bab 6 sesar

7/26/2019 BAB 6 SESAR

1/33

PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR

VI

SESAR

DEFINISI

Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran melalui

bidang rekahnya. Sesar merupakan patahan/rekahan tunggal atau suatu zona pecahan pada

kerak bumi bersamaan dengan terjadinya pergerakan yang cukup besar, paralel dengan rekahan

atau zona pecahan. Suatu permukaan, sisi, atau dinding yang bergeser melewati dinding lain

akan mengakibatkan kerusakan dan bergesernya struktur batuan yang sebelumnya menerus

tepat pada sesar. Maka, sebuah sesar adalah bergesernya struktur batuan yang disebabkan oleh

massa batuan yang slip satu sama lain disepanjang bidang atau zona rekahan. Sesar adalah

patahan/rekahan shear (shear fracture), dan istilah shearing sering kali digunakan sebagai

sinonim untuk pensesaran. Sesar terdapat pada batuan yang paling keras dan kuat, seperti

granit, dan pada batuan yang lebih lunak serta material bumi yang tidak seragam, seperti pasir

dan lempung, sesar terdapat dimana-mana, paling tidak pada beberapa ukuran, sepanjang

bagian kulit terluar bumi yang masih dapat dilihat.

Sesar pertama kali dikenali oleh penambang Eropa, dan ahli geologi di abad 19 menyebutnya

sebagai shoves, traps, heaves, shifts, breaks, throws, rents, dan clefts, sama dengan sesar.

Efek sebuah sesar pada penambangan batubara dan mineral bijih menghasilkan perdebatan

yang membingungkan mengenai penamaan, klasifikasi dan material asal, dan akhirnya pada

waktu geologi dan lingkaran penambangan (lihat Reid dkk.,1913; Gill, 1935,1941; Hill, 1959;Crowe11,1959).

Joints, rekahan tarikan (tension cracks), dan belahan pada batuan merupakan patahan/rekahan

namun bukan sesar, meskipun mereka dapat memperlihatkan pergerakan yang cukup besar

tegaklurus dengan dinding yang menghasilkan terbukanya dan terpisahnya dinding, tapi tidak

memperlihatkan kesejajaran. Mereka dapat saja menghancurkan kekuatan suatu massa batuan,

namun tidak menghasilkan pergeseran pada strukturnya. Sesar memiliki ukuran lebar yang

bervariasi, dari yang mikroskopik sampai ribuan kaki dan mencapai panjang lebih dari puluhan

atau ratusan mil, beberapa sesar berdimensi kontinen, dipercayai memotong kerak dan

memanjang sampai ke bawah mantel. Pergerakan total sepanjang sesar mungkin dari puluhaninci sampai ratusan mil dan melibatkan pergerakan massa material kerak sampai mil kubik.

Tingkat sesar pada struktur kerak utama menghasilkan penampakan goresan pada topografi,

seperti fault scarps dan rift valleys, dan khusus bentang darat (landscape), seperti pegunungan

dan cekungan, yang menghasilkan kompleksitas pada dataran geologi yang sederhana,

pergeseran unit litologi kedalam lingkungan anomali dan pensejajaran (juxtaposition) yang

aneh, dan menghancurkan batuan alami dengan cara crushing dan grinding (Gambar 64).

Peran sesar pada bentukan gunung mungkin sangat penting dan paling tidak seringkali penting.

7/26/2019 BAB 6 SESAR

2/33


Gambar 64.(A) Sesar berskala besar dengan pergeseran berpuluh-puluh kilometer

(B) Sesar berskala kecil dengan pergeseran 60 cm,

7/26/2019 BAB 6 SESAR

3/33


Sesar menghasilkan perangkap bawah tanah yang merupakan reservoar bernilai dari suatu

akumulasi hidrokarbon atau merupakan tempat sirkulasi air (panas atau dingin)

mengendapkan logam bernilai membentuk urat dan bijih.

Dari sudut pandang manusia, sesar menghasilkan kerusakan lingkungan. Sesar menghasilkanzona lemah, sementara pada zona kuat, batuan keras, menghasilkan celah dan lubang yang

rumit (excavation difficult) yang seringkali berbahaya, bagian atap dan dinding dapat runtuh

mengikuti zona sesar, dan aliran air tanah yang banyak dan tak diinginkan dapat hadir

bersamaan. Pada penambangan, sesar dapat memotong seams dan lodes, merumitkan

eksploitasi dan bahkan menyebabkan kehilangan nilai secara keseluruhan. Pergerakan masa

sekarang disepanjang sesar aktif segera menyebabkan banyak kerusakan gempa bumi dan

menjadi penyebab pada bencana gempa bumi San Fransisco tahun 1906. Bendungan,

jembatan dan bangunan penting sebaiknya tidak dibangun di dekat atau pada sesar aktif.

Pergerakan sesar dapat terbatas sepanjang patahan/rekahan single planar atau curviplanaratau dapat terdistribusi pada ruang yang berdekatan, sejajar, patahan/rekahan planar

membentuk zona sesar berlembar (sheeted fault zone). Di sepanjang bidang tipis schistosity

membentuk zona schist (sering juga disebut sebagai zona shear yang kurang tepat sejak

semua tipe zona sesar merupakan zona shear); atau diantara sistem anastomosing curved

fractures membentuk zona patahan/rekahan. Biasanya, sesar menyerupai garis lurus atau

membelok sedikit pada arah pergerakan relatif dari dindingnya, dengan ketidakaturan yang

cenderung disebabkan oleh crush, sobekan atauplaned away oleh pergerakan, tapi pada arah

yang lain di bidang sesar seringkali berupa amplitudo dan panjang gelombang merupakan

kenampakan biasa yang terdapat di permukan sesar dan seringkali mengindikasikan arah

pergeseran dinding satu sama lain.

