Analisis Perulangan Litologi Pada Stratigrafi Jalur Sungai Niten Berdasarkan PDF [PDF]

Citation preview

ANALISIS PERULANGAN LITOLOGI PADA STRATIGRAFI JALUR SUNGAI NITEN BERDASARKAN METODE RANTAI MARKOV Monica Megita Veronika Assa1 1 Jurusan Teknik Geologi, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta *Email: [email protected] ABSTRAK Stratigrafi Jalur Sungai Niten yang berada di daerah Giripurwo, Kecamatan Girimulyo, Kabupaten Kulon Progo memiliki litologi batuan yang beragam. Kondisi ini dipengaruhi oleh lokasi sungai secara geologi regional berada pada batas antara formasi sentolo bagian bawah diendapkan selaras diatas old andesit formation. Stratigrafi terukur pada lintasan sepanjang 20 meter menunjukan adanya perulangan litologi batuan sedimen. Analisis perulangan litologi dapat dilakukan dengan perhitungan statistik melalui metode rantai markov. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola perulangan litologi dan kaitanya terhadap pola sedimentasi yang terjadi di daerah sungai niten tepatnya pada batas antara dua formasi yang telah disebutkan. Berdasarkan hasil analisis melalui metode rantai markov didapatkan perulangan litologi jalur sungai niten memiliki pola tidak random. Pernyataan ini dibuktikan dengan penolakan H0 berdasarkan hasil uji chi square dimana 𝒳 2 hitung 275.775 > 𝒳 2 tabel 78.86 sesuai level of significance 10% pada 9 variasi litologi dengan nilai derajat bebas 64. Perulangan Litologi jalur Sungai Niten bergantung pada kehadiran litologi sebelumnya terkait variabel ukuran butir yang ditunjukan oleh angka probabilitas transisi cukup besar 0.69 pada kemunculan batu lempung setelah batupasir tuffan dan 0.375 pada kemunculan kalkarenit setelah batulanau. Pola perulangan tersebut mengarah pada pola sedimentasi yang menghalus kebawah dengan lingkungan pengendapan dari darat, transisi, hingga laut dangkal. Kata Kunci : Litologi, Markov Chains, Niten, Sedimentasi.



ABSTRAC The stratigraphy of Niten River that located at the Giripurwo area, Girimulyo District, Kulon Progo Regency has varieted lithology. This condition caused by the river area that regionally located at the bottom of sentolo formation conformable deposited on old andesit formation. Detailed stratigraphic sections were measured along twenty kilometers section reveal the repetition of sedimentary rocks pattern. Statistic analyze bye Markov Chains method is used to determine the repetition of sedimentary rocks pattern, relation to the dinamik deposition in the niten river. Based on the result of the research shown that repetition of sedimentary rocks pattern in niten river section is not random. This statement is proved by the hypothesis H0 that was rejected according to chi square test result revealed the value of chi square calculation 275.775 is more than the value of chi square table 78.86 which corresponding to 10% level of significance at 9 lithological variations with 64 degree of fredoom value. The appearance lithology in niten river section is depending bye grainsize of the rocks that formed before, indicated by considerable transition probability numbers 0.69 on claystone occurrences after tuffaceous sandstone and 0.375 on the kalkarenit occurrence after siltstone. The sedimentary rocks pattern shown the gradation dinamik depositioning related to depositional process beginning from land depositional environment to outer neritic zone. Key Words: Lithology, Markov Chains, Niten, Deposition.



PENDAHULUAN Stratigrafi Jalur Sungai Niten memiliki litologi batuan yang beragam. Hal tersebut dikarenakan secara fisiografi jalur sungai niten termasuk dalam fisiografi Pegunungan Kulon Progo sebelah timur susunan stratigrafi termasuk ke dalam stratigrafi di Pegunungan Kulon Progo Formasi Andesit Tua dan Formasi Sentolo yang berumur Oligosen – Miosen (van Bemmelen, 1949). Lingkungan pengendapan batuan Formasi Andesit Tua yakni berada pada



