Makalah Geologi Struktur Tentang

Rekahan, Patahan, dan Lipatan

Nama : Yusri Utama

NIM : 103112600150011

Jurusan : Fisika

UNIVERSITAS NASIONAL

J A K A R T A

2011 012

1. RekahanBanyak teori yang dikemukan untuk menjelaskan terjadinya kekandasan pada batuan bila mengalami suatu gaya tekanan, terutama dalam hal pembentukan rekahan-rekahan gerus

(shear fracture) dan hubungannya dengan besarnya sudut yang mereka bentuk di alam.Rekahan adalah hasil proses geologi yang tidak menunjukkan perpindahan yang dpt diamati (Ramsay & Huber,’87).Rekahan adalah pecahan pd batuan yang tidak atau  sedikit sekali mengalami pergerakan (Twiss & Moores,’92)Retakan pada batuan yang sedikit atau tidak sama sekali mengalami pergeseran (Davis,1996). Retakan yang terjadi gaya tekanan disebut  “shear fractures” dan yang terjadi karena gaya tarikan disebut “tension fractures” (Hatcher,1990 & Dennis,1972).Billings (1972), membagi kekar tarikan kedalam “extension joints” dan “release joints”.Fungsi Kekar : Sebagai jalannya larutan (air/larutan magma dll), Sebagai ruang untuk pengendapan cebakan, Sebagai jalan migrasi minyak bumi, Sebagai reservoir minyak bumi, Untuk memudahkan penambangan batu

Kekar adalah struktur retakan/rekahan terbentuk pada batuan akibat suatu gaya yang bekerja pada batuan tersebut dan belum mengalami pergeseran. Secara umum dicirikan oleh: a). Pemotongan bidang perlapisan batuan; b). Biasanya terisi mineral lain (mineralisasi) seperti kalsit, kuarsa dsb;c) kenampakan breksiasi.

Struktur kekar dapat dikelompokkan berdasarkan sifat dan karakter retakan/rekahan serta arah gaya yang bekerja pada batuan tersebut. Kekar yang umumnya dijumpai pada batuan adalah sebagai berikut:

1.Shear Joint (Kekar Gerus) adalah retakan / rekahan yang membentuk pola saling berpotongan membentuk sudut lancip dengan arah gaya utama. Kekar jenis shear joint umumnya bersifat tertutup.

2.Tension Joint adalah retakan/rekahan yang berpola sejajar dengan arah gaya utama, Umumnya bentuk rekahan bersifat terbuka.

3.Extension Joint (Release Joint) adalah retakan/rekahan yang berpola tegak lurus dengan arah gaya utama dan bentuk rekahan umumnya terbuka.

Terjadinya Kekar dapat disebabkan karena ;- Tektonik (Kekar Gerus/Shear Joint dan Kekar Regangan/ Tension Joint/Gash Fracture,

Extension & Release Joint)- Non-Tektonik (coling Joint, Shrinkage Joint & akibat hilangnya beban )

Berdasarkan Struktur disekitarnya (Kekar penyerta lipatan dan sesar) cirri di lapangan :- Kekar tarikan ; tidak rapat, batas retakan relatif  tidak rata, kuarza yang mengisi kristalnya

baik, tidak berpasangan. Dibawah suatu tarikan, batuan patah melalui bidang-bidang patahan yang tegak lurus arah tegasan (tensile stress).

- Kekar tekanan ; rapat,lurus, memotong semua lapisan batuan, biasa berpasangan jika terisi kuarza kristalnya kurang baik. Dibawah suatu tekanan, maka tiap bidang kecuali bidang yang 3 akan membentuk poros-poros tegasan, dalam benda itu akan dipengaruhi oleh tegasan normal dan tegasan geser. Tegasan-tegasan Geser secara teoritis besarnya akan maksimum pada bidang-bidang yang membuat sudut 45 derajat dengan poros tegasan utama terbesar dan terkecil, dan berpotongan pada poros menengah, tetapi pada kenyataannya sudut antara 2 rekahan geser itu besarnya kurang dari 90 derajat.

Sumbu Tegasan

2. Patahan

Patahan terjadi ketika suatu batuan mengalami retakan terlebih dahulu yang kejadian ini berkaitan erat dengan tekanan dan kekuatan batuan yang mendapatkan gaya sehingga timbul adanya retakan (fracture). Tekanan yang diberikan mampu memberikan perubahan pada batuan dengan waktu yang sangat lama dan hingga memberikan gerakan sebesar seperseratus sentimeter dan bahkan sampai beberapa meter. Ketika ini terjadi, maka akan timbul sebuah gaya yang sangat besar yang berdampak getaran bagi sekitarnya saat suatu batuan mengalami patahan atau yang sering kita sebut dengan gempa. Arah pergerakan pada suatu patahan tergantung pada kekuatan batuan. Patahan diakibatkan oleh batuan yang ditekankan atau mendapatkan gaya yang pada umumnya dalam bentuk tekanan ( pada umumnya membentuk lipatan) yang kemudian batuan dapat pecah. Patahan adalah istilah yang menandai adanya gaya tekan atau tekanan dan terjadi secara alami yang geometris.

