261. “Collision in the Making”: Timor Vs. Australia

Collision Timor-1

Collision Timor-2

Kawan-kawan saya, dengan latar belakang bervariasi: para pemuda-pemudi Timor Leste yang sedang mengikuti kuliah geologi S1 di beberapa perguruan tinggi di Yogyakarta atau sudah bekerja kembali sebagai geologist di negerinya, beberapa kandidat S2 dan S3 yang sedang memelajari Timor, dan beberapa kawan yang suka traveling, beberapa kali menanyakan kepada saya masalah geologi Timor yang terkenal rumit itu. Selain menjawab mereka satu per satu secara spesifik sesuai pertanyaannya, saya juga berjanji kepada mereka untuk menuliskan Timor secara umum. Maka terutama untuk merekalah, tulisan ini dibuat. Tulisan ini berusaha menyederhanakan pembahasannya, agar bisa juga diikuti oleh banyak orang. Tetapi nampaknya juga masih belum sederhana.

Tulisan yang lebih lengkap dan teknis termasuk Timor bisa dipelajari di makalah-makalah saya: (1) Satyana et al. (2007), Collisional Orogens in Indonesia : Origin, Anatomy, and Nature of Deformation, Proceedings Joint Convention Bali 2007- HAGI, IAGI, and IATMI, dan (2) Satyana et al. (2008), Collision and Post-Collision Tectonics in Indonesia : Roles for Basin Formation and Petroleum Systems, Proceedings Indonesian Petroleum Association (IPA), 32nd Annu. Conv.

————————————————————-

Yang dimaksudkan dengan Timor di sini meliputi baik wilayah Indonesia (Timor Barat, NTT) maupun wilayah Timor Timur (Timor Leste).

Saya memberi judul tulisan ini “Collision in the Making”: Timor Vs. Australia, mengandung arti bahwa Timor sedang berbenturan (collision in the making, colliding) dengan Australia. Memang, Timor dibentuk oleh benturan antara busur kepulauan Banda dengan kontinen Australia. Benturannya sendiri diperkirakan mulai terjadi pada Miosen Akhir-Pliosen Awal, dan merupakan benturan termuda di dunia. Karena benturan itu membentuk batuan metamorf/malihan, maka batuan metamorf yang terjadi pun merupakan batuan metamorf termuda di dunia.

Timor tidak berdiri sendiri dalam berbenturan dengan Australia, di sebelah barat dan timurnya ada pulau-pulau lain yang juga merupakan pulau-pulau hasil benturan: Sawu, Rote di sebelah baratdaya Timor, dan Moa, Sermata, Babar, Tanimbar dan Kei di sebelah timurlaut Timor. Pulau-pulau ini membentuk Busur Luar Banda karena terletak di sisi luar relatif terhadap Laut Banda. Pulau-pulau ini nonvolkanik, berbeda dengan pulau-pulau Busur Dalam Banda yang volkanik yang sejajar terhadap Busur Luar Banda di sebelah utaranya, yaitu meliputi pulau-pulau terusan Flores: Adonara, Solor, Lomblen (Lembata), Pantar, Alor, Wetar, Romang, Damar.

ASAL PULAU TIMOR

Kebanyakan peneliti sepakat bahwa Pulau Timor merupakan hasil benturan antara Busur Luar Banda dengan Australia. Hamilton (1979) menyatakan bahwa pulau ini disusun oleh a chaotic mélange. Barber (1981) berpendapat bahwa Timor merupakan hasil benturan antara mikrokontinen Lolotoi dengan kontinen Australia pada Pliosen menghasilkan sesar-sesar rebah/ overthrusts ke arah kontinen Australia, atau sesar-sesar tegak/upthrusts pada kontinen Australia di bawah Timor.
Para peneliti mengajukan model-model tektonik Timor untuk menjelaskan asal pulau ini yang semuanya didasarkan atas penyelidikan geologi di permukaan (masih memerlukan validasi dari data bawah permukaan):

(1) Imbricate Model (Hamilton, 1979): Timor disusun mélange yang berimbrikasi ke arah selatan menuju Palung Timor (Timor Trough) sebagai bagian prisma akresi,
(2) Overthrust Model (Carter et al., 1976): Timor diinterpretasikan sebagai Alpine-style thrust sheets, units alokton Timor (sedimen asing) tersesarrebahkan (overthrust) terhadap units parautokton (sedimen hampir/dekat setempat) kontinen Australia.
(3) Rebound Model (Chamalaun and Grady, 1978): Kontinen Australia terseret lempeng samudera di depannya sampai Selat Wetar. Lalu lempeng samudera-kontinen putus sambungannya, sehingga, lempeng kontinen mengalami isostatic rebound yang menyebakan pengangkatan Timor melalui sesar-sesar tegak/curam.