Gambar 65.Tiga jenis sesar berdasarkan morphologinya (Twiss & Moore,1992)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

4/33


Suatu sesar dapat berupa Bidang Sesar (Fault Plane), atau rekahan tunggal. Tetapi lebih

sering berupa Jalur Sesar (Fault Zone), yang terdiri dari lebih dari satu sesar. Jalur sesar atau

gerusan (shear), mempunyai dimensi panjang dan lebar yang beragam, dari skala minor atau

sampai puluhan kilometer (Gambar 65). Kekar yang memperlihatkan pergeseran dapat pula

dikatakan sebagai Sesar mikro/minor (Microfault). Rekahan yang cukup besar padapermukaan akibat regangan, amblesan (subsidence), longsor, yang disebut sebagai fissures,

tidak termasuk dalam definisi sesar. Sesar yang terjadi pada daerah yang cukup dalam, pada

kondisi temperatur dan tekanan tinggi akan berkembang sebagai Jalur Gerusan (Shear zones).

Goresan kecil atau striae, sering terdapat pada pergerakan permukaan, yang mungkin

mengalami penghalusan atau pemolesan menjadi slickensides cermin sesar. Biasanya,

lempung halus lunak dan lengket (gouge) terbuat dari batuan dasar halus dan hancur berasal

dari dinding, membentuk ketebalan puluhan inci sampai puluhan kaki di sepanjang sesar.

Pada saat pergerakan sesar telah sangat intensif dan telah membentuk panas serta friksi,

material dari dinding mengalami crush, resementasi, dan bahkan di beberapa contoh leburankadang-kadang membentuk batuan gelas, seringkali banded, mylonites (Gambar 66).

Sepanjang sesar terbuka, fragmen kasar sampai membundar berasal dari dinding membentuk

zona breksiasi. Ruang antara fragmen mungkin tetap terbuka, menyebabkan adanya sirkulasi

air tanah, terisi oleh material dasar yang lebih halus, atau mungkin terisi oleh mineral seperti

kuarsa atau kalsit, hasil presipitasi dari sirkulasi air. Breksi biasanya diisi oleh mineral bijih

dalam konsentrasi yang cukup untuk membentuk cebakan/tubuh mineral bijih yang dapat

dieksploitasi. Sebuah irisan dinding batuan pada zona sesar disebut dengan horse, atau slice,

istilah slice sering digunakan untuk massa batuan berbentuk tabular tipis yang terdapat

diantara sesar yang sejajar.

Dinding batuan sepanjang sesar dapat mengalami patahan/rekahan oleh terbentuknya joint

dan sesar minor, dan struktur dinding batuan, seperti bedding, dapat mengalami

pembengkokan dan terdeformasi membentuk drag folds di sepanjang dinding sesar. Struktur

minor ini berasosiasi dengan pergerakan sesar dan sering bermanfaat dalam penentuan arah

pergerakan utama sesar.

Magnitude dari pergerakan terjadi pada sesar sering direfleksikan oleh kehadiran atau

intensitas dari perkembangan terbentuknya kenampakan internal atau dinding batuan.

Sebaliknya, sesar yang terbentuk oleh pergerakan kecil menghasilkan breksiasi yang intensif,

patahan/rekahan dinding, pembentukan gouge tebal, pergerakan mencapai puluhan mil dapatmemperlihatkan deformasi sangat kecil pada dinding atau pembentukan breksi, gouge, atau

mylonit. Bagian yang terakhir telah terlihat pada batuan yang tersingkap di permukaan dan

pada borehole kecuali bila terdapat petunjuk lain mengenai keterdapatannya, seperti lapisan

terpotong (truncated beds) atau pensejajaran tipe batuan berbeda yang aneh (strange

juxtaposition) atau massa batuan dari umur yang amat berbeda. Secara keseluruhan, sesar,

merupakan zona lemah, tidak cukup tersingkap dengan baik karena pelapukan dan erosi yang

menghancurkan singkapan permukaannya dan menutupnya dengan soil dan alluvium kecuali

7/26/2019 BAB 6 SESAR

5/33


pada pegunungan tinggi dan sepanjang tebing curam. Sesar, sebagian besar, sangat baik

terlihat pada singkapan buatan seperti pada road cuts, penambangan (mines) atau penggalian

(quarries).

Gambar 66.Sesar dengan zona milonit (A) dan slickensides (B)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

6/33


GEOMETRI SESAR

Untuk vertikal sesar ada dua istilah penting yang digunakan untuk mendeskripsi blok dikedua

bagian sesar. Definisi ini berlaku untuk sesar naik dan sesar normal, adalah sebagai berikut:

Hangingwall adalah blok yang terletak diatas bidang sesar

Footwall adalah blok yang terletak dibawah bidang sesar

Gambar 67. Definisi footwall dan hangingwall dari penambangan bawah tanah

(Allmendinger, 2003)

Tiga dimensi geometri bidang sesar dapat sangat bervariasi antara lain:

Planar, sesar dengan geometri bidang yang lurus

Listric sesar dengan geometri bidang yang cekung keatas (kemiringan bidang sesar

makin dalam makin berkurang)

Steepening downward atau cembung keatas (kemiringan bidang sesar makin

dalam makin besar) Anastomosing sesar dengan bidang becabang-cabang yang tidak beraturan Secara tiga

dimensi sesar mempunyai permukaan yang tidak beraturan.

Semua sesar akan berhenti oleh salah satu karakteristik dibawah ini:

a) Pegeserannya menjadi nol

b) Dipotong oleh sesar lainnya

c) Memotong permukaan bumi

Tipline adalah dimana pergeseran sesar menjadi nol, ini adalah garis yang memisahkan

batuan yang bergeser dan yang tidak, atau ujung dari rekahan. Hanya jika memotong

permukaan bumi atau bercabang, tipline adalah loop tertutup.

