analisa sesar ii

ANALISA SESAR II

(Analisa Dinamik Dari Suatu Pecahan)

Pendahuluan

Banyak skema klasifikasi untuk sesar yang dikembangkan atas dasar kemiringan

bidang sesar dan arah pergeserannya (bidang sesar utama), antara lain klasifikasi Richard.

Seperti kita ketahui, dalam banyak kasus yang, jarang ditemukan sesar yang berupa

rekahan tunggal (Fault Plane), tetapi lebih sering berupa jalur sesar (Fault Zone). Karena

itu jarang sekali kita dapat menentukan pergeseran secara pasti seperti kasus pada analisa

sesar 1. Apalagi jika kita akan menetukan arah pergeseran suatu bidang sesar yang tidak

tersingkap.

Dalam bab ini kita akan membahas analisa dinamik dari suatu patahan, yaitu

suatu pengertian tentang mengapa patahan daapat dikategorikan menjadi 3 jenis sesar,

yaitu: sesar mendatar, sesar naik, dan sesar normal.

Pada dasarnya analisa dinamik mempelajari 2 hal, yaitu :

1. Kondisi Tegasan dimana batuan dapat pecah.

2. Pola – pola struktur yang berkembang akibat suatu sistem tegasan. (Praktikum

lebih ditekankan pada poin 2.

Serangkaian percoban telah dilakukan oleh para ahli dalam analisa dinamik ini.

Percobaan-percobaan tersebut menghasilkan suatu pemodelan yang melukiskan

karakteristik hubungan geometri antara sistem tegasan, struktur utama beserta unsur-

unsur struktur penyertanya (struktur minor). Pemodelan ini sangat membantu kita dalam

menganalisa suatu patahan atau zona patahan, sehingga semua data unsur-unsur struktur

geologi (tidak hanya bidang patahan utamanya saja) dapat digunakan dengan

mengolahnya dengan metode statistik dan memplotnya dalam stereonet sehingga dapat

kita ketahui hubungan sudut antar bidang.

Dasar dari suatu pemodelan struktur geologi adalah percobaan Anderson (1951),

yang melukiskan karakteristik hubungan geometri antara sistem tegasan dan pola

pecahan. Analisa Anderson ini kemudian dikembangkan oleh Moody dan Hill (1952) dan

Harding (1973) yang membuat suatu pemodelan dengan melibatkan unsur-unsur struktur

minor.

Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08

Gbr.1 Peta Struktur Regional, menunjukkan distribusi dan orientasi sesar-sesar pada zona

sesar di baratlaut Amerika.


Davis Fig 6. 117Hal 345

Gbr 2. Peta yang menunjukkan suatu daerah yang dirobek-robek oleh sesar.

Gbr 3. Blok diagram yang menggambarkan hubungan antara lipatan, sesar naik dan sesar mendatar.

Pemodelan – pemodelan lain juga dibnuat antara lain oleh Madin dan Hager

(1957), Domath (1961), Mc Kinstry (1953), Tjia H.D. (1971), Mason L. Hill (1976).

A. Teori Anderson Tentang Patahan

Anderson (1951) mengenali sifat dari arah tegsan utama (1) , dalam hubungannya

dengan “Hukum Coulomb”, mengenai batas kekuatan suatu massa yang “menyiratkan”

bahwa patahan mendatar, naik, dan normal terbentuk pada atau dekat permukaan bumi.

Dengan kata lain gaya-gaya yang menyebabkan struktur geologi terdapat pada kerak

bumi, dimana terdapat 3 arah tegasan dengan 2 arah tegasan horisontal dan 1 arah tegasan




vertikal (gbr 4). Anderson berteori bahwa dalam bidang ketidakselarasan antara tanah dan

udara di setiap titik pada permukaan bumi adalah nol. Sebagai contoh:

Angin Tornado mampu mengobrak-abrik rumah, pepohonan, gedung-

gedung, mobil, dll tapi tidah dapat menggerakkan tanah!!!!!!!!!!

Gbr. 4 Arah-arah tegasan, 2 arah horisontal dan 1 arah vertikal.

