All About Joint Fault and Fracture

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”. Terjadinya Kekar dpt 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) CIRI DI LAPANGAN : Kekar tekanan ; rapat,lurus, memotong semua lapisan batuan, biasa berpasangan jika terisi kuarza kristalnya kurang baik. Kekar tarikan ; tidak rapat, batas retakan relatif tidak rata, kuarza yang mengisi kristalnya baik, tidak berpasangan. 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 Lipatan adalah suatu gejala “ductile deformasi” yang umumnya ditemukan pada batuan yang berlapis ( batuan sedimen, volkanik , metamorf ). (Twiss & Moores „92) KINEMATIKA TERBENTUKNYA LIPATAN - BENDING : Terbentuknya lipatan disebabkan karena gaya vertikal (“vertical force”) yang berasal dari bawah mengangkat lapisan sehingga terlipat. - BUCKLING : Terbentuknya lipatan disebabkan gaya kompresi (“compressive stresses”) parallel terhadap lapisan - SHEARING / COUPLING : Stress bersifat “couple” (berlawanan arah tapi satu bidang / tidak segaris ). Antiklin : lipatan yang cekung keatas atau suatu lipatan dimana batuan yang lebih tua berada dibagian dalam lipatan. Sinklin : lipatan yang cekung ke bawah, atau lipatan dimana batuan yang lebih muda berada di bagian luar / tengah lipatan. Topografi dome dan basin : bagian yang naik dan bagian yang turun dari lapisan batuan, tererosi membentuk pola melingkar atau elipsoid. (Hamilton, WK., hal 183) Parasitic fold adalah lipatan yang terdapat dalam lapisan atau lipatan besar. ( Fleuty,‟64) Sesar/Fault/Patahan ; rekahan/retakan/kekar yg kelihatan pergeseran lapisan (“offset”) disebabkan oleh perpindahan sejajar (“parallel”) pada permukaan rekahan (Davis & Reynolds, 1996). Sesar ; suatu rekahan/kekar yang telah mengalami pergeseran (dari salah satu muka yang berhadapan) arahnya parallel dengan zona permukaan (Twiss & Moores,1992). Pengenalan sesar :

PETA TOPOGRAFI/FOTO UDARA/LANDSAT ; Kelurusan/lineament (gawir, lembah, jalur vegetasi, rona), Ketidakselarasan (kontras) bentang alam, & Pembelokan sungai yang tajam. PENGAMATAN LAPANGAN ; Bidang / jalur sesar, Sumber / mata air/ jeram, Penyimpangan pada arah struktur (hilangnya lapisan, perulangan, berhentinya lapisan mendadak). PENYELIDIKAN BAWAH PERMUKAAN ; Penampang seismic, Anomali gravitasi, Pemboran, dll Hanging wall adalah bidang yang relatif bergerak Foot wall adalah bidang yang relatif diam (statis) Sesar Bermanfaat Pada: 1. Dalam keilmuan (science) ; struktur terpenting dalam Teori Tektonik Lempeng 2. Dalam bidang perminyakan ; Jalan lewatnya (migrasi) minyak dan gas bumi, & Bagian perangkap untuk membentuk reservoar 3. Dalam bidang panas bumi ; Jalan lewat air atau uap air dari dalam ke atas (bila panas), & Jalan lewat air dari permukaan ke bawah 4. Bidang pertambangan ; Jalan lewat, Tempat pengendapan cebakan mineral, Tempat pembentukan, Dengan mengetahui polanya kita dapat menghitung cadangan & merencanakan sistem penambangan 5. Bidang geologi teknik ; Dalam rencana pembuatan bendungan, terowongan, dan bangunan lainnya perlu diperhitungkan 6. Bidang hidrogeologi : Perlu diperhitungkan Ciri-Ciri Umum Sesar Normal : “Dip” curam (> 45º, ~ 60º), Menembus sampai “basement kristalin” di bawah sekuen sedimen, Bentuk listrik (lengkung) “concave-up” pd penampang vertikal, Membentuk percabangan seperti halnya “thrust” dan “strike slip faults”, Cabang-cabang sesar normal: “synthetic and antithetic faults”, Membentuk pasangan dengan “dip” paralel atau berlawanan (a graben, half graben, a horst).

