Top Banner
Geologi Struktur 4 G E O L O G I S T R U K T U R Seorang ahli struktur geologi, akan memusatkan pemahamannya pada “Apa itu Geologi Struktur?”, Kapan struktur itu berkembang?” dan “Kondisi fisik bagaimana yang dapat menyebabkan terbentuknya Struktur Geologi?”. Pemahaman pertama harus dijawab pertama kali, karena sangat penting untuk mendeskripsi bentuk dan ukuran tubuh batuan. Geologi struktur adalah suatu cabang ilmu geologi yang mempelajari bentuk atau arsitektur tubuh batuan sebagai hasil dari proses deformasi. Deformasi disini adalah perubahan bentuk dan atau volume serta letak batuan pada posisi awal. Jadi, dalam hal ini dikaji ‘ asal usul dari geometri dan kinetiknya, demikian juga dengan proses-proses geologi dan mekanisme pembentukan struktur geologi seperti sesar, lipatan dan kekar. Semua struktur ini terbentuk sebagai respon daripada pergerakan dan interaksi kerak bumi. Kegunaan geologi struktur penting sekali dalam memahami bagaimana struktur pada suatu batuan yang telah terbentuk untuk membantu dan 63
24

g e o l o g i s t r u k t u r

Oct 02, 2015

Download

Documents

geomorfologi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Geologi Struktur

4 G E O L O G I S T R U K T U R Seorang ahli struktur geologi, akan memusatkan pemahamannya pada Apa itu Geologi Struktur?, Kapan struktur itu berkembang? dan Kondisi fisik bagaimana yang dapat menyebabkan terbentuknya Struktur Geologi?. Pemahaman pertama harus dijawab pertama kali, karena sangat penting untuk mendeskripsi bentuk dan ukuran tubuh batuan. Geologi struktur adalah suatu cabang ilmu geologi yang mempelajari bentuk atau arsitektur tubuh batuan sebagai hasil dari proses deformasi. Deformasi disini adalah perubahan bentuk dan atau volume serta letak batuan pada posisi awal. Jadi, dalam hal ini dikaji

asal usul dari geometri dan kinetiknya, demikian juga dengan proses-proses geologi dan mekanisme pembentukan struktur geologi seperti sesar, lipatan dan kekar. Semua struktur ini terbentuk sebagai respon daripada pergerakan dan interaksi kerak bumi.

Kegunaan geologi struktur penting sekali dalam memahami bagaimana struktur pada suatu batuan yang telah terbentuk untuk membantu dan mengetahui sejarah yang pernah dilalui oleh batuan itu. Hal ini membantu dalam pemahaman proses pemerangkapan sumberdaya alam seperti minyak bumi, gas bumi dan mineral lain termasuk air. Selain daripada itu, dengan mengetahui wujud struktur pada suatu batuan kita sebagai seorang ahli geologi, dapat mengetahui keadaan batuan itu serta seberapa besar pengaruh tektonik yang masih atau tidak serta mengetahui arah gaya dari struktur yang berkembang pada suatu daerah.

Dalam mempelajari geologi struktur, banyak diperlukan pengetahuan tiga dimensi dan imajinasi, dengan menggunakan peta topografi, foto udara, citra satelit, dan tata geofisika. Selain pengetahuan dan keterampilan diatas, sebagai ahli geologi sangat perlu melakukan kerja lapangan dan simulasi yaitu melihat sendiri struktur geologi yang berkembang pada daerah, bagaimana terjadinya dan berapa besar pengaruh struktur yang berkembang di daerah itu. Hal ini dapat dilakukan dengan cara pengukuran, interpretasi, dan analisis kenampakan topografi. Pemahaman dasar

Geologi Struktur dalam kajiannya akan mempelajari struktur sekunder batuan yang terbentuk sebagai akibat interaksi batuan dengan tektonik, walaupun tidak semua struktur geologi terbentuk akibat interaksi ini. Interaksi batuan dengan Tektonik (dalam hal ini pergerakan antar lempeng), akan menyebabkan suatu batuan tersebut terdeformasi. Deformasi adalah perubahan dalam tempat dan/atau orientasi dari tubuh batuan. Deformasi secara definisi dapat dibagi menjadi :

1. Distortion, yaitu perubahan bentuk.

2. Dilatation, yaitu perubahan volume.3. Rotation, yaitu perubahan orientasi.

4. Translation, yaitu perubahan posisi.

Jenis-jenis deformasiAda dua cara suatu batuan terdeformasi, yaitu : defomasi brittle (getas/pecah) dan deformasi ductile (kenyal).

