II-1

HUBUNGAN SESAR, KEKAR, DAN LIPATAN DALAM PEMBENTUKAN

STRUKTUR PADA BATUAN

TUGAS

Dibuat sebagai tugas untuk mata kuliah Geologi Struktur

pada jurusan Teknik Pertambangan

Oleh :

Kiagus Husni Tamrin (03091002056)

Venny Dehardi (030910020)

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

2013

II-2

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ii

BAB

I. PENDAHULUAN ............................................................................. I-1

I.1 Latar Belakang .............................................................................. I-1

I.2 Rumusan Masalah ......................................................................... I-2

I.3 Tujuan .......................................................................................... I-2

I.4 Manfaat ......................................................................................... I-2

I.5 Pembatasan Masalah ..................................................................... I-3

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... II-1

II.1 Pengenalan Geologi Strukturrusahaan ......................................... II-1

II.2 Prinsip Dasar Mekanika Batuan .................................................. II-5

II.3 Struktur Batuan ........................................................................... II-8

II.4 Unsur Struktur Batuan ................................................................. II-8

II.5 Struktur Geologi .......................................................................... II-9

III. PEMBAHASAN ................................................................................. III-1

III.1 Penyebab Deformasi Batuan ....................................................... III-1

III.2 Hubungan Analisis Kekar Terhadap Sesar Dan Lipatan............. III-3

III.3 Hubungan Antara Lipatan dan Patahan........................................III-4

IV. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... IV-1

IV.1 Kesimpulan................................................................................. IV-1

IV.2 Saran .......................................................................................... IV-1

DAFTAR PUSTAKA

II-3

BAB I

PENDHULUAN

I.1 Latar belakang

Geologi struktur adalah bagian dari ilmu geologi yang mempelajari

tentang bentuk (arsitektur) batuan sebagai hasil dari proses deformasi. Adapun

deformasi batuan adalah perubahan bentuk dan ukuran pada batuan sebagai

akibat dari gaya yang bekerja di dalam bumi. Secara umum pengertian geologi

struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk arsitektur batuan sebagai

bagian dari kerak bumi serta menjelaskan proses pembentukannya. Beberapa

kalangan berpendapat bahwa geologi struktur lebih ditekankan pada studi

mengenai unsur-unsur struktur geologi, seperti perlipatan (fold), rekahan

(fracture), patahan (fault), dan sebagainya yang merupakan bagian dari satuan

tektonik (tectonic unit), sedangkan tektonik dan geotektonik dianggap sebagai

suatu studi dengan skala yang lebih besar, yang mempelajari obyek-obyek

geologi seperti cekungan sedimentasi, rangkaian pegunungan, lantai samudera,

dan sebagainya.

Sebagaimana diketahui bahwa batuan-batuan yang tersingkap dimuka

bumi maupun yang terekam melalui hasil pengukuran geofisika

memperlihatkan bentuk bentuk arsitektur yang bervariasi dari satu tempat ke

tempat lainnya. Bentuk arsitektur susunan batuan di suatu wilayah pada

umumnya merupakan batuan-batuan yang telah mengalami deformasi sebagai

akibat gaya yang bekerja pada batuan tersebut. Deformasi pada batuan dapat

berbentuk lipatan maupun patahan/sesar. Dalam ilmu geologi struktur dikenal

berbagai bentuk perlipatan batuan, seperti sinklin dan antiklin. Jenis perlipatan

dapat berupa lipatan simetri, asimetri, serta lipatan rebah (recumbent/overtune),

sedangkan jenis-jenis patahan adalah patahan normal (normal fault), patahan

mendatar (strike slip fault), dan patahan naik (trustfault).

II-4

Proses yang menyebabkan batuan-batuan mengalami deformasi adalah

gaya yang bekerja pada batuan batuan tersebut. Sebagaimana kita ketahui

bahwa dalam teori “Tektonik Lempeng” dinyatakan bahwa kulit bumi tersusun

dari lempeng-lempeng yang saling bergerak satu dengan lainnya. Pergerakan

lempeng-lempeng tersebut dapat berupa pergerakan yang saling mendekat

(konvergen), saling menjauh (divergen), dan atau saling berpapasan

(transform). Pergerakan lempeng-lempeng inilah yang merupakan sumber asal

dari gaya yang bekerja pada batuan kerak bumi. Berbicara mengenai gaya yang

bekerja pada batuan, maka mau tidak mau akan berhubungan dengan ilmu

mekanika batuan, yaitu suatu ilmu yang mempelajari sifat-sifat fisik batuan

yang terkena oleh suatu gaya.

