KEKAR-GEOLOGI STRUKTUR

KEKAR Kekar atau “fractures” berasal dari bahasa Latin yaitu “fractus” yang berarti rusak / pecah / retak. Jadi kekar adalah retakan yang terjadi pada lapisan batuan , juga mineral dan yang belum mengalami pergeseran. ( Twiss & Moores ) Kekar merupakan “brittle structures” yang merupakan pecahnya/retaknya batuan yang memotong rapat dan belum mengalami pergeseran. ( Hobbs & Winthop,1986) Joint adalah merupakan “extension fractures” Apabila kekar-kekar yang menampakan semilar geometri disebut dengan “Joint Set”

Kekar-kekar dengan “planar geometri”, “regular parallel orientation” disebut “systematic joint” Kekar-kekar yang berbentuk lengkung, irregular ( tidak teratur) disebut dengan “non systematic joint” “Joint zone”, merupakan joint yang berasosiasi dengan paralll joint, yang kelihatannya merupakan penyambung parallel joint. Hampir dari semua “out crop” mengandung lebih dari 1 set joint yang biasanya disebut dengan “ joint system” ( “cross joint”) , umumnya pada daerah 100 1000 km2. Hubungannya dengan struktur lain : Strike joint adalah joint yang sejajar strike ( jurus lapisan batuan ) Dip joint adalah joint yang sejajar dip ( kemiringan lapisan batuan ) Bedding joint adalah joint yang sejajar lapisan batuan Oblique / diagonal joints adalah joint yang dipotong oleh lipatan dengan sudut besar. Sheet/ sheeting joint adalah rekahan yang berbentuk lengkung, biasanya pada granitic, batuan plutonik. Columnar joints adalah extansion fractures, merupakan karakteristik dari batuan intrusi ( dike,sill ), berbentuk tabular, hexagonal, bisa untuk mengetahui arah intrusi. Veins, merupakan extension fractures yang terisi oleh mineral, bentuknya bisa masif, fibrous, kristal ( biasanya mineral kuarsa atau kalsit ). Pinnate fractures, merupakan extension fractures dengan bentuk en echelon, sepanjang “brittle shear fractures” ( biasanya sepanjang sesar geser ). Gash fractures, merupakan extension fractures, biasanya terisi mineral. Bentuknya dapat S dan Z, dimana ini bisa merupakan petunjuk pergerakkan sesar.

KEKAR / JOINT

REKAHAN

------- Fractures Bhs Latin “fractus”

Definisi :

Rekahan hasil proses geologi yang tidak menunjukkan perpindahan yang dapat diamati (Ramsay,Huber ‘87 ) Sebagai rekahan yg memanjang dan tidak kelihatan bergerak . ( Davis, ‘84 ). Pecahan atau rekahan pada batuan yg memanjang dan sedikit sekali atau tidak menunjukkan pergerakan. ( Price,’66 ) Suatu rekahan yg tidak atau sedikit sekali mengalami pergerakan parallel pada permukaan. ( Twiss & Moores,92 ). Kekar termasuk unsur struktur yg tidak mudah untuk dianalisis ( analisis struktur ). o Kekar dpt terjadi di semua bidang umur dari sejarah batuan. o Kekar dapat terbentuk saat batuan sedimen belum mengalami lithifikasi, bersamaan maupun setelah fase deformasi. GENESA KEKAR o Kekar karena pembebanan o Kekar karena perubahan volume batuan o Kekar akibat deformasi regioanal

KLASIFIKASI KEKAR Dasar pokoknya --- ada / tidaknya pengaruh tektonik TECTONIC JOINTS

o Genetik ( genesa pembentukan, sifat tegasan ) o Orde ( cara terjadinya ), bentuk, ukuran.

