7_Handout Geologi Struktur_Aplikasi Kekar

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA

FTM-IST FTM-IST AKPRINDAKPRIND- TGP 2101 2101

MATERI HANDOUT Fakultas Jurusan/Program Studi Kode Mata Kuliah Nama Mata Kuliah

: Teknologi Mineral : Teknik Geologi : TGP 2101 : Geologi Struktur

Pertemuan ke Handout Ke Jumlah Halaman Mulai Berlaku

:7 :1 :6 : 1 7 .1

HUBUNGAN APLIKASI KEKAR DENGAN BIDANG LAIN Berhubungan erat dengan, beberapa disiplin ilmu lain dalam lingkup ilmu kebumian, antara lain: lain: geologi geologi teknik, teknik, geohidro geohidrolog logi, i, geologi geologi minyak, minyak, geologi geologi pertamb pertambanga angan, n, geother geothermal. mal. Dalam aplikasi ke ranah ilmu geologi teknik, keberadaan rekahan sebagai zona-zona lemah dikenal sebagai sebagai bidang bidang diskontinuitas. diskontinuitas. Diskontinuita Diskontinuitass berupa rekahan rekahan baik rekahan rekahan yang terbent terbentuk uk sebag sebagai ai struktur struktur primer primer ataup ataupun un strukt struktur ur seku sekunder nder.. Adanya Adanya reka rekahan han harus harus diwaspadai karena memperlemah kekuatan batuan, mengganggu stabilitas keamanan bangunan teknik. Contoh bangunan teknik yang rawan gangguan stabilitas keamanan bangunan teknik, antara lain: bendungan (dam (dam), ), terowongan (tunnel (tunnel), ), penggalian (excavation), konstruksi jembatan. jembatan. Syarat Syarat keamanan keamanan bangunan teknik, teknik, excavation ), pondasi bangunan, konstruksi yaitu stabil, perkuatan bidang bidang diskontinuitas diskontinuitas dengan menambah menambah nilai nilai friksi dan stabil, dengan perkuatan kohesi pada bidang diskontinuitas; kedap, dengan keberadaan keberadaan air akan menambah menambah beban kedap, dengan pada massa batuan sehingga sehingga memperlemah memperlemah kekuatan batuan. Gambar sketsa pengaruh pengaruh kekar terhadap terhadap konstruksi bangunan bangunan teknik bendungan bendungan (dam) dapat dilihat dilihat pada gambar sebagai sebagai berikut.

Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 1

dari 6


FTM-IST AKPRIND- TGP 2101




:7 :1 :6 : 17.1

Kedudukan daripada kekar utama letaknya searah dengan arah aliran sungai, ditambah lagi dengan kedudukan daripada bidang perlapisan yang juga miring ke hilir. Bidang-bidang lemah dalam batuan ini akan mempermudah geseran-geseran yang diakibatkan oleh tegas (arah panah) yang ditimbulkan dari tekanan air yang tersimpan di belakang bendungan. Arah daripada kekar utama searah dengan aliran dan bidang perlapisan keduanya akan menimbulkan kebocoran. Kekar utama akan menyebabkan kemungkinan keruntuhan. Dalam aplikasi kekar untuk pekerjaan konstruksi teknik berupa terowongan (tunnel) memerlukan perhatian lebih terhadap kekuatan massa batuan bawah permukaan. Dalam konstruksi terowongan, kekar seringkali menjadi penyebab terjadinya runtuhan-runtuhan terutama pada bagian atap konstruksi terowongan. Runtuhan atap bangunan konstruksi ini dipicu oleh getaran yang terakumulasi dari pengumpulan gaya tegasan yang bekerja pada batuan di sekitar konstruksi bangunan terowongan. Tegasan gaya ini terdistribusi melalui rekahan-rekahan bidang diskontinuitas, memperlemah kekuatan batuan, dalam hal ini rekahan berperan sebagai bidang lemah batuan.

“Perubahan muka air tanah ini sebenarnya hal yang biasa saja. Muka air t anah yang ada selama ini adalah produk dari aktivitas tektonisme masa lalu. Kondisi kekurangan air di daerah yang dulu banyak air pernah terjadi di masa lalu akibat gempa bumi” Pada daerah kars dimana litologi penyusunannya berupa batuan karbonat, keberadaan rekahan batuan dapat berkembang menjadi zona lemah yang dipicu oleh kehadiran air sebagai agen pelarut. Sebagai contoh: fenomena munculnya mata-mata air pada daerah Kars Sukolilo di Kendeng Utara. Munculnya mata-mata air pada rekahan batuan, membentuk aliran sungai-sungai bawah tanah dengan lorong gua sebagai koridornya. Keberadaan rekahan tersebut dapat memberi ciri kenampakan berupa lahan yang sangat kering di permukaan saat musim kemarau dengan sungai-sungai mengalir di permukaan yang sangat jarang. Sifat jarang ini dipengaruhi oleh air yang masuk ke bawah permukaan melalui rekahan batuan karbonat (berupa batugamping / limestone) dan melarutkannya, menjadi aliran sungai bawah permukaan. Air dapat muncul kembali ke permukaan melalui rekahan, hadir sebagai sumber-sumber mata air.

Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 2

dari 6






:7 :1 :6 : 17.1

Rekahan pada batuan karbonat pada pekerjaan eksplorasi minyak mempunyai peran sebagai reservoir minyak. Rekahan ini merupakan fracture porosity yang terbentuk pada batuan karbonat akibat mekanisme tarikan ataupun tekanan. Mekanisme gaya ini menyebabkan batuan terlipat atau terpatah (folded atau faulted ) dan membentuk rekahan-rekahan sepanjang bidang datarnya. Rekahan ini dipengaruhi oleh posisi tarikan atau tekanan (compressi onal or tensional stress environments) yang ada.

Pada daerah kompresi, rekahan terbentuk di sepanjang patahan (faults) dan pelipatan yang sangat tajam (sharp folds) dengan pola rekahan yang sangat rapat. Pola rekahan tersebut berpengaruh banyak pada besaran porositas dan permeabilitas, sehingga reservoir minyak pada daerah ini bisa jadi tidak komersial. Kebalikannya, jika patahan atau pelipatan terjadi pada daerah tarikan (tension) maka akan menghasilkan rekahan-rekahan yang sangat potensial menjadi reservoir minyak yang besar. Daerah seperti ini biasanya terjadi pada suatu pelipatan antiklinal, dimana rekahan tensional akan tegak lurus dengan lapisan, baik parallel maupun tegak lurus dengan arah pelipatan. Pada daerah rawan bencana gempa bumi, rekahan mempunyai peran sebagai jalur aliran air. Hal tersebut dapat terjadi pada batuan keras, di mana air dapat menghilang secara cepat. Akibat gempa bumi, terbentuk rekahan baru sehingga terjadi perubahan arah aliran air tanah. Perubahan arah aliran air tanah membuat sejumlah sumur dan mata air menjadi kering. Perubahan ini dapat bersifat permanen ataupun sementara, tergantung pada kondisi tanah dan batuan di suatu daerah. Pada daerah vulkanik dengan litologi penyusun berupa batuan beku, rekahan yang terbentuk akibat gempa bumi juga mengakibatkan pengalihan aliran air. Mekanismenya berbeda dengan batuan lainnya, dimana pada batuan beku, material yang menutup di atasnya mudah meloloskan air sehingga aliran air mudah berpindah. Fenomena ini seperti yang terjadi pada air terjun di Hutan Wisata Tlogo Putri. Pascagempa air terjun berubah menjadi rembesan. Pada daerah aluvium, rekahan akibat gempa bumi di daerah karst, tidak mengakibatkan perubahan aliran air tanah. Hal tersebut dapar terjadi apabila retakan batuan terjadi pada daerah bermaterial aluvium. Material aluvium seperti lempung, bersifat mengisolasi retakan sehingga air tetap tertahan. Pada danau-danau daerah karst di Gunungkidul, rekahan batuan relatif tidak berpengaruh karena retakan baru tertutup oleh endapan aluvium. Namun demikian hal tersebut dapat pula kebalikannya. Anomali muka air tanah terjadi bisa jadi Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 3

dari 6






:7 :1 :6 : 17.1

bersifat permanen ataupun sementara. Apabila rekahan memotong muka air tanah dan air keluar di daerah yang terpotong maka muka air tanah akan turun dan bersifat permanen. Kebalikannya, sumur yang kering pada topografi datar dengan material yang homogen cenderung bersifat sementara. Ketika musim hujan, air tanah akan kembali seperti semula. Contoh: air tanah di daerah Sleman dan Bantul, di mana peluang pemulihan ke kondisi semula masih besar.