I.2 Rumusan Masalah

1.Apa yang dipelajari dalam geologi struktur?

2.Apa pentingnya kita mempelajari geologi struktur ?

3.Apakah ada hubungan antara geologi struktur dengan bidang ilmu lainnya ?

4.Apakah ada hubungan antara geologi struktur dengan bidang geologi

lainnya?

I.3 Tujuan

Adapun tujuan dari mempelajari geologi struktur adalah antara lain:

1. Memberi pemahaman mengenai prinsip-prinsip dasar deformasi batuan.

2. Memberi pemahaman mengenai jenis-jenis dan mekanisme pembentukan

struktur geologi dan tektonik yang terlibat dalam deformasi batuan.

3. Memperkenalkan konsep tektonik lempeng sebagai mekanisme utama asal

dari sumber gaya deformasi pada batuan.

4. Mampu menafsirkan arah gaya dari deformasi batuan pada peta topografi

dan singkapan batuan.

I.4 Manfaat

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah :

1. Memahami proses-proses geologi dan mekanisme pembentukan struktur

geologi seperti kekar, retakan, sesar dan lipatan.

II-5

2. Memahami bagaimana struktur geologi dalam suatu batuan terbentuk dan

hal ini dapat membantu untuk mengetahui sejarah yang pernah terjadi pada

batuan tersebut. Selain dari pada itu, dengan mempelajari geologi struktur,

kita dapat mengetahui proses kejadian jebakan sumberdaya geologi seperti

air, minyakbumi, gas dan mineral lainnya.

3. Dengan mengetahui jenis struktur yang ada pada batuan maka kita dapat

mengetahui kondisi batuan tersebut, apakah batuan tersebut telah terkena

gaya yang sangat kuat atau tidak? dan apakah gaya yang bekerja pada

batuan masih aktif atau tidak ?.

4. Dengan mengetahui jenis struktur yang ada, seperti lipatan atau sesar, kita

dapat mengetahui keadaan bentuk muka bumi dengan lebih baik. Dan hal

ini akan membantu kita untuk mengetahui kesesuaian atau kestabilan

sesuatu kawasan terhadap daya dukung lahan untuk konstruksi bangunan

atau kestabilan wilayah terhadap bencana longsoran, dsb.

I.5 Batasan masalah

Dalam penulisan makalah ini, penulis membatasi masalah mengenai

struktur geologi pada batuan, gaya yang berkerja pada batuan dan pengaruh

dari struktur geologi pada batuan tersebut.

II-6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengenalan Geologi Struktur

Geologi struktur adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari bentuk

arsitektur kerak bumi. Geologi struktur mengkajian mengenai batuan, termasuk

asal-usulnya, geometri dan kinetiknya.

Sebagaimana diketahui bahwa batuan-batuan yang tersingkap dimuka bumi

maupun yang terekam melalui hasil pengukuran geofisika memperlihatkan bentuk

bentuk arsitektur yang bervariasi dari satu tempat ke tempat lainnya. Bentuk

arsitektur susunan batuan di suatu wilayah pada umumnya merupakan batuan-

batuan yang telah mengalami deformasi sebagai akibat gaya yang bekerja pada

batuan tersebut. 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.

GAMBAR 2.1

JENIS-JENIS DEFORMASI

II-7

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).

Kita dapat membagi material menjadi 2 (dua) kelas didasarkan atas sifat

perilaku dari material ketika dikenakan gaya tegasan padanya, yaitu :

a. Material yang bersifat retas (brittle material), yaitu apabila sebagian kecil

atau sebagian besar bersifat elastis tetapi hanya sebagian kecil bersifat lentur

sebelum material tersebut retak/pecah.

b. Material yang bersifat lentur (ductile material) jika sebagian kecil bersifat

elastis dan sebagian besar bersifat lentur sebelum terjadi peretakan /

fracture.

