GEOLOGI STRUKTURGb. Deformasi Batuan.

Geologi Struktur merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai bentuk arsitektur kulit bumi. Dengan kata lain, Geologi Struktur adalah perubahan lapisan batuan sedimen akibat kerja kekuatan tektonik,sehingga tidak lagi memenuhi hukum superposisi.Kekutan Tektonik dan orogenik yang membentuk struktur geologi itu berupa Stress (Tegangan).

Berdasarkan keseragaman kekuatannya,Stress dapat dibedakan menjadi 2 yaitu : 1. Uniform stressYaitu tegangan yang menekan atau menarik dengan kekuatan yang sama dari atau ke segala arah.2. Differential StressYaitu tegangan yang menekan atau menarik dari atau ke satu arah saja dan bisa juga dari atau ke segala arah,tetapi salah satu arah kekuatannya ada yang lebih dominan.

Gb. Tipe Stress.

STRAIN(RENGGANGAN) PADA BATUAN

TYPE REGANGAN

Batuan bila mengalami gaya atau stress akan berubah atau mengalami perubahan,dalam geologi struktur hal ini disebut Deformasi.

Tahapan-tahapan Deformasi adalah sebagai berikut :

1. Elastic Deformation (Deformasi sementara)Deformasi sementara ini terjadi jika kerja stress tidak melebihi batas elastis batuan.Begitu stress terhenti,maka bentuk atau posisi batuan kembali seperti semula.

2. Plastis deformation (Ductile Deformation)Yaitu deformasi yang melampaui batas elastis batuan.Mengakibatkan batuan berubah bentuk dan volume secara permanen,sehingga bentuknya berlainan dengan bentuk semula.

3. Fracture Deformation (Brittle Deformation)Yaitu deformasi yang sangat melampaui batas elastis batuan,sehingga mengakibatkan pecah.Seperti diketahui,bumi terdiri dari berbagai bagian yang paling luar (kerak bumi),tersusun oleh berbagai lapisan batuan.Kedudukan daripada batuan-batuan tersebut pada setiap tempat tidaklah sama,bergantung dari kekuatan tektonik yang sangat mempengaruhiya.

Unsur-unsur Struktur GeologiSecara umum dalam geologi ada tiga jenis struktur yaitu: bidang kontak, stuktur primer dan struktur sekunder.

Bidang Kontak adalah batas antar jenis batuan, yang mencerminkan suatu proses geologi. Bidang kontak ini dapat berupa; kontak sedimentasi (normal), ketidakselarasan, kontak intrusi, kontak tektonik berupa bidang sesar atau zona sesar atau shear zone).Struktur Primer adalah struktur dalam batuan yang berkembang pada saat atau bersamaan dengan proses pembentukannya. Pada umumnya struktur ini merefleksikan kondisi lokal dari lingkungan pengendapan batuan tersebut. Contohnya bidang perlapisan pada batuan sedimen struktur sedimen seperti gradded-bedding, cross-bedding, riple marks dan curent riples pada batupasir. Struktur kekar kolom, ropy dan vesicular (gas vesicle) pada lava. Catatan : Struktur primer dalam batuan sedimen akan mengikuti hukum-hukum dasar sedimentologi, misalnya superposisi ndan kesinambungan lateral.

Struktur Sekunder adalah struktur yang terbentuk akibat gaya (force) setelah proses pembentukan batuan tersebut, baik itu batuan beku, batuan sedimen maupun batuan metamorf. Mempelajari proses-proses pembentukan struktur sekunder ini yang akan menjadi fokus utama didalam geologi struktur. Tetapi untuk beberapa kasus seringkali sangat sulit untuk membedakan struktur primer and sekunder, karena adanya unsur interpretasi misalnya pada saat pembentukan struktur bantal pada lava. Dimana pada saat pembentukannya sebagai suatu struktur primer mungkin berkaitan dengan suatu proses tektonik regional yang significant.

Struktur sekunder terdiri dari: fractures antara lain joint, shear fractures (kekar gerus), Slickenlines (gores-garis), vein, fault (sesar), fold (perlipatan), cleavage, foliasi, dan lineasi. Struktur-struktur ini dibedakan berdasarkan geometri, cara terbentuknya, bahan dasar (rheology) serta kondisi deformasinya. Pembahasan dan pemerian lebih detail untuk setiap jenis struktur sekunder akan diberikan pada bab-bab selanjutnya.