Branch line adalah garis dimana sesar berpotongan atau bercabang menjadi sesar lain

Surface trace adalah garsi perpotongan sesar dengan permukaan bumi

7/26/2019 BAB 6 SESAR

7/33


PERGESERAN SEMU (APPARENT) DAN SEBENARNYA (SLIP)

Pergeseran satu blok relative terhadap blok lainnya dinamakan sebagai slip vector. Vektor ini

menghubungkan dua titik yang tadinya berhubungan disalah satu sisi dari sesar. Sangatlah

jarang kita bisa mendapatkan object geologi yang sama yang terpotong oleh sesar menjadi dua

bagian. Tetapi informasi bisa didapatkan dari garis-garis atau bentuk-bentuk linear yang

memotong dan telah tergeser sepanjang bidang sesar. Garis ini dikenal sebagai piercing

points. Kebanyakan bentuk-bentuk linear ini di geologi yang terbentuk oleh perpotongan dua

bidang, antara lain:

Perpotongan antara intrusi (dike) dengan bidang perlapisan

Perpotongan bidang tertentu diatas dan dibawah ketidakselarasan

Sumbu lipatan

Tetapi secara umum lebih mudah mengenali bentuk-2 planar yang tergeser oleh sesar. Dimana

dalam kasus ini kita hanya membicarakan separationbukan slip:

Gambar 68.Geometri dan definisi separationpada bidang sesar

Ada banyak kemungkinan slip yang dapat membentuk separation planar yang dapat

diobservasi. Jika hanya melihat bagian atas dari blok, kita akan menginterpretasi sesar tersebut

hanya strike-slip. Jika hanya melihat dari depan sebagai sesar normal. Tetapi, sebenarnya salah

jenis diatas atau kombinasi dari keduanya.

UNSUR-UNSUR PADA STRUKTUR SESAR

Secara umum dapat unsur geometri sesar dapat dibagi menjadi (Gambar 69):

- Bidang sesar - bidang rekahan tempat terjadinya pergeseran, yang kedudukannya dinyatakan

dengan jurus dan kemiringan

7/26/2019 BAB 6 SESAR

8/33


- Hanging wall - bagian terpatahkan yang berada diatas bidang sesar.

- Foot wall - Bagian terpatahkan yang berada dibawah bidang sesar.

- Throw - besaran pergeseran vertikal pada sesar

- Heave - besaran pergeseran horisontal pada sesar

- Slip - pergeseran relatif sebenarnya

Gambar 69.Komponen geometri pada bidang sesar (Twiss dan Moore,1992)

Berdasarkan definisi diatas jenis dan klasifikasi sesar dapat dibagi menjadi:

Dip Slip

Ada dua jenis sesar yang bisa masuk dalam klasifikasi ini, adalah:

Nomal jika hangingwall relative turun terhadap footwall. Gerakan ini sebagai hasil dari

regangan pada arah horizontal. Berdasarkan stratigrafi ini akan menghasilkan batuan muda

diatas (juxtapose) dengan batuan tua. Dapat diklasifikasi menjadi dia: bersudut kemiringan

tinggi (high-angle dip) > 45 dan rendah (low-angle dip) 45 dan rendah (low-angle dip)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

9/33


Sesar geser mengiri atau left-lateral (sinistral) apabila bidang atau blok yang

didepan kita bergerak kekiri

Oblique slip apabila kombinasi dari kedua gerakan tersebut.

Gambar 70. Klasifikasi sesar berdasarkan seperation

7/26/2019 BAB 6 SESAR

10/33


Gambar 71.Klasifikasi sesar berdasarkan slip

SESAR ROTASI

Dalam kasus ini salah satu block terputar terhadap block lainnya. Ini dapat terjadi jika bidang

sesar tidak lurus atau melingkar dimana rotasi terjadi sejajar atau tegak-lurus dengan bidangsesar. Yang rotasinya tegak-lurus bidang seasr dinamakan sebagai scissors fault atau hinge

fault(Gambar 72).

7/26/2019 BAB 6 SESAR

11/33


Gambar 72.Pergerakan dari sesar rotasi jenis scissors.

Batuan Sesar

Proses pensesaran menghasilkan batuan dengan tekstur yang khas, dan tesktur tersebut dapat

diklasifikasikan sesuai dengan mekanismenya. Dua mekanisme yang dibicarakan dalam

proses pensesaran adalah fricitional-cataclastic(mekanisme brittle) dan mekanisme crystal-

plastic.

Klasifikasi Sibson

Klasifikasi yang terkenal untuk batuan sesar adalah dari Sibson (1982). Klasifikasi tersebut

mempunyai dua kategori yaitu berfoliasi atau random (Gambar 73):

7/26/2019 BAB 6 SESAR

12/33


Gambar 73. Klasikasi dan Distribusi batuan sesar secara vertikal (Twiss dan

Moore,1992).

KONTRAVERSI ISTILAH MILONIT

Definisi milonit (mylonite) sampai saat ini masih mengandung kontraversi, dimana tidak

ada satu definisi umum yang dapat diterima, walaupun kurang tepat satu defini dari batuan

ini umum digunakan. Secara umum dalam literatur ada tiga definisi yang mewakili batuan

ini, yaitu:

Batuan berbutir sangat halus, berlaminasi dan dihasilkan dari proses microbreksiasi

yang sangat ekstrim serta mengalami proses pengilingan pada bidang sesar pada

saat pergeseran.

Setiap batuan yang bersifat foliasi dimana butirannya telah diperkecil oleh

mekanisme yang bekerja dalam proses pensesaran.

Batuan sesar dimana matrixnya telah terdeformasi yang didominasi oleh mekanisme

crystal-plastic, walaupun butiran yang kuat akan terdeformasi oleh proses rekahan

dan hancuran (brittle). Definisi ini yang paling umum digunakan.

7/26/2019 BAB 6 SESAR

13/33


Permasalahan dengan definisi ini adalah mereka cenderung genetic dibandingkan deskripsi,

dan kebanyakan tidak memperhitungkan fakta bahwa pada kondisi temperatur dan pressure

yang sama mineral yang berbeda dapat terdeformasi dengan mekanisme yang berbeda-

beda.

PROSES PENSESARAN

Sebuah pertanyaan yang sangar penting adalah "bagaimana memulai sebuah sesar?"

Pengetahuan yang berkaitan proses rangkaian struktur didapatkan dari hasil percobaan shear

mengunakan lempung berlapis (Gambar 74).

Gambar 74.Experiment shear pada lempung berlapis (Riedel,1929).

Hasil percobaan diatas menyimpulkan bahwa strike-slip melibatkan dua proses yaitu:

Struktur sebelum proses pensesaran (pre-rupture structures)

Struktur sesudah proses pensesaran (post-rupture structures)

Pre-rupture structures

Gambar 75.Sistem rekahan Riedel yang dihasilkan dari percobaan diatas.