GAMBAR I.2

JENIS GAYA TENSION, COMPRESSION DAN COUPLE

GAMBAR 2.3

BENTUK TORSION

II-8

Bagaimana suatu batuan / material akan bereaksi tergantung pada beberapa

faktor, antara lain adalah:

a. Temperatur.

Pada temperatur tinggi molekul molekul dan ikatannya dapat meregang dan

berpindah, sehingga batuan/material akan lebih bereaksi pada kelenturan dan

pada temperatur, material akan bersifat retas.

b. Tekanan bebas

Pada material yang terkena tekanan bebas yang besar akan sifat untuk retak

menjadi berkurang dikarenakan tekanan disekelilingnya cenderung untuk

menghalangi terbentuknya retakan. Pada material yang tertekan yang rendah

akan menjadi bersifat retas dan cenderung menjadi retak.

c. Kecepatan tarikan

Pada material yang tertarik secara cepat cenderung akan retak. Pada material

yang tertarik secara lambat maka akan cukup waktu bagi setiap atom dalam

material berpindah dan oleh karena itu maka material akan berperilaku /

bersifat lentur.

d. Komposisi

Beberapa mineral, seperti Kuarsa, Olivine, dan Feldspar bersifat sangat retas.

Mineral lainnya, seperti mineral lempung, mica, dan kalsit bersifat lentur. Hal

tersebut berhubungan dengan tipe ikatan kimianya yang terikat satu dan

lainnya. Jadi, komposisi mineral yang ada dalam batuan akan menjadi suatu

faktor dalam menentukan tingkah laku dari batuan. Aspek lainnya adalah

hadir tidaknya air. Air kelihatannya berperan dalam memperlemah ikatan

GAMBAR 2.4

DEFORMASI BRITTLE DAN DUCTILE

II-9

kimia dan mengitari butiran mineral sehingga dapat menyebabkan pergeseran.

Dengan demikian batuan yang bersifat basah cenderung akan bersifat lentur,

sedangkan batuan yang kering akan cenderung bersifat retas.

Proses yang menyebabkan batuan mengalami deformasi adalah gaya yang

bekerja pada batuan tersebut. Sebagaimana diketahui dalam teori “Tektonik

Lempeng” dinyatakan bahwa kulit bumi tersusun dari lempeng-lempeng yang

saling bergerak satu dengan lainnya. Pergerakan lempeng-lempeng tersebut dapat

berupa pergerakan yang saling mendekat (konvergen), saling menjauh (divergen),

dan atau saling berpapasan (transform).

GAMBAR 2.5

DIVERGEN PLATE

GAMABAR 2.6

KONVERGEN PLATE

II-10

Pergerakan lempeng-lempeng inilah yang merupakan sumber asal dari gaya

yang bekerja pada batuan kerak bumi. Sehingga secara umum pengertian geologi

struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk arsitektur batuan sebagai

bagian dari kerak bumi serta menjelaskan proses pembentukannya. Beberapa

kalangan berpendapat bahwa geologi struktur lebih ditekankan pada studi

mengenai unsur-unsur struktur geologi, seperti perlipatan (fold), rekahan

(fracture), patahan (fault), dan sebagainya yang merupakan bagian dari satuan

tektonik (tectonic unit), sedangkan tektonik dan geotektonik dianggap sebagai

suatu studi dengan skala yang lebih besar, yang mempelajari obyek-obyek geologi

seperti cekungan sedimentasi, rangkaian pegunungan, lantai samudera, dan

sebagainya.

II.2 Prinsip Dasar Mekanika Batuan

Mengenal dan menafsirkan tentang asal-usul dan mekanisme pembentukan

suatu struktur geologi akan menjadi lebih mudah apabila kita memahami prinsip

prinsip dasar mekanika batuan, yaitu tentang konsep gaya, tegasan

(stress/compressive), tarikan (strength) dan faktor-faktor lainnya yang

mempengaruhi karakter suatu materi/bahan.

