Modul Geostruk Lengkap

GEOLOGI STRUKTUR Prinsip Dasar Geometri dan Interpretasi In terpretasi

2009

LABORATORIUM GEOLOGI DINAMIK

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

GEOLOGI STRUKTUR Prinsip Dasar Geometri dan Interpretasi DAFTAR ISI

1. Pendahulan 1.1 Pengertian 1.2 Struktur Batuan 1.3 Tahapan Dalam Mempelajari Geologi Struktur

1 1 1 2

2. Geometri Unsur Struktur dan Geometri Deskriptif 2.1 Pengertian Unsur Struktur Secara Geometri 2.2 Beberapa Definisi Umum Dalam Geometri 2.3 Geometri Deskriptif

3 3 3 3

3. Struktur Bidang 3.1 Kedudukan (Attitude) Struktur Bidang 3.2 Kemiringan Sebenarnya dan Kemiringan Semu 3.3 Problem Tiga Titik (Three- Point-Problem) Soal Struktur Bidang

8 8 14 20 21

4. Struktur Garis 4.1 Kedudukan Struktur Garis 4.2 Penyelesaian Problem Struktur Garis dengan Geometri Diskriptif Soal Struktur Garis

22 22 24

5. Ketebalan dan Kedalaman 5.1 Definisi 5.2 Ketebalan Lapisan 5.3 Kedalaman Soal Ketebalan dan Kedalaman

31 31 34 35 40

6. Proyeksi Streografi 6.1 Prinsip 6.2 Jaring Stereografi Meridional (Wulf Net) 6.3 Cara Penggambaran Unsur Struktur dengan Wulf Net 6.4 Beberapa Penyelesaian Problem Struktur dengan Proyeksi Stereografi 6.5 Perputaran Bidang Soal Proyeksi Stereografi

42 42 44 45 48

7. Jaring Sama-Luas 7.1 Pendahuluan 7.2 Prinsip Proyeksi Sama-Luas (Equal-Area Projection) 7.3 Kutub Satu Bidang 7.4 Beberapa Contoh Penyelesaian Geometri Struktur dengan Proyeksi Kutub

55 55 55 56 59

29

50 53

8. Sesar 8.1 Definisi 8.2 Klasifikasi Sesar 8.3 Sesar Translasi

62 62 64 66

8.4 Sesar Rotasi 8.5 Penyelesaian Geometri Sesar Rotasi

70 71

9. Lipatan 9.1 Pendahuluan 9.2 Deskripsi Geometri Lipatan 9.3 Dasar Klasifikasi Lipatan 9.4 Lipatan Sejajar

77 77 77 78 87

10. Analisa Struktur Geologi 10.1 Pendahuluan 10.2 Penyajian Data 10.3 Analisa Lipatan Soal Latihan 10.4 Analisa Struktur Sesar Soal Sesar dan Struktur Penyerta

99 99 99 103 109 111 134

11. Peta Geologi dan Penampang 11.1 Pengertian Peta Geologi 11.2 Batas Satuan Batuan 11.3 Peta Struktur Bawah Permukaan Soal Latihan 11.4 Penampang Geologi

136 136 136 136 140 141

12. Penampang Seimbang 12.1 Konstruksi Penampang Geologi 12.2 Konstruksi Penampang dan Metoda Kink 12.3 Penampang Seimbang dan Restorasi Penampang Problem Konstruksi dan Restorasi Penampang

145 145 146 148 152

1. Pendahuluan

1.1

Pengertian

Geologi struktur adalah bagian dari ilmu geologi yang mempelajari tentang bentuk (arsitektur) batuan sebagai hasil dari proses deformasi. Proses deformasi adalah perubahan bentuk dan ukuran pada batuan akibat dari gaya ( force) yang terjadi di dalam bumi. Gaya tersebut pada dasarnya merupakan proses tektonik yang terjadi di dalam bumi. Di dalam pengertian umum, geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk batuan sebagai bagian dari kerak bumi serta menjelaskan proses pembentukannya. Beberapa penulis menganggap bahwa geologi struktur lebih ditekankan pada studi mengenai unsur-unsur struktur geologi, misalnya perlipatan ( fold), rekahan ( fracture), sesar ( fault), dan sebagainya, sebagai 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.