Deformasi brittle dan ductile

Batuan yang mengalami deformasi brittle dan ductileDalam menghadapi suatu gejala deformasi beserta akibatnya pada kerak bumi, maka kita akan berhadapan dengan suatu gaya.

Arah dari gaya yang bekerja pada atau dalam kulit bumi dapat bersifat :

1. Berlawanan arah tetapi bekerja dalam satu garis. Gaya seperti ini dapat bersifat: tarikan (tension) dan tekanan (compression).

2. Berlawanan, tetapi bekerja dalam satu bidang (couple)

3. Berlawanan, tetapi bekerja pada kedua ujung bidang (torsion).

4. Gaya yang bekerja dari segala jurusan terhadap suatu benda, yang pada umumnya berlangsung dalam kerak bumi (tekanan Lithostatis).

Jenis gaya tension, compression dan couple

Bentuk gaya torsion

Stress dan strain (tegasan dan keterakan)

Stress atau tegasan adalah suatu gaya yang dapat menyebabkan perubahan pada batuan. Strain atau keterakan adalah perubahan-perubahan yang terjadi, baik dalam wujud bentuk maupun volume, yang terjadi pada suatu bahan (batuan) yang diakibatkan oleh adanya tegasan. Pada garis besarnya terdapat dua gejala tegasan yang dapat terjadi di alam, yaitu berupa tarikan dan tekanan.

Unsur struktur geologiUnsur struktur geologi, berdasarkan pengertian geometrinya terbagi atas: struktur bidang (3D atau 2D) dan struktur garis (2D).

Beberapa unsur struktur yang termasuk struktur bidang adalah :

1. Bidang Sumbu Lipatan.

2. Bidang Kekar.

3. Bidang Sesar.

Beberapa unsur struktur yang termasuk struktur garis adalah:

1. Sumbu Lipatan.

2. Gores Garis (Striation) pada Cermin Sesar (Slicken Side).

3. Lineasi Mineral (Contohnya Foliasi pada Gneiss)

Pengukuran unsur struktur1. Pengukuran Strike

Strike adalah garis arah yang terbentuk oleh perpotongan bidang miring perlapisan dengan bidang horizontal.

Langkah-langkah pengukuran Strike:

a. Buka Kompas Geologi.

b. Letakkan sisi kompas E (East) pada bidang yang akan diukur strikenya.

c. Atur posisi kompas sedemikian rupa dengan bantuan bull eyes sehingga keadaan horizontal.

d. Baca arah jarum Utara, dan catat nilainya. Angka yang dibaca adalah nilai jurus perlapisan atau strike.e. Tandai dan buat garis letak kompas pada bidang batuannya.

Unsur struktur

2. Pengukuran DipDip adalah sudut yang dibentuk bidang perlapisan dengan bidang horizontal. Langkah-langkah mengukur dip:

a. Tempelkan sisi W (West) kompas geologi dengan tegak lurus pada garis yang dibuat pada langkah terakhir pengukuran strike (lihat gambar b).

b. Atur klinometer sehingga gelembung pengatur horizontal terletak di tengah. Kemudian baca angka yang ditunjuk (kompas dapat diangkat). Angka yang dibaca adalah nilai dip atau kemiringan.

Pengukuran jurus dan kemiringan

STRUKTUR GEOLOGI

Struktur Geologi terbagi mencakup berbagai skala dan dimensi, dari mulai microstructures sampai megastructures. Struktur geologi yang dikenal secara umum adalah:

1. Sesar /patahan (fault).

2. Lipatan (fold).

3. Kekar (joint).

SESAR

Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran yang berarti pada bidang rekahnya. Suatu sesar dapat berupa bidang sesar (Fault Plain) atau rekahan tunggal. Tetapi sesar dapat juga dijumpai sebagai semacam jalur yang terdiri dari beberapa sesar minor. Jalur sesar atau jalur penggerusan, mempunyai dimensi panjang dan lebar yang beragam, dari skala minor sampai puluhan kilometer. Kekar yang memperlihatkan pergeseran bisa juga disebut sebagai sesar minor. Rekahan yang cukup besar akibat regangan, amblesan, longsor, yang disebut Fissure, tidak termasuk dalam definisi sesar.

Beberapa indikasi umum adanya sesar : kelurusan pola pengaliran sungai (1), pola kelurusan punggungan (2), kelurusan gawir (3), gawir dengan triangular facet (4), keberadaan mata air panas (5), keberadaan zona hancuran (6), keberadaaan kekar (7), keberadaan lipatan seret (dragfold) (8), keberadaan bidang gores garis (9), tatanan stratigrafi yang tidak teratur (slicken side) dan slicken line (10).

Klasifikasi sesar1. Slip (pergeseran relatif)

Pergeseran relatif pada sesar, diukur dari jarak blok pada bidang pergeseran titik-titik yang sebelumnya berhimpit. Jarak total dari pergeseran disebut dengan Net Slip.