-

-

Ciri-Ciri Umum Sesar Naik : Sesar naik mempunyai kemiringan landai (low-angle, 45°

b.

Reverse Fault :sewaktu batuan mengalami kompresi, reverse fault muncul. Blok Hanging wal bergerak keatas realtif terhadap footwall. Hal ini menyebabkan pemendekan tubuh batuan dan penebalan lapisan. Umumnya memiliki dip minimum 45°. Jika dip bidang sesar kurang dari 45 derajat, ini dinamakan Thrust fault. Hal ini menyebabkan batuan lebih tua pada Blok Hanging wall bergerak ke atas dan melewati batuan lebih muda pada foot wall berkilometer.

c.

Strike Slip-fault :Pergerakan lapisan horizontal dan pararel terhadap jurus bidang sesar. Umumnya memiliki dip yang vertical dan curam b) Separation (Pergeseran Relatif Semu) Bila pitch tidak dapat ditemukan, maka pergeseran tidak dapat ditentukan, maka pergeseran disebut separation. III.2.3 Unsur-unsur Sesar Dalam mengenali dan memahami Sesar, para ahli geologi membuat beberapa unsur-unsur yang dimiliki oleh struktur sesar, meliputi :

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). III.2.4 Indikasi Sesar di Lapangan Pada kenyataan, Struktur sesar tidaklah semuanya utuh. Namun lebih sering hanya sebagian Hangingwall atau footwall saja yang nampak. Beberapa indikasi umum adanya sesar : 1. Kelurusan pola pengaliran sungai. 2. Pola kelurusan punggungan. 3. Kelurusan Gawir. 4. Gawir dengan Triangular Facet. 5. Keberadaan mata air panas. 6. Keberadaan zona hancuran. 7. Keberadaaan kekar. 8. Keberadaan lipatan seret (Dragfolg) 9. Keberadaan bidang gores garis (Slicken Side) dan Slicken Line. 10. Adanya tatanan stratigrafi yang tidak teratur. III.3

Struktur 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) Lipatan adalah suatu bentuk lengkungan (curve) dari suatu bidang lapisan batuan. III.3.1 Faktor Terjadinya Lipatan Pada pembentukan lipatan ini juga dipengaruhi oleh tenaga endogen sebagai faktor utama pembentukannya. Tenaga endogen ini akan melakukan dorongan kepada lapisan dari samping dan arahnya saling berlawanan sehingga akan terjadi penekukan pada lapisan batuan, tetapi hanya jenis batuan sedimen saja yang bisa membentuk lipatan karena memang sifatnya yang elastis sehingga saat mendapatkan gaya dorong dari kedua sisinya lapisan batuan tidak akan patah, dari beberapa jenis lipatan selain mendapatkan gaya dari samping juga mendapatkan gaya dari atas dan bawah sehingga bentuk lipatannya akan menjadi khas, seperti chevron fold yang berbentuk lancip dengan sudut tertentu. Dari uraian yang telah di jabarkan jelas bahwa suatu bentuk lipatan terjadi akibat deformasi. Dalam hal ini deformasi yang terjadi menghasilkan bentuk lengkungan dari suatu bidang perlapisan yang awalnya datar dan horizontal. Dengan demkian singkapan batuan sedimen yang memiliki kemiringan relatif 0o atau relatif datar diasumsikan batuan tersebut belum mengalami deformasi berupa proses pembentukan lipatan. Struktur lipatan di samping mempunyai ukuran yang bervariasi mulai dari yag terkecil (mikro fold) hingga berukuran regional(mega fold) juga memiliki bentuk yang bermacammacam. Adanya variasi ukuran dan bentuk tersebut tergantung pada sifat fisik batuan yang terlipat, sistem tegasan, dan mekanisme pembentukanya serta waktu serta bearnya gaya yang bekerja.