II. NON-TECTONIC JOINTS REGIONAL STRUCTURE

Ia. Berdasarkan cara pembentukannya - Kekar Gerus ( Shear/compression joint ) – karena tegasan tekan ( compression stress ). - Kekar Tegangan ( Tension Joint / delational joint ) – karena gaya tarik ( tension stress ). = Extension joints ----- terbentuk // arah gaya tekan. = Release joints --- terbentuk arah gaya tekan. - Hibrid joints --- kombinasi kekar gerus dan kekar tegangan ( Griggs &Hardin ’60 ). Ib.

o o o o

- Berdasarkan cara terjadinya ( Orde ) “First order joints” dan “ Second order joints” - Berdasarkan bentuknya (Ramsay & Huber,’87) “ Systematic joint” & “unsystematic joint” - Berdasarkan ukuran & kerapatannya , Price’66 -Master joints --- puluhan-ratusan meter (memotong lapisan/satuan batuan ). -Major joints, Minor joints, Micro joints,< 1inch - Berdasarkan Geometrinya Berdasarkan kedudukan kekar thd lap. Batuan yang disilanginya, dpt dibagi 4 ( Billing,1974 ).

Kekar jurus ( “ strike joint”) Kekar Kemiringan ( “dip joint”) Kekar silang ( “ oblique joint”) Kekar perlapisan ( “bedding joint”)

II. Non- Tectonic Joints o o o o

Akibat Pembekuan ---- “ cooling joint” Akibat pengkerutan ----“Desiccation/ shrinkage joints” Yang berhubungan dng erosi/”unloading”. Irregular extension joint – tidak memiliki arah teratur, disebabkan oleh “hydrolic fracturing”.

III.

Berdasarkan struktur sekitarnya (lokal/regional )

o Disekitar struktur perlapisan (relationship to bedding)

o Sbg struktur penyerta lipatan (relationship to folding ) o Sbg struktur penyerta sesar ( relationship to faulting ). Disiplin ilmu yang banyak berhubungan dng kekar ; Geologi Teknik / sipil Geohidrologi Geologi Minyak Geologi Pertambangan, dll Hubungan rekahan (joint) & cebakan  Cebakan mineral  Cebakan minyak Fungsi rekahan 1. Sebagai jalan keluarnya larutan 2. Sebagai ruang untuk pengendapan cebakan 3. Sebagai tempat dimulainya proses alihan (“replacement”) mineral. 4. Sebagai jalan migrasinya minyak bumi 5. Sebagai “reservoir” minyak bumi. Hubungan rekahan dng penambangan ( “quarying”) - Dalam penambangan tanah uruk ( batuan beku ) akan sangat mudah bila terdapat banyak rekahan.

JENIS DAN GENESA KEKAR - Kekar karena “unloading” - Kekar karena perubahan volume batuan - Kekar akibat deformasi regional

PERMUKAAN KEKAR - PLUMOSE atau HACKLE-MARK, adalah permukaan kekar yang kasar dan menyebar seperti bunga, umumnya pada retakan batuan “brittle”, masif, 1 mm- beberapa meter. - RIB-MARK adalah permukaan kekar yang bergigi dan menonjol, secara profil disebut sebagai “CUSPATE”, biasanya pada batubara dan batuan brittle. - STRIASI (“striation”) adalah permukaan kekar berupa garis-garis dan ditandai dengan kelurusan atau lineament (menunjukkan arah pergeserannya),Davis,84. - STYLOLITE, adalah permukaan kekar yang bergerigi (“dissolution”) yang berasosiasi dengan konstraksional atau shear strain, disebabkan karena “pressure solution” - VEIN, adalah kekar yang terisi oleh mineral-mineral hasil penyusupan larutan, biasanya berupa mineral kuarsa, kalsit. GEOLOGI STRUKTUR ILMU YG MEMPELAJARI ARSITEKTUR,GEOMETRI BATUAN HASIL DEFORMASI. Termasuk gaya dan pergerakan yang mengakibatkan terbentuknya struktur, pergerakan magma, deformasi benda angkasa luar. TEKTONIK / GEOTEKTONIK ILMU YANG MEMBAHAS TENTANG GAYA / PERGERAKAN YANG TERJADI DI DALAM BUMI ( KULIT BUMI ), DIMANA MENGAKIBATKAN TER- BENTUKNYA STRUKTUR. ( Billing, Price’90, Hobbs’76 ). ( Sekarang ditekankan pada Tektonik Lempeng ) Mikrotektonik Ilmu yg mempelajari deformasi pada kulit bumi (“crust”) berdasarkan unsur mikrostruktur yang terbentuk. Tektonik Klasik adalah mempelajari struktur geologi yg terbentuk dimuka bumi berdasarkan “landsat”,foto udara, kelurusan 2. Neotectonic studi tentang deformasi kerak yg terjadi pd masa kini atau Neogen (post-Oligosen).