Gbr.5 Hubungan antara gaya geser dan gaya normal


Davis Fig 2.52Hal 78

DavisFig 5.46 B

Hal 240

Dari hasil percobaan, Anderson menyimpulkan ,jika :

Gbr. 6 A. 1 vertikalB. 2 vertikalC. Peregangan

Gbr. 7 Percobaan uji tekan dengan gaya yang sama pada 3 batuan yang berbeda :

A. Patahan pada Batu Sabak (Slate)

B. Patahan Conjugate pada Batupasir

C. Sifat Auctile pada Batugamping


1 vertikal terjadi patahan normal

2 vertikal terjadi patahan mendatar

3 vertikal terjadi patahan naik

DAVIS,Pig 3.28 hal 125

DAVISFig 3.26Hal 123

Percobaan-percobaanlain yang menjelaskan hubungan antara sistem tegasan

dengan bidang patahan adalah percobaan paa kotak pasir. Pada gambar 7, sebuah kotak

diisi berselingan antara lempung (hitam) & pasir (putih). Di tengah kotak itu diletakkan

papan penyekat yang dapat digerakan maju mundur dengan menggunakan ulir.

Gb 9. Sandbox Experiment


Davis fig 6.66 hal309Davis fig 6.66 hal309

Gb 10. Sandbox Experiment tooo!


Davis fig 1.39 hal 30

Gbr 8 Klasifikasi dinamik Anderson’s


B. SESAR DAN STRUKTUR PENYERTA

Gejala sesar seringkali disertai dengan gejala struktur yang lain, misalnya kekar, lipatan,

lipatan seret (dragfold), breksiasi, milonitisasi, dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat

membantu dalam penentuan jenis pergeseran dari suatu sesar.

B.1 KEKAR

Kekar adalah gejala yang umum terdapat pada batuan. Kekar dapat terbentuk karena

tektonik (deformasi) dan dapat terbentuk juga secara non tektonik (Gb. 11 dan Gb. 12). Dalam

hal ini kita membatasi pada jenis kekar yang terbentuk secara tektonik.

Gb. 11 Kekar melembar (foliation/sheeting jointing) akibat pendinginan batuan pada saat pembentukannya


DAVIS,FIG 1.7HAL 7

Gb. 12 Kekar meniang (Columnar Jointing)

KLASIFIKASI KEKAR

Berdasarkan :

1. Bentuk : a. Sistematik : Joint set, Joint system.

b. Tak sistematik.

a. Kekar Sistematik

Dijumpai berpasangan.

Arahnya sejajar atau hampir sejajar.

Mempunyai bidang-bidang kekar yang rata atau sedikit melengkung.

Gb.13 Kekar Sistematik dengan bidang-bidangnya yang sejajar


DAVIS,Fig 5.23Hal 222

DAVIS,Fig. 5.1,Hal 205

Gb.14 Kekar sistematik membentuk blok yang mirip buatan manusia

Gb.15 Kekar sistematik yang mempunyai pola belah ketupat

2. Ukuran :

Master Joint : puluhan sampai ratusan meter

Master Joint : beberapa meter

Minor Joint

Micro Joint (<1 inch)

Gb.16A Foto udara dari dua set kekar yang cenderung membentuk pola kotak-kotak




DAVISFig 5.3 BHal 206

Gb.16B Foto udara memperlihatkan Master Joint dengan set tunggal. Jarak antara kekar satu dengan yang lainnya sekitar 20-50 m.

Gb.17 Foto udara memperlihatkan dua set Master Joint berpola belah ketupat


DAVISFig 5.3AHal 206

DAVISFig 1.32Hal 24

Gb.18 Besaran Relatif dan Kontinuitas Rekahan


Diktat kuliah ITB96.. bla..blaa..

njiss tunduh euy….

3. Kerapatan

Kerapatan kekar dinyatakan dengan :

Jumlah persatuan jarak lintasan pengamatan yang dibuat tegak lurus

4. Kejadiannya (secara tektonik)

Secara kejadiannya, kekar dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

Shear (Kekar Gerus)

Tension (Kekar Tarikan)

a. Kekar Gerus

Ciri-ciri lapangan :

Biasanya bidangnya licin

Memotong seluruh batuan

Memotong komponen batuan

Biasanya ada gores garis

Adanya joint set berpola belah ketupat

Gb.19 Kekar gerus dalam Batupasir berumur Kapur di Pegunungan Tucson, Arizona.