Berdasarkan genetiknya struktur lipatan dapat terbentuk akibat tektonik dan non tektonik. Perbedaan diantara keduanya antara lain adalah lipatan yang dibentuk akibat aktifitas tektonik seringkali pola lipatannya teratur, pada permukaan bidang lapisanbbatuan sering dijumpai sejumlah slicken side dan pembentukannya setelah batuan tersebut terbentuk. Lipatan yang terbentuk akibat non tektonik umumnya pola lipatannya tidak teratur, tida dijumpai slicken side pada permukaan bidang lapisan batuan dan pembentukannya terjadi pada saat pengendapan (slump structure), atau dapat juga terjadi setelah batuannya terbentuk. Untuk kasus yang terakhir ini pembentukan struktur lipatan terjadi akibat gejala geologi berupa proses Diapirik dan gravity sliding. Struktur lipatan akibat tektonik pada dasarnya dapat terbentuk akibat tegasa kompresi dan tegasan ekstensi. Namun kenyataannya di lapangan seringkali struktur lipatan disebabka oleh tegasan kompresi. Terbentuknya struktur lipatan akibat tegasa kompresi umumnya menghasilkan pola lipatan yang lebih rumit dibandingkan dengan akibat tegasan ekstensional. Terbentuknya struktur lipatan akibat tegasan ekstensional sebenarnya bukan merupakan akibat langsung dari aktifitas tekotniknya, namun merupakan akibat sekunder karena adanya gaya berat dari tubuh batuan itu sendiri. Struktur lipatan ini selalu terjadi pada zona sesar normal dan selalu terbentuk di hanging wall. Proses terbentuknya lipatan ini relatif bersamaan denga gerak blok batuan yang tersesarkan. Terbentukya struktur lipatan yang terakhir ini dinamakan roll over. III.3.2 Klasifikasi Lipatan Klasifikasi lipatan berdasarkan unsur geometri, antara lain: A. Berdasarkan kedudukan Axial Plane, yaitu: 1. Upright Fold atau Simetrical Fold (lipatan tegak atau lipatan setangkup). 2. Asimetrical Fold (lipatan tak setangkup atau lipatan tak simetri) 3. Inclined Fold atau Over Fold (lipatan miring atau lipatan menggantung). 4. Recumbent Fold (lipatan rebah) B. Klasifikasi lipatan berdasarkan bentuknya, antara lain: 1. Concentric Fold 2. Similar Fold. 3. Chevron Fold. 4. Isoclinal Fold.

5. Box Fold 6. Fan Fold. 7. Closed Fold 8. Harmonic Fold 9. Disharmonic Fold. 10. Open Fold 11. Kink Fold, terbagi lagi atas : a. Monoklin. b. Homoklin. c. Terrace. III.3.3 Unsur-unsur Lipatan Dalam mengenali dan menganalisis data lipatan, terdapat beberapa unsur yang harus diketahui meliputi : 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. 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. Dalam bentuknya, tubuh utama lipatan terdiri dari : a.

Anticline; Lipatan dengan arah pemudaan lapisan keluar, dan umumnnya melengkung keatas. Anticline dibagi dua yakni Angular Antiform dan Rounded Antiform

b. Syncline; Lipatan dengan arah pemudaan lapisannya ke dalam ( core ), serta membusur kea rah bawah umumnya. Syncline juga memiliki Angular dan rounded. III.3.4 Indikasi Lipatan di Lapangan Sebenarnya kenampakan lipatan pada singkapan sudah jelas bentuknya tetapi biasanya singkapannya dalam ukuran yang besar dan sudah tidak sempurna lagi bentuknya karena kemungkinan sudah terjadi perubahan bentuk permukaan, misalkan yang tadinya berbentuk bukit menjadi rata karena adanya penggerusan untuk diratakan atau hal-hal lainnya, oleh karena itu diperlukan pengukuran strike dan dip yang valid karena biasanya lipatan memiliki dua sayap pada lapisan batuannya dan dua sayap itu memiliki ukuran dip yang saling berlawanan dan disertai adanya perulangan litologi, lipatan juga biasanya disertai dengan kekar dan sesar yang intensif , tapi adanya kekar dan sesar ini belum bisa mengindikasikan adanya lipatan, tetapi kalau ditemukan lipatan biasanya pasti ditemukan adanya kekar atau sesar. III.4