lingkungan darat hingga lingkungan laut Berdasarkan data kolom stratigrafi kali niten pada penelitian terdahulu (Rizqi, A. H. F, 2019) diperoleh satuan litologi batuan yang ada di sungai niten adalah satuan breksi Andesit, satuan Batupasir Karbonatan Tufan, satuan Batulempung Tufan, satuan Batupasir Kasar Tufan, satuan Batulanau, satuan Batulempung Karbonatan, satuan Kalkarenit diurutkan dari yang tua ke muda. Dalam kaitanya dengan pola pengendapan batuan sedimen, didapati bahwa sungai niten memiliki pola perulangan litologi batuan sedimen yang cukup rumit sehingga perlu untuk dilakukan analisis lebih lanjut terkait pola perulangan litologi yang memungkinkan terjadi. Hal inilah yang mendasari penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode geostatistik yaitu Rantai Markov. Metoda Rantai Markov adalah salah satu cara untuk melakukan analisis perulangan litologi atau jenis batuan yang nantinya akan membantu dalam memprediksi dinamika sedimentasi. Oleh karena itu, Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perulangan dari litologi batuan sedimen yang beragam di sungai Niten daerah Giripurwo, Kecamatan Girimulyo, Kabupaten Kulon Progo. Adapun metode rantai markov merupakan suatu sistem stokastik di mana kejadian di masa yang akan datang bergantung pada kejadian sesaat sebelumnya, hal ini bergantung pada acak atau tidaknya pola perulangan variable yang dianalisis dimana dapat diketahui dari hasil chi square calculation kemudian membandingkan hasil tersebut dengan nilai chi square table. Matriks frekuensi transisi pengamatan (observasi) dan sebuah matriks frekuensi transisi random harapan tersebut kita uji dengan chi square. Sebagaimana selalu diingatkan bahwa pada uji chi kuadrat maka kita harus membuat nilai harapan (expected value), sementara sudah mempunyai nilai pengamatan (observed value). Setiap perpindahan variabel yang dihitung sebagai satu perulangan akan menghadirkan kemungkinan-kemungkinan prediksi variable berikutnya dapat muncul, hal ini terkait probabilitas transisi dari variabel yang dianalisis. Probabilitas Transisi adalah perubahan dari satu status ke status yang lain pada periode (waktu) berikutnya dan merupakan suatu proses random yang dinyatakan dalam probabilitas. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini: Tabel 1. Matriks kemungkinan transisi



Dari keadaan Ke



1



Pindah ke keadaan ke: 2 ⋯ 𝑗 ⋯



𝑛



1



𝑝11



𝑝12



⋯



𝑝12



⋯



𝑝1𝑛



2



𝑝21



𝑝22



⋯



𝑝2𝑗



⋯



𝑝2𝑛



.



.



.



.



⋯



.



𝑖



𝑝𝑖1



𝑝𝑖2



⋯



𝑝𝑖𝑗



⋯



𝑝𝑖𝑛



.



.



.



⋯



.



⋯



.



𝑛



𝑝𝑛1



𝑝𝑛2



⋯



𝑝𝑛𝑗



⋯



𝑝𝑛𝑛



METODE PENELITIAN Lokasi penelitian terletak pada fisiografi Dome Kulon Progo sebelah timur dapat dilihat pada gambar 1 tepatnya jalur Kali Niten, Kecamatan Girimulyo, Kabupaten Kulonprogo, Daerah Istimewa Yogyakarta.



Gambar 1 Fisiografi daerah penelitian (Van Bemmelen, 1949). Lokasi penelitian ditunjukkan dengan kotak merah Metode penelitian yang digunakan yaitu Statistik Inferensial metode markov chains. Data dalam penelitian berupa data sekunder stratigrafi terukur yang memiliki banyak variasi litologi dimana data diperoleh dari peneliti sebelumnya. Data kemudian dianalisis pola perulangan litologi sehingga di dapatkan urutan perulangan litologi yang kemudian dianaliss menghasilkan table matriks transisi frekuansi. Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan matriks probabilitas yang akan memperlihatkan pola Rantai Markov, dari matriks probabilitas diatas dapat dibuat diagram siklus transisi dari litologisatu terhadap litologi lainnya. Data matriks transisi frekuensi dan observasi akan dianalisis dalam uji chi square untuk menjawab apakah hadirnya suatu litologi tergantung pada litologi sebelumnya. Jika membagi angka jumlah total pada arah baris dari matrik transisi frekuensi, dengan jumlah banyaknya transisi, maka didapat proporsi relatif dari 9 litologi yang ada dalam urutan stratirafi tersebut, nilai ini dinamakan marginal atau vektor probabilitas pasti. Dari siklus markov chain dari beberapa litologi batuan sedimen yang dominan, diinterpretasikan lingkungan pengendapan serta kaitanya dengan fase kenaikan dan penurunan muka air laut dalam konteks pengendapan litologi batuan tersebut.