Sudut yang membentuk sintetik dan antitetik shear dikontrol oleh koefisien friksi dalamnya.

Sudut-sudut dan geometry yang dihasilkan menyimpulkan bahwa maksimum kompresi dan

7/26/2019 BAB 6 SESAR

14/33


sumbu utama pemendekan (shortening) dari strain infinitesimal, keduanya mempunyai

orientasi 45 dengan batas dari zona sesar (shear zone).

Dengan bertambahnya pergeseran, rekahan-2 tersebut akan mengalami rotasi searah jarum jam

(Gambar 75) membentuk sudut yang lebih besar. Karena R'-shear asalnya mempunyai sudut

yang tinggi dengan batas shear zone, mereka akan terotasi lebih cepat dan akan menjadi tidak

aktif lebih cepat juga dibandingkan R-shear. Secara umum, R-shear yang paling umum

didapatkan dalam observasi mungkin karena rekahan ini mempunyai pergeseran yang lebih

besar.Riedel shear akan sangat berguna untuk menentukan arah pergerakan pada zona sesar

brittle.

Rekahan terbuka (extension crack) akan sangat berguna karena untuk kasus tertentu rekahan

ini akan membentuk sudut 45 dengan batas dari zona sesar (Gambar 76).

Gambar 76.A) Orientasi rekahan terhadap zona sesar utama, B) rotasi dari blok didalam

zona sesar menghasil pergerakan yang berlawanan arah dengan sesar utama.

Rupture dan Post-Rupture Structures

Rupture didefinisikan pada proses pensesaran atau proses dimana sesar muncul

dipermukaan. Pada saat rupture, pasangan rekahan baru terbentuk yang dinamakan sebagaiP-shears untuk simetri dariR-shear (Gambar 77). Dimana rekahan ini mempunyai tendensi

untuk bersatu dengan R-shear membentuk zona sesar yang menerus.

7/26/2019 BAB 6 SESAR

15/33


Gambar 77.Perkembangan rekahan baru dalam sistem zona sesar

MENENTUKAN PERGERAKAN SESAR (SENSE OF SLIP)

Untuk mengerti kinematik dari deformasi sesar, kita harus menentukan pergerakannya (slip).

Vektor slip terdiri dari dua yaitu: (1) orientasi dari garis atau struktur linear dalam blok yangtelah bergerak, (2) arah pergerakan (sense of slip) atau pergerakan relative blok satu dengan

lainnya.

Data geologi biasanya memberikan salah satu dari bukti diatas. Urutan daftar dibawah ini

adalah bentuk struktur yang umum dijumpai dilapangan yang dapat digunakan untuk

menentukan pergerakan sesar.

Orientasi

Untuk sesar Frictional-cataclastic (brittle fault)

Torehan (grooves), cermin sesar (slickensides), gores garis (slickenlines)

Untuk sesar Crystal Plastic (ductile shear zone)

Liniasi mineral

Pergerakan (sense of slip)

Untuk sesar Frictional-cataclastic (brittle fault)

RekahanRiedel shear, struktur tangga (steps), tool marks, rekahan terisi (sigmoidal gash

fractures), drag fold, curved mineral fibers.

Untuk sesar Crystal Plastic (ductile shear zone)

Sheath folds, S-C fabrics, asymmetry c-axis, mica fish, asymmetry augen, rekahan dan

mineral yang terotasi.

7/26/2019 BAB 6 SESAR

16/33


Gambar 78.Analisa pe.rgerakan untuk jenis brittle fault (Allmendinger, 2003)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

17/33


Gambar 79.Analisa pergerakan untuk jenis brittle fault (Allmendinger, 2003)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

18/33


Gambar 80.Analisa pergerakan untuk jenis ductile fault (Allmendinger, 2003)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

19/33


PENGENALAN DAN GEJALA UMUM SEBAGAI BUKTI SESAR

Dari peta topografi, foto udara atau citra satelit :

- Berupa kelurusan gawir, bukit, lembah, sungai.

- Pergeseran bentuk morfologi/ geologi (bukit, lembah, sungai, lapisan)

Gambaran fisik di lapangan :

- Kelurusan gawir, bukit, lembah, sungai.

- Gawir dengan Triangular Facet, bentuk segitiga dari muka punggungan akibat terpotong

sesar (terutama pada sesar aktif).

- Mata air panas.

- Kelurusan mata air atau mata air panas

- Hancuran (breksiasi, milonit, gouge)

- Rekahan-rekahan (rekahan gerus, rekahan tarikan)

- Lipatan (minor)- Bidang sesar dan cermin gores-garisnya (slikencsides, striation, groove)

- Lipatan seretan (drag fold)

- Ketidak teraturan stratigrafi; terpotongnya lapisan, hilang atau berulangnya lapisan atau

kedudukan yang tidak teratur.

Dinamik dan Kinemati Sesar

Perlu diingat bahwa proses pemebentukan sesar dari batuan yang homogen dan tidak ada

rekahan dapat digambarkan oleh lingkaran Mohr (Gambar 81) untuk stress yang menyentuhkurva pecahnya batuan (failureenvelop).

Gambar 81. Diagram Mohr yang memenggambarkan mekanisme pensesaran

7/26/2019 BAB 6 SESAR

20/33

PRINSIP

Dalam k

dikenal

matemat

Apa ya

mempun

Lebih ja

kemung

Fault ter

Interpret

tumpul.