Hubungan Sistem Kekar, Sesar dan Lipatan Berdasarkan definisi dari struktur geologi kekar, sesar, dan lipatan telah menunjukkan

bahwa adanya keterkaitan satu dengan yang lain. 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. 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. III.4.1 Asosiasi Kekar dan Sesar Diketahui 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 analisis 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.4.2 Asosiasi Kekar, Sesar dan Lipatan 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. Geometri dari perlipatan lapisan batuan yang terkena tegasan dimana pada tahap awal perlapisan batuan akan terlipat membentuk lipatan sinklin – antiklin dimana secara geometri bentuk lengkungan bagian luar (outer arc) akan mengalami peregangan sedangkan lengkungan bagian dalam akan mengalami pembelahan (cleavage). Apabila tegasan ini berlanjut dan melampaui batas elastisitas batuan, perlipatan akan mulai terpatahkan (tersesarkan) melalui bidang yang terbentuk pada sumbu lipatannya. Pada bidang patahan, gaya tegasan akan berubah arah seperti diperlihatkan pada. Ketika batuan batuan yang berbeda tersebut berada di area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur menutupi batuan yang bersifat getas, maka batuan yang getas 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.

GEOLOGY STRUKTUR Pada postingan kali ini saya akan membahas apa yang dimaksud dengan struktur geology. Berbicara masalah struktur geologi berarti berbicara mengenai tektonik, dimana gejala struktur geologi berlangsung akibat dari manifestasi dari proses tektonisme itu sendiri, oke saya akan menjabarkan satu persatu tentang geologi struktur. 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 unsurunsur 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). Proses yang menyebabkan batuan-batuan mengalami deformasi adalah gaya yang bekerja pada batuan batuan tersebut. Pertanyaannya adalah dari mana gaya tersebut berasal ? 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. Struktur geologi adalah gejala yang terjadi di permukaan bumi yang dimana gejala - gejala itu dapat dengan mudah kita identifikasi di lapangan, dimana gejala - gejala itu berupa "Kekar, Lipatan dan sesar,"

A. KEKAR / JOINT

Kekar atau Joint adalah salah satu produk yang dihasilkan dari tektonik yang terdapat hampir pada semua batuan sedimen yang mengalami gangguan tektonik dan lepas , batuan beku dan pada batuan lelehan dimana terjadi pada suatu blok batuan yang menunjukkan kenampakan fisik adanya rekahan - rekahan yang timbul di seluruh bagian dari blok batuan tersebut, rekahan ini terjadi karena pada saat gejala tektonik yang terjadi pada permukaan bumi mengakibatkan adanya deformasi yang dimana deformasi batuan kalau kita kaji lagi secara luas menjelaskan tentang proses hancuran suatu batuan yang dimana sifat plastis dari batuan lebih kecil dari gaya tension yang terjadi, dan mengakibatkan batuan yang bersifat ductile mengalami proses deformasi dan terbentuk rekahan- rekahan di seluruh permukaan batuan.

A 1. Jenis - Jenis Kekar

a) 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.

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

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

Kenampakan dari shear joint / Kekar Gerus

Kenampakan Dari Tension joint/ Kekar Tensional

B. Lipatan / Folds 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 a). 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 :

   

LipatanParalel adalah lipatan dengan ketebalan lapisan yang tetap. Lipatan Similar adalah lipatan dengan jarak lapisan sejajar dengan sumbu utama. Lipatan Harmonik atau Disharmonik adalah lipatan berdasarkan menerus atau tidaknya sumbu utama. Lipatan Ptigmatik adalah lipatan terbalik terhadap sumbunya.