Patahan terjadi searah dengan retakan. Sesar mempunyai bentuk dan ukuran bervariasi, ukurannya ada yang sepanjang ratusan Km, ada yang hanya beberapa Cm saja.Contoh Sepanjang Ratusan Km : Sesar Semangko, lempeng Austria..

- Blok Semangko (The Semangko Block)Terletak diantara Zone Semangko Sesaran Lampung (Lampung Fault). Bagian

Selatan dari blok Semangko terbagi menjadi bentang alam menjadi seperti pegunungan Semangko, Depresi Ulehbeluh dan Walima, Horst Ratai dan Depresi Telukbetung. Sedangkan bagian Utara Blok Semangko (Central Block) berbentuk seperti Dome

(diameter + 40 Km). Patahan Semangko adalah bentukan geologi yang membentang di Pulau Sumatera dari utara ke selatan, dimulai dari Aceh hingga Teluk Semangka di Lampung. Patahan inilah membentuk Pegunungan Barisan, suatu rangkaian dataran tinggi di sisi barat pulau ini. Patahan Semangko berusia relatif muda dan paling mudah terlihat di daerah Ngarai Sianok dan Lembah Anai di dekat Kota Bukittinggi.

Peta struktur patahan sesar Sumatra segmen sianok dan episentrum gempa bumi

Patahan ini merupakan patahan geser, seperti patahan San Andreas di California. Memanjang di sepanjang Pulau Sumatra, mulai dari ujung Aceh hingga Selat Sunda, dengan bidang vertikal dan pergerakan lateral meng-kanan (dextral-strike slip). Sesar ini menyebabkan terjadinya gempa di darat oleh sebab pelepasan energi di sesar/patahan Semangko apabila sesar tersebut teraktifkan kembali (peristiwa reaktivasi sesar) dengan bergesernya lapisan batuan di sekitar zona sesar tersebut. Pergerakan sesar yang merupakan salah satu sesar teraktif di dunia ini diyakini disebabkan oleh desakan lempeng India-Australia ke dalam lempeng Eurasia.

Bagian barat sesar ini bergerak ke utara dan bagian timur bergerak ke selatan. Jika lama tidak terjadi gempa besar, artinya sedang terjadi pengumpulan energi di patahan tersebut. Di sepanjang Patahan Sumatera ini terdapat pula ribuan patahan kecil yang juga dapat mengakibatkan rawan gempa. Seperti halnya gempa asal laut, gempa darat di Sumatera biasanya juga cukup besar dan menyebabkan kerusakan yang cukup parah.

Ngarai Sianok, terbentuk akibat adanya patahan Semangko.

1.1 Patahan terdiri dari beberapa tipe yang diantaranya :

a. Dip – Slip Fault- Normal Fault

Patahan normal adalah patahan yang terjadi pada batuan yang salah satu bagiannya mengalami pergerakan ke bawah terhadap keadaan asalnya.  Gerakan patahan ini adalah disebabkan oleh kekuatan tegang dan mengakibatkan perluasan (ada bidang fault plane). Nama lain adalah normal-slip fault, patahan gaya berat atau patahan tegang.

Dari empat gambar di atas dapat diketahui dan dilihat dengan jelas bidang patahan. Pada 4 gambar diatas merupakan contoh yang terjadi dilapangan. Patahan yang terjadi akan membentuk fault plane. Itulah yang merupakan salah satu ciri yang menandakan bahwa batuan tesebut mengalami normal fault.

- Reserve faultPada reserve fault adalah kebalikan dari normal fault. Yaitu arah patahan bagian

batuan adalah naik terhadap keadaan awal batuan. Gerakan patahhan ini disebabkan oleh kekuatan compresional (tekanan) yang mengakibatkan pemendekan atau penyempitan.

Dari dua gambar dibawah adalah contoh dari reserve fault. Dari contoh diatas dapat dilihat bahwa salah satu bagaian yang patah naik, dan bagian lainnya tetap. Hal ini mengakibatkan seolah mengalami penyempitan dari keadaan luas sebelumnya

b. Strike – Slip Fault.

Patahan Strike – Slip ini merupakan patahan yang terjadi pada batuan yang arah patahannya secara horizontal. Bagian yang bergerak menjauhi bagian kanan bidang dinamanakan left-fault. Dan sebaliknya apabila bagian yang bergerak menjauhi bagian kiri bidang dinamakan right-fault. Patahan ini terjadi karena gaya yang mengenai sebuah batuan berasal dari samping atau gaya melintang.