DAVISFig 5.6Hal 209

Gb.20 Slicken line atau gores garis di atas kekar gerus

b. Kekar Tarikan (Tension)

Bidang kekar tidak rata

Selalu terbuka

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

kotak (Gb.14B)

Karena terbuka, maka dapat terisi mineral atau dengan kata lain Kekar

Tension yang terisi mineral disebut “VEIN”.

Kekar tarikan dapat dibedakan sebagai :

o Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahnya searah

dengan tegasan lihat a, Gb.22

o Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya

atau pengurangan tekanan, orientasinya tegaklurus terhadap gaya

utama. Struktur ini biasa disebut dengan “STYLOLITE” lihat b,

Gb.22.


DAVID eh DAVISHal 209

8=o gbr naon cik tebagh ??

Gb.22 Ketika sedang mengunjungi Museum di Washington DC, keluarga Davis memusatkan perhatian pada

pembentukan Struktur Stylolite dalam Batugamping penyusun gedung.


DAVISFig 2.56Hal 82

Gb.21 VEIN

Gb.23 STYLOLITE

Gb.24 Hubungan antara pola tegasan, tension fracture dan release fracture (stylolite)


DAVISFig 4.38Hal 176

Dictionare De GeologieHal. 314

Diktat kuliah ITB

Gb.25 Pola kekar, rekahan, sesar minor dan stylolites pada system lipatan silindris


Diktaatttttt ITB

Gb.26 Hubungan jenis-jenis kekar dengan pola

tegasan

Kekar merupakan salah satu struktur yang sulit untuk diamati, sebab kekar dapat

terbentuk pada setiap waktu kejadian geologi, misalnya sebelum terjadianya suatu lipatan.

Kesulitan lainnya adalah tidak adanya atau relatif kecil pergeseran dari kekar, sehingga tidak

dapat ditentukan kelompok mana yang terbentuk sebelum atau sesudahnya.

Walaupun demikian, di dalam analisa, kekar dapat dipakai untuk membantu menentukan

pola tegasan, dengan anggapan bahwa kekar-kekar tersebut pada keseluruhan daerah terbentuk

sebelum atau pada saat pembentukan sesar. Dalam penentuan jenis sesar cara ini sangat lemah

dan data yang dipakai tidak hanya kekar, tetapi juga jalur sesar yang dapat diamati dari peta

topografi, foto udara dan citra landsat.


Diktat ITBGb 11-15 hal 106

Gbr. 27. Pola kekar yang dapat

dipakai untuk menentukan

gerak sesar.

a. Pola kekar “pinnate”

(struktur bulu ayam)

b. Pola kekar Enchelon

B.2. Analisa Kekar

Seperti dikemukakan oleh beberapa penulis,dan secara tegas oleh Bott (1959) bahwa

pergerakan sesar akan mengikuti arah rekahan gunting (Conjugate Shear). Dengan analisa kekar

dalam penentuan jenis sesar hal ini dapat diterapkan dengan menggunakan pemodelan Anderson

(gbr. 6), dengan patokan sebagai berikut :

1 berada pada titik tengah perpotongan 2 bidang Conjugate Shear yang

mempunyai sudut sempit

2 berada pada titik perpotongan antara 2 bidang Conjugate Shear

3 berada padattitik tengah perpotongan 2 bidang Cojugate Shear yang

mempunyai sudut tumpul.

1 2 3

Orientasi tensional joint searah dengan orientasi 1

Orientasi stylolites dengan orientasi 1 atau searah dengan

orientasi 3

Bidang shear dan tensional membentuk sudut sempit

Bidang shear dengan realease membentuk sudut tumpul


Diktat Praktikum ITB hal 107

Contoh kasus :

1. Diketahui hasil pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang kekar

tensional menunjukkan titik maxima dengankedudukan 180, N 2680 E. Hasil

pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang stylolites menunjukkan

titik maxima dengan kedudukan 60, 3590 E. Dari hasil analisa topografi terlihat

adanya kelurusan punggungan tunggal yang diduga adalah sesar dengan trend N 290

E. Bila sesar tersebut mengikuti srah punggungan terebut ,

Tentukan : a. Bidang sesarnya

b. Pitch

c. Jenis Sesarnya.