Slip Fault terbagi atas:

a. Strike Slip Fault, sesar yang arah pergerakannya relatif paralel dengan strike bidang sesar. (Pitch 00 - 100). Sesar ini disebut juga sebagai Sesar Mendatar. Sesar mendatar terbagi lagi atas :

Sesar Mendatar Sinistral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan kirinya lebih mendekati pengamat.

Sesar Mendatar Dextral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan kanannya lebih mendekati pengamat.

Sesar mendatar dekstral dan sinistralb. Dip Slip Fault, sesar yang arah pergerakan nya relatif tegak lurus strike bidang sesar dan berada pada dip bidang sesar. (Pitch 800 - 900). Dip Slip Fault terbagi lagi atas :

Sesar Normal, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun terhadap Foot-Wall.

Sesar Naik, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif naik terhadap Foot-Wall.

Strike-Dip Slip Fault atau (Oblique Fault), yaitu sesar yang vektor pergerakannya terpengaruh arah strike dan dip bidang sesar. (Pitch 100 - 800). Strike-Dip Slip Fault terbagi lagi atas kombinasi-kombinasi Strike Slip Fault dan Dip Slip Fault, yaitu:

Sesar normal dan sesar naik Sesar Normal Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun dan sinistral terhadap Foot-Wall.

Sesar Normal Dextral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun dan dextral terhadap Foot-Wall.

Sesar Naik Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif naik dan sinistral terhadap Foot-Wall.

Sesar Naik Dextral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif naik dan dextral terhadap Foot-Wall.2. Separation (Pergeseran Relatif Semu)

Bila pitch tidak dapat ditemukan, maka pergeseran tidak dapat ditentukan, maka pergeseran disebut separation.

Unsur-unsur struktur sesar

Unsur-unsur struktur sesar terdiri dari :

1. Bidang Sesar, yaitu bidang rekahan tempat terjadinya pergeseran yang kedudukannya dinyatakan dengan jurus dan kemiringan.

2. Hanging-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang berada relatif diatas bidang sesar.

Zona sesar

3. Foot-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang relatif berada dibawah bidang sesar.

4. Throw, yaitu besarnya pergeseran vertikal pada sesar.

5. Heave, yaitu besarnya pergeseran horizontal pada sesar.

6. Pitch, yaitu besarnya sudut yang terbentuk oleh perpotongan antara gores garis (Slicken Line) dengan garis horizontal (garis horizontal diperoleh dari penandaan kompas pada bidang sesar saat pengukuran Strike bidang sesar).LIPATANTerdapat beberapa definisi lipatan menurut ahli geologi struktur, antara lain:

1. Hill (1953).

Lipatan merupakan pencerminan dari suatu lengkungan yang mekanismenya disebabkan oleh dua proses, yaitu bending (melengkung) dan buckling (melipat). Pada gejala buckling, gaya yang bekerja sejajar dengan bidang perlapisan, sedangkan pada bending, gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang permukaan lapisan.

2. Billing (1960)

Lipatan merupakan bentuk undulasi atau suatu gelombang pada batuan permukaan.

3. Hob (1971)

Lipatan akibat bending, terjadi apabila gaya penyebabnya agak lurus terhadap bidang lapisan, sedangkan pada proses buckling, terjadi apabila gaya penyebabnya sejajar dengan bidang lapisan. Selanjutnya dikemukakan pula bahwa pada proses buckling terjadi perubahan pola keterikan batuan, dimana pada bagian puncak lipatan antiklin, berkembang suatu rekahan yang disebabkan akibat adanya tegasan tensional (tarikan) sedangkan pada bagian bawah bidang lapisan terjadi tegasan kompresi yang menghasilkan Shear Joint. Kondisi ini akan terbalik pada sinklin.

4. Park (1980)

Lipatan adalah suatu bentuk lengkungan (curve) dari suatu bidang lapisan batuan.Unsur-unsur lipatan1. Plunge, sudut yang terbentuk oleh poros dengan horizontal pada bidang vertikal.

2. Core, bagian dari suatu lipatan yang letaknya disekitar sumbu lipatan.

3. Crest, daerah tertinggi dari suatu lipatan biasanya selalu dijumpai pada antiklin4. Pitch atau Rake, sudut antara garis poros dan horizontal, diukur pada bidang poros.5. Depresion, daerah terendah dari puncak lipatan.