Dari gambar dibawah tampak bahwa daerah tersebut mengalami patahan secara strike-slip fault. Sehingga tampak pada gambar rel kereta api mengalami perubahan bentuk dan arah yang pada mulanya rel kereta berada pada jalur yang lurus. Karena daerah tersebut mengalami patahan maka rel kereta tampak seperti pada gambar dibawah.

c. Oblique – slip FaultOblique – Slip Fault merupakan kejadian yang merupakan gabungan dari Dip-

Slip fault dan strike-slip fault. Sehingga pergerakan batuan terjadi secara naik atau turun dan juga mengalami pergerakan secara horisontal ke kanan atau ke kiri. Sehingga pergerakan yang timbul secara vertikal dan horizontal. Patahan ini disebabkan oleh gaya tekan dari atas atau dari bawah dan juga gaya samping yang diberikan / dikenakan pada batuan.

~ Endapan BatuBara Akibat Patahan

Bentuk ini terjadi apabila di daerah di mana deposit batubara mengalami beberapa seri patahan. Apabila hal ini terjadi, akan mempersulit dalam melakukan perhitungan cadangan batubara. Hal ini disebabkan telah terjadi pergeseran perlapisan batubara ke arah vertikal. Dalam melaksanakan eksplorasi batubara di daerah yang memperlihatkan banyak gejala patahan, diperlukan tingkat ketelitian yang tinggi, tidak dibenarkan hanya berpedoman pada hasil pemetaan geologi permukaan saja. Oleh sebab itu, di samping kegiatan pemboran inti, akan lebih baik bila ditunjang oleh data hasil penelitian geofisika.

Dengan demikian rekonstruksi perjalanan lapisan batubara dapat diikuti dengan bantuan hasil interpretasi dari data geofisika. Apabila patahan-patahan secara seri didapatkan, keadaan batubara pada daerah patahan akan ikut hancur. Akibatnya keberadaan kontaminan anorganik pada batubara tidak terhindarkan. Makin banyak patahan yang terjadi pada satu seri sedimentasi endapan batubara, makin banyak kontaminan anorganik yang terikut pada batubara pada saat ditambang.

~ Patahan baik yang terjadi di bawah permukaan maupun di bawah bumi yang cukup dalam, mempunyai banyak manfaat, diantaranya :

Terjadinya jebakan atau daerah tempat terakumulasinya minyak bumi. Akibat tertutup patahan, minyak bumi tidak bisa mengalir ke tempat dengan tekanan lebih rendah. Jebakan bisa ditemukan lewat eksplorasi dengan cara seismik. Salah satu daerah yang terkenal dengan jebakan seperti ini adalah daerah Kutai, Kalimantan.

Bidang pertanian, terutama di pegunungan kapur selatan. Misalnya, di Kecamatan Besuki, Campurdarat, atau Pakel dan sekitarnya di Tulungagung terlihat hamparan sawah atau ladang luas yang dibatasi bukit kapur. Hamparan sawah itu dahulu merupakan pegunungan kapur. Akibat patahan, bagian atas dari blok yang turun mengalami proses sedimentasi sehingga permukaan tanah bisa dijadikan sawah. Hal serupa terjadi di perladangan di Malang selatan.

Eksploitasi pertambangan menjadi mudah karena adanya patahan. Bila di suatu daerah terdapat tambang batu bara dan di salah satu sisi terjadi patahan, pola lapisan batu bara akan semakin terlihat. Tambang batu bara seperti ini ada di Australia. Jalan lewat, Tempat pengendapan cebakan mineral, Tempat pembentukan, Dengan mengetahui polanya kita dapat menghitung cadangan & merencanakan sistem penambangan

Bidang geologi teknik ; Dalam rencana pembuatan bendungan, terowongan, dan bangunan lainnya perlu diperhitungkan.

3. Lipatan

Lipatan adalah deformasi lapisan batuan yang terjadi akibat dari gaya tegasan sehingga batuan bergerak dari kedudukan semula membentuk lengkungan. Berdasarkan bentuk lengkungannya lipatan dapat dibagi dua, yaitu lipatan sinklin dan lipatan antiklin. Lipatan Sinklin adalah bentuk lipatan yang cekung ke arah atas, sedangkan lipatan antiklin adalah lipatan yang cembung ke arah atas.

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.

Disamping lipatan tersebut diatas, dijumpai juga berbagai jenis lipatan, seperti Lipatan Seretan (Drag folds) adalah lipatan yang terbentuk sebagai akibat seretan suatu sesar.