Penyelesaian :

A. Penentuan Bidang Maxima

maka kita dapatkan titik perpotongan antara 2 bidang tersebut yang diasumsikan sebagai

2 .

B. Menentukan bidang sesar :

- plot kelurusan N 290 E

- karena pada pemodelan Anderson semua bidang – bidang struktur akan berpotongan

di titik 2 , maka tentukan bidang sesar dengan strike N 290 E dan kemiringan yang

memotong 2.


C. Menentukan pitch

Pitch adalah perpotongan antara bidang normal dengan bidang sesar, maka tentukan bidang

normal yang pole-nya adalah 2 .

Bidang normal N 2000 E/ 200, maka pitch nya 150 NW.

D. Menentukan Jenis Sesar

INGAT !!!! dengan pemodelan :

- Shear yang mempunyai sudut sempit dengan

tensional joint

- Dari bidang sesar yang ada dan setelah melihat

pemodelan, maka sesar memiliki unsur strike slip dekstral dengan pitch 150 NW, dan dip

slipnya naik


- Sesar yang diperkirakan :

2. Diketahui :

Hasil pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang kekar gerus menunjukkan 2

titik maksima, yaitu :

a. 300, N 2900 E

b. 300, N 1200 E

Terlihat kelurusan topografi berarah TL – BDFF, tentukan :

1. Kedudukan 1 ,2 , dan 3

2. Tentukan bidang sesar

3. Tentukan Pitch

4. Tentukan jenis pergerakannya

Penyelesaian :

1. Menentukan kedudukan 1 ,2 , dan 3

1.a gambar kedudukan bidang – bidang ,maksima


N 3290 E/780

Pitch 150 NW

Jenisnya Naik Dekstral

Didapat 2 dengan kedudukan 240, N 186

1.b Menentukan 1 dan 3

Ingat !!!!! bahwa 1 berada pada titik tengah dua bidang kekar gerus yang

mempunyai sudut sempit (<900) dan 3 diapit oleh sudut tumpul (>900) dua bidang

kekar gerus.

Tentukan terlebih dahulu bidang normal dimana garis 1 dan 3 terdapat.

Didapat : Bidang normal = N 2760 E/660

Sudut antara 2 bidang diukur mengguanakan “smallcircle” diantara

perpotongan 2 bidang kekar gerus dengan bidang normal, didapat 680

Karena sudut antara 2 bidang shear joint tersebut kurang dari 900, maka 1

terdapat di tengah zona tersebut, dan 3 diukur 900 dengan

menggunakan small circle dari 1 .

Maka didapat 1 = 660, N 20 E

3 = 00, N 960 E atau 00, N 2760 E

2. Menentukan Bidang Sesar

Karena ada kelurusan berarah TL – BD maka bidang pecah yang berkembang dari

“conjugate shear system” adalah bidang a (N200E/600)

3. Menetukan Pitch

Pitch merupakan perpotongan antara bidang kekar gerus dan bidang normal, dihitung

dengan menggunakan small circle, didapat pitch = 620 NE

4. Menentukan Jenis Sesar


Ingat Pemodelan !!

Kalau 1 relatif ditengah maka sesar relatif bersifat normal. Karena bidang N 200/600

dengan pitch 620 NE mempunyai unsur dip slip normal maka unsur strike slipnya

adalah sinistral. Jadi jenis sesar adalah normal sinistral

(TO BE CONTINUED)

“teori adalah suatu hal yang praktis……

kesukaran ada pada penerapan

dalam realita

karena,

banyak penyimpangan dari teori,

yang bisa terjadi

adalah kebenaran

yang belum terumuskan…..” (he..he..he..he…

he. weleh weleh

uhuk-uhuk……..!)

(Armandita 2000)


analisa sesar ii

Documents