DASAR GE

ondisi dang

ebagai Co

isnya dapat

g digamba

yai sudut

maka sesar

Gambar

uh lagi li

inan orient

Gamb

sebut diken

asi standart

LOGI STRU

al, kurva p

lomb Failu

digambarka

kan dalam

ter

juga harus

82.Hubung

gkaran M

si sesar yan

ar 83.Conj

al sebagai c

adalah 1 a

KTUR

cahanya ba

re Criteria

sebagai be

hubungan

adap 1 (

erbentuk 3

an antara

hr mempe

g simetris p

gate fault d

onjugate fa

kan memba

tuan akan

(untuk lebi

rikut:

diatas ada

ambar 82)

terhadap

dan sudu

lihatkan b

ada 1 (Ga

an hubunga

ult sets da

gi sudut lan

empunyai l

h jelas liha

ah, dalam

. Karena u

aksimum s

t pembentu

hwa dala

bar 83).

nnya denga

sangat um

cip dan 3

ereng yang

Bab 4) ya

kondisi ini

tuk keban

tress,1.

an sesar

dua dime

arah .

m dijumpa

akan memb

konstan ya

ng hubunga

sesar har

akan batua

.

nsi ada d

i dilapanga

gi dua sud

g

n

s

,

a

.

t

7/26/2019 BAB 6 SESAR

21/33

PRINSIP

Teori Se

Anderso

menyim

bekerja.sumbu s

bekerja.

Batasan

berikut:

DASAR GE

sar Anders

(1951) me

ulkan kare

Sehingga, sress utama

ua sumbu

Ga

ini memberi

Gam

LOGI STRU

on (1951)

nyadari kep

a permuka

lah satu da(principal st

tama lainn

bar 84.Ge

kan beberap

ar 84.Hub

KTUR

entingan da

n bumi ada

i tiga stressess) selalu

a pasti akan

ometri stres

a hubungan

ngan antara

i Coulomb

lah permuk

utama akategak lurus

sejajar per

yang beker

khusus ant

jenis sesar

Failure Cri

aan bebas j

tegak lurusada bidang

ukaan terse

a disuatu p

ra stress da

an stress ya

eria dan le

adi tidak ad

permukaandimana she

ut (Gamba

rmukaan

n geometri

ng bekerja

ih dari itu,

a stress ya

bumi karear stress tida

84).

esar, sebag

a

g

ak

ai

7/26/2019 BAB 6 SESAR

22/33

PRINSIP

Teori A

suatu te

pernah

bahwa s

walaupu

Ada dua

Ba

fai

per

Jik

tet

Se

adaDa

ya

Gambar

Anderso

hampir s

ahli geo

sesar. A

DASAR GE

derson (19

ri yang ber

enjumpai

esar jenis i

tidak ada

masalah uta

uan dialam

ure, padah

lapisan, foli

2lebih b

pi bila lebi

ara jelas ba

strain yanam strain ti

g ditunjuka

86. Gam

terda

teori um

elalu memp

logi struktu

a dua cara

LOGI STRU

1) telah ter

laku umum.

esar norma

i banyak

alam teori.

ma yang be

tidak bersi

umumnya

asi pada bat

esar dari 60

kecil slip a

hwa Ander

terjadi dalga dimensi

oleh Z. Re

aran geom

at 4 buah s

mnya terla

unyai rekah

r mengemb

ntuk memp

KTUR

ukti kegun

Sebagai c

l bersudut

ijumpai. S

kaitan den

at homoge

selalu me

uan metam

pada bida

kan terjadi s

on teori be

m arah

2.Gambar 86

nches (198

tri strain

sar bukan d

lu terbatas

an dengan

angkan ber

elajari popu

aanya tetap

ntoh, teori

endah dipe

lain itu se

an teori An

ous seperti

mpunyai a

rfik, dan re

g-2 anisotr

ejajar deng

rasumsi pla

Sehingga h, akan ada

).

alam 3D

ua seperti d

untuk ban

rientasi ya

bagai tehni

lasi sesar:

perlu diin

mempredik

rmukaan b

ar naik su

erson:

yang diga

isotropy p

kahan yang

pytersebut

n anisotrop

ne strain, d

anya dua arua pasanga

ang memp

lam Ander

ak kasus

g bermaca

baru unt

at bahwa te

si bahwa ki

mi, tetapi

ut tinggi j

barkan dal

lanar. Ter

sudah ada

maka tidak

ytersebut.

imana diasu

ah sesar yan conjugate

erlihatkan

on (1951).

ipermukaa

-macam. S

k mengana

ori ini buka

ta tidak aka

enyataann

ga dijump

am Coulom

asuk bida

alam batua

ada masala

msikan tida

g diprediksfaults sepe

emungkina

bumi ya

ehingga pa

lisa popula

n

n

a

i

b

g

.

,

k

i.ti

n

g

a

si

7/26/2019 BAB 6 SESAR

23/33

PRINSIP

1. M

ki

2. Me

an

Kedua

memerlu

Orienta

Hubunga

(1951)

mempen

ternyatauntuk m

yang dili

Gambar

Variasi s

yang sa

(confini

kurvaM

compres

menghas

mempun

DASAR GE

mberlakuk

ematik ana

mpelajari p

alisis.

etoda diata

kan data je

i Sesar da

n yang pra

hanya ber

garuhi orie

juga merupenggambar

hat pada Ga

87. Model

sesar

dala

udut awal s

a, dikare

g pressure

hr failure

sional den

ilkan bida

yai sudut 3

LOGI STRU

n data ses

lisis

opulasi sesa

s mempuny

is pergeraka

Stress Tra

tis antara

aku dekat

tasi sumbu

akan orientan stress tr

mbar 87.

teoritis be

normal (ga

dua dimen

esar mungk

akan meni

). Perubaha

envelop ter

gan perub

g sesar ya

dan berge

KTUR

r sebagai

r dalam be

i kekurang

n dari semu

ectories

rientasi su

permukaa

-2 stress, s

si dari sesajectories y

upa stress

is terputus-

i (Park, 19

in sudah te

ngkatnya e

n ini diperl

tama ketik

han kedal

ng cekung

ak keperm

strain yang

tuk stress

an dan kele

a sesar yan

bu stress

n. Dikedal

ehingga me

r. Dalam kang berhub

trajectorie

putus) seba

9).

prediksi ba

fek kebaw

ihatkan de

stress hori

aman. Wa

(listric).

kaan denga

dihasilkan

ang menye

bihan masi

akan diana

an jenis st

aman ban

mpunyai ar

ondisi terteungan deng

(yang ber

gai hasil da

kan dalam

h dari dal

gan oleh p

zontal beru

laupun efe

Suatu sesa

sudut yan

dari prose

babkannya

g-2 dan un

lisa.

uktur menu

ak faktor

ah yang be

tu variasi tan model t

arna) dan

ri pergerak

orientasi st

am tekana

rubahan le

ah dari ten

ini tida

waktu m

relatif sam

pensesara

atau dinami

uk keduan

rut Anders

yang ak

rvariasi ya

ersebut daporitis sepe

orientasi

n keatas

ess yang

batuan

eng dari

ional ke

k selalu

lai bisa

a.