Fenomena tersebut divisualisasikan dalam demensi ruang dan waktu, sehingga akan dibagi dalam Katastrop ---- deformasi dianggap terjadi sekali. Progresif ---- deformasi terjadi saat, sesudah sedimentasi Superpose ---- deformasi terjadi secara berulang-ulang dalam suatu fase tektonik. TAHAPAN MEMPELAJARI STRUKTUR GEOLOGI Dalam mempelajari struktur geologi secara sistematis dapat dilakukan dengan mengenal jenis-jenis struktur batuan, yang umumnya dilakukan dilapangan ( pencatatan data ), penyajian data ( diagram,peta,penampang), analisis.

TAHAPAN MEMPELAJARI STRUKTUR GEOLOGI JENIS-JENIS STRUKTUR BATUAN ⇓

DIUKUR KEDK. PENGAMATAN DI LAP ⇒ GEOMETRI ⇒ UNSUR STRUKTR BENTUKNYA BATUAN (STRK BID STR GARIS ). ⇓ DALAM BENTUK ; PENYAJIAN DATA ⇒ - DIAGRAM ROSET, STEREO, - PETA, PENAMPANG DLL ⇓ ANALISIS

⇒

DESKRIPTIF ; 3 DEMN. KE 2 DEMN ANALSIS GEOMETRI KINEMATIKA ; SIFAT PERUBHN (STRAIN), ELIP (KETERAKAN), DISPLACEMENT, DISTORSION, DILATION. DINAMIKA ; PENYEBAB PERUBAHAN GAYA (FORCE), TEGASAN (STRESS).

DITAFSIRKAN MEKANISME PEMBENTUKANNYA

INPUT ; HIPOTESA, ⇐ TEORI GAYA PERB.STR LAIN

PENGELOMPOKAN STRUKTUR

KEKAR - SHEAR

SESAR - LATERAL

LIPATAN - FLEXURE

⇓

- TENSIONAL - GASH

- REVERSE - NORMAL

- SHEAR - FLOW

JADI MEMPELAJARI STRUKTUR GEOLOGI DPT DI PISAH- KAN ANTARA STUDI TENANG GEOMETRI DARI STRUKTUR DAN STUDI YG AKAN MENJELASKAN MENGENAI GEJALA-GEJALA YANG MENYEBABKANNYA TEJADI STRUKTUR ( UKURAN NYA LEBIH REGIONAL ) MAKA DIPERLUKAN TAHAPAN ANALISA TEKTONIK :

1. ANALISA GEOMETRI DARI STRUKTUR BATUAN 2. ANALISA KINEMATIKA 3. ANALISA DINAMIKA GAYA GAYA DPT DIARTIKAN SEBAGAI SUATU VEKTOR YG AKAN MERUBAH ATAU CENDERUNG MENGAKIBATKAN GERAK SUATU BENDA. SEBAGAI VEKTOR GAYA DINYATAKAN DLM BESARAN DAN ARAH, DAPAT DIGAMBARKAN SEBAGAI ANAK PANAH ( PANJANG ANAK PANAH SEBANDING DNG BESARNYA GAYA, SEDANGKAN ARAH MATA PANAH SAMA ANG ARAH GAYA ). F=ma