Kombinasi atas model-model ini juga pernah diajukan (mis. Charlton, 1989 dan Harris, 1992), units parautoktonnya dibagi dua: (1) ‘underplated parautochthon’, diakresikan pada saat awal benturan untuk sedimen-sedimen tepi benua Australia ke bagian bawah busur depan/ forearc, (2) parautokton ‘frontally accreted’ yang merupakan fase kedua benturan pada awal Pliosen, sisi selatan Timor diakresi sedimen-sedimen muda tepi kontinen Australia. Harris (1991) berpendapat bahwa model-model itu bisa saja semuanya benar, hanya beroperasi di periode-periode yang berbeda sepanjang evolusinya. Ini mungkin saja terjadi.

ANATOMI OROGEN BENTURAN AUSTRALIA-TIMOR-BANDA

Bila kita menarik garis dari selatan ke utara memotong tegak lurus Timor, maka berturut-turut kita akan mendapati unsur-unsur anatomi sebagai berikut (Satyana et al., 2007, 2008):

1. passive margin of Australian Plate,
2. Timor-Tanimbar trough (foredeep),
3. upper pro-foreland fold and thrust belt (Timor accretionary complex),
4. lower pro-foreland fold and thrust belt (Timor ridge),
5. metamorphic and igneous complex (Timor ridge),
6. retro-foreland fold and thrust belt of Wetar Thrust,
7. Banda active volcanic arc,
8. undeformed Banda sea plate.

Passive margin of Australian Plate adalah bagian utara Gondwanaland. Bagian ini mempunyai cekungan-cekungan retakan yang terbentuk selama Paleozoic dan Mesozoic. Sedimen nonmarin-marin berumur Permian-Mesozoic diendapkan di cekungan-cekungan ini dan menjadi sumber utama kejadian akumulasi hidrokarbon di wilayah NW shelf of Australia yang terkenal kaya migas itu. Dalam proses benturan, sebagian sedimen ini berpindah ke Timor, menyebabkan Timor pun mengandung akumulasi migas.

Timor-Tanimbar Trough, atau Palung Timor-Tanimbar bukanlah palung subduksi seperti Palung Jawa sebab yang menunjam di sini bukan lempeng samudera, tetapi lempeng benua Australia. Palung ini pun mendalam secara asimetrik ke dekat Timor-Tanimbar, kedalaman ini disebabkan beban deformasi yang terjadi di Timor dan Tanimbar, sehingga Timor-Tanimbar Trough sebenarnya adalah sebuah Foredeep.

Upper pro-foreland fold and thrust belt, adalah sebuah istilah teknis untuk deformasi imbrikasi Timor accretionary complex, kini ditunjukkan oleh Kolbano Unit yang tersingkap di pantai selatan. Kolbano Unit ini terdeformasi intensif sampai rebah menutupi sedimen lautdalam/ bathyal berumur Kapur-Pliosen.

Lower pro-foreland fold and thrust belt (Timor ridge), merupakan zona deformasi Timor di sisi yang lebih utara, mendeformasi sedimen asal Australia yang lebih tua. Deformasi terjadi sebelum deformasi Kolbano. Segmen-segmen deformasinya (thrust sheets) meliputi (1) Permo-Triassic distal Australian margin sediments, (2) Permo-Triassic Australian pre-rift sediments, dan (3) Cambrian-Carboniferous Australian pre-rift sediments (Hall and Wilson, 2000). Deformasi ini dikomplikasi oleh hadirnya batuan-batuan beku dan metamorf. Segmen-segmen deformasi ini meliputi unit-unit tektonostratigrafi: Lolotoi Unit, Maubisse-Aileu Unit, dan Ocussi and Atapupi Units (Hutchison, 1989). Deformasi ini telah mengangkat Pulau Timor ke titik tertingginya (Sopaheluwakan, 1990).