,

k

a

n

n

g

atti

7/26/2019 BAB 6 SESAR

24/33


Sesar dan Gempabumi

Ketika batuan tertekan dalam kondisi brittle, efek strain akan bekerja sebelum batuan tersebut

terkekarkan. Perubahaan ini penting untuk digunakan dalam memprediksi gempabumi. Strain

permulaan akan bersifat elastik, tetapi ketika shear stress mencapai harga setengah dari

kekuatan batuan, batuan akan mulai memperlihatkan sedikit deformasi yang bersifat

permanen yang diakibatkan pergerakan dan regangan rekahan kecil dalam zona strain

terbesar dimana pada akhirnya sesar terjadi. Intensitas rekahan ini bertambah ketika

mendekati nilai kekuatan shear. Bukaan dari rekahan menyebabkan peningkatan volume atau

dilation dalam batuan yang berasosiasi dengan peningkatan kandungan fluida ketika air tanah

mengisi rekahan-rekahan tersebut. Peningkatan tekanan fluida mempunyai efek melemahkan

batuan (efective stress).

SE SAR NOR MAL (Sesar Turun)

Pergerakan di sepanjang sesar dapat seperti pelepasan tegasan dengan memperpanjang kerak

secara horisontal pada arah tegasan normal terkecil dan perpendekan pada arah tegasan

normal terbesar, misalnya pergerakan dapat berupa dip-slip normal saat hangging wall

bergerak relatif turun terhadap footwall, dan sesar dapat berupa sesar normal. Karena arah

vertikal merupakan arah dasar dari bidang gravitasi bumi, suatu sesar dapat menjadi sesar

gravitasi, tapi sesar normal dengan orientasi serupa dapat berasal dari kekuatan lain selain

kekuatan gravitasi. Sesar gravitasi dipercaya oleh kebanyakan ahli geologi sebagai penyebab

dari terbentuknya graben dan rift valley di seluruh dunia, seperti East African Rift, Dead Sea

dan Rhine Graben, dan topografi spesial seperti Basin and Range of Nevada.

Keterdapatan Umum :

- Didaerah dengan keadaan geologi beragam

- Didaerah dengan gejala tektonik tarikan

- Pegunungan lipatan

- Bagian luar suatu jalur orogen

- Bagian puncak kubah atau lipatan

- Sebagai pencerminan diatas permukaan dari gejala sesar yang letaknya lebih dalam.

Sifat-sifat umum:

- Mempunyai kemiringan bidang sesar yang besar (< 45)

- Terdapat bersejajaran dengan bentuk tangga

- Bidang sesar dengan cermin sesar dan gores garis, agak umum dijumpai

- Terdapat gawir sesar

- Sering memperlihatkan adanya "reverse-drag"

- Terdapatnya "antithetic fault".

7/26/2019 BAB 6 SESAR

25/33

PRINSIP

Gamb

DASAR GE

r 88. Jenis

exte

listrilistri

nor

Sesa

LOGI STRU

dan geomet

sion, mode

c, C) Sesarc dengan st

al jenis lis

normal de

KTUR

ri dari sesar

l dari Werni

normal listruktur geo

ric, F) Ses

gan transf

normal (ex

cke (1985),

ic denganetri collap

r normal li

r zone (m

ensional f

B) Geomet

eometri flae, E) Sala

stric yang

difikasi dari

ult). A)In

ri dari sesar

-ramp, D)satu evol

embentuk

Park, 1989

racontinent

normal jen

Sesar normsi dari ses

"duplex",

.

l

is

lr

)

7/26/2019 BAB 6 SESAR

26/33


SESAR NAIK (Reverse & Thrust)

Pergerakan yang terjadi pada sesar naik melepaskan tegasan dengan cara ekspansi kearah atas

kerak bersamaan dengan pemendekan secara horisontal, pergerakan berupa reverse slip dimana

hanging wallbergerak relatif naik terhadapfootwall, dan sesar berupa sesar naik/reverse fault.

Sesar ini telah lama disebut sebagai thrusts, atau lebih spesifik sebagai low-angle thrust faults,

untuk membedakannya dengan up thrust atau high-angle thrusts, yang terbentuk dari rejim

tegasan yang berbeda. Perlipatan biasanya terjadi bersamaan dengan thrust faulting. Sumbu

lipatan berorientasi sejajar terhadap arah sumbu tegasan normal menengah dan sejajar dengan

strike dari thrust fault. Transisi dari lipatan dan thrust diobservasi di berbagai dataran geologi:

suatu lipatan terbalik pada arah tertentu dan sayap yang terbalik tersebut tertarik dan menjadi

rekahan/patahan dan kemudian membentuk thrust.

Keterdapatan umum :

- Daerah dengan pegaruh tekanan pegunungan lipatan yang muda

- Daerah dengan endapan cekungan yang tebal (back-arc basin)

Sifat-sifat dan gejala di lapangan :

1. Kebanyakan sesar naik mempunyai kemiringan bidang sesar

7/26/2019 BAB 6 SESAR

27/33

PRINSIP

Gamba

DASAR GE

89. Geo

Faul

perk

perk

up g

LOGI STRU

etri dan

-bend-fold

embangan

embangan

ometri pad

KTUR

odel Sesar

geometri,

kedepan,

ebelakang,

a thrust syst

Naik (Par

C) Geome

) Geomet

E) Sesar na

em, G) Per

, 1989). A

ri thrust-fa

i thrustfa

ik dengan

embangan

Geometri

ult terimbr

lt terimbri

eometri du

ack-thrust

flatramp,

ikasi denga

kasi denga

lex, F) Po

system.

