BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Salah satu kendala penting dalam kegiatan pertambangan, baik dalam

tambang terbuka maupun tambang bawah tanah, adalah kemantapan atau

kestabilan daerah operasi penambangan. Karena itu sebelum penambangan

dimulai, harus dibuat suatu rencana tambang yang sudah memperhitungkan

kemantapan dan kestabilan daerah tersebut, jika operasi penambangan

dilaksanakan. Gangguan terhadap kestabilan lereng maupun bukaan lainnya, akan

mengganggu kelancaran pelaksanaan penambangan, keselamatan kerja, dan

akhirnya akan menaikkan biaya produksi, yang jelas tidak diinginkan oleh suatu

perusahaan tambang. Kenatapan lereng, secara sederhana dapat dinyatakan

sebagai perbandingan antara gaya-gaya penahan dengan gaya-gaya penggerak

yang ada pada lereng yang bersangkutan. Jika gaya penahan lebih besar dari gaya

penggerak maka lereng tersebut mantap, sedangkan kalau gaya penahan lebih

kecil dari gaya penggerak maka lereng tersebut tidak mantap dan akan terjadi

longsoran.

Gaya penahan maupun gaya penggerak pada lereng tanah/ batuan sangat

erat hubungannya dengan kondisi geologi dan airtanah di daerah yang

bersangkutan. Gaya penahan dicerminkan oleh kekuatan tanah/ batuan meliputi

parameter sifat mekanik tanah/ batuan yaitu kuat tekan (σc), kohesi (C), dan sudut

geser dalam (Ф). Sedangkan gaya penggerak adalah gaya-gaya yang ditimbulkan

oleh gravitasi yaitu bobot isi (γ) dari tanah/ batuan pembentuk lereng, tekanan

hidrostatik air, dan geometri lereng (sudut dan tinggi lereng). Karena itu, untuk

dapat membuat rencana lereng tambang yang baik dan aman, maka data para-

meter-parameter tersebut diatas merupakan data.

1

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari makalah ini adalah untuk mengetahui manfaat

geologi struktur dalam pengumpulan dan pengolahan data struktur untuk analisis

kemantapan lereng.

2

BAB II

GEOLOGI

Dalam pertambangan, material yang selalu ada dan terlibat di dalam kegiatan per-

tambangan (digali, diangkut, dan ditimbun kembali) adalah tanah dan batuan

dengan segala sifat fisik maupun mekaniknya. Parameter-parameter yang mempe-

ngaruhi kemantapan/ kestabilan lereng tambang adalah a.l. jenis material, bobot

isi, kohesi dan sudut geser dari setiap material pembentuk lereng, homogenitas

(kontinuitas) material, dan untuk batuan : kehadiran bidang-bidang lemah pada

naterial tersebut beserta karakteristiknya.

Untuk mendapatkan gambaran yang jelas dan mudah dimengerti, maka

dibawah ini akan diberikan uraian mengenai hal-hal tersebut:

a. Jenis Material (Litologi) Pembentuk Lereng

Jenis material/ litologi yang membentuk suatu lereng sangat

mempengaruhi kemantapan lereng yang bersangkutan. Lereng yang

terbentuk dari material yang mempunyai kekuatan kecil (tanah) akan

lebih mudah longsor dibandingkan dengan lereng yang terbentuk oleh

material yang kuat (batu). Daerah dimana pertambangan beroperasi,

umumnya terdiri dari gabungan antara tanah dan batuan, meskipun

dapat juga hanya terdiri dari satu jenis material yaitu tanah atau batuan.

Biasanya lapisan yang berada didekat permukaan berupa tanah hasil

pelapukan dan pada bagian yang lebih dalam berupa batuan.

b. Struktur Geologi

Telah disebutkan di atas, bahwa salah satu faktor penting yang dapat

mempengaruhi kemantapan atau kestabilan suatu lereng batuan adalah

kehadiran bidang lemah yang dapat mengurangi kekuatan batuan utuh.

3

Bidang lemah pada batuan umumnya berupa struktur geologi, yang

pembentukannya dipengaruhi oleh gaya dari dalam batuan itu sendiri

(yaitu kekuatan batuan) dan gaya dari luar yaitu berupa gaya tekan atau

tarik yang disebabkan oleh proses tektonik yang terjadi pada lapisan

litosfer. Karena itu pengetahuan dan pengenalan terhadap bermacam-

macam bidang lemah (struktur batuan) beserta sifat-sifatnya adalah

sangat penting dalam analisis kemantapan lereng pada suatu bukaan

tambang. 