Metamorphic and igneous complex of Timor, membentuk inti orogen Pulau Timor. Batuan bekunya berupa batuan kerak samudera kompleks ofiolit terdiri atas: peridotit harzburgite, dunite dan banded serpentinite, amphibolite dan anorthosite, spilite, basic pillow lava, dan diabase, berasosiasi dengan Permo-Triassic crinoidal limestone sampai rijang radiolaria dan kalsilutit Cretaceous-Eocene (Wiryosujono and Tjokrosapoetro, 1978). Penempatan/ emplacement ophiolite suite ini bersamaan dengan overthrusting alokton Mutis, yaitu dari Eosen-Oligosen, kemudian Miosen sampai Pliosen (Sopaheluwakan, 1990). Kedua peristiwa penempatan ini berasosiasi dengan basalt-andesite volcanism, berumur Paleogen sampai 4.5 juta tahun yl. Batuan ultramafik juga terjadi sebagai exotic blocks dalam deposit olistostrom Bobonaro mélange (Audley-Charles, 1968).

Batuan metamorf Timor, merupakan metamorf yang berhubungan dengan penempatan ofiolit dan karena benturan. Earle (1979) melaporkan sekis biru berumur Mesozoic di Timor dan diperkirakan merupakan hasil benturan mikrokontinen dengan Sundaland pada zaman Kapur. Umur metamorf ini harus dicek lagi agar skenario tektoniknya bisa dijelaskan. Kaneko et al. (2007) melaporkan batuan metamorf dengan tekanan/temperatur tinggi berumur 5.4 Ma terdistribusi di jalur sepanjang 800 km dari Timor sampai Tanimbar. Batuan metamorf high P/T ini merupakan salah satu batuan metamorf termuda di dunia, terjadi sebagai lapisan-lapisan tipis di antara lapisan ofiolit dan sedimen paparan benua. Metamorphic grade batuan ini bekisar dari pumpellyite-actinolite – upper amphibolite facies. Umur radiometrik berdasarkan high P/T metamorphic rocks menunjukkan bahwa umur ekshumasi (pengangkatan ke tempat dangkal) batuan metamorf ini di bagian barat Timor terjadi pada Miosen Akhir dan semakin muda ke arah timur, sehingga mengindikasi bahwa umur deformasi di Timor semakin muda ke timur (Kaneko et al., 2007).

Di sebelah utara Timor, dari Mesozoic-Miosen Awal ada zona subduksi yang miring ke utara (Hall and Wilson, 2000). Pada Miosen, materialnya kemudian disesarkan ke Timor saat benturan akan terjadi. Aktivitas volkanik di pulau-pulau Alor dan Wetar berhenti pada sekitar 3 Ma (juta tahun yl) (Abbot and Chamalaun, 1981) dan busur volkaniknya sekarang duduk di atas bidang sesar yang miring ke selatan, yaitu Sesar Wetar. Pembentukan prisma akresi kecil di sisi utara Sesar Wetar (Breen et al., 1989) membentuk retro-foreland fold and thrust belt Wetar, mengindikasi bahwa seluruh forearc dan busur volkanik di utara Timor di bawa ke utara oleh pergerakan Australia, dan disesarkan terhadap Laut Banda di utara. Ini mungkin petunjuk pertama terjadinya pembalikan polaritas sistem subduksi, sekarang kerak samudera Laut Banda miring ke selatan di bawah tepi utara Australia.

Young Banda volcanic arc menjadi aktif di Miosen Akhir, berasosiasi dengan subduksi yang miring ke utara (Hall and Wilson, 2000). Young arc, kini tak aktif, ada di utara Timor, walaupun dipisahkan oleh Selat Wetar yang sempit. Batuan volkanik Banda Arc are terkenal karena pengayaan incompatible trace elements dan radiogenic isotopes seperti Sr, Pb and Nd, dan juga kehadiran anomali cordierite-bearing dacites di Ambon (ambonites dan cordierite-sanidine-albite rhydites di Wetar – van Bemmelen, 1949). Hal ini mengindikasi pelibatan material kerak kontinen dalam genesis magma, entah oleh asimilasi kerak busur atau penambahan material kontinen yang tersubduksi.

Laut Banda, sedalam 4500 m, membentuk unsur jauh Timor collisional orogen. Laut Banda didasari oleh kerak samudera. Sebelum ada data geomarin yang lengkap, asal Laut Banda penuh perdebatan, tetapi studi-studi oleh Honthaas et al. (1998) dan Hinschberger et al. (2001) menggunakan data geokimia dan geokronologi dari Banda volcanic arc dan Lucipara Ridge, menunjukkan bahwa South Banda Basin terbuka melalui intra-arc spreading selama Late Miocene-Early Pliocene.