GAMBAR 2.7

TRANSFORM PLATE

II-11

1. Gaya (Force)

a. Gaya merupakan suatu vektor yang dapat merubah gerak dan arah

pergerakan suatu benda.

b. Gaya dapat bekerja secara seimbang terhadap suatu benda (seperti gaya

gravitasi dan elektromagnetik) atau bekerja hanya pada bagian tertentu dari

suatu benda (misalnya gaya-gaya yang bekerja di sepanjang suatu sesar di

permukaan bumi).

c. Gaya gravitasi merupakan gaya utama yang bekerja terhadap semua

obyek/materi yang ada di sekeliling kita.

d. Besaran (magnitud) suatu gaya gravitasi adalah berbanding lurus dengan

jumlah materi yang ada, akan tetapi magnitud gaya di permukaan tidak

tergantung pada luas kawasan yang terlibat.

e. Satu gaya dapat diurai menjadi 2 komponen gaya yang bekerja dengan arah

tertentu, dimana diagonalnya mewakili jumlah gaya tersebut.

f. Gaya yang bekerja diatas permukaan dapat dibagi menjadi 2 komponen

yaitu: satu tegak lurus dengan bidang permukaan dan satu lagi searah

dengan permukaan.

g. Pada kondisi 3-dimensi, setiap komponen gaya dapat dibagi lagi menjadi

dua komponen membentuk sudut tegak lurus antara satu dengan lainnya.

Setiap gaya, dapat dipisahkan menjadi tiga komponen gaya, yaitu komponen

gaya X, Y dan Z.

2. Tekanan Litostatik

a. Tekanan yang terjadi pada suatu benda yang berada di dalam air dikenal

sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik yang dialami oleh suatu

benda yang berada di dalam air adalah berbanding lurus dengan berat

volume air yang bergerak ke atas atau volume air yang dipindahkannya.

b. Sebagaimana tekanan hidrostatik suatu benda yang berada di dalam air,

maka batuan yang terdapat di dalam bumi juga mendapat tekanan yang

sama seperti benda yang berada dalam air, akan tetapi tekanannya jauh lebih

besar ketimbang benda yang ada di dalam air, dan hal ini disebabkan karena

batuan yang berada di dalam bumi mendapat tekanan yang sangat besar

II-12

yang dikenal dengan tekanan litostatik. Tekanan litostatik ini menekan

kesegala arah dan akan meningkat ke arah dalam bumi.

3. Tegasan

a. Tegasan adalah gaya yang bekerja pada suatu luasan permukaan dari suatu

benda. Tegasan juga dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi

pada batuan sebagai respon dari gaya-gaya yang berasal dari luar.

b. Tegasan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada luasan suatu

permukaan benda dibagi dengan luas permukaan benda tersebut: Tegasan

(P)= Daya (F) / luas (A).

c. Tegasan yang bekerja pada salah satu permukaan yang mempunyai

komponen tegasan prinsipal atau tegasan utama.

d. Tegasan pembeda adalah perbedaan antara tegasan maksimal dan tegasan

minimal. Sekiranya perbedaan gaya telah melampaui kekuatan batuan maka

retakan/rekahan akan terjadi pada batuan tersebut.

e. Kekuatan suatu batuan sangat tergantung pada besarnya tegasan yang

diperlukan untuk menghasilkan retakan/rekahan.

4. Gaya Tegangan (Tensional Force)

a. Gaya Tegangan merupakan gaya yang dihasilkan oleh tegasan, dan

melibatkan perubahan panjang, bentuk (distortion) atau dilatasi (dilation)

atau ketiga-tiganya.

b. Bila terdapat perubahan tekanan litostatik, suatu benda (homogen) akan

berubah volumenya (dilatasi) tetapi bukan bentuknya. Misalnya, batuan

gabro akan mengembang bila gaya hidrostatiknya diturunkan.

c. Perubahan bentuk biasanya terjadi pada saat gaya terpusat pada suatu benda.

Bila suatu benda dikenai gaya, maka biasanya akan dilampaui ketiga fasa,

yaitu fasa elastisitas, fasa plastisitas, dan fasa pecah.

d. Bahan yang rapuh biasanya pecah sebelum fase plastisitas dilampaui,

sementara bahan yang plastis akan mempunyai selang yang besar antara

sifat elastis dan sifat untuk pecah. Hubungan ini dalam mekanika batuan

ditunjukkan oleh tegasan dan tarikan.