1.2

Struktur Batuan

Struktur batuan adalah gambaran tentang kenampakan atau keadaan batuan, termasuk didalamnya bentuk dan kedudukannya. Didasarkan pada proses pembentukannya, struktur batuan dapat dibedakan menjadi : Struktur primer, yaitu struktur yang terjadi pada saat proses pembentukan batuan tersebut, misalnya, pada batuan sedimen : bidang perlapisan bersilang (cross bedding), gelembur gelombang (ripple mark), perlapisan bersusun ( graded bedding), dan sebagainya, pada batuan beku : struktur aliran ( flow structure), kekar akibat pendinginan (cooling joints), dan sebagainya. Struktur sekunder, yaitu struktur yang terjadi kemudian, setelah batuan terbentuk, yaitu akibat proses deformasi atau tektonik. Jenis struktur yang termasuk di dalam struktur sekunder diantaranya adalah : lipatan, rekahan (kekar), patahan (sesar), dan sebagainya. Geologi struktur yang dimaksudkan pada praktikum ini lebih ditekankan untuk mempelajari tentang struktur akibat dari deformasi. Walaupun demikian, pada beberapa kasus, struktur primer akan berguna di dalam analisis struktur, misalnya untuk menentukan arah sedimentasi, dan sebagainya. 1.3 Tahapan Dalam Mempelajari Geologi Struktur Untuk mempelajari geologi struktur, ada beberapa tahapan yang dapat dilakukan. Pertama-tama adalah mengenal jenis-jenis struktur batuan yang ada. Hal ini pada umumnya dilakukan pada pengamatan di lapangan. Jenis-jenis struktur tersebut

Geologi Dinamik – Geologi ITB

Praktikum Geologi Struktur

2

kemudian diamati bentuknya, dideskripsi sifat simetrinya, diukur kedudukannya, dan sebaginya, serta bila perlu, digambarkan dalam peta. Seringkali dalam penggambaran struktur diperlukan bagan atau sketsa dan juga foto. Untuk hal ini diperlukan kemampuan untuk mengamati jenis struktur dalam tiga dimensi dan menggambarkan unsur-unsurnya, yaitu dengan cara memproyeksikan unsur-unsur tersebut dari gambaran tiga dimensi ke dalam bentuk dua dimensi. Keseluruhan tahapan ini disebut sebagai analisis deskriptif, termasuk didalamnya adalah analisis geometri dari unsur-unsur struktur. Tahap berikutnya adalah mengamati sifat perubahan ( strain) yang terjadi pada batuan dengan dasar pengetahuan tentang proses deformasi yang terjadi pada batuan. Pengamatan ini meliputi sifat perubahan tempat atau gerak (displacement), perubahan bentuk (distorsion) dan perubahan ukuran (dilation). Tahapan ini disebut sebagai analisis kinematik. Dalam hal ini perlu dipertimbangkan tentang sifat fisik batuannya terhadap perubahan-perubahan yang terjadi akibat deformasi. Sebagai kelanjutan dari analisis kinematik, langkah berikutnya adalah mempelajari “penyebab” dari perubahan yang terjadi pada batuan. Perubahan, seperti pergerakan dan perubahan bentuk, adalah respon dari batuan terhadap “gaya” ( force) dan “tegasan” (stress). Gaya dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang merubah atau cenderung untuk merubah sesuatu tubuh batuan, sedangkan tegasan berhubungan dengan tempat dimana gaya tersebut bekerja. Analisis yang membahas tentang gaya atau tegasan disebut sebagai analisis dinamik. Untuk mempelajari kesemuanya ini, prinsip-prinsip geometri dari unsur struktur tetap dipergunakan, terutama untuk dapat menggambarkan kedudukannya ke dalam gambaran dua dimensi. Selain itu, didalam melakukan analisis struktur geologi, diperlukan data dari hasil pengukuran yang cukup banyak. Data tersebut dapat dipresentasikan dalam bentuk diagram seperti, histogram, diagram roset, diagram kontur dan sebagainya, dan pengolahannya dilakukan dengan menerapkan metode statistik. kedudukannya ke dalam gambaran dua dimensi. Selain itu, didalam melakukan analisis struktur geologi, diperlukan data dari hasil pengukuran yang cukup banyak. Data tersebut dapat dipresentasikan dalam bentuk diagram seperti, histogram, diagram roset, diagram kontur dan sebagainya, dan pengolahannya dilakukan dengan menerapkan metode statistik.


2. Geometri Unsur Struktur Dan Geometri Deskriptif 2.1

Pengertian Unsur Struktur Secara Geometri

Secara geometri, unsur struktur geologi dianggap sebagai bidang-bidang dan garis-garis. Garis atau bidang tidak selalu merupakan bidang batas dari suatu batuan, tetapi merupakan unsur yang mewakili batuan atau satuan batuan. Didalam prinsip geometri, suatu bidang atau garis adalah unsur yang mempunyai kedudukan (attitude) atau orientasi yang pasti di dalam ruang, dan hubungan antara satu dan lainnya dapat dideskripsikan. Dalam hal ini, suatu bidang atau garis harus mempunyai komponen kedudukan, yang pada umumnya dinyatakan dalam koordinat grafis, arah (bearing atau azimuth), dan kecondongan (inclination). Secara geometris, unsur struktur geologi dapat dibedakan menjadi : •

•

2.2

Beberapa Definisi Umum Dalam Geometri •

•

•

2.3

Struktur bidang (planar), misalnya : bidang perlapisan, bidang foliasi, bidang rekahan, bidang sesar, bidang belahan (cleavage), dan sebagainya. Struktur garis (linear), misalnya : lineasi mineral, sumbu lipatan, goresgaris (striation), dan sebagainya.

