Berdasarkan Peta
Geologi lembar Ternate, Maluku Utara yang diterbitkan oleh Pusat Penelitian
dan Pengembangan Geologi Bandung, fisiografi Pulau Halmahera dibagi menjadi 3
(tiga) bagian utama, yaitu Mendala Halmahera Timur, Halmahera barat, dan Busur
Kepulauan Gunung Api Kuarter.
a. Mendala
Fisiografi Halmahera Timur
Mendala
Halmahera Timur meliputi lengan timur laut, lengan tenggara, dan beberapa pulau
kecil di sebelah timur Pulau Halmahera. Morfologi mendala ini terdiri dari pegunungan
berlereng terjal dan torehan sungai yang dalam, serta sebagian mempunyai
morfologikarst. Morfologi pegunungan berlereng terjal merupakan cerminan batuan
keras. Jenis batuan penyusun pegunungan ini adalah batuan ultrabasa. Morfologi karst
terdapat pada daerah batugamping dengan perbukitan yang relatif rendah dan
lereng yang landai.
b. Mendala
fisiografi Halmahera Barat
Mendala
Halmahera Barat bagian utara dan lengan selatan Halmahera. Morfologi mendala berupa perbukitan yang tersusun atas batuan sedimen, pada batugamping berumur Neogen
dan morfologikarst dan dibeberapa tempat terdapat morfologi kasar yang merupakan
cerminan batuan gunung api berumur Oligosen .
c. Mendala busur
kepulauan gunung api kuarter Mendala ini
meliputi pulau-pulau kecil di sebelah barat pulau Halmahera. Deretan pulau
ini membentuk suatu busur kepulauan gunung api kuarter. Sebagian pulaunya
mempunyai kerucut gunung api yang masih aktif.
Stratigrafi
Pulau Halmahera
terletak di antara pulau Sulawesi dan Papua, pada pusat lempeng mikro
yang sangat rumit dan berada pada batas pertemuan tiga lempeng (Australasia,
Eurasia, dan Pasifik). Halmahera memiliki sejarah tektonik yang mirip dengan Sulawesi,
terlihat dari bentuknya yang menyerupai huruf “K”. Geologi lengan
timur dan barat Halmahera sangat berbeda bukan hanya secara tektonik tetapi
juga evolusi formasi geologinya telah menghasilkan jalur yang sangat berbeda. Lengan
timur Halmahera memiliki batuan ultrabasa sebagai batuan dasar dan batuan sedimen
di atasnya dari Formasi Dodoga dan Formasi Dorosagu yang berumur Eosen. Setelah
ada jeda waktu sedimentasi sejak Eosen Akhir hingga Oligosen Awal, terjadi
aktivitas vulkanik yang menghasilkan material vulkanik. Sementara itu terbentuk batuan sedimen
dan batuan karbonat. Selama Kala Kuarter Halmahera Timur mengalami pengangkatan dan
erosi. Laut Maluku di
sebelah Barat Halmahera merupakan zona tumbukan antara busur vulkanik
Sangihe dan Halmahera. Tunjaman ke arah Timur dari lempeng samudra Maluku di bawah
lempeng laut Halmahera dan Filipina sejak Paleogen telah menghasilkan
empat busur vulkanik di lengan Barat Halmahera, yaitu: Formasi Bacan (? Paleogen),
Formasi Gosowong (? Miosen Akhir), Formasi Kayasa (Pliosen) dan Formasi Vulkanik Kuarter
yang masih aktif hingga saat ini (Gambar 2.1). Formasi-formasi ini dipisahkan oleh
ketidak selarasan menyudut yang memiliki jeda waktu yang cukup panjang (Marjoribanks,
1997, dalam Richard dan Priyono, 2004).
Formasi Gosowong
didominasi oleh batuan vulkanik bersifat andesitik sampai dasitik dan
batuan vulkaniklastik. Dari hasil dating (40Ar/39Ar) terhadap batuan basaltikandesit dari
Formasi Gosowong didapatkan umur dengan kisaran 5,4Ma sampai 2,6Ma. Kisaran waktu
yang besar ini mungkin dikarenakan hilangnya argon selama proses tektonik yang
luas paska pengendapan, intrusi dan alterasi yang mempengaruhi Formasi 13 Gosowong.
Bukti geologi menunjukkan bahwa umur yang tertua (5,6Ma atau Miosen Akhir) seharusnya digunakan sebagai umur minimum dari Formasi Gosowong (Majoribanks,1998, dalam Olberg dkk, 1999). Formasi Gosowong tertutup secara tidak selaras oleh batuan vulkanik dari Formasi Kayasa.
Bukti geologi menunjukkan bahwa umur yang tertua (5,6Ma atau Miosen Akhir) seharusnya digunakan sebagai umur minimum dari Formasi Gosowong (Majoribanks,1998, dalam Olberg dkk, 1999). Formasi Gosowong tertutup secara tidak selaras oleh batuan vulkanik dari Formasi Kayasa.
Formasi Kayasa
didominasi oleh lava dan breksi. Lava ini berkomposisi basaltik sampai
andesitik, berwarna abu-abu gelap sampai kehitaman; mineral gelapnya sebagian besar
piroksen, bertekstur porfiritik dengan feldspar sebagai fenokris. Breksi
formasi ini memiliki komponen andesitik dan basaltik, dengan warna abu-abu
terang sampai abuabu gelap; bertekstur afanitik sampai faneritik, matriks pasir
halus sampai sedang, tidak terpilah dengan baik, sebagian umumnya terkloritisasi.
Formasi ini deperkirakan berumur Pliosen.
Kedua Formasi di
atas kemudian secara lokal diintrusi oleh andesit porfiri dan diorit kuarsa,
yang kadang-kadang berasosiasi dengan mineralisasi emas-tembaga.