C. 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 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.

D. Sesar / Faults Patahan / sesar adalah struktur rekahan yang telah mengalami pergeseran. Umumnya disertai oleh struktur yang lain seperti lipatan, rekahan dsb.

Adapun :     

di

lapangan

indikasi

suatu

sesar

/

patahan

dapat

dikenal

Gawir sesar atau bidangsesar; Breksiasi, gouge, milonit,; mata air; Sumber air panas; Penyimpangan / pergeseran kedudukan lapisan; Gejala-gejala struktur minor seperti: cermin sesar, gores garis, lipatan dsb.

melalui

Deretan

Sesar dapat dibagi kedalam beberapa jenis/tipe tergantung pada arah relatif pergeserannya. Selama patahan/sesar dianggap sebagai suatu bidang datar, maka konsep jurus dan kemiringan juga dapat dipakai, dengan demikian jurus dan kemiringan dari suatu bidang sesar dapat diukur dan ditentukan.

a) Dip Slip Faults – adalah patahan yang bidang patahannya menyudut (inclined) dan pergeseran relatifnya berada disepanjang bidang patahannya atau offset terjadi disepanjang arah kemiringannya. Sebagai catatan bahwa ketika kita melihat pergeseran pada setiap patahan, kita tidak mengetahui sisi yang sebelah mana yang sebenarnya bergerak atau jika kedua sisinya bergerak, semuanya dapat kita tentukan melalui pergerakan relatifnya. Untuk setiap bidang patahan yang yang mempunyai kemiringan, maka dapat kita tentukan bahwa blok yang berada diatas patahan sebagai “hanging wall block” dan blok yang berada dibawah patahan dikenal sebagai “footwall block”.

b) Normal Faults – adalah patahan yang terjadi karena gaya tegasan tensional horisontal pada batuan yang bersifat retas dimana “hangingwall block” telah mengalami pergeseran relatif ke arah bagian bawah terhadap “footwall block”.

c)Horsts & Gabens – Dalam kaitannya dengan sesar normal yang terjadi sebagai akibat dari tegasan tensional, seringkali dijumpai sesar-sesar normal yang berpasang pasangan dengan bidang patahan yang berlawanan. Dalam kasus yang demikian, maka bagian dari blok-blok yang turun akan membentuk “graben” sedangkan pasangan dari blok-blok yang terangkat sebagai “horst”. Contoh kasus dari pengaruh gaya tegasan tensional yang bekerja pada kerak bumi pada saat ini adalah “East African Rift Valley” suatu wilayah dimana terjadi pemekaran benua yang menghasilkan suatu “Rift”. Contoh lainnya yang saat ini juga terjadi pemekaran kerak bumi adalah wilayah di bagian barat Amerika Serikat, yaitu di Nevada, Utah, dan Idaho.

d)Half-Grabens – adalah patahan normal yang bidang patahannya berbentuk lengkungan dengan besar kemiringannya semakin berkurang kearah bagian bawah sehingga dapat menyebabkan blok yang turun mengalami rotasi.

e) Reverse Faults – adalah patahan hasil dari gaya tegasan kompresional horisontal pada batuan yang bersifat retas, dimana “hangingwall block” berpindah relatif kearah atas terhadap “footwall block”.

g) A Thrust Fault adalah patahan “reverse fault” yang kemiringan bidang patahannya lebih kecil dari 150. . Pergeseran dari sesar “Thrust fault” dapat mencapai hingga ratusan kilometer sehingga memungkinkan batuan yang lebih tua dijumpai menutupi batuan yang lebih muda.