SIFAT DEFORMASI

Timor telah mengalami aktivitas tektonik yang sangat intensif dan muda. Batugamping mid-Pliocene merupakan batuan termuda yang dilipat. Peristiwa tektonik mid-Pliocene ini berhubungan dengan benturan antara tepi utara Australia dengan zona subduksi dan busur volkanik (Barber, 1981). Sedimen semuda Miosen Awal menunjukkan bukti multiple deformation. Tetapi secara kontras, seidmen Pliosen terlipat sederhana saja hampir landai.

Berdasarkan data seismik dalam, zona konvergensi antara Australia dan Busur Luar Banda di Timor, Richardson dan Blundell (1996) menunjukkan struktur-struktur yang terbentuk selama deformasi litosfer akibat benturan benua dan busur. Kerak benua Australia ditekuk ke utara membentuk lower lithospheric plate. Lalu di atasnya, upper lithospheric plate disusun oleh sedimen-sedimen tepi benua Australia dari lingkungan paparan benua yang sekarang tertekan di antara benua Australia di selatan dan Busur Banda di utara. Sedimen-sedimen tepian ini mulai diakresikan ke upper plate pada Miosen Akhir. Di Palung Timor, di dekat sambungan antara dua lempeng itu, upper plate dipotong struktur-struktur yang miring ke utara yang ditafsirkan sebagai sesar-sesar naik di sistem prisma akresi yang terbentuk sejak datangnya paparan benua Australia di zona benturan pada sekitar 2.5 Ma.

Bagian utara zona benturan didominasi oleh struktur-struktur yang miring ke selatan, atau antitetik terhadap subduksi yang miring ke utara, yang menembus litosfer sampai kedalaman paling tidak 50 km, membagi upper plate menjadi segmen-segmen imbrikasi. Sesar yang paling tua mungkin yang paling selatan, karena aktivitasnya bermigrasi ke utara sampai mencapai area backarc tempat sesar masih aktif sampai sekarang. Pengangkatan masih aktif sampai sekarang, seperti dibuktikan oleh pengangkatan beberapa ratus meter Pliocene coral reef terraces di Alor, Atauro dan Wetar serta Sumba. Dalam benturan ini, baik kerak samudera maupun benua diperpendek, ditebalkan dan diangkat. Secara garis besar, zona benturan di Timor bisa dibagi menjadi dua set struktur divergen. Set yang selatan berhubungan dengan subduksi lower plate dan miring sama dengan subduksi (ke utara), dan set selatan, di upper plate, yang antitetik terhadapnya, miring ke selatan.

EVOLUSI GEOLOGI & TEKTONIK

Setelah memerikan secara statik geologi dan tektonik Pulau Timor, mari kita perikan secara dinamik bagaimana pulau ini terbentuk.

Karena pulau-pulau Busur Luar Banda merupakan hasil benturan pada Miosen Akhir-Pliosen juta tahun yang lalu, maka sebelum periode itu Timor dan sekitarnya belum ada. Sebelum Busur Luar Banda ada, mestinya ada subduksi antara lempeng samudera di depan (utara) kontinen Australia dengan lempeng samudera di depan (selatan-tenggara) Sundaland. Saat itu, paling tidak sudah dimulai pada 15 juta tahun yang lalu. Subduksi ini menghasilkan Busur Dalam Banda yang volkanik.

Pulau-pulau Adonara, Solor, Lomblen (Lembata), Pantar, Alor, Wetar, Romang, Damar mestinya terjadi pada waktu ini, merupakan busur kepulauan volkanik (volcanic island arc) hasil subduksi lempeng samudera Australia dengan lempeng samudera Sundaland. Karena subduksi juga menghasilkan busur luar yang nonvolkanik, sebagai busur depan/ forearc, diperkirakan bahwa pada saat yang bersamaan terjadi jalur tinggian mélange di selatan pulau-pulau Adonara, Solor, Lomblen (Lembata), Pantar, Alor, Wetar, Romang, Damar, yang kelak menjadi Busur Luar Banda termasuk Timor. Tinggian mélange ini mungkin tak muncul di atas laut membentuk pulau-pulau, tetapi merupakan tinggian bawahlaut.

