Pulau Jawa, seperti kebanyakan dari Indonesia, merupakan suatu busur kepulauan (island arc), sebagai hasil dari penunjaman lempeng kerak samudera aktif (active oceanic-plate subduction).
Bagian selatan dari pulau, terutama terdiri dari prisma akrasi yang tenggelam (submerged accretionary prism) dan busur gunung api (volcanic arc).
Di bagian utara dari Jawa Timur membentuk cekungan busur belakang (backarc basin) dengan rezim tektonik ekstensi dibarengi dengan sedimentasi yang cepat (Willumsen and Schiller, 1994; Schiller et al., 1994).
Situasi LUSI pada busur belakang berjarak 10 km arah timur laut dari gunung Penanggungan.
Penampang seismik dan pengamatan lapangan menunjukkan adanya sesar regional (yang dimaksud adalah Sesar Watukosek) melalui daerah Lusi, walupun sebagian diantaranya ia ditutupi oleh sedimen aluvial (Fig. 1).
Beberapa kemunculan gunung lumpur berlokasi dekat Lusi. Tiga diantaranya diperlihatkan pada gambar 1 tapi kedua sejarah semburannya dan kemungkinan aktivitas yang baru-baru ini belum didokumentasikan seperti halnya lainnya yang sebelumnya telah dilakukan seperti penyelidikan di Timor (Barber et al., 1986).
Stratigrafi daerah Sidoarjo secara lokal diperlihatkan pada gambar (Fig. 2) dari atas ke bawah yaitu :
Sedimen aluvial,
Formasi Pucangan, berumur Pleistosen terdiri dari selang seling batupasir dan serpih, tebal lebih dari 900 m,
Formasi Kalibeng Atas, berumur Pleistosen, terdiri dari lempung abu-abu kebiruan pada kedalaman 1871 m, dan
Pasir volkanoklastik dengan ketebalan sekurang-kurangnya 962 m.
Sumur Porong#1 yang telah dibor 6,5 km arah timurlaut dari kota Sidoarjo memperlihatkan bahwa sedimen berumur Plio-Pleistosen secara langsung menutupi puncak batugamping koral, berumur Miosen.
Isotop strontium mencirikan umur mutlak batugamping Formasi Kujung berumur sekitar 16 juta tahun, (Kusumastuti et al. 2002).
Pemboran BJP-1 pada bagian lebih bawah menembus formasi pasir turbidit, tapi berbeda dengan asumsi sebelumnya (Davies et al., 2007), yang dilakukan dengan pengukuran well logging.
Gambar 2.
Kolom stratigrafi dan gradien temperatur-tekanan di sumur BJP-1. Catatan bahwa tidak tersedia data pada bagian dasar sehingga tidak ada buki yang mendukung bahwa paling dalam dari sumur BJP1 telah telah menembus formasi batugamping. Sekuen sedimen regresif terdiri dari sedimen lempung dan pasiran. Satuan tekanan berlebih (overpressure unit) yang tercatat selama pemboran diperlihatkan pada interval 762-914, 1323-1457, 16790-1740, 1822-1871. T=100oC dicapai pada kedalaman 1700 m. Nilai vitrinite reflectance diukur dari klastik semburan lumpur pada angka dihasilkan di bawah 1700 m pada lobang bor. Suatu hiatus kira-kira 14,4 juta tahun berada pada bagian paling dalam dari satuan pasiran ditutupi oleh fasies karbonat Miosen (Formasi Kujung). Estimasi tekanan pori didasarkan pada pengukuran pemboran. Estimasi tekanan rongga sebesar 12,8 ppg berdasaran atas pengisian volume atas hilangnya sirkulasi.
Memperlihatkan tidak ada bukti-bukti bahwa lobang bor telah menembus Formasi Kujung (Fig. 2).
Potongan terhadap batuan hasil pemboran yang terdalam, ternyata tidak menunjukkan keberadaan batuan karbonat, dan data kalsimetri mengindikasikan kandungan kalsit hanya 4% dengan tidak ada peningkatan atau perubahan yang signifikan.
Pemboran terhadap batulempung berumur Pleistosen pada kedalaman 600–1830 m, merupakan pengendapan sedimen yang cepat (Willumsen and Schiller, 1994), pengamatan sekuen di bawah kompaksi dan tekanan berlebih (undercompacted and overpressured), khususnya pada satuan serpih antara kedalaman 1323–1871 m.
Perbandingan kondisi geologi dilakukan sebagaimana volkanisme lumpur (mud volcanism) yang berkembang luas seperti halnya di Cekungan Kaspia dan Laut Hitam (e.g. Jakubov et al., 1971; Ivanov et al., 1996; Planke et al., 2004).