APLIKASI KEKAR PADA GEOLOGI MINYAK BUMI Keberadaan rekahan dalam bidang geologi minyak bumi dan gas, mempunyai 2 fungsi peran yaitu sebagai (1) jalan migrasi minyak dan gas bumi dan (2) “reservoir minyak dan gas bumi. Walaupun mempunyai fungsi peran sebagai jalan migrasi minyak dan gas bumi, peranan rekahan-rekahan dalam batuan pada migrasi minyak dan gas bumi tidak begitu diketahui, namun tidak dapat disangsikan lagi bahwa selama waktu geologi berjalan, sejumlah minyak dan gas bumi dapat bergerak melalui rekahan-rekahan tersebut selama rekahan-rekahan tersebut terbuka. Migrasi minyak dan gas bumi melalui kekar ini dapat menimbulkan larinya minyak dan gas bumi ke permukaan, dan ini menghalangi pembentukan jebakan minyak dan gas bumi. Kekar dapat menyebabkan jalan keluarnya minyak dan gas bumi dari batuan asalnya ke batuan reservoir atau dapat menyebabkan perpindahan dari satu reservoir ke reservoir lainnya. Hal tersebut menerangkan juga bahwa kemungkinan terdapatnya minyak dan gas bumi di basement rock yang mempunyai banyak rekahan berumur Pra Tersier di Indonesia, contoh: Kalimantan. Kebanyakan produksi minyak dan gas bumi di dunia berasal dari suatu reservoir dimana rekahan walaupun ada, tidak mempengaruhi produksi. Minyak dan gas bumi disimpan dalam pori-pori dalam batuan dan bergerak melaluinya menuju sumur pemboran. Tetapi di lain pihak di beberapa daerah minyak adanya struktur rekahan memegang peranan dalam produksi. Contoh: minyak besar di Irak dan Iran dimana minyak bumi dihasilkan dari batugamping yang mempunyai rekahan; rekahan di California merupakan fractured basement; di Texas, rekahan terbentuk pada batugamping.

Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 4

dari 6






:7 :1 :6 : 17.1

Produksi gas bumi dari lapisan batupasir yang rendah porositasnya juga mungkin disebabkan karena pengaruh rekahan yang ada di dalamnya. Serpih bitumen yang secara fisik tidak memungkinkan dapat mengandung atau mengeluarkan gas, namun dengan adanya rekahan memungkinkan pengambilan gas bumi dari serpih bitumen.

APLIKASI KEKAR PADA GEOLOGI PERTAMBANGAN Keberadaan kekar pada bidang geologi pertambangan, mempunyai fungsi peran yaitu: (1) sebagai jalan untuk larutan, (2) sebagai ruang untuk pengendapan, (3) sebagai tempat dimulainya proses alihan (replacement) minyak, (4) sistem rekahan batuan mempengaruhi desain penambangan (quarying), yang mana merupakan ranah dari pekerjaan bidang geologi teknik. Pada kasus geologi pertambangan bahan galian berupa mangan, sebagian besar mineral mangan banyak dijumpai di sekitar batuan metamorf yang sangat keras. Mangan tersebut membentuk suatu jalur di antara rekahan batuan metamorf yang keras. Singkapan mineral mangan ini bisa terlihat di lereng bukit atau tepian sungai di daerah batuan metamorf. Metode eksploitasi mangan, umumnya menggunakan peledakan atau secara tradisional membuat suatu jalur bawah tanah (terowongan) diantara rekahan batuan gamping. Daerah eksplorasi mangan antara lain berada di Tasikmalaya, Jawa Barat serta Jember, Jawa Timur. Contoh lain pekerjaan geologi pertambangan yaitu penambangan galena dan tembaga (Cu). Mineral galena banyak dijumpai di sekitar batuan metamorf dan batuan beku. Galena tersebut membentuk suatu jalur di antara rekahan batuan beku dan metamorf. Singkapan mineral galena ini bisa terlihat di lereng bukit atau tepian sungai di daerah batuan metamorf. Pada beberapa tempat, mineral galena ini berdekatan dengan unsur lain seperti tembaga (Cu). Apabila unsur Cu juga dominan pada mineral galena, diperkirakan harga mineral tersebut akan lebih tinggi di pasaran internasional. Metode eksploitasi galena umumnya menggunakan peledakan atau secara tradisional membuat suatu jalur bawah tanah (terowongan) di antara rekahan batuan beku. Daerah eksplorasi galena antara lain berada di Nanggroe Aceh Darussalam, Sumatera Barat, Jawa Timur dan Jawa Tengah.

Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 5

dari 6






:7 :1 :6 : 17.1

APLIKASI KEKAR PADA GEOTHERMAL Reservoir panas bumi diduga terbentuk akibat rekahan-rekahan dan kekar-kekar yang terjadi pada proses tektonik dan pembentukan gunungapi. Tipe air panas didominasi oleh air bikarbonat, berasal dari “ magmatic water s” (deep water s) yang naik kepermukaan melalui rekahan-rekahan batuan dengan membawa unsur-unsur volatil, diantaranya CO2. Sirkulasi air tanah yang tersuplai dari air hujan dan terjebak sebagai air meteorik meresap secara langsung melalui porositas batuan atau melalui rekahan-rekahan yang terbentuk akibat proses deformasi. Air resapan yang melalui batuan breksi dan piroklastik akhirnya bertemu dengan uap panas atau panas yang berasal dari magma sehingga terpanaskan dan terbentuk air panas.

Versi: ANR.01

Revisi: 1

Halaman: 6

dari 6

7_Handout Geologi Struktur_Aplikasi Kekar

Recommend Documents