F = Gaya ( gr/m2) m = massa ( gram,pound ) a = percepatan ( detik ) OZ = Gaya Resultan OX , OY = Vektor OW = Equilibrant ( penyeimbang ) GAYA-GAYA TURUNAN GAYA TARIKAN ( TENSION ) Gaya yang bekerja pada benda yg mengakibatkan terjadi - nya peregangan pada benda tersebut. GAYA KOMPRESI ( COMPRESSION ) Gaya yg bekerja pada benda dan cenderung menekannya pada benda tersebut. GAYA KOPEL Adalah 2 gaya yang bekerja pada suatu benda/bidang, tetapi tidak satu garis kerja dan arahnya tidak sama. GAYA TORSI Adalah gaya yang bekerja pada ujung suatu tabung atau lempeng yang arahnya berlawanan

KETERAKAN DAN TEGASAN DEFORMASI : GAYA YG MENGENAI SUATU BENDA, BERLANGSUNG DLM KURUN WAKTU PENDEK, SEHINGGA BENDA ITU MENGALAMI PERUBAHAN BENTUK ATAU VOLUME. TAHAPAN DEFORMASI - DEFORMASI ANYAL ( Elastic deformation ) Deformasi apabila tegasannya dihilangkan maka benda akan kembali dalam bentuk dan ukurannya semula. ( tidak melampaui batas elastisitasnya /elastic limit ). - DEFORMASI PLASTIS Deformasi yang telah melampaui harga tegasan batas/ elastisitasnya, maka apabila tegasan dihilangkan, hanya sebagian yg kembali pada bentuk dan ukuran semula. - PECAHAN ( Rapture ) DAN REKAHAN ( Fracture ) Perubahan akibat deformasi dapat berupa ;  Dilation ( dilasi )  Distortions ( distorsi )  Rotations ( rotasi )  Displacement ( pemindahan ) KETERAKAN ( STRAIN ) ADALAH DEFORMASI YG DI SEBABKAN OLEH TEGASAN. Perubahan bentuk dapat berupa ; DILASI (dilation ), perubahan volume DISTORSI(distorsion), perubahan bentuk/ bentuk &volume TEGASAN ( STRESS ) Gaya yang bekerja pada suatu bidang, dimana mempunyai kekuatan dan arah. Besaran dari gaya tersebut dinyatakan sebagai “tegasan” yg merupakan satuan gaya / satuan luas (Force / unit area).

GEOLOGI STRUKTUR Kata “geologi” dewasa ini dianggap sebagai sinonim dari kata “solid earth sciences”, yaitu ilmu yang mempelajari sifat-sifat fisik dan kimia, proses-proses yang terjadi di bumi dan pada bnda angkasa lain ( asal-usul,perkembangan, penyebaran, kegunaan berbagai material penyusun bumi dan lahan secara keseluruhan ) serta interaksi antara bagian padat bumi dengan atmosfer dan hidrosfer. Geologi merupakan salah satu cabang ilmu-ilmu kebumian ( earth sciences ), yaitu kelompok ilmu yang membahas tentang berbagai aspek dan fenomena yang ada di bumi. Geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari arsitektur batuan hasil deformasi, juga mempelajari deformasi pada benda-benda angkasa yang terjadi akibat adanya benturan (collision) antara benda-benda angkasa tersebut. Tektonik dan Geotektonik adalah dua istilah yang dianggap sebagai sinonim bagi geologi struktur, tetapi diartikan sebagai ilmu yang membahas tentang gaya dan pergerakan yang mengakibatkan terbentuknya struktur. SESAR / “FAULT” FAULT SUDAH DIKENAL SEJAK ABAD 18, DILINGKUNGAN TAMBANG BATUBARA DI INGGRIS. FAULT ------- SALAH -------- OFFSET LAPISAN SESAR/PATAHAN/”FAULT” ADALAH SUATU REKAHAN/ KEKAR YANG TELAH MENGALAMI PERGESERAN ( DARI SALAH SATU MUKA YG BERHADAPAN ) ARAHNYA PARALLEL DNG ZONA PERMUKAAN ( Twiss & Moores,92 ). DEMENSI PERGESERAN DAN KEDALAMANNYA ADALAH BERKISAR ANTARA CM --- KM. JALUR PERGESERANNYA BISA BERUPA BIDANG LICIN JELAS, BREKSIASI, BIDANG HANCURAN, “GOUGE”, MILONIT , “OFFSET “ BATUAN. GEOMETRI PERGERAKANNYA ADALAH APABILA BLOK YG RELATIF TIDAK BERGERAK ( DIAM ) DISEBUT “FOOT WALL”, DAN YG RELATIF BERGERAK DISEBUT “HANGING WALL”. “HEAVE” ADALAH JARAK PERGERAKAN HORISONTAL “THROW” ADALAH JARAK PERGERAKAN VERTIKAL BERDASARKAN HAL TERSEBUT, AKAN MENGHASILKAN BEBERAPA JENIS SESAR/TIPE SESAR SESAR NAIK ------ THRUST FAULT < 45O REVERSE FAULT > 45O SESAR TURUN / NORMAL / DIP SLIP FAULT SESAR GESER / STRIKE SLIP FAULT - GESER KANAN ( DEXTRAL ) DAN GESER KIRI (SINISTRAL ).