h) Strike Slip Faults – adalah patahan yang pergerakan relatifnya berarah horisontal mengikuti arah patahan. Patahan jenis ini berasal dari tegasan geser yang bekerja di dalam kerak bumi. Patahan jenis “strike slip fault” dapat dibagi menjadi 2(dua) tergantung pada sifat pergerakannya. Dengan mengamati pada salah satu sisi bidang patahan dan dengan melihat kearah bidang patahan yang berlawanan, maka jika bidang pada salah satu sisi bergerak kearah kiri kita sebut sebagai patahan “left-lateral strike-slip fault”. Jika bidang patahan pada sisi lainnya bergerak ke arah kanan, maka kita namakan sebagai “right-lateral strike-slip fault”. Contoh patahan jenis “strike slip fault” yang sangat terkenal adalah patahan “San Andreas” di California dengan panjang mencapai lebih dari 600 km.

i) Transform-Faults adalah jenis patahan “strike-slip faults” yang khas terjadi pada batas lempeng, dimana dua lempeng saling berpapasan satu dan lainnya secara horisontal. Jenis patahan transform umumnya terjadi di pematang samudra yang mengalami pergeseran (offset), dimana patahan transform hanya terjadi diantara batas kedua pematang, sedangkan dibagian luar dari kedua batas pematang tidak terjadi pergerakan relatif diantara kedua bloknya karena blok tersebut bergerak dengan arah yang sama. Daerah ini dikenal sebagai zona rekahan (fracture zones). Patahan “San Andreas” di California termasuk jenis patahan “transform fault”. Referensi : Jurnal Geology Struktur oleh DJauhari Noor Buku Penuntun Geology Jurusan tekni9k Geology Fakuktas Teknik Universitas Hasanuddin.

Kekar (Joint) Kekar adalah suatu retakan pada batuan yang tidak/belum mengalami pergerakan. Kekar dapat menjadi tempat tersimpannya sumber mineral industri tertentu, atau sebagai jalan bagi aliran air tanah. Kekar dapat terbentuk sebagai: 1. Kekar pengkerutan, disebabkan oleh gaya pengkerutan yang timbul karena pendinginan atau pengeringan, biasanya berbentuk poligonal yang memanjang. 2. Kekar lembaran, sekumpulan kekar yang sejajar dengan permukaan tanah, terutama pada batuan beku. Terbentuk karena hilangnya beban di atasnya. 3. Kekar tektonik, terbentuk karena proses tektonik, atau gaya-gaya akibat pergerakan permukaan bumi. a. Berdasar genesanya 1. Kekar gerus:

kekar yang terbentuk oleh gaya kompresi. Biasanya berpasangan, pada

breksi memotong fragmen, bidang kekar lurus dan rata. Batuan akan menjadi terkoyak atau menjadi rapuh. 2. Kekar tarik :

terbentuk oleh gaya tarik. Biasanya tidak berpasangan, tiak memotong

fragmen pada breksi, bidang kekar biasanya tidak lurus dan tidak rata. Batuan menjadi terbuka b. Kedudukan terhadap bidang lain 1. Dip joint Jurusnya relatif sejajar dengan arah kemiringan lapisan batuan 2. Strike joint Jurusnya sejajar dengan arah kemiringan lapisan batuan 3. Bedding joint Bidangnya sejajar dengan bidang perlapisan batuan di sekitarnya 4. Diagonal joint Jurusnya memotong miring bidang perlapisan batuan sekitarnya

Sesar/Patahan (Fault)

Adalah kekar/retakan batuan yang telah mengalami perpindahan atau pergeseran. Beberapa bukti adanya sesar adalah: - cermin sesar dan gores garis - pergeseran bidang pelapisan batuan, urat, dsb. - zona hancuran atau breksiasi - perulangan lapisan yang sama - hilangnya lapisan yang seharusnya ada (disebut hiatus) - bukti-bukti fisiografi, misalnya kelurusan sungai, gawir sesar, dsb. Macam-macam sesar 1. Berdasar gerak hanging wall terhadap foot wall a. Sesar turun/normal = cirinya adalah adanya pemanjangan, ada lapisan hilang b. Sesar naik = cirinya adanya pemendekan, ada lapisan yang menumpuk 2. Berdasar ada tidaknya gerakan rotasi a. Sesar translasi Masing-masing blok tidak ada gerak rotasi. Garis yang sejajar dengan blok lain tetap sejajar. b.

