geologi struktur

72

Bagian 4GEOLOGI STRUKTUR

PENGENALANSeorang 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?. Secara umum, pertanyaan

pertama harus dijawab pertama kali, karena sangat penting untuk

mendeskripsi bentuk dan ukuran tubuh batuan.

APA ITU GEOLOGI STRUKTUR ? ?

Kajian mengenai batuan, termasuk asal-usulnya, geometri dan

kinetiknya.

Kajian tentang proses-proses geologi dan mekanisma

pembentukan struktur geologi seperti Kekar, Sesar dan Lipatan.

Semua struktur ini terbentuk sebagai respons daripada

pergerakan dan interaksi kerak bumi.

APA KEPENTINGANNYA ?

Memahami bagaimana struktur dalam suatu batuan yang telah

terbentuk untuk membantu dan mengetahui sejarah yang

pernah dilalui oleh batuan itu. Hal ini membantu dalam

Bagian 4 Geologi Struktur 73

Departemen Pendidikan HMG UNPAD 2003

pemahaman proses pemerangkapan sumber daya alam seperti

Minyak Bumi, Gas Bumi, dan mineral lain, termasuk Air.

Mengetahui wujud struktur pada suatu batuan, sehingga kita

dapat mengetahui keadaan batuan itu serta seberapa besar

pengaruh tektonik yang masih aktif atau tidak serta mengetahui

arah gaya dari struktur yang berkembang.

Dengan mengetahui jenis struktur yang ada, seperti adanya

lipatan atau sesar, kita dapat memahami keadaan bentuk muka

bumi dengan lebih baik. Dan hal ini akan membantu kita untuk

mengetahui kestabilan suatu kawasan untuk pembangunan

struktur bangunan.

APAKAH HUBUNGANNYA DENGAN BIDANG SAINSLAIN ? Bidang fisika, kimia dan matematika sangat penting dalam

memahami mekanisma dan menentukan daya tahan suatu

batuan.

APAKAH HUBUNGANNYA DENGAN BIDANG GEOLOGILAIN ? Agak sukar mengkaji struktur tektonik yang berkembang tanpa

pengetahuan stratigrafi, sedimentologi dan paleontologi. Ketiga

disiplin ini memberi azas mengenai kedudukan asal maupun

kedudukan setelah suatu batuan mengalami deformasi.



Petrologi dan Geokimia membantu dalam pengenalan asal-usul

struktur. Pengetahuan geomorfologi penting untuk mengetahui

aktivitas struktur geologi yang berkembang pada saat Resen.

Geofisika, Oseanografi dan Geologi Bawah Permukaan sangat

membantu dalam kajian Struktur Bawah Tanah dan Struktur

Dasar Laut.

Kesimpulannya, Geologi Struktur sangat berkaitan dengan

cabang geologi yang lain.

BAGAIMANA CARA MEMPELAJARINYA ? Banyak memerlukan pengetahuan 3 dimensi seperti dalam

bidang arsitek. Dengan menggunakan Peta Topografi, Foto

Udara dan image lain seperti Satelit dan Radar, data Geofisika.

Kerja Lapangan dan Simulasi, yaitu melihat sendiri Struktur

Geologi yang berkembang pada daerah mana, bagaimana, dan

berapa besar pengaruh struktur yang berkembang. Misalnya

melalui pengukuran, interpretasi, dan analisa kenampakan

Topografi.

PEMAHAMAN DASARStruktur batuan, terbagi atas tiga, yaitu :

1. Struktur Primer, yaitu struktur yang terjadi pada saat proses

pembentukannya, struktur ini biasanya dikenal sebagai

struktur sediment. contohnya :

Graded Bedding (bersamaan dengan pembentukan).



Parallel Lamination (bersamaan dengan pembentukan)

2. Struktur Sekunder, yaitu struktur yang terjadi setelah batuan

terbentuk, struktur ini bisa biasanya dihasilkan oleh interaksi

batuan dengan batuan, batuan dengan mahluk hidup,

batuan dengan erosi dan dengan sedimentasi, serta batuan

dengan proses tektonik.

Bioturbation (batuan-mahluk hidup).

Load Cast (batuan-batuan)

Flute Cast (batuan-erosi-sedimentasi)

Sesar,Lipatan, Kekar (batuan-tektonik)

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 :

Distortion, yaitu perubahan bentuk.