Joint dan shear fractures (kekar gerus) dicirikan dengen bidang yang planar dan licin yang memotong batuan. Joint terbentuk oleh gaya regangan diakibatkan oleh stress tektonik dan temperatur. Pada umumnya dialam joint ditemukan berkelompok dengan spasi (jarak antar joint) yang teratur dan konsisten.

Berbeda dengan joint, kekar gerus terbentuk karena proses penggerusan dengan pergerakan yang hanya sedikit dan sejajar bidang kekar. Kekar gerus banyak ditemukan pada batuan yang terlipat, tetapi juga umum dihasilkan akibat dari proses pembebanan tektonik. Sedangkan joint umum dijumpai diberbagai lingkungan. Gores-garis dihasilkan akibat pentorehan pada bidang kekar akibat pergerakan. Pergerakan pada kekar gerus sangat kecil sekali sehingga sukar untuk diamati oleh mata biasa. Vein terbentuk akibat fluida yang masuk kedalam kekar karena adanya perubahan tekanan fluida didalam batuan.

Sesar adalah suatu bidang yang diskrit atau merupakan suatu zona dimana batuan bergerak. Pergerakan sesar menghasilkan berbagai produk termasuk gouge, cermin sesar dan gores-garis. Dewasa ini banyak study sesar dilakukan terutama dikonsentrasikan pada sesar aktif untuk mencoba memprediksi bencana gempa bumi.

Beberapa Jenis Sesar dan Penjelasannyaa. Sesar Normal / Sesar Turun (Extention Faulth)Sesar normal dikenali juga sebagai sesar gravitasi, dengan gaya gravitasi sebagai gaya utama yang menggerakannya. Ia juga dikenali sebagai sesar ekstensi (Extention Faulth) sebab ia memanjangkan perlapisan, atau menipis kerak bumi. Sesar normal yang mempunyai salah yang menjadi datar di bagian dalam bumi dikenali sebagai sesar listrik. Sesar listrik ini juga dikaitkan dengan sesar tumbuh (growth fault), dengan pengendapan dan pergerakan sesar berlaku serentak. Satah sesar normal menjadi datar ke dalam bumi, sama seperti yang berlaku ke atas sesar sungkup. Pada permukaan bumi, sesar normal juga jarang sekali berlaku secara bersendirian, tetapi bercabang.Cabang sesar yang turun searah dengan sesar utama dikenali sebagai sesar sintetik, sementara sesar yang berlawanan arah dikenali sebagai sesar antitetik. Kedua cabang sesar ini bertemu dengan sesar utama di bagian dalam bumi. Sesar normal sering dikaitkan dengan perlipatan. Misalnya, sesar di bagian dalam bumi akan bertukar menjadi lipatan monoklin di permukaan.Hanging wall relatif turun terhadap foot wall, bidang sesarnya mempunyai kemiringan yang besar. Sesar ini biasanya disebut juga sesar turun.

Gb. Extention Faulth

Patahan atau sesar turun adalah satu bentuk rekahan pada lapisan bumi yang menyebabkan satu blok batuan bergerak relatif turun terhadap blok lainnya. Fault scarp adalah bidang miring imaginer tadi atau dalam kenyataannya adalah permukaan dari bidang sesar.

b. Sesar naik (reverse fault / contraction faulth)Sesar naik (reverse fault) untuk sesar naik ini bagian hanging wall-nya relatif bergerak naik terhadap bagian foot wall. Salah satu ciri sesar naik adalah sudut kemiringan dari sesar itu termasuk kecil, berbeda dengn sesar turun yang punya sudut kemiringan bisa mendekati vertical. Nampak lapisan batuan yg berwarna lebih merah pada hanging wall berada pada posisi yg lebih atas dari lapisan batuan yg sama pada foot wall. Ini menandakan lapisan yg ada di hanging wall udah bergerak relatif naik terhadap foot wall-nya.

Gb. Reverse fault / contraction faulth

c. Sesar mendatar (Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault)Sesar mendatar (Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault) adalah sesar yang pembentukannya dipengaruhi oleh tegasan kompresi. Posisi tegasan utama pembentuk sesar ini adalah horizontal, sama dengan posisi tegasan minimumnya, sedangkan posisi tegasan menengah adalah vertikal. Umumnya bidang sesar mendatar digambarkan sebagai bidang vertikal, sehingga istilah hanging wall dan foot wall tidak lazim digunakan di dalam sistem sesar ini. Berdasarkan gerak relatifnya, sesar ini dibedakan menjadi sinistral (mengiri) dan dekstral (menganan).