Sesar rotasi

Terdapat gerak rotasi antara blok yang satu dengan yang lainnya. Ada titik yang tidak mengalami pergeseran.

3. Berdasarkan rake net slip a. Strike slip fault : Arah gerakan sejajar bidang sesar b. Dip slip fault : Arah gerakan teka lurus bidang sesar c. Diagonal fault Pergerakan Sesar 1. Stick slip (tidak kontinyu) Sesar yang bergerak secara tiba-tiba dengan menyimpan energi besar seperti ini menyebabkan terjadinya gempa bumi. 2. Stable sliding (kontinyu) Disebabkan oleh adanya fluida yang menyebabkan gerakan terus berlangsung.

Lipatan (Fold) Adalah permukaan pada batuan, baik dalam batuan sedimen maupun batuan metamorf. Bila penekukan membentuk busur, dinamakan antiklin. Jika berbentuk palung disebut sinklin.

Ketidakselarasan

Adalah suatu bidang erosi yang memisahkan batuan yang lebih muda dari lapisan lain yang telah terbentuk sebelumnya.

Proses terbentuknya adalah: 1.

Pembentukan batuan tua

2.

Adanya erosi dan pengangkatan

3.

Pengendapan batuan yang lebih muda

Macam-macam ketidakselarasan 1.Ketidakselarasan menyudut (angular unconformity) Ketidakselarasan dimana lapisan yang lebih tua memiliki kemiringan yang berbeda (umumnya lebih curam) dibandingkan dengan lapisan yang lebih muda. Hubungan ini merupakan tanda yang paling jelas dari sebuah rumpang, karena ia mengimplikasikan lapisan yang lebih tua terdeformasi dan terpancung oleh erosi sebelum lapisan yang lebih muda diendapkan. 2.Disconformity Ketidakselarasan dimana lapisan yang berada di bagian atas dan bawah sejajar, namun terdapat bidang erosi yang memisahkan keduanya (umumnya berbentuk tidak rata dan tidak teratur).

3.Paraconformity Lapisan yang berada di atas dan di bawah bidang ketidakselarasan berhubungan secara sejajar/paralel dimana tidak terdapat bukti permukaan erosi, namun hanya bisa diketahui berdasarkan rumpang waktu batuan.

4.Nonconformity Ketidakselarasan yang terjadi ketika batuan sedimen menumpang di atas batuan kristalin (batuan metamof atau batuan beku).

Kekar Kekar merupakan retakan – retakan pada batuan yang belum mengalami pergeseran, biasanya terbentuk karena adanya gaya tektonik sepert tension, stress dan lainnya. Kekar terdapat pada semua jenis batuan. Klasifikasi kekar di bagi menjadi 2, yaitu genetis dan geometris.

Contoh Kekar 1. Klasifikasi Genetis a. Kekar Gerus b. Kekar Tarik c. Kekar Kolom

2. Klasifikasi Geometris a. Berdasarkan kedudukan terhadap lapisan batuan. 

Strike joint : jurus kekar dan jurus perlapisan saling sejajar.



Dip joint : jurus kekar sejajar dengan arah kemiringan lapisan batuan.



Diagonal/oblique joint : jurus kekar dan jurus perlapisan batuan saling memotong.



Bedding joint : bidang kekar dan bidang lapisan saling sejajar.

b. Berdasarkan pola kekar. 

Kekar sistematik .



Kekar tidak sistematik.

c. Berdasarkan ukuran. 1) Master joint 2) Major joint

3) Kekar minor 4) Kekar mikro

B. Sesar Sesar merupakan kekar yang telah mengalami pergeseran melalui bidangnya. Pergeseran terjadi karena adanya gaya tektonik yang bekerja di dalam bumi. Sesar terdapat pada semua jenis batuan dengan panjang bervariasi dari beberapa milimeter sampai ratusan kilometer.