Dilatation, yaitu perubahan volume.

Rotation, yaitu perubahan orientasi.

Translation, yaitu perubahan posisi.

Ada dua cara suatu batuan terdeformasi, yaitu : Defomasi Brittle

(getas/pecah) dan Deformasi Ductile (kenyal).



Dalam menghadapi suatu gejala deformasi beserta akibatnya

pada kerak bumi, maka kita akan berhadapan dengan suatu Gaya.

Gambar Deformasi Brittle dan Ductile

Gambar Batuan Yang Mengalami Deformasi Ductile dan Britle

Gambar Hubungan Kedalaman dengan Stress dan Strain

STR

ESS

STRAINBRITLE DUCTILE

Penambahan Temperatur dan Tekanan



Arah dari gaya yang bekerja pada atau dalam kulit bumi dapat

bersifat :

a. Berlawanan arah tetapi bekerja dalam satu garis. Gaya seperti

ini dapat bersifat: Tarikan (tension) dan Tekanan (compression).

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

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

d. Gaya yang bekerja dari segala jurusan terhadap suatu benda,

yang pada umumnya berlangsung dalam kerak bumi (tekanan

Lithostatis).

Gambar Jenis-Jenis Deformasi



TEGASAN DAN KETERAKAN (Stress dan Strain)

Stress atau tegasan : suatu gaya yang dapat menyebabkan

perubahan pada batuan.

Strain atau keterakan : 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.

Gambar Jenis Gaya Tension, Compression, Dan Couple

Gambar Bentuk Torsion



UNSUR STRUKTUR GEOLOGI

Unsur 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 STRUKTUR

A. Pengukuran Strike

Strike adalah garis arah yang terbentuk oleh perpotongan

bidang miring perlapisan dengan bidang horizontal.

Langkah-langkah pengukuran Strike:

1. Buka Kompas Geologi.

2. Letakkan sisi kompas E (East) pada bidang yang akan

diukur strikenya.

3. Atur posisi kompas sedemikian rupa dengan bantuan bull

eyes sehingga keadaan horizontal.

4. Baca arah jarum Utara, dan catat nilainya. Angka yang

dibaca adalah nilai jurus perlapisan atau strike.



5. Tandai dan buat garis letak kompas pada bidang

batuannya.

B. Pengukuran Dip

Dip adalah sudut yang dibentuk bidang perlapisan dengan

bidang horizontal.

Langkah-langkah mengukur dip:

1. Tempelkan sisi W (West) kompas geologi dengan tegak

lurus pada garis yang dibuat pada langkah terakhir

pengukuran strike (lihat gambar b).

2. 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.

Gambar Unsur struktur

Gambar Pengukuran Jurus dan Kemiringan



STRUKTUR GEOLOGIStruktur 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).

SESARSesar 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 :

1. Kelurusan pola pengaliran sungai.

2. Pola kelurusan punggungan.

3. Kelurusan Gawir.

4. Gawir dengan Triangular Facet.

4. Keberadaan mata air panas.



5. Keberadaan zona hancuran.

6. Keberadaaan kekar.

7. Keberadaan lipatan seret (Dragfolg)

8. Keberadaan bidang gores garis (Slicken Side) dan Slicken

Line.

9. Adanya tatanan stratigrafi yang tidak teratur.

KLASIFIKASI SESARa) 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 :

1. Sesar Mendatar Sinistral, yaitu sesar mendatar yang blok

batuan kirinya lebih mendekati pengamat.

2. Sesar Mendatar Dextral, yaitu sesar mendatar yang blok

batuan kanannya lebih mendekati pengamat.



b. 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 :

1. Sesar Normal, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-

Wallnya relatif turun terhadap Foot-Wall.

2. Sesar Naik, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya

relatif naik terhadap Foot-Wall.