6. Culmination, daerah tertinggi dari puncak lipatan.

7. Enveloping Surface, gambaran permukaan (bidang imajiner) yang melalui semua Hinge Line dari suatu lipatan.

8. Limb (sayap), bagian dari lipatan yang terletak Downdip (sayap yang dimulai dari lengkungan maksimum antiklin sampai hinge sinklin), atau Updip (sayap yang dimulai dari lengkungan maksimum sinklin sampai hinge antiklin). Sayap lipatan dapat berupa bidang datar (planar), melengkung (curve), atau bergelombang (wave).

Unsur lipatan9. Fore Limb, sayap yang curam pada lipatan yang simetri.

10. Back Limb, sayap yang landai.

11. Hinge Point, titik yang merupakan kelengkungan maksimum pada suatu perlipatan. 12. Hinge Line, garis yang menghubungkan Hinge Point pada suatu perlapisan yang sama.13. Hinge Zone, daerah sekitar Hinge Point.

14. Crestal Line, disebut juga garis poros, yaitu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi pada setiap permukaan lapisan pada sebuah antiklin.15. Crestal Surface, disebut juga Crestal Plane, yaitu suatu permukaan khayal dimana terletak di dalamnya semua garis puncak dari suatu lipatan.16. Trough, daerah terendah pada suatu lipatan, selalu dijumpai pada sinklin.

17. Trough Line, garis khayal yang menghubungkan titik-titik terendah ada setiap permukaan lapisan pasa sebuah sinklin.18. Trough Surface, bidang yang melewati Trough Line.

19. Axial Line, garis khayal yang menghubungkan titik-titik dari lengkungan maksimum pada tiap permukaan lapisan dari suatu struktur lapisan.

20. Axial Plane, bidang sumbu lipatan yang membagi sudut sama besar antara sayap-sayap lipatannya.Klasifikasi lipatan1. Klasifikasi lipatan berdasarkan kedudukan Axial Plane, yaitu:

a. Upright Fold atau Simetrical Fold (lipatan tegak atau lipatan setangkup).b. Asimetrical Fold (lipatan tak setangkup atau lipatan tak simetri)c. Inclined Fold atau Over Fold (lipatan miring atau lipatan menggantung).d. Recumbent Fold (lipatan rebah)

Jenis-jenis lipatan

Antiklin dan sinklin dalam bentuk tiga dimensi2. Klasifikasi lipatan berdasarkan bentuknya, antara lain:

Concentric Fold

- Similar Fold.

Chevron Fold

- Isoclinal Fold

Box Fold

- Fan Fold

Closed Fold

- Harmonic Fold

Disharmonic Fold

- Open Fold

Kink Fold (terbagi lagi atas monoklin, homoklin dan terrace)

1 2

3Jenis lipatan : asimetrical fold (1), recumbent fold (2) dan kink fold (3)KEKAR

Kekar adalah struktur rekahan pada batuan dimana tidak ada atau relatif sedikit sekali terjadi pergeseran. Kekar merupakan salah satu struktur yang paling umum pada batuan.

Klasifikasi kekarSecara genetik, kekar terbagi atas:

1. Kekar gerus (shear joint), yaitu kekar yang terjadi akibat stress yang cenderung mengelincir bidang satu sama lainnya yang berdekatan. Ciri-ciri dilapangan :

a. Biasanya bidangnya licin.

b. Memotong seluruh batuan.

c. Memotong komponen batuan.

d. Bidang rekahnya relatif kecil.

e. Adanya joint set berpola belah ketupat.

2. Kekar tarikan (tensional joint), yaitu kekar yang terbentuk dengan arah tegak lurus dari gaya yang cenderung untuk memindahkan batuan (gaya tension). Hal ini terjadi akibat dari stress yang cenderung untuk membelah dengan cara menekannya pada arah yang berlawanan, dan akhirnya kedua dindingnya akan saling menjauhi. Ciri-ciri dilapangan :

a. Bidang kekar tidak rata.

b. Bidang rekahnya relatif lebih besar.

c. Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur biasanya akan berpola kotak-kotak.

d. Karena terbuka, maka dapat terisi mineral yang

e. kemudian disebut vein.

Kekar tarikan dapat dibedakan atas:

a. Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahannya searah dengan tegasan.

b. Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya atau pengurangan tekanan, orientasinya tegak lurus terhadap gaya utama. Struktur ini biasanya disebut stylolite..

3. Kekar Hibrid (Hybrid Joint), yaitu merupakan campuran dari kekar gerus dan kekar tarikan dan pada umumnya rekahannya terisi oleh mineral sekunder.

Jenis-jenis kekar : tensional joint (a), shear joint (b), dan hybrid joint (c)

Kekar

Gambar Hubungan Kedalaman dengan Stress dan Strain

DUCTILE

BRITLE

STRAIN

STRESS

Penambahan Temperatur dan Tekanan

PAGE 63