat. Analisis kekar gerus menunjukkan gaya terkuat (T1) relatif vertikal dan gaya utama terlemah (T3) berarah  horisontal,  menunjukkan    tektonik  bersifat  regangan.  Dengan  demikian  Sesar  Bogowonto disimpulkan  sebagai  sesar  normal  (Gambar  5).  Gambar  ini  memperlihatkan  Formasi  Jonggrangan terpotong sehingga di bagian timur ia berada pada daerah tinggian dan di sebelah barat ia berada pada daerah  rendahan secara geomorfologi.
Sesar  Bogowonto  berada di  sebelah barat  Gunung Gajah dan Gunung Ijo.  Kedua tubuh  volkanik Tersier  ini  merupakan  bagian  dari  Formasi  Kebo-Butak  dalam  tatanan  stratigrafi  regional.  Patahan Bogowonto  memiliki  arah  relatif  Utara  Timurlaut-Selatan  Baratdaya  dan  menjadi  pembatas  antara Pegunugan Serayu Selatan di sebelah barat dan Pegunungan Kulon Progo di sebelah timurnya. Jalur sesar Bogowonto ini tertutup oleh endapan aluvial di sebelah selatan dan endapan gunung api Sumbing Tua di sebelah utara (Gambar 2), sedang di bagian tengah memotong batuan Formasi Kebo-Butak dan formasi Jonggrangan (Gambar 4 dan 5).
Kajian  sistem  sesar  dan  lipatan  di  Jawa  Barat,  dengan  mengacu  kepada  sistem  tegasan  di  Pulau Jawa,  maka  struktur  lipatan  Serayu  Selatan  di  sebelah  barat  daerah  penelitian  terbentuk  oleh  sistem tegasan kompresi dengan arah tegasan utamanya utara-selatan (Haryanto, 2015). Terkait dengan aspek stratigrafinya, seluruh struktur geologi tersebut terbentuk pada periode tektonik Akhir Tersier. Kajian lainnya juga melaporkan struktur berarah utara-selatan yang memotong batuan-batuan gunung api di Jawa Barat yang berumur Tersier Akhir (Sunardi, 2014).
Struktur  geologi  pada  batuan  Paleogen  hingga  Neogen  di  Pulau  Jawa  dihasilkan  oleh  arah  jalur subduksi  yang  relatif  sama,  yaitu  relatif  berarah  barat-timur  (Haryanto,  2006).  Posisi  tumbukan  ini menghasilkan  sistem  tegasan  (gaya)  berarah  N-S  (utara-selatan).  Akibat  dari  sistem  stress  ini,  batuan sedimen Tersier di Jawa mengalami proses perlipatan dengan sumbu lipatannya berarah E-W (barat- timur/arah lipatan Serayu Selatan) atau dikelompokkan sebagai Pola Struktus Jawa.
Gambar  3. Foto  lapangan  sesar  normal  Bogowonto  di  Desa  Plipir  Kecamatan  Purworejo.  a)  Jalur Sesar Purworejo, b) gores-garis sesar normal dengan sudut pich menghadap ke baratlaut.
Berdasarkan  data  seismotektonik  dan  kegempaan,  disimpulkan  Sesar  Bogowonto  sebagai  sesar normal (Soehaimi, 2008). Penulis ini menjelaskan keberadaan sesar-sesar normal berhubungan dengan aktivitas  tektonik  tunjaman  Jawa  yang  merupakan  bagian  dari  satuan  seismotektonik  busur  tektonik sangat aktif.

## 5. Kesimpulan
Patahan  Normal  Bogowonto  dihasilkan  oleh  stress  tarikan  ( least  stress /T3)  berarah  barat-timur hingga  baratlaut-tenggara  yang  telah  bekerja  menciptakan  sesar  normal  utara-selatan (N-S) dengan kemiringan  ( dipping )  ke arah  barat . Sesar  ini  menjadi  batas  cekungan  sedimentasi dominan  klastik  di sebelah barat dan dominan vulkanik di sebelah timur dan batas deformasi ductile di sebelah barat dan deformasi britle di sebelah timur.
Gambar 4. Analisis sesar dan kekar pada jalur sesar normal ekstensional Bogowonto
Gambar 5. Penampang geologi dari garis penampang A-B pada Gambar 4

## 6. Ucapan Terima Kasih
Terimakasih kami sampaikan kepada rekan-rekan di Jurusan Teknik Geologi Universitas Jenderal Soedirman yang telah banyak membantu dalam penelitian dan penulisan publikasi ini.