Gambar sesar mendatar sinistral dan dextral

SESAR MENDATAR SINISTRAL

SESAR MENDATAR DEKSTRAL



3. 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:

Gambar Sesar Nomal dan Naik

SESAR NAIK

SESAR NORMAL

STRIKENORTH

DIP

AN

GLE

HANGING WALL FOOT WALL



a) Sesar Normal Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan

Hanging-Wallnya relatif turun dan sinistral terhadap

Foot-Wall.

b) Sesar Normal Dextral, yaitu sesar yang pergerakan

Hanging-Wallnya relatif turun dan dextral terhadap

Foot-Wall.

c) Sesar Naik Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan

Hanging-Wallnya relatif naik dan sinistral terhadap

Foot-Wall.

d) Sesar Naik Dextral, yaitu sesar yang pergerakan

Hanging-Wallnya relatif naik dan dextral terhadap Foot-

Wall.

b) Separation (Pergeseran Relatif Semu)

Bila pitch tidak dapat ditemukan, maka pergeseran tidak dapat

ditentukan, maka pergeseran disebut separation.

UNSUR-UNSUR STRUKTUR SESARUnsur-unsur struktur sesar terdiri dari :

1. Bidang Sesar, yaitu bidang rekahan tempat terjadinyapergeseran yang kedudukannya dinyatakan dengan jurus dan

kemiringan.

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

3. Foot-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang relatif beradadibawah 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).

Gambar Slicken Line (gores garis)

Bidang Strike

Slicken lineBesar Pitch



Gambar Kenampakan Sesar Dilapangan

Bidang Sesar

Hanging Wall

Foot Wall

Gambar Host dan Graben



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.

BEBERAPA UNSUR LIPATAN1. Plunge, sudut yang terbentuk oleh poros dengan horizontal

pada bidang vertikal.

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

3. Crest, daerah tertinggi dari suatu lipatan biasanya selaludijumpai pada antiklin

4. 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.

Gambar Buckling dan Bending



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).

9. 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 padasuatu 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 suatupermukaan khayal dimana terletak di dalamnya semua garis

puncak dari suatu lipatan.

16. Trough, daerah terendah pada suatu lipatan, selalu dijumpaipada sinklin.

17. Trough Line, garis khayal yang menghubungkan titik-titikterendah 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 samabesar antara sayap-sayap lipatannya.

Gambar Unsur Lipatan



KLASIFIKASI LIPATAN1. Klasifikasi lipatan berdasarkan unsur geometri, antara lain:

A. Berdasarkan kedudukan Axial Plane, yaitu:

Upright Fold atau Simetrical Fold (lipatan tegak atau

lipatan setangkup).

Asimetrical Fold (lipatan tak setangkup atau lipatan tak

simetri)

Inclined Fold atau Over Fold (lipatan miring atau lipatan

menggantung).

Recumbent Fold (lipatan rebah)

2. 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 :

a. Monoklin.

b. Homoklin.

c. Terrace.



Gambar Kenampakan Lipatan Dilapangan

Axial Plane

Limb

Limb

Gambar Jenis-Jenis Lipatan



Gambar 3D Sinklin dan Antiklin

Gambar 3D Antikin yang Mempunyai Pengarahan



KEKARKekar 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 KEKAR.Secara genetik, kekar terbagi atas:

1. Kekar Gerus (Shear Joint), yaitu kekar yang terjadi akibat

stress yang cenderung mengelincir bidang satu sama lainnya

yang berdekatan.

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.

3. Kekar Hibrid (Hybrid Joint), yaitu merupakan campuran dari

kekar gerus dan kekar tarikan dan pada umumnya rekahannya

terisi oleh mineral sekunder.

a. Kekar Gerus.

Ciri-ciri dilapangan :

Biasanya bidangnya licin.

Memotong seluruh batuan.

Memotong komponen batuan.

Bidang rekahnya relatif kecil.



Adanya joint set berpola belah ketupat.

b. Kekar Tarikan

Ciri-ciri dilapangan :

Bidang kekar tidak rata.

Bidang rekahnya relatif lebih besar.

Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur

biasanya akan berpola kotak-kotak.

Karena terbuka, maka dapat terisi mineral yang

kemudian disebut vein.

Kekar tarikan dapat dibedakan atas:

1. Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang

rekahannya searah dengan tegasan.

2. Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk

akibat hilangnya atau pengurangan tekanan,

orientasinya tegak lurus terhadap gaya utama. Struktur

ini biasanya disebut STYLOLITE.

Gambar Jenis Kekar



Gambar Kekar

12 3

4

5

geologi struktur

Documents