BERDASARKAN ORIENTASI RELATIF PERGERAKANNYA ;  DIP SLIP FAULT  STRIKE SLIP FAULT  OBLIQUE SLIP FAULT ASSOSIASI SESAR BIASANYA DI TEMUKAN DALAM “GRABEN” , “HORST” DAN “SPLAY FAULT” PADA BATUAN DI IKUTI OLEH FOLIASI ( “FOLIATION”), “CLEAVAGE”, LINEASI (“LINEATION”) DALAM SEGALA HAL SESAR SEBETULNYA SUSAH KITA AMATI, KITA HARUS MENGETAHUAI PERBEDAAN DAN KESAMAAN MAUPUN PERUBAHAN SUATU BENDA THD BENDA LAINYA YG TERKENAI SESAR. BERDASARKAN HAL TERSEBUT MAKA SESAR HANYA DAPAT DIKENAL DNG MEMPERHATIKAN PENGARUHNYA AKIBAT PERGESERAN, DIMANA GERAKANNYA HAMPIR TIDAK PERNAH TERAMATI/TERSAKSIKAN, MAKA TIDAK AKAN MUNGKIN KITA MENGATAKAN PERGESERAN “ABSOLUT”, TETAPI “RELATIVE”

 RELATIF

SEMU (APPARENT RELATIVE DISPLACEMENT ), “SEPARATION”.  RELATIVE SEBENARNYA ( TRUE RELATIVE DISPLACE- MENT ), “SLIP”. SEPARATION --- PERGESERAN RELATIFSEMU , DIAMATI DAN DIUKUR PD. PENAMPANG, PERMUKAAN LAP. BATUAN, MERUPAKAN GEJALA PALING UMUM. SLIP --- PERGESERAN RELATIF SEBENARNYA, PENGUKURANNYA PADA UNSUR BATUAN YG NAMPAK, DIMANA KEDUDUKAN SEBELAH MENYEBELAH DAPAT DITAFSIRKAN. UNTUK MENGETAHUI DAN MENENTUKAN SLIP ;  GEJALA PADA BIDANG SESAR --- “SLICKENSIDE”, “STRIATIONS”, “STILOLITES”.  SEPANJANG JALUR SESAR  SERETAN (“DRAG”), “MIKROFOLD”. BATUAN YG DIKENAINYA ; - BREKSI SESAR / CATACLASTIC ROCK, GOUGE, PSEUDOTACHYLITE ( MIKROBREKSIA ), MILONITE. ARTI PENTINGNYA SESAR

 BERDASARKAN KENYATAAN HAMPIR SEMUA BAGIAN MUKA BUMI INI BEBASDARI REKAHAN ( BERHUBUNGAN DNG CEBAKAN MINYAK BUMI DAN MINERAL ).  MERUPAKAN STRKTUR PALING PENTING DI DLM KONSEP TEKTONIK BARU ( TEKTONIK LEMPENG ). SESAR NAIK ( “THRUST FAULT ” )