Struktur (geologi) yang dikenal pada batuan a.l. adalah :

a. Bidang sesar (fault)

b. Bidang perlapisan (bedding plane)

c. Bidang kekar (joints)

d. Foliasi (pada batuan metamorf)

e. Bidang batas litologi 

f. Bidang kontak inrusi 

Tektonik

Aktivitas tektonik yang bekerja di suatu daerah tertentu

mempunyai penga-ruh yang besar terhadap perubahan yang terjadi

pada konfigurasi sistem geologi yang ada. Gerakan-gerakan

lempeng yang mempunyai kekuatan yang besarnya melampaui

kekuatan batuan akan mengakibatkan batuan/ lapisan batuan

terlipat atau terpatahkan, yang menghasilkan struktur perlipatan

(pada batuan yang elastik) dan struktur sesar (pada batuan yang

getas) dalam skala regional.

Sesar regional (utama) tersebut diikuti oleh terbentuknya

sesar-sesar yang lebih kecil, maupun sistem kekar (geser) pada

batuan-batuan disekitarnya. Sedangkan perlipatan yang terjadi

dapat mengakibatkan terbentuknya sis- tem kekar tarik, terutama

4

pada bagian yang terlipat kuat. Pertumbuhan bidang-bidang lemah

pada batuan sangat intensif pada daerah-daerah yang mengalami

kegiatan tektonik yang kuat, terutama pada batuan yang berumur

tua yang terdapat pada daerah aktif.

Jenis Bidang Lemah (Struktur Geologi)

a. Sesar (fault)

Sesar atau patahan, adalah suatu bidang dengan ukuran

besar yang posisi masing-masing sisinya sudah bergeser.

Pergeseran tersebut bisa hanya beberapa meter sampai beberapa

ratus meter, bahkan mungkin lebih. Karena sifat pergeserannya

tersebut, sesar dapat dibedakan menjadi :

- Sesar normal

Sesar normal (normal fault) adalah sesar dengan

pergeseran vertikal, secara relatif foot walnya bergerak

keatas terhadap hanging wallnya (yang bergerak relatif

kebawah).

- Sesar naik

Sebaliknya sesar naik (thrust fault) adalah sesar

dengan pergeseran vertikal, dimana secara relatif hanging

wallnya bergerak ke atas terha-dap foot wallnya (yang

bergerak relatif kebawah).

- Sesar geser

Sesar geser adalah sesar yang bergerak secara

horisontal, baik yang kanan maju dan yang kiri mundur

(dextral) atau sebaliknya yang kiri maju dan yang kanan

mundur (sinistral).

5

- Sesar diagonal

Sesar diagonal adalah sesar normal yang juga

bergeser secara horisontal.

- Sesar miring (sesar rotasi)

Sesar miring (oblique fault) adalah sesar diagonal

yang tidak sama pergeseran vertikalnya (terpuntir).

b. Bidang perlapisan (bedding plane)

Pada batuan sedimen, bidang batas antara lapisan

batuan yang satu dengan yang lainnya (bidang perlapisan)

adalah merupakan bidang lemah yang penting dalam

kemantapan lereng, terutama kalau batuan sedimen tersebut

sudah terlipat dan bidang perlapisannya miring. Karena itu

keberadaan bidang perlapisan pada daerah yang akan digali

sangat perlu untuk dipertimbangkan.

Seringkali, pada lapisan satu jenis batuan tertentu,

misalnya batu basir atau batu lempung, terdapat juga

bidang-bidang perlapisan. Bidang-bidang tersebut,

meskipun dalam satu lapisan batuan yang sama, tetap harus

mendapatkan perhatian yang sama karena dapat bertindak

sebagai bidang lemah.

Pada batuan metamorf, bidang perlapisan seperti

diatas umumnya tidak ditemukan, tetapi pada batuan jenis

ini terdapat apa yang disebut sebagai foliasi yang kalau

pada batu filit tidak merupakan bidang lemah, tetapi jika

terdapat pada batu sabak, sekis mika, atau gneis, perlu

mendapat perhatian yang cukup. Foliasi tersebut, meskipun

tidak merupakan bidang lemah langsung, keberadaannya

6

dapat memperkecil kekuatan batuan (kohesi, sudut geser

dalam, dan kuat geser pada arah tertentu). 

c. Kekar (joints)

- Kekar geser

Kekar geser terbentuk oleh adanya tekanan yang

besar, umumnya lu-rus, datar, kasar atau licin,

bergelombang atau bergerigi, ada slicken slide, umumnya

rapat atau bukaannya tipis.

- Kekar tarik

Sedangkan kekar tarik terbentuk oleh tarikan yang

kuat(umumnya pada perlipatan), tidak lurus, kasar,

umumnya bukaannya lebar. 

