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