## 7. Referensi
Asikin, S., Handoyo, A., Busono, H. dan Gafoer, S., (1992). Peta Geologi Lembar Kebumen, Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung, Skala 1:100.000.
Bachri,  S.,  (2014).  Pengaruh  Tektonik  Regional  Terhadap  Pola  Struktur  dan  Tektonik  Pulau  Jawa. JGSM Vol. 15 No. 4, hal 215-221.
Harjanto,  A.,  (2011).  Vulkanostratigrafi  di  Daerah  Kulon  Progo  dan  Sekitarnya,  Daerah  Istimewa Yogyakarta. Jurnal Ilmiah MTG, Vol. 4 No. 2, Yogyakarta.
Haryanto,  I.,  (2006).  Struktur  Geologi  Paleogen  dan  Neogen  di  Jawa  Barat.  Bulletin  of  Scientific Contribution. Vol. 4, No., 1, 88-95
Haryanto,  I.,  (2015).  Struktur  Sesar  di  Pulau  Jawa  Bagian  Barat  Berdasarkan  Hasil  Interpretasi Geologi. Bulletin of Scientific Contribution, Volume 11, Nomor 1, 1-10.
Purwasatriya,  E.  B.,  Surjono,  S.S.  dan    Amijaya,  D.  H.  (2019a).  Sejarah  Geologi  Pembentukan Cekungan  Banyumas  Serta  Implikasinya  Terhadap  Sistem  Minyak  dan  Gas  Bumi.  Jurnal Dinamika Rekayasa, Vol. 15 No. 1 Hal. 25-34.
Purwasatriya, E.B., Amijaya, H. and Widagdo, A., (2019b). Karangsambung : Sebuah  Positive Flower Structure? Studi Pendahuluan Tersingkapnya Batuan Tertua di Jawa. Seminar LIPI-Kebumen.
Rahardjo,  W.,  Sukandarrumidi,  Rosidi,  HMD.,  (2012).  Peta  Geologi  Lembar  Yogyakarta.  Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Satyana, A.H., (2014). New Consideration on The Cretaceous Subduction Zone of Ciletuh-Luk Ulo- Bayat-Meratus : Implications for Southeast Sundaland Petroleum Geology. Proceeding IPA, 38th annual convention and exhibition, Jakarta.
Soehaimi,  A.,  (2008).  Seismotektonik  dan  Potensi  Kegempaan  Wilayah  Jawa.  Jurnal  Geologi Indonesia, Vol. 3 No. 4, 227-240.
Subagio,  (2008).  Struktur  Geologi  Bawah  Permukaan  Daerah  Kebumen  Berdasarkan  Analisa  Pola Anomali Gaya Berat dan Geomagnet. Jurnal Geo-Sciences JSDG, Vol 18. No. 6.
Sujanto, F.X. and Sumantri, Y.R., (1977). Preliminary Study On The Tertiary Depositional Pattern Of Java, Proceedings Indonesian Petroleum Association, 6 th Annual Convention.
Sunardi, E., (2014). Kontrol Struktur Terhadap Penyebaran Batuan Volkanik Kuarter dan Gunungapi Aktif di Jawa Barat. Bulletin of Scientific Contribution, Volume 12, Nomor 3, 119-123.
Van Bemmelen, R.W., (1970). The Geology of Indonesia. Vol. IA, General Geology of Indonesia and Adjacent Archipelago, Government Printing Office, The Hague.
Widagdo,  A.,  Pramumijoyo,  S.P.,  Harijoko,  A.,  Setiawan,  A.,  (2016).  Kajian  Pendahuluan  Kontrol Struktur  Geologi  Terhadap  Sebaran  Batuan-Batuan  Di  Daerah  Pegunungan  Kulonprogo- Yogyakarta, Proceeding Seminar Nasional Kebumian ke-9, TG FT-UGM, Yogyakarta.
Widagdo, A., Pramumijoyo, S.P., Harijoko, A., (2017). Rekontruksi Struktur Geologi Daerah Gunung Ijo  Di  Pegunungan  Kulon  Progo-Yogyakarta  Berdasarkan  Sebaran  Kekar,  Sesar  dan  Urat Kuarsa, Proceeding, Seminar Nasional Kebumian Ke-10, TG FT-UGM, Yogyakarta.
Widagdo,  A.,  Pramumijoyo,  S.P.  and  Harijoko,  A.,  (2018).  Morphotectono-Volcanic  of  Tertiary Volcanic  Rock  In  Kulon  Progo  Mountains  Area,  Yogyakarta-Indonesia,  International Conference On Earth Science, Mineral and Energy (ICEMINE), UPNV Yogyakarta.
Widagdo,  A.,  Pramumijoyo,  S.P.  and  Harijoko,  A.,  (2019).  Pengaruh  Tektonik  Kompresional Baratlaut-Tenggara  Terhadap  Struktur  Bidang  Perlapisan,  Kekar,  Sesar  dan  Lipatan  di Pegunungan  Kulon  Progo-Yogyakarta.  Jurnal  GEOSAPTA  Vol.  5  No.2    DOI: 10.20527/jg.v5i2.6211