Contoh Sesar . C. Lipatan Lipatan merupakan struktur pada batuan yang tampak seperti bergelombang. Lipatan dapat dijumpai pada semua jenis batuan, namun yang paling sering dijumpai adalah pada batuan sedimen berlapis. Bentuk gelombang yang cembung ke atas dinamakan antiform, sementara yang cembung ke bawah dinamakan synform.

Contoh Lipatan B. Analisis Kekar Penganalisisan data kekar sangat penting dilakukan dalam hubungannya dengan menentukan sumbu lipatan dan gaya gaya yang bekerja pada batuan daerah tersebut. Hubungan antara kekar, sesar ,lipatan dikemukakan oleh moody dan Hill (1956).

Dalam menganalisis kekar dapat dikerjakan dengan menggunakan tiga metode,yaitu: a. Histogram b. Diagram kipas c. Stereografis

Dalam analisis kekar dengan histogram dan diagram kipas yang dianalisis hanyalah jurus dan kekar dengan mengabaikan besar dan analisis arah kemiringan , sehingga analsis ini akan mendekati kebenaran apabila kekar-kekar yang dianalisis mempunyai dip yang cukup besar atau mendekati 90º .Gaya yang bekerja dianggap lateral, karena arah kemiringan kekar diabaikan, maka dalam perhitungan kekar yang mempunyai arah N180 ºE dihitung sama dengan N65 ºW . Jadi semua pengukuran dihitung ke dalam interval N 0 ºE- N 90 ºE Dan N 0 ºW – N 90 ºW.

Untuk analisis statistik , data yang diperkenankan umumnya 50 data , tetapi 30 data masih diperkenankan . Dalam analisis ini kekar gerus dan kekar tarik dipisahkan , karena gaya yang bekerja untuk kedua jenis kekar tersebut berbeda.

1. Buat tabulasi fata dari hasil pengukuran kekar berdasarkan jurus kekar ke dalam tabel , kemudian buat interval misalnya 5 derajat . Hitung frekuensi dan prosentase masing-masing

interval.

Prosentase

dihitung

masing-masing

interval

terhadap

pengukuran.

2. Membuat histogram a. Buat sumbu datar untuk jurus kekar dan sumbu tegak lurus sebagai prosentase b. Sumbu datar terdiri dari interval N 0 ºE- N 90 ºE Dan N 0 ºw – N 90 ºW. Buat skala sesuai interval. c. Buat balok masing-masing interval sesuai dengan besar prosentase msing-masing interval.

3. Membuat diagram kipas

  

Buat setengah lingkaran bagian atas dengan jari-jari menunjukan besar prosentase terbesar dari interval yang ada, misal 24%. Busur dibagi menurut interval (jika interval 5 derajat maka dibagi menjadi 18 segmen). Plot jurus kekar sesuai interval. Buat busur lingkaran dengan jari-jari sama dengan prosentase masing-masing interval mulai dari batas bawah interval , hingga atas interval . Misal N 0°E – N 5° W prosentase 20%, maka buat busur lingkaran dari sumbu dekat (N 0°E) hingga sama N 5°W dengan jari-jari skala 20%.

c 4. Interpretasi Arah gaya membentuk kekar membagi dua sudut lancip yang dibentuk oleh kedua kekar. a. Pada diagram kipas arah gaya pembentuk kekar adalah besarnya sudut (jenis kekar) yang terbaca pada busur lingkungan , yang diperoleh dengan membeagi dua dari dua maksima (interval dengan prosentase terbesar) yang berjarak kurang dari 90 derajat.

b. Pada Hsitogram, arah gaya sama dengan sudut yang terbaca pada sumbu datar yang merupakan titik tengah antara dua maksima yang berjarak kurang dari 90 derajat. c. Bila ingin mencari arah sumbu lipatan , tambahkan 90 derajat dari arah gaya , searah atau berlawanan jarum jam.

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.

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.