Karena lempeng samudera dan kontinen Australia bergerak cukup cepat ke utara (7 cm/tahun) didorong oleh pemekaran lantai samudera yang terjadi antara Australia dan Antarktika, maka akhirnya subduksi lempeng samudera Australia terhadap lempeng samudera Sundaland ini membawa kontinen Australia di belakang lempeng samuderanya kontak dengan tinggian mélange Timor yang masih di bawah laut. Kontak ini adalah benturan, jadi merupakan benturan antara kontinen Australia dengan mélange busur depan Timor. Dan itu mestinya terjadi juga di Sawu, Rote, Moa, Sermata, Babar, Tanimbar, dan Kei.

Benturan ini,diperkirakan antara 7-3 juta tahun, terjadi sangat kompleks sebab sebagian batuan sedimen yang semula mengisi cekungan-cekungan retakan-retakan di atas kontinen Australia tercabut lalu pindah menyusun Timor, begitu juga mélange yang semula menyusun busur depan Timor bercampur aduk dengan batuan-batuan sedimen asal Australia. Batuan beku kontinen Australia atau batuan beku-sedimen lempeng samudera Australia bisa saja sebagian tercabut dalam proses benturan itu lalu menyusun Timor. Batuan-batuan metamorf hasil kompresi regional akibat benturan terjadi di periode ini, bisa berasal dari aneka batuan.

Benturan ini, selain mengambil sebagian batuan dari tempat asalnya lalu mencampuradukkannya, juga jelas melakukan deformasi sambil memindahkan batuan sedimen, batuan beku, atau batuan metamorf yang kini menyusun Timor. Karena lempeng samudera dan kontinen Australia bergerak terus ke utara, maka deformasi benturan di Pulau Timor menjadi terimbrikasi ke arah selatan. Karena deformasinya sangat ketat, maka deformasi terputus hanya terjadi di kedalaman dangkal (thin-skinned tectonics) terutama di sisi yang semakin dekat dengan Australia, atau arah selatan. Sementara makin ke utara, makin mungkin terjadi deformasi secara thick-skinned tectonics, yaitu deformasi sampai dalam termasuk struktur-struktur inversi (yaitu deformasi awal berupa ekstensi lalu ditekan/inversi menjadi deformasi kompresi).

Dalam sistem imbrikasi seperti ini, terjadi migrasi deformasi dari utara ke selatan, sisi utara merupakan deformasi yang terjadi lebih awal, lalu berturut-turut makin muda ke arah selatan. Dalam gaya deformasi seperti ini pula, deformasi makin ke utara semakin tegak sementara ke selatan semakin rebah. Akibatnya sisi utara Pulau Timor akan menyingkapkan batuan yang relatif lebih tua dibandingkan sisi selatannya, sekaligus akan menjadi sumber sedimen untuk cekungan-cekungan muda yang terbentuk di atas benturan.

Proses terakhir deformasi di Busur Luar Banda termasuk Timor adalah pengangkatan Timor secara keseluruhan karena lempeng benua Australia yang terseret masuk oleh lempeng samudera di depannya yang berada di bawah Pulau Timor sejak 3 juta tahun yang lalu telah lepas sambungannya (break off) dengan lempeng samudera di depannya. Lempeng samudera Australia tersebut lalu menekuk dengan curam (subduction roll-back), mengakibatkan Laut Banda di utaranya mengalami ekstensi akibat pemekaran. Sementara lempeng benua Australia, sesuai densitasnya yang ringan (buoyant) kembali bergerak ke atas, mengangkat Pulau Timor yang duduk di atasnya sebagai penumpang yang pasif, juga menyingkapkan secara cukup cepat batuan-batuan metamorf yang semula terbentuk di tempat dalam ke tempat dangkal (ekshumasi).

————————————————————-

Begitulah kira-kira karakter geologi dan tektonik Pulau Timor, dan evolusi, sejarah geologinya yang dinamik. Perburuan hidrokarbon di pulau ini harus dilakukan setelah kita memahami karakter dan evolusinya dengan baik. Rembesan minyak, gas, dan gunung lumpur-karena deformasi imbrikasi mengandung hidrokarbon hampir memenuhi Pulau Timor. Pemahaman yang baik, akuisisi data yang baik, dan kunci-kunci biomarker dari rembesan minyak dan gasnya, serta menggunakan analogi dengan Pulau Seram –pulau mirip Timor yang sudah menghasilkan minyak sejak akhir abad ke-19, akan meningkatkan kapabilitas eksplorasi Pulau Timor.***

Collision Timor-3

Collision Timor-4

Collision Timor-5

Collision Timor-6

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s