Gb. Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault

Struktur Lipatan adalah lekukan-lekukan di lapisan batuan dan terjadi atas bended, bawah, atau kekuatan tekanan samping adalah penyebab utama dari lipatan.Lipatan adalah perubahan bentuk dan volume pada batuan yang ditunjukkan dengan lengkungan atau melipatnya batuan tersebut akibat pengaruh suatu tegangan (gaya) yang bekerja pada batuan tersebut. Pada umumnya refleksi pelengkungan ditunjukkan pada pelapisan pada batuan-batuan sedimen atau foliasi pada batuan metamorf. lipatan adalah penyebab penting dari pembentukan gunung.

Ada beberapa jenis lipatan yaitu:

1. antiklinadalah serangkaian lapisan atas melengkung dengan bagian sisi (kaki) mencelupkan ke arah yang berlawanan dari bagian tengah lipatan perpecahan dengan plane yang disebut bidang aksial dan diamati pada puncak (plan) pandangan sebagai sumbu lipatan permukaan yang tererosi ini menunjukkan batuan menjadi semakin muda jauh dari sumbu lipatan (fold axis)

2. sinklinadalah serangkaian lapisan bawah melengkung dengan kaki mencelupkan ke dalam arah yang berlawanan terhadap sumbu lipatan permukaan yang tererosi ini menunjukkan batuan menjadi semakin tua jauh dari sumbu lipatan

Gb. Sinklin dan Antiklin

Gb. Struktur primer berupa bidang perlapisan pada batuan sedimen

Gb. Struktur sekunder berupa perlipatan skala besar pada batuan sedimen

Bidang belah (cleavage), foliasi dan lineasi adal struktur produk dari deformation tempature dan atau tekanan tinggi. Kelompok khusus dari foliasi adalah bidang belah atau cleavage yang mempunyai karakter khusus yaitu kalau pecah akan mengikuti bidang belahnya. Bidang belah terbentuk sebagai respon terhadap deformasi (flattening dan shortening) yang biasanya berasosiasi dengan perlipatan.

Diagram Mohr

Diagram Mohr menggambarkan keadaan tegangan pada suatu elemen fisik dengan menggunakan dua buah sumbu. Sumbu absis digunakan untuk menggambarkan tegangan-tegangan normal (normal stress), dan sumbu ordinat digunakan untuk menggambarkan tegangan-tegangan geser (shear stress).

Beberapa prinsip dasar dan konvensi yang digunakan dalam konstruksi Diagram Mohr adalah sebagai berikut:

1. Sudut pada elemen fisik setara dengan sudut 2 pada lingkaran Mohr.Konvensi tanda arah perputaran sudut adalah jika searah jarum jam maka positif dan jika berlawanan jarum jam maka negativ2.Konvensi tanda arah untuk tegangan geser adalah jika arah kebawah maka (+) dan jika arahnya ke atas maka (-)3. Konvensi tanda arah untuk tegangan normal adalah seperti pada gambar berikut ini. Tegangan tarik (tension) positif sebaliknya tegangan tekan (compression) negatif.4. Tegangan-tegangan pada lingkaran Mohr digambarkan dalam dua sumbu ortogonal. Sumbu horisontal (absis) digunakan untuk menggambarkan tegangan normal, sedangkan sumbu vertikal (ordinat) digunakan untuk menggambarkan tegangan geser.

Gb. Contoh Diagram Mohr

DAFTAR PUSTAKA http://info-pertambangan.blogspot.com/2012/10/struktur-geologi.html http://learnmine.blogspot.com/2013/04/geologi-struktur.html#axzz2gTpi3xNw http://geofisikafmipa.blogspot.com/2011/05/v-behaviorurldefaultvmlo.html http://learnmine.blogspot.com/2013/04/tegangan-dan-regangan-batuan.html http://bumi-myearth.blogspot.com/2012/01/struktur-geologi-sesar.html http://teknikmesinpnup.blogspot.com/2010/11/lingkaran-mohr.html

Geologi StucturePage 6