)

n

n

-

7/26/2019 BAB 6 SESAR

28/33


SESAR GESER MENDATAR

(Rifts - Strike Slip - Transcurrent - Wrench - Transversal - Mega Shear)

Pergerakan sepanjang sesar geser terjadi dengan pelepasan tegasan secara lateral pada arah

sumbu tegasan normal terkecil dan pemendekan pada arah sumbu tegasan normal terbesar,pergerakan yang terjadi berupa strike-slip/pergeseran. Anderson (1951) menamakan sesar ini

sebagai sesar transcurrent/transcurrent fault namun kemudian istilah wrench fault yang

digunakan oleh Kennedy diterima penggunaanya. Flaws dan tear faults merupakan sinonim

yang kurang lebih sama artinya. Lipatan dan thrust diakibatkan oleh suatu bidang tegasan

sebelumnya dan berbeda atau rejim yang sebelumnya membentuk wrench fault. Pada dataran

yang seperti itu, sumbu lipatan dan thrust fault terpotong secara oblique oleh sesar wrench,

sumbu lipatan dan trusts berada pada arah sumbu tegasan normal menengah dari orientasi

tegasan sebelumnya dimana relief tegasan ke arah atas dan tidak berdampingan seperti pada

rejim wrench terakhir. Perubahan rejim tegasan seperti ini biasa terdapat di mountain-built

belts sebagai bentukan orogenic. Contoh luar biasa dari wrench faulting dapat ditemukan diNorthwest Highlands di Skotlandia dan Jura Mountain di Perancis. Sesar Semangko di

Sumatra dan San Andreas Fault di California merupakan wrench fault terbesar di dunia.

Sifat-sifat umum :

1. Panjang, lurus atau lengkung - lebar, sepanjang jejaknya.

2. Kemiringan terjal / curam yang beragam.

3. Lebar, jalur teranyam dengan gouge / mylonit dan gores-garis horizontal.

4. Berukuran panjang dan arahnya hampir lurus - mudah dikenal difoto udara.

5. Sembul dan terban yang tak sistimatis.

6. Lipatan-lipatan seretan yang menunjam dan merencong.

7. Tataan stratigrafi yang saling menindih dan tidak sama.

8. Merupakan jalur peka erosi

9. Yang berukuran besar, mempunyai jumlah pergeseran yang besar : San andreas 500 km

dan Semangko 25-100 km.

10. Diatas permukaan, jalur penggerusan/ pelenturan - lebar beberapa ratus ribu meter.

11. Pembentukan depresi dan pembubungan - pembubungan akibat penyimpangan pada arah

secara merencong.

12. Struktur penyerta; rekahan, lipatan, struktur bentuk bunga (flower structure).

Struktur penyerta pada sesar mendatar

(Secara teoritis terbentuk pada saat yang bersamaan)

- Lipatan merencong (en echelon fold);

- Umumnya yang pertama terbentuk - Sejajar poros panjang elip keterakan

- Jalur sesar-sesar mendatar ; proses yang terjadi di bagian yang dalam, batuan dasar akan

terlibat sesar merambat ke atas melalui sedimen-sedimen tertutup.

7/26/2019 BAB 6 SESAR

29/33

PRINSIP

Sub Tipe

- Sesar t- Sepasa

Cara me

1. Studi

2. Perges

3. Perges

4. Bentu

5. Sifat-s

6. Pence

7. Hubu

Jenis Se

- Sesar

Adalah s

tersebut

bahagian

dilantai

mengges

(King P.

- Sesar u

(Sesar S

DASAR GE

; a. Par

b. Co

c. Div

run / rekahag sesar-ses

pelajari Se

ekanisma

eran bentuk

eran dari titi

-bentuk str

ifat jalur ses

minan topo

gan secara

ar Mendata

ransform:

esar yang t

emotong s

sesar terda

samudra d

ernya deng

,1967).

ama di Ind

matra, Ses

Pe

LOGI STRU

allel

vergent

ergent

n tarikan ter mendatar

sar Mendata

empa

geologi yan

k-titik atau

ktur yang p

ar yang tela

rafi dari gej

egional yan

r utama :

gak yang b

erta mengge

pat diantara

n tidak te

n arah me

nesia

r Palu-Koro

bedaan Ant

KTUR

ak lurus podextral dan

:

g teramati

entuk lainn

sti diakibat

terbukti se

ala sesar me

menunjuk

rakhir seca

ser pematan

kedua pe

rdapat kes

datar yang

, Sesar Soro

ra Sesar Tr

os lipatansinistral)

a yang dip

an oleh gej

agai diakib

ndatar penc

an ke arah

a mendada

samudra ;

atang itu s

mannya di

berlawana

ng)

ansform Ses

roleh denga

ala sesar me

atkan oleh s

rminan

esar mendat

pada bent

gejala strike

ja. Sekelo

benua. M

dengan a

ar Jurus -

cara rekon

datar

sar mendat

ar.

k struktur l

- slip hanya

pok sesar

emotong p

ah pergese

endatar

struksi

r

ainnya. Ses

terbatas pa

ang terdap

ematang da

an pemata

r

a

at

n

g

7/26/2019 BAB 6 SESAR

30/33


Status Sesar

Penyajian struktur sesar dalam peta tergantung dari status (tingkat keabsahannya)

1. Pasti adalah bukti-bukti cukup, arah dan jenis pergeseran dapat ditentukan.

2. Ditafsirkan / Diperkira bukti-bukti cukup, arah dan / atau jenis pergeseran sebenarnyabelum dapat ditentukan.

3. Diduga bukti kurang, gejala ada, belum pasti tentang ada tidaknya

7/26/2019 BAB 6 SESAR

31/33

PRINSIP

Gambar

DASAR GE

90. Geom

terbe

sesar

yang

geser.