SESAR DIMANA “HANGING WALL” RELATIF NAIK DIATAS “FOOT WALL” SESAR NAIK ADALAH SESAR DIMANA “HANGING WALL” SECARA UMUM MENGIKUTI “STAIRCASE” ( TANGGA ) ATAU “RAMPS” ( JALUR YG MELANDAI ) DAN KADANG JALUR RATA (“FLATS”). LAPISAN YG DILALUI ADALAH LAPISAN BATUAN YG LEMAH ( “DECOLLEMENT PLANE”). GEJALA UMUM  Gerak gesernya dpt lebih cepat dari proses erosi, dimana hasil rombkannya bercampur dng breksi sesar.  Terdapat gejala seretan dan pembentukan sesar-sesar sekunder.  Jalur sesar rumit, kalau ada mrp bid.yg sangat licin.  Bid.sesar sulit terbentuk dan kedudukan sulit ditentukan.  Pada “hanging wall” banyak rekahan dan hancuran. TERDAPATNYA SESAR NAIK :  Umumnya pada daerah yg mrp daerah kompresi ( daerah lipatan aktif ).  Daerah dng endapan cekungan tebal.  Daerah batas lempeng (“plate boundaries”), yaitu “convergent tectonic”. PENYEBAB TERJADINYA SESAR NAIK :

 

Akibat gaya kompresi yg kuat melebihi elastisitas batuan, umumnya pada daerah lipatan. Akibat adanya intrusi magma

SESAR GESER ( “STRIKE SLIP FAULT”) Disebut juga Rift Fault, Trunscurrent Fault, Wrench Fault, Transform Fault. Merupakan sesar dimana pergeserannya secara umum mengikuti “strike”, sesar geser ini umumnya di daerah bataslempeng (“plate boundaries”), yaitu daerah “convergent tectonic” Terjadinya sesar mendatar akibat gaya kompresi yang telah melewati batas elastisitasbatuan setelah terjadinya sesar naik, dimana dkontrol oleh batuan yg ada. GEJALA UMUM  Dip bidang sesar curam atau tegak.  Demensi ukurannya panjang dan arahnya relatif lurus.  Jalursesarnya merupakan jalur peka erosi..  Pada jalur sesar yg besar dapat mencapai jarak pergeseran yg besar pula. Contoh - San Andreas ( pantai timur AS ) ---- 500 Km - Semangko Fault ( Sumatera ) ---- 25-30 Km  Pembentukan depresi dan pembubungan akibat penyimpangan pd arahnya yang merencong.  Adanya tatanan stratigrafi yg tidak sama.  Terdapatnya struktur penyerta rekahan, lipatan dan sesar minor.

STRUKTUR PENYERTA SESAR MENDATAR  Lipatan merencong ( En enchelon fold ), umumnya arah sumbunya sejajar.  Terjadinya sesar sungkup / geser naik sejajar poros lipatan.  Tejadinya sesar turun / rekahan tarik, biasanya tegak lurus poros lipatan.  Terjadinya sepasangsesar mendatar SYNTHETIC dan ANTITHETIC . Secara teoritis terbentuknya struktur penyerta tersebut adalah bersamaan dengan terbentuknya sesar mendatar. SESAR NORMAL ( EXTENSIONAL FAULT ) Sesar normal merupakan sesar dimana “hanging wall” relatif turun terhdp. “foot wall”. Umumnya terdapat pada daerah “devergent tectonic” dan “Back Arc” pada daerah “convergen”. Disebut juga sebagai DIP SLIP FAULT, LISTRIC FAULT, DETACHMENT FAULT. GEJALA UMUM  Bidang sesar umumnya mempunyai kemiringan besar  Daerah hanging wall biasanya hancur/retak-retak.  Bidang sesar mudah didapat, shg mudah dikenal.  Terdapatnya “antithetic fault”  Sering didapatkan “revers drag”  Terdapatnya gawir sesar dan “step Fault”. UMUMNYA TERDAPAT SESAR NORMAL

   

Di daerah yg keadaan geologinya beragam. Di daerah pegunungan lipatan. Di daerah luar jalur orogen. Di daerah puncak kubah garam.

( 45o-80o ).