Sistem kekar

Pada suatu massa batuan seringkali terdapat lebih dari satu

sistem kekar, dengan orientasi kekar yang berbeda, secara

bersama-sama. Perpotongan antara sistem kekar tersebut akan

membentuk blok-blok batuan yang terpisah satu dengan

lainnya, sehingga masing-masing blok tersebut akan menjadi

tidak stabil jika ada gangguan (misalnya adanya bukaan/

galian) dan blok-blok tersebut mudah jatuh atau longsor

d. Bidang lemah lainnya

Disamping bidang-bidang lemah yang telah disebutkan

diatas, terdapat pula bidang-bidang lain yang juga berpotensi

7

menjadi bidang lemah tergantung pada kondisi dan

karakteristiknya, yaitu bidang-bidang :

Unconformity

Disconformity

Nonconformity

8

BAB III

BIDANG LEMAH (STRUKTUR)

A. Kedudukan (orientasi) bidang lemah

Seperti yang telah diuraikan diatas, bidang lemah adalah merupakan salah

satu parameter penting dalam kemantapan lereng, karena keberadaannya akan

merubah batuan utuh menjadi massa batuan dan karena itu kontinuitas

kekuatannya menjadi terganggu. Tetapi dalam analisis kemantapan lereng pada

massa batuan, yang harus diperhatikan dan diperhitungkan bukanlah keberadaan

bidang lemah tersebut saja, tetapi dalam hal ini kedudukan atau orientasi dari

bidang-bidang lemah tersebut juga merupakan faktor yang sangat penting,

terutama untuk melakukan analisis terhadap jenis longsoran, arah longsoran, serta

besarnya gaya-gaya yang bekerja pada lereng tersebut. 

Untuk menyatakan kedudukan bidang lemah didalam dimensi ruang (agar

dapat dianalisis dengan mudah), maka untuk menentukan arah dipakai besaran

sudut terhadap posisi utara (azimuth), sedangkan untuk menentukan kemiringan

dipakai besaran sudut terhadap bidang datar.

1. Jurus/ kemiringan (strike/dip)

a. Jurus (srike) adalah arah (azimuth) dari suatu garis lurus yang

merupakan perpotongan antara bidang obyek dengan bidang datar, ditulis

sebagai N xx o E (atau cara lainnya). Dalam hal ini bidang obyek berada di

sebelah kanan.

b. Kemiringan (dip) besarnya sudut antara garis lurus pada bidang obyek

yang tegak lurus terhadap jurus dengan bidang datar. 

Jurus/ kemiringan (strike/ dip) ditulis sebagai : N xx o E/ yy o

9

2. Arah kemiringan (dip/ dip direction)

Orientasi dari suatu bidang obyek dapat juga dinyatakan sebagai arah

kemiringan (dip direction). Untuk itu maka sudut azimuth jurus harus ditambah

dengan 90 o , sehingga orientasi bidang diatas dapat ditulis sebagai : N (xx + 90)

o E/ yy o atau yang lebih populer ditulis : yy o/ N (xx + 90) o E.

B. Pengukuran Orientasi Bidang Lemah

Pengukuran dilakukan dengan sistematik dan diusahakan dapat mewakili

penyebaran bidang lemah yang ada di seluruh daerah penyelidikan, agar hasil

analisis yang dilakukan dapat mendekati keadaan sebenarnya.

Hal penting yang harus diperhatikan adalah jangan sampai terjadi pengukuran

ulang atau terlewat, meskipun di lapangan hal ini mungkin sulit dilakukan 

1. Peralatan pengukuran

Dalam melakukan pengukuran orientasi bidang lemah di lapangan,

peralatan yang dipergunakan adalah kompas geologi, meteran pita, dan

alat bantu lainnya (clipboard, palu geologi, dll.)

2. Metoda pengukuran 

Dalam melakukan pengukuran kedudukan bidang lemah atau

struktur ada 2 cara yang sering dipergunakan, yaitu metoda fotogrametri

dan metoda pengukuran dengan kompas geologi langsung di lapangan

pada garis pengukuran (metoda scan line). Dalam kuliah ini yang akan

dibicarakan hanya metoda yang kedua yaitu pengukuran dengan kompas

pada garis pengukuran

Untuk dapat melakukan pengukuran secara sistematik dan

mengurangi terjadinya pengukuran ulang adalah dengan menerapkan

metoda garis pengukuran (scan line). Dalam hal ini yang penting adalah

bahwa jarak antara garis pengukuran diusahakan sama dengan persistensi

bidang lemah (panjang garis perpotongan permukaan dengan bidang

10

lemah). Tinggi garis pengukuran dari lantai pengukuran paling tidak sama

dengan ketinggian mata pengamat, panjang bentangan garis pengukuran

tidak kurang dari 10 X jarak kekar rata-rata di daerah tersebut dan

diusahakan tidak kurang dari 30 meter. Pengukuran strike/ dip dilakukan

sepanjang garis pengukuran yang bersangkutan dan sebaiknya dilakukan 2

X (maju dan mundur).