LOGI STRU

etri dan M

tuk dalam

geser, C)

diakibatkan

KTUR

del Sesar

istem sesar

volusi pem

oleh sesar

eser (Park

geser meng

bentukan z

geser, E)

, 1989). A)

anan, B) Je

na sesar g

Struktur du

Struktur p

is-jenis ter

ser, D) Je

lex dalam

enyerta ya

inasi siste

is morfolo

sistem ses

g

i

r

7/26/2019 BAB 6 SESAR

32/33


Catatan Khusus Teori Pensesaran

Teori Anderson (1951) tentang pensesaran berdasarkan pada perkiraan utama dimana

material yang mengalami tegasan tertentu bersifat homogeneous, suatu kondisi yang sangat

jarang terdapat pada kerak. Inhomogenitas terbentuk dimana-mana, perlapisan, dike danrekahan/patahan tua sering terdapat di setiap dataran geologi. Inhomogenitas pada semua

skala sangat universal, pada kenyataannya, ditemukan secara mengejutkan bahwa banyak

sesar memiliki strike, dip, net slip dan pola yang konsisten dengan teori. Kebanyakan sesar

normal memiliki kemiringan 600-650 dan sesar strike slip kemiringannya vertikal. Secara

keseluruhan, terlihat bahwa kebanyakan massa batuan dari litologi dan struktur yang berbeda

bereaksi terhadap tegasan lebih pada bentuk seragam/ sama daripada secara intuitif berasal

dari pemeriksaan variasi litologi dan struktur. Pada massa lain bidang lemah yang belum

tersesarkan memiliki pengaruh pada terbentuknya sesar, dan percobaan telah membuktikan

adanya kejadian ini. Pengecualian lain memerlukan pertimbangan khusus, tapi penjelasan,

meski tidak sempurna, paling tidak telah memuaskan pengetahuan saat ini secara sepintas.Beberapa sesar yang tidak sesuai dengan harapan teoritis dapat dijelaskan secara mendasar

bahwa deformasi berikutnya atau tilting dari suatu sesar telah terjadi jauh setelah sesar-sesar

tersebut terbentuk. Hal ini bukan merupakan kondisi yang jarang, thrust fault secara khusus

sering terlipat.

Hafner (1951) menjelaskan orientasi lain dari sesar dan slip dengan melawan perkiraan dasar

Anderson (1951) mengenai orientasi bidang tegasan dengan sumbu tegak lurus terhadap

seluruh permukaan kerak dan memiliki intensitas dan orientasi seragam diseluruh massa

kerak. Bidang tegasan secara umum sangat mungkin bervariasi baik pada intensitas maupun

orientasi diseluruh bagian kerak, dan oleh karenanya, sumbu tegasan tidak akan benar-benar

tepat horisontal dan vertikal tetapi akan mengikuti jalur tegasan. Maka, sebagai sumbu

tegasan normal terbesar yang memiliki variasi inklinasi dari horisontal pada bidang tegasan

naik (thrust stress fields), maka kemiringan dari sesar pun akan bervariasi. Hafner telah

mengerjakan beberapa variabel teoritis bidang tegasan dan arah tegasan utama yang dapat

menjelaskan secara baik mengenai inkonsistensi kemiringan, slip atau orientasi dari beberapa

sesar, seperti contohnya upthrust atau reverse fault dengan kemiringan curam.

Tipe sesar lain yang memerlukan penjelasan khusus diantaranya great flat-lying thrust,

overthrust, atau nappe thrust. Pada saat kekuatan dari material membentuk hanging wall

atau blok overthrust (yang mungkin memiliki lebar puluhan mil) dipertimbangkan, maka

sangat jelas bahwa blok yang sangat besar seharusnya tidak tergeser pada ukuran jarak

puluhan mil dikarenakan batuan dari blok tadi secara sederhana tidak cukup kuat untuk

meneruskan kekuatan yang mendorongnya tapi dapat gagal disepanjang beberapa sesar

tambahan, suatu kondisi yang tidak diteliti. Hubbert dan Rubey (1959) telah menyarankan

bahwa kebanyakan dari blok overthrust mungkin telah bergerak pada jarak yang jauh

dikarenakan blok thrust benar-benar terapung secara hidrostatik pada zona tertutup jenuh air

atau lapisan batuan sedimen dan kemudian bergeser atau meluncur diatas blok dasar dengan

7/26/2019 BAB 6 SESAR

33/33


ringan yang dapat saja tidak mungkin terjadi bila permukaan sesar berada pada kontak

normal. Tekanan pori tinggi bisa terdapat pada bagian kerak lebih dalam secar tidak normal.

Tekanan tinggi itu mengurangi hampir sampai nol dari efektivitas tegasan normal pada

bidang datar. Pengurangan efektivitas tegasan normal pada akhirnya menunjukkan

pengurangan friksi peluncuran (sliding friction) disepanjang permukaan sesar, oleh karenaitu hanya tegasan shearing yang relatif kecil yang dihasilkan dari pergerakan besar. Tipe lain

dari low-angle fault atau nappe yang biasa terdapat dihasilkan dari blok yang meluncur

kebawah dengan lapisan sedimen yang telah terdeformasi dibawah pengaruh gravitasi,

misalnya oleh gravitasi tektonik. Mekanisme dari Hubbert dan Ruby (1959) diterapkan

secara sama/ equal pada variasi pensesaran ini.

Akhirnya, di berbagai daerah pensesaran geser (wrench faulting), telah ditemukan bahwa

sistem dasar dari wrench fault berorientasi pada arah tegasan terbesar berdasarkan pada

teori, tapi pada sesar sekunder lainnya, tidak memiliki orientasi. McKinstry telah

menyarankan mekanisme dari shearing orde kedua untuk menjelaskan perbedaan strike ini,dan sarannya juga telah diperkuat dalam sistem wrench fault yang lengkap oleh Moody dan

Hill (1956). McKinstry mendalilkan bahwa arah tegasan maksimum sekunder terbentuk

dalam blok yang bergerak. Bidang tegasan sekunder ini pada akhirnya menghasilkan sistem

sesar orde kedua yang baru dan juga suatu arah dari lipatan baru. Pergerakan sepanjang sesar

orde kedua pada akhrinya dapat menciptakan sesar orde ketiga, tapi kebanyakan dari sesar ini

tidak dapat dikenali karena orientasi dan gejala pergerakannya serupa dengan sesar orde

pertama. Pembentukan urutan teratur dari rejim tegasan utama dan sekunder dan berkaitan

dengan sesar tentu saja sangan jarang, kalaupun ada, hal ini disebabkan oleh inhomogenitas

pada kerak.

bab 6 sesar

Documents