Konsep Dasar Geologi Struktur

Pagi yang lumayan cerah dari jatinangor, hari ini 15 Februari 2012, sebenanrnya sama seklai tidak ada inspirasi di pagi ini, tapi setelah menikmati sebatang roko, gorengan serta teh asli di bungkus dalam kotak (#malesbikintehsendiri) maka sebenak saya memikirkan untuk mengulas salah satu dasar geologi yang telah saya bicarakan pada tulisan sebelumnya. Kali ini mari kita bahas tentang Struktur Geologi.

Bumi adalah planet yang sangat dinamis. Beberapa bukti diantaranya adalah peristiwa terjadinya gempa bumi dan kegiatan gunung berapi yang terjadi di berbagai tempat di penjuru dunia. Bukti geologi dalam batuan menunjukan bahwa kegiatan ini terjadi terus menerus dalam sejarah bumi. Aktifitas ini telah berlangsung beratus-ratus juta-juta tahun dan memperlihatkan bukti kedinamisan bumi yang konstan. Tujuan utama dalam mempelajari geologi struktur dan tektonik adalah merekonstruksi gaya-gaya yang menyebakan proses perubahan dan evolusi dari muka bumi. Secara umum, pengertian geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari batuan yang terdeformasi yang membentuk lapisan atas dari bumi. Kata Struktur berasal dari bahasa latin yang berarti membangun. Deformasi atau deformation adalah proses yang merubah bentuk atau ukuran dari batuan dan meninggalkan hasil yang permanen di batuan. Sebagai contoh adalah proses patahan pada kerak bumi yang dapat menimbulkan timbulnya struktur penyerta dalam batuan seperti perlipatan, rekahan dan patahan-patahan kecil. Struktur penyerta ini dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan struktur geologi suatu daerah.

Geologi struktur telah berkembang mulai dari ilmu yang sangat diskriptif menjadi yang lebih kuantitatif dengan memakai prinsip continuum mechanics untuk mempelajari proses deformasi dan pembentukan struktur geologi (Twiss dan Moore, 1992). Dalam mempelajari semua ilmu yang ada di dalam geologi struktur akan sangat tergantung pada observasi batuan yang terdeformasi di lapangan. Observasi ini dapat dilakukan pada berbagai skala, mulai dari skala singkapan yang besar kilometer, meter, centimeter, hingga millimeter, dan bahkan sampai mikroskopik. Pengertian akan struktur geologi akan lebih meningkat apabila dalam penelitiannya dapat mengintegrasikan di semua skala yang ada dibumi kita ini. Tetapi hal tersebut tidak mungkin dilakukan. Untuk lebih mempertajam arti dan interpretasi, struktur geologi moderen banyak melakukan percobaan laboratorium maupun simulasi matematika (Davis dan Reynolds, 1996; Twiss dan Moore, 1992 dan Suppe,1985).

Unsur-unsur Struktur Geologi

Secara umum dalam geologi ada tiga jenis struktur yaitu: bidang kontak, stuktur primer dan struktur sekunder.

1. 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).

2. 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. Struktur primer dalam batuan sedimen akan mengikuti hukum-hukum dasar sedimentologi, misalnya superposisi ndan kesinambungan lateral.

3. 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.

Lipatan adalah bentuk lengkung suatu benda yang pipih/lempeng, dapat disebabkan oleh 2 macam mekanisme, yaitu buckling (melipat) dan bending (melengkung), (Sukendar Asikin, 1978). Pada gejala buckling atau melipat, gaya penyebab adalah gaya tekan

yang arahnya sejajar dengan permukaan lempeng, sedang pada bending atau pelengkungan gaya utamanya mempunyai arah yang tegak lurus pada permukaan lempeng.

Sesar atau patahan (fault) merupakan salah satu fenomena geologi yang umum dijumpai di kulit bumi. Ukuran jalur sesar tentunya sangat bervariasi mulai dari yang beberapa centimeter (sesar minor) hingga mencapai ratusan kilometer. Pembentukan struktur sesar sangat dipengaruhi oleh besarnya gaya yang bekerja pada batuan dan sifat fisik.batuannya itu sendiri. Struktur sesar terbentuk apabila gaya tersebut melebihi kekuatan fisik batuan, sehingga dapat menyebabkan batuan pecah. Terbentuknya bidang pecah batuannya sangat tergantung pada sistem tegasannya.

Analisa Detail Geologi Struktur

Untuk memecahkan masalah-masalah geologi struktur yang kompleks digunakan metoda pemetaan detail unsur geologi struktur. Secara umum yang paling penting dalam mempelajari struktur geologi adalah geometri dari unsur struktur. Hal ini sangat penting, karena menyangkut lokasi pembentukannya, karakteristik, orientasi dan juga evolusi dari unsur-unsur struktur tersebut. Untuk lebih mengerti proses yang terjadi di bumi ini kita perlu mengerti bagaimana proses pembentukan geometri unsur struktur tersebut, sebagai contoh adalah struktur lipatan. Sehingga berdasarkan pendekatan geometri analisa geologi struktur dapat dibagi menjadi tiga yaitu analisa deskriptif, kinematika dan dinamik.

1. Analisa deskriptif merupakan hasil langsung observasi lapangan, laboratorium untuk mendeskripsi unsur struktur seperti karakter fisik, orientasi, dll. Sehingga analisa ini sangatlah penting karena merupakan hasil pengamatan langsung dari lapangan.

2. Analisa kinematik adalah merekonstruksi pergerakan yang terjadi didalam batuan akibat proses deformasi. Analisa ini murni berdasarkan pada urutan-urutan pembentukan geometri unsur struktur tanpa didasarkan pada gaya-gaya penyebabnya. Analisa ini dikenal sebagai analisa keterakan atau strain analysis. Deformasi mengakibatkan perubahan bentuk, volume, ukuran maupun pergerakan dari batuan yang dapat dideskripsi dan dianalisa kinematikanya dari data lapangan. Tetapi bagaimana dan berapa besar gaya atau stress yang menyebakan pembentukan struktur tersebut merupakan analisis dinamik.

3. Analisa dinamik bertujuan menginterpretasi stress pada batuan yang disebakan oleh proses deformasi, mendiskripsi arah umum dari gaya yang menyebakan stress dan mengevaluasi hubungan antara stress and strain, dan kekuatan batuan. Konsep yang sangat penting dalam menginterpretasi geologi struktur melalui analisa detail adalah waktu dan skala. Baik itu dalam konteks skala waktu abosulut (waktu geologi) mapun relatif. Konsep waktu sangatlah penting untuk membuat sejarah deformasi, paling tidak waktu relatif yang dapat dihasilkan dari bukti potong memotong struktur dilapangan.