3. Pembagian blok pengukuran

Untuk suatu bukaan tambang (dimana dinding lereng akan

membentuk su-atu pola tertutup) atau jalan raya yang berbelok-belok,

maka perlu dilaku-kan pembagian blok sesuai dengan orientasi lereng

yang akan dibuat atau sesuai dengan pola orientasi bidang lemah yang ada.

Hal ini akan mempermudah pengukuran di lapangan maupun dalam

melakukan analisis kestabilannya.

4. Pengecekan hasil pengukuran

Dalam suatu daerah/ blok/ permukaan tertentu, jumlah bidang

lemah yang diukur orientasinya bervariasi, tergantung pada kondisi dan

sifat penyebar-annya. Setelah pengukuran dilakukan pada beberapa scan

line pada suatu blok tertentu (± 100 hasil pengukuran), maka perlu

dilakukan plotting + pembuatan kontur kutub (pole) bidang lemah tersebut

pada stereo net (Schmidt net/ equal area net) di lapangan. Hal ini

dilakukan untuk mengetahui apakah hasil pengukuran yang telah

dilakukan sudah mencukupi atau belum. 

Jika hasil plotting belum menunjukkan suatu pola tertentu (≥ 20 %)

maka ditambah dengan 300 pengukuran berikutnya dan 400 hasil pengu-

kuran tersebut diplot/ kontur lagi sampai didapatkan pola orientasi yang

jelas. Tetapi, kalau sampai dengan 600 pengukuran atau lebih hasilnya

tetap tidak menunjukkan pola tertentu (tersebar merata pada stereo net),

maka pengukuran untuk blok tersebut dapat dianggap cukup. (Cara

pengecekan yang lebih detil diberikan oleh Staufer (1966) dalam Hoek dan

Bray, 1981).

11

C. Karakteristik Bidang Lemah dan Kekuatan Massa Batuan

Batuan umumnya mempunyai kekuatan yang jauh lebih tinggi

dibandingkan dengan kekuatan tanah, tetapi massa batuan kekuatannya

umumnya lebih rendah diban-dingkan terhadap kekuatan batuan utuhnya.

Berkurangnya kekuatan massa batuan tersebut adalah karena kehadiran

bidang-bidang lemah (struktur geologi) pada batuan yang tadinya merupakan

batuan utuh tersebut. Kekuatan massa batuan hampir sepenuhnya dipengaruhi

oleh karakteristik bidang-bidang lemahnya, terutama sistem kekarnya.

Beberapa kondisi bidang lemah (baik sendiri atau gabungan) sangat mem-

pengaruhi kekuatan massa batuannya, yaitu kohesi sisa (Cr) maupun sudut

geser dalam sisanya ( Фr). Kondisi-kondisi tersebut adalah :

1. Kekasaran (roughness), bidang struktur yang permukaannya kasar

apabila dikenai tegangan geser akan menghasilkan angka kohesi maupun

sudut geser dalam yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang

permukaannya halus (licin)

2. Kegelombangan (waviness), permukaan bidang struktur yang

bergelombang atau bergerigi juga akan menghasilkan angka kohesi yang

lebih tinggi dibandingkan permukaan yang tidak berkelombang (lurus). 

3. Lebar bukaan, bukaan bidang struktur yang lebar akan menghasilkan

kekuatan yang lebih rendah dibandingkan bukaan yang sempit.

4. Material pengisi dan sifat-sifatnya, kalau bukaan struktur terisi oleh

material yang kekuatannya rendah, lunak, lembab (misalnya mineral

lempung) maka kekuatan batuannyapun akan rendah karena material

pengisi tersebut berfungsi sebagai pelumas. Tetapi jika material

pengisinya mem-punyai kekuatan yang tinggi atau bertindak sebagai

perekat (misalnya ku-arsa, kalsit, dll) maka kekuatan massa batuannya

akan lebih tinggi.

12

5. Jarak kekar, adalah jarak tegak lurus antara dua kekar yang berurutan

pada garis pengukuran. Jarak dan perpotongan antar kekar (bidang lemah)

sangat mempengaruhi kekuatan massa batuan. Massa batuan dengan

sistem kekar rapat dan/ atau saling berpotongan jelas kekuatannya jauh

lebih kecil dibandingkan yang kekarnya jarang, apalagi terhadap batuan

utuh.

13

BAB IV

PENUTUP

Dalam mempelajari geologi struktur kita dapat mengetahui manfaat

geologi struktur dalam bidang pertambangan batubara, minyak dan gas, serta

mineral. Salah satu pemanfaatan geologi struktur yakni kita dapat mepelajari

litologi dari pembentuk lereng mulai dari sesar,bidang perlapisan,kekar,dan lain-

lain serta dapat memahami mengenai struktur geologi kemantapan atau kestabilan

suatu lereng, bidang lemah dan pemodelan geografinya sebelum menganalisa

sebuah kemantapan lereng tersebut.

14

15