II-13

e. Kekuatan batuan, biasanya mengacu pada gaya yang diperlukan untuk pecah

pada suhu dan tekanan permukaan tertentu.

f. Setiap batuan mempunyai kekuatan yang berbeda-beda, walaupun terdiri dari

jenis yang sama. Hal ini dikarenakan kondisi pembentukannya juga

berbeda-beda.

g. Batuan sedimen seperti batupasir, batugamping, batulempung kurang kuat

dibandingkan dengan batuan metamorf (kuarsit, marmer, batusabak) dan

batuan beku (basalt, andesit, gabro).

II.3 Struktur Batuan

Struktur batuan terbagi atas tiga, yaitu :

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

struktur ini biasanya dikenal sebagai struktur sedimen. contohnya :

- Graded Bedding

- Parallel Lamination

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.

II.4 Unsur Struktur Batuan

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 :

II-14

a. Bidang Sumbu Lipatan.

b. Bidang Kekar.

c. Bidang Sesar.

Beberapa unsur struktur yang termasuk struktur garis adalah:

a. Sumbu Lipatan.

b. Gores Garis (Striation) pada Cermin Sesar (Slicken Side).

c. Lineasi Mineral (Contohnya Foliasi pada Gneiss)

II.5 Struktur Geologi

Struktur Geologi mencakup berbagai skala dan dimensi, dari mulai

microstructures sampai megastructures. Struktur geologi yang dikenal secara

umum adalah:

1. Kekar (Joint).

Kekar 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.

II-15

Memotong seluruh batuan.

Memotong komponen batuan.

Bidang rekahnya relatif kecil.

Adanya joint set berpola belah ketupat.

GAMBAR 2.8

KEKAR PADA BATUAN

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.

II-16

A B

GAMBAR 2.9

SHEAR JOINTS (A) DAN TENSIONAL JOINT (B)

2. Sesar (Fault)

Sesar 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.

II-17

Klasifikasi Sesar

a. 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 - 10

0). Sesar ini disebut juga sebagai Sesar

Mendatar. Sesar mendatar terbagi lagi atas :

- Sesar Mendatar Sinistral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan

kirinya lebih mendekati pengamat.

- Sesar Mendatar Dextral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan

kanannya lebih mendekati pengamat.

GAMBAR 2.10

STRIKE SLIP FAULT

b) Dip Slip Fault, sesar yang arah pergerakan nya relatif tegak lurus strike

bidang sesar dan berada pada dip bidang sesar. (Pitch 800 - 90

0). Dip

Slip Fault terbagi lagi atas :

- Sesar Normal, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif

turun terhadap Foot-Wall.

- Sesar Naik, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif naik

terhadap Foot-Wall.

II-18

GAMBAR 2.11

DIP SLIP FAULT

- Strike-Dip Slip Fault atau (Oblique Fault), yaitu sesar yang vektor

pergerakannya terpengaruh arah strike dan dip bidang sesar. (Pitch

100 - 80

0). Strike-Dip Slip Fault terbagi lagi atas kombinasi-

kombinasi Strike Slip Fault dan Dip Slip Fault, yaitu:

Sesar Normal Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-

Wallnya relatif turun dan sinistral terhadap Foot-Wall.

Sesar Normal Dextral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-

Wallnya relatif turun dan dextral terhadap Foot-Wall.

Sesar Naik Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-

Wallnya relatif naik dan sinistral terhadap Foot-Wall.

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.

II-19

Unsur- unsur struktur sesar

1. Bidang Sesar, yaitu bidang rekahan tempat terjadinya pergeseran yang

kedudukannya dinyatakan dengan jurus dan kemiringan.

2. Hanging-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang berada relatif diatas

bidang sesar.

3. Foot-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang relatif berada dibawah

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 2.12

THRUST FAULT (BIDANG SESAR < 15°)

GAMBAR 2.13

STRIKE SLIP FAULT

II-20

GAMBAR 2.14

TRANSFORMS FAULT

GAMBAR 1.15

NORMAL FAULT (OBLIQUE NORMAL FAULT)

GAMBAR 2.16

NORMAL FAULT (DIP SLIP FAULT)

II-21

3. LIPATAN

Terdapat 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)

GAMBAR 2.17

LIPATAN

Lipatan adalah suatu bentuk lengkungan (curve) dari suatu bidang lapisan

batuan.

II-22

Beberapa unsur perlipatan

1. Plunge, sudut yang terbentuk oleh poros dengan horizontal pada bidang

vertikal.

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

3. Crest, daerah tertinggi dari suatu lipatan biasanya selalu dijumpai 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.