Gambar 2 Bagan Alir Metode Penelitian Markov Chain



HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan data stratigrafi terukur jalur sungai niten pada gambar 2 dengan skala 1:50 menunjukan bahwa terdapat keragaman atau variasi dari litologi batuan sedimen. Pada setiap litologi memiliki perulangan dengan ciri masing-masing terkait hubungan dengan litologi yang sama maupun antar litologi.



TOP



Gambar 3 Kolom Litologi Jalur Sungai Niten Stratigrafi terukur dari lapisan paling bawah batupasir tuffan hingga kalkarenit pada lapisan bagian atas berdasarkan jarak untuk mendapatkan perulangan adalah 0.25cm, didapati perulangan sebanyak 113 dalam 9 variasi litologi. Uraian dari lapisan bawah keatas diawali dengan perulangan tufaceous sandstone dengan batu lempung yang memiliki tebal sekitar 15cm, diikuti dengan perulangan batupasir tuffan karbonatan, batu lempung dan batu pasir, kemudian kemunculan perulangan batupasir tuffan karbonatan kembali mendominasi dengan tebal sekitar 4,5cm atau 2.25 meter pada keadaan di lapangan. Sementara itu semakin keatas muncul perselingan batulanau dan kalkarenit dengan tebal sekitar 6cm, diikuti dengan kemunculan tuff kerikilan. Berikut table urutan stratigrafi jalur Sungai Niten. Tabel 2 table urutan stratigrafi jalur Sungai Niten



Berdasarkan tabel di atas urutan stratigrafi di atas maka dapat disusun matriks frekuensi transisi sebagai berikut Tabel 3 Matriks Frekuensi Transisi



Kemungkinan terjadinya perubahan dari satu keadan ke keadaan lainnya dapat dibuat dalam bentuk fraksi desimal atau prosentase, dengan membagi setiap elemen dengan jumlah ke arah baris. Dalam pengertian probabilitas dianalogikan sebagai estimasi suatu probabilitas atau seberapa besar kecenderungan perubahan litologi, yang disajikan dalam table matrik probabilitas transisi berikut Tabel 4 Matrik Probabilitas Transisi



Berdasarkan matriks probabilitas diatas didapatkan diagram siklus Rantai Markov transisi dari satu litologi ke litologi yang lainya dalam gambar Siklus Markov Chain berikut



Gambar 4 Rantai Markov



Rangaian siklus diatas sangat rumit karena terkait dengan lingkungan pengendapan sedimen, melalui analisis statistik dengan metode markov chain maka diambil pola perulangan dari 4 litologi yang kemunculanya mendominasi dengan total 20 siklus yakni sebagai berikut Tabel 5 Siklus Perulangan Litologi



Oleh karena itu untuk membuktikan random tidaknya pola dalam siklus-siklus diatas dilakukan uji chi kuadrat dimaksudkan untuk mencari tahu apakah pola yang hadir dalam siklus markov chain adalah pola random atau bukan. Oleh karena itu kemungkinan tersebut dibuat dalam 2 pernyataan Ho: Data tersebut berasal dari suatu populasi transisi yang random, probabilitas urutan litologi tidak bergantung dari kehadiran litologi sebelumnya H1: Data tersebut berasal dari suatu populasi transisi yang sifatnya tidak random, artinya kemunculan litologi berikutnya bergantung dari litologi sebelumnya. Analisis chi square table diperoleh derajat bebas (degree of freedom): V = { ( banyaknya litologi) – 1 }2, maka v = (9-1)2 = 64; level of significance= 0,1 sehingga nilai kritis atau nilai chi-kuadrat dari tabel yaitu 𝒳 2 0,1;64= 78.86. Analisis chi square calculation Digunakan 2