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 pada suatu 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 suatu permukaan khayal

dimana terletak di dalamnya semua garis puncak dari suatu lipatan.

16. Trough, daerah terendah pada suatu lipatan, selalu dijumpai pada

sinklin.

II-23

17. Trough Line, garis khayal yang menghubungkan titik-titik terendah 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 sama besar antara

sayap-sayap lipatannya.

GAMBAR 2.18

UNSUR LIPATAN

Klasifikasi lipatan

1. Klasifikasi lipatan berdasarkan unsur geometri, antara lain:

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.

Box Fold

Fan Fold.

Closed Fold

Harmonic Fold

Disharmonic Fold.

Open Fold

Kink Fold, terbagi lagi atas :

Monoklin, Homoklin, Terrace.

II-24

3. Berdasarkan kedudukan garis

sumbu dan bentuknya, lipatan dapat dikelompokkan menjadi :

1.Lipatan Paralel adalah lipatan dengan ketebalan lapisan yang tetap.

2.Lipatan Similar adalah lipatan dengan jarak lapisan sejajar dengan sumbu

utama.

3.Lipatan Harmonik atau Disharmonik adalah lipatan berdasarkan menerus

atau tidaknya sumbu utama.

4. Lipatan Ptigmatik adalah lipatan terbalik terhadap sumbunya.

5.Lipatan Chevron adalah lipatan bersudut dengan bidang planar.

6.Lipatan Isoklin adalah lipatan dengan sayap sejajar.

7.Lipatan Klin Bands adalah lipatan bersudut tajam yang dibatasi oleh

permukaan planar.

GAMBAR 2.20

LIPATAN CHEVRON (CHEVRON FOLDS)

GAMBAR 2.19

JENIS-JENIS LIPATAN

II-25

GAMBAR 2.19

PEGUNUNGAN LIPATAN (FOLDED MOUNTAINS) SEBAGAI HASIL DAR

PRODUK TEKTONIK (OROGENESA).

GAMBAR 2.21

LIPATAN DISHARMONIC

II-26

GAMBAR 2.22

LIPATAN PTIGMATIK

GAMABAR 2.23

LIPATAN KLIN BANDS

GAMBAR 2.24

LIPATAN, LENGSERAN, PATAHAN

II-27

BAB III

PEMBAHASAN

III.1 Penyebab Deformasi Batuan

Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus

menerus mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan dapat mengalami

pelengkungan atau keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak,

maka kita menyebutnya batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan

ukurannya).

Penyebab deformasi pada batuan adalah gaya tegasan (gaya/satuan

luas). Oleh karena itu untuk memahami deformasi yang terjadi pada batuan,

maka kita harus memahami konsep tentang gaya yang bekerja pada batuan.

Tegasan (stress) dan tegasan tarik (strain stress) adalah gaya gaya yang

bekerja di seluruh tempat dimuka bumi.

Salah satu jenis tegasan yang biasa kita kenal adalah tegasan yang

bersifat seragam (uniform-stress) dan dikenal sebagai tekanan (pressure).

Tegasan seragam adalah suatu gaya yang bekerja secara seimbang kesemua

arah. Tekanan yang terjadi di bumi yang berkaitan dengan beban yang

menutupi batuan adalah tegasan yang bersifat seragam. Jika tegasan

kesegala arah tidak sama (tidak seragam) maka tegasan yang demikian

dikenal sebagai tegasan diferensial.

Tegasan diferensial dapat dikelompokaan menjadi 3 jenis, yaitu:

1. Tegasan tensional (tegasan extensional) adalah tegasan yang dapat

mengakibatkan batuan mengalami peregangan atau mengencang.

2. Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan

mengalami penekanan.

3. Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya dan

berpindahnya batuan.

Ketika batuan terdeformasi maka batuan mengalami tarikan. Gaya

tarikan akan merubah bentuk, ukuran, atau volume dari suatu batuan.

II-28

Tahapan deformasi terjadi ketika suatu batuan mengalami peningkatan

gaya tegasan yang melampaui 3 tahapan pada deformasi batuan.

GAMBAR 3.1

TEGASAN SERAGAM / UNIFORM STRESS (ATAS); TEGASAN

TENSIONAL (TENGAH KIRI); TEGASAN KOMPRESIONAL (TENGAH

KANAN); DAN TEGASAN GESER /SHEAR STRESS (GAMBAR BAWAH)

Proses deformasi batuan.

1. Deformasi yang bersifat elastis (Elastic Deformation) terjadi apabila

sifat gaya tariknya dapat berbalik (reversible).

2. Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation) terjadi apabila

sifat gaya tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible).

Retakan / rekahan (Fracture) terjadi apabila sifat gaya tariknya yang

tidak kembali lagi ketika batuan pecah/retak.

GAMBAR 3.2

KURVA HUBUNGAN TEGASAN (STRESS) DAN TARIKAN (STRAIN)

TERHADAP BATUAN

II-29

Kurva hubungan tegasan (stress) dan tarikan (strain) terhadap batuan,

dimana tegasan dan tarikan semakin meningkat maka batas elastisitas akan

dilampaui dan pada akhirnya mengalami retak.

III.2 Hubungan Analisis Kekar Terhadap Sesar Dan Lipatan

Berdasarkan definisi dari struktur geologi kekar, sesar, dan lipatan

telah menunjukkan bahwa adanya keterkaitan satu dengan yang lain.

Misalnya sesar, sesar ialah kekar yang mengalami pergeseran pada

bidangnya, dan biasanya sesar terbentuk pada daerah lipatan (sinklin

maupun antiklin).

Hubungan dari ketiga struktur geologi ini dapat dijelaskan melalui

three stages of deformation yang merupakan sifat deformasi suatu benda

terhadap gaya berdasarkan tingkat elastisitas benda tersebut. Ketiga

tingkatan tersebut adalah :

1. Elastic

Benda dikatakan elastic jika suatu benda dikenai gaya, maka akan

mengalami deformasi, tetapi jika gaya dilepas (hilang), maka benda

tersebut akan kembali lagi pada bentuk dan ukuran semula. batas dimana

suatu benda masih dapat kembali seperti semula jika gaya dilepas,

disebut elastic limit. Maka jika besar gaya yang bekerja melebihi elastic

limit, benda tersebut tidak akan kembali pada bentuk semula, jika gaya

hilang.

2. Plastic

Benda dikatakan plastic jika gaya yang bekerja mencapai elastic

limit. Benda yang terkena gaya hanya sebagian yang dapat kembali pada

bentuk semula, jika gaya dihilangkan.

3. Brittle and Ductile

Benda dikatakan brittle, jika benda sudah pecah sebelum gaya yang

bekerja mencapai titik plastis. Benda dikatakan ductile, jika benda

pecah/hancur setelah gaya melewati titik elastic.

II-30

Berdasarkan penjelasan mengenai tingkat deformasi tersebut dapat

diketahui bahwa kekar merupakan awal atau pemicu adanya sesar dan

lipatan. Hal ini dikarenakan kekar menjadi zona lemah suatu batuan yang

apabila mendapat gaya yang lebih besar akan memicu terjadinya struktur

geologi sesar dan lipatan. Sedangkan sesar naik umumnya terbentuk pada

daerah lipatan berupa sinklin dan sesar turun terbentuk pada daerah lipatan

yang berupa antiklin. Hal ini dikarenakan ketika gaya tekan pada daerah

lipatan hilang, maka batuan yang terlipat akan kembali berusaha kebentuk

semula, tetapi karena adanya kekar maka terbentuklah sesar karena

pergerakan yang terjadi pada bidang kekar.

Dari penjelasan barusan, dapat disimpulkan bahwa analisis terhadap

kekar pada suatu tubuh batuan, selain bertujuan untuk menentukan arah

gaya yang mempengaruhinya, juga untuk mengetahui ada tidaknya kekar

dan lipatan, bahkan dari analisis kekar kita dapat mengetahui apakah suatu

lipatan itu berupa sinklin atau antiklin. Selain itu kita juga dapat mengetahui

suatu sesar merupakan sesar naik, turun atau geser dari hasil analisi kekar.