persamaan



𝜒 2 = ∑𝑘𝑗=1



(𝑂𝑗 −𝐸𝑗 ) 𝐸𝑗



Berdasarkan analisis diatas didapatkan Nilai hasil hitungan lebih besar daripada nilai kritis dari tabel, yaitu 𝒳 2 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 (275.775) > 𝒳 2 𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙(78.86), sehinga hipotesa nol ditolak dan disimpulkan bahwa ada kemunculan dari litologi selanjutnya, dalam arti luas, tergantung pada kehadiran litologi sebelumnya. Sedimentasi secara normal dimana ukuran yang lebih kasar diendapkan terlebih dahulu diterapkan dalam pembahasan terkait penelitian dimana didapati bahwa yang lebih dulu diendapkan dari lingkungan pengendapan darat ialah batu pasir tuffan karbonatan, dan semakin mengarah pada litologi yang berbutir halus yakni batulanau dan batu lempung, kemudian beralih ke lingkungan pengendapan laut ditunjukan dengan kemunculan kalkarenit. Hasilnya menunjukan bahwa ada pola tertentu dalam perulangan litologi, dimana berdasar angka probabilitas paling besar 0.69 pada kemunculan batu lempung setelah batupasir tuffan dan 0.375 pada kemunculan kalkarenit setelah batulanau. Hal ini menunjukan ada suatu variable yang mempengaruhi. Jika dilihat dalam penampang pada gbr 5… semakin keatas dijumpai litologi dengan grain size lebih besar, begitupun sebaliknya. Dalam kasus ini, kemunculan litologi yang paling dominan adalah dipengaruhi oleh variabel ukuran butir yang tampak jelas dari angka probabilitas transisi. Apabila mengambil salah satu contoh siklus pada bau pasir tuffan yaitu bptuf-lp-bptufk-lp-bptuf, mengalami 2 kali transgresi dan regresi, pada saat



pengendapan batupasir tuffan, diikuti oleh kemunculan batulempung yang kemudian disusul oleh kehadiran batupasir tuffan karbonatan, kemudian diikuti lagi oleh perulangan yang sama. Sehingga dapat diinterpretasikan litologi selanjutnya yang akan muncul hadir pada lingkungan pengendapan yang lebih dalam dengan litologi berbutir lebih halus. Hal ini terkait dengan hasil penelitian terdahulu yang telah menyebutkan dimana stratigrafi jalur sungai niten disusun oleh beberapa formasi dengan litologi yang berbeda. Adanya perubahan bentuk butir dan adanya kontak gradasi pada satuan batuan yang ada di Formasi Andesit Tua membuktikan bahwa hubungan stratigrafi Formasi Andesit Tua dengan Formasi di atasnya yaitu Formasi Sentolo adalah selaras, akan diikuti dengan kemunculan litologi yang diendapkan secara selaras pula pada formasi sentolo pada lingkungan pengendapan laut yang semakin dalam.



Gambar 5 Penampang Lingkungan pengendapan KESIMPULAN -Hipotesis 0 ditolak, kemunculan litologi yang akan datang bergantung pada kehadiran dari litologi sebelumnya. Hal ini ditunjukkan dengan uji chi square dengan nilai 𝒳 2 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 (275.775) > 𝒳 2 𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙(78.86) -Perulangan Litologi jalur Sungai Niten bergantung pada kehadiran litologi sebelumnya terkait variabel ukuran butir yang ditunjukan oleh angka probabilitas transisi cukup besar 0.69 pada kemunculan batu lempung setelah batupasir tuffan dan 0.375 pada kemunculan kalkarenit setelah batulanau. -Sesuai dengan geologi regional daerah penelitian, perulangan litologi yang akan muncul kemungkinan adalah batuan sedimen yang terbentuk pada lingkungan pengendapan yang berada pada lingkungan laut dangkal mengarah ke laut dalam. DAFTAR PUSTAKA Apriani, A. (2016). Metode Markov Chains untuk Analisa Perulangan Fasies di Sub Basin Kiliran Jao Sumatra Barat. Angkasa: Jurnal Ilmiah Bidang Teknologi, 8(1), 1-16. Findriani, F. (2006). Analisis Perpindahan Konsumen Sebagai Sistem Pendukung Keputusan untuk Meningkatkan Usaha Pemasaran SIM Card GSM Prabayar dengan Metode Rantai Markov. Jakarta: Universitas Binus. Masuku, F. N., Langi, Y. A., & Mongi, C. (2018). ANALISIS RANTAI MARKOV UNTUK MEMPREDIKSI PERPINDAHAN KONSUMEN MASKAPAI PENERBANGAN RUTE MANADO-JAKARTA. JURNAL ILMIAH SAINS, 18(2), 75-79. Rizqi, A. H. F. (2019, Februari) Identifikasi Struktur Geologi Berdasarkan Data Observasi Lapangan dan Implikasinya Terhadap Penyebaran Batuan Formasi Andesit Tua (OAF) – Sentolo, Studi Kasus Di Jalur Sungai Niten kec. Girimulyo, Kabupaten Kulonprogo, DIY. Laporan Penelitian Program Studi Teknik Geologi, ITNY: Yogyakarta