Untuk menentukan suatu sesar, kita dapat melakukannya dengan

analisis kekar untuk mendapatkan nilai Ө1, Ө2, Ө3. Jika kedudukan Ө1, Ө2

relatif horizontal, sedangkan Ө3 relatif vertikal sehingga menghasilkan

hanging wall bergerak naik terhadap foot wall maka sesar tersebut

merupakan sesar naik. Jika kedudukan Ө2, Ө3 relatif horisontal, sedangkan

Ө1 vertikal sehingga menyebabkan hanging wall bergerak turun terhadap

foot wall maka sesar tersebut merupakan sesar turun. Jika kedudukan Ө1,

Ө3 relatif horisontal, sedangkan Ө2 vertikal, sehingga menyebabkan blok

bergeser ke kanan atau kiri maka sesar tersebut merupakan sesar geser.

III.2 Hubungan Antara Lipatan dan Patahan

Batuan yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda terhadap gaya

tegasan yang bekerja pada batuan batuan tersebut, dengan demikian kita

II-31

juga dapat memperkirakan bahwa beberapa batuan ketika terkena gaya

tegasan yang sama akan terjadi retakan atau terpatahkan, sedangkan yang

lainnya akam terlipat. Ketika batuan batuan yang berbeda tersebut berada di

area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur menutupi batuan yang

bersifat retas, maka batuan yang retas kemungkinan akan terpatahkan dan

batuan yang lentur mungkin hanya melengkung atau terlipat diatas bidang

patahan. Demikian juga ketika batuan batuan yang bersifat lentur

mengalami retakan dibawah kondisi tekanan yang tinggi, maka batuan

tersebut kemungkinan terlipat sampai pada titik tertentu kemudian akan

mengalami pensesaran, membentuk suatu patahan.

GAMBAR 3.3

BATUAN YANG BERSIFAT LENTUR DIATAS BATUAN YANG RETAS

YANG TIDAK IKUT TERPATAHKAN (KIRI) DAN BATUAN YANG

BERSIFAT LENTUR YANG TERSESARKAN (DRAGFOLD).

II-32

BAB IV

PENUTUP

IV.1 Kesimpulan

Dari urai makala diatas dapat beberpa hal yang dapat disimpulkan, yaitu :

1. Geologi struktur adalah bagian dari ilmu geologi yang mempelajari

tentang bentuk (arsitektur) batuan sebagai hasil dari proses deformasi.

Adapun deformasi batuan adalah perubahan bentuk dan ukuran pada

batuan sebagai akibat dari gaya yang bekerja di dalam bumi.

2. Struktur geologi terdiri dari struktu Primer dan Sekunder. Struktur

primer terdiri dari : Greded Bedding, Paralel Lamination, Dll. Struktur

Sekunder terdiri dari kekar, sesar, dan lipatan.

3. Hubungan dari ketiga struktur geologi ini dapat dijelaskan melalui three

stages of deformation yang merupakan sifat deformasi suatu benda

terhadap gaya berdasarkan tingkat elastisitas benda tersebut. Ketiga

tingkatan tersebut adalah : Elastic, Plastic, Brittle/Ductile.

4. Proses deformasi batuan teridir dari : Deformasi yang bersifat elastis

(Elastic Deformation) terjadi apabila sifat gaya tariknya dapat berbalik

(reversible). Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation)

terjadi apabila sifat gaya tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible).

5. Batuan yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda terhadap gaya

tegasan yang bekerja pada batuan batuan tersebut, dengan demikian kita

juga dapat memperkirakan bahwa beberapa batuan ketika terkena gaya

tegasan yang sama akan terjadi retakan atau terpatahkan, sedangkan

yang lainnya akam terlipat.

IV.2 Saran

Untuk kesempurnaan makalah ini, penulis mengharapkan kritik dan

saran dari pembaca. Sehingga menambah pengetahuan pembaca sendiri dan

bermanfaat untuk semua pembaca.

II-33

DAFTAR PUSTAKA

A s i k i n , Su k en d ar . 1 9 79 . Dasar-Dasar Geologi Struktur. D ep a r t em en

T ekn ik Geologi. Institut Teknologi Bandung. Bandung

Noor, Djauhari. (2009). Pengantar Geologi. Bogor: Program Studi Teknik Geologi

Fakultas Teknik Universitas Pakuan.

Widiyanti, Nadya. Dkk. 2003 Geologi Struktur. http://geologiunpad2010kel3.

blogspot.com/2011/10/geologi-struktur_7232.html. Diakses pada

Tanggal 08 juni 2012