Kedudukan (attitude), merupakan istilah umum untuk orientasi dari sebuah bidang atau garis di dalam ruang, dan pada umumnya dihubungkan dengan koordinat geografis dan garis horizontal. Kedudukan terdiri dari komponen arah (bearing atau azimuth) dan kecondongan (inclination). Arah (azimuth), merupakan istilah umum untuk sudut horizontal antara sebuah garis dan suatu arah koordinat tertentu. Arah koordinat ini biasanya merupakan arah utara sebenarnya ( true north). Kecondongan (inclination), merupakan istilah umum untuk sudut vertikal (diukur kearah bawah) antara garis horizontal dan sebuah bidang/garis.

Geometri Deskriptif

Dalam penyelesaian masalah geometri struktur dikenal beberapa jenis proyeksi, diantaranya : (i) proyeksi perspektif, (ii) proyeksi ortografi, dan (iii) proyeksi stereografi. Proyeksi perspektif, merupakan cara penggambaran suatu objek pada suatu bidang tertentu, dari suatu titik pandang. Dasar proyeksi ini adalah arah pandangan dan tergantung pada bidang proyeksi yang dipilih. Besaran dan bentuk proyeksi dari suatu objek berubah bila dilihat dari jarak dan posisi yang berbeda (gambar 2.1). Proyeksi ini jarang sekali dipakai di dalam penyelesaian masalah geometri struktur, akan tetapi prinsip ini mungkin bermanfaat untuk membantu di dalam pengamatan gejala struktur geologi di lapangan. Geologi Dinamik – Geologi ITB

4


Gambar 2.1. Prinsip proyeksi perspektif.

Proyeksi ortografi, merupakan cara penggambaran suatu objek, dimana setiap titik pada objek tersebut diproyeksikan sejajar satu dengan yang lainnya, dan ditarik tegak lurus terhadap bidang proyeksi (Gambar 2.2). Sistem proyeksi ini akan dibahas secara detil pada Sub Bab ini.

Gambar 2.2. Prinsip proyeksi ortografi.

Proyeksi stereografi. Pada proyeksi ini, suatu objek (bidang/garis) dibatasi oleh suatu permukaan bola. Perpotongan objek tersebut dengan permukaan bola kemudian diproyeksikan pada bidang belahan yang membagi permukaan bola tersebut (Gambar 2.3). Sistem proyeksi ini akan dibahas secara detil pada Bab 6.


Geometri Unsur Struktur Dan Geometri Deskriptif

5

Gambar 2.3. Prinsip proyeksi stereografi. (a) Proyeksi bidang dan garis pada permukaan bola. (b) Proyeksi dari titik-titik potong garis pada permukaan bola pada equator melalui zenith

Penggunaan proyeksi ortografi untuk memecahkan masalah seperti : (i) panjang garis, (ii) luas area, dan (iii) sudut antara garis dan bidang, merupakan subyek dari geometri deskriptif. Pemecahan masalah dalam geometri deskriptif melibatkan pengukuran sudut dan panjang dalam penggambaran berskala ( scaled drawing). Pada umumnya, bidang-bidang proyeksi yang digunakan dalam geometri deskriptif adalah bidang horizontal dan bidang vertikal. Sistem proyeksi dengan menggunakan bidang horizontal dan vertikal berturut-turut disebut sebagai proyeksi peta (map projection) dan proyeksi penampang (cross-sectional projection). Dua buah bidang proyeksi yang tidak sejajar terhubung di sepanjang garis lipat ( folding line ). Garis lipat dapat digambarkan sebagai engsel yang menghubungkan kedua bidang proyeksi tersebut (Gambar 2.4a). Pemecahan permasalahan geometri deskriptif seringkali melibatkan perputaran bidang proyeksi vertikal (penampang) sebesar 900 terhadap garis lipat, sehingga bidang proyeksi vertikal menjadi sejajar dengan bidang proyeksi horizontal (peta) (Gambar 2.4b).

Gambar 2.4. Konsep garis lipat ( folding line). (a) Proyeksi peta ( map) dan proyeksi penampang (cross section) terhubung di sepanjang garis lipat horizontal yang tampak seperti engsel. (b) Perputaran penampang sehingga sejajar dengan bidang proyeksi peta.



6

Ketika perputaran terhadap garis lipat sudah dilakukan, penggambaran bidang proyeksi penampang yang sebelumnya vertikal menjadi bidang horizontal disebut sebagai proyeksi terputar (rotated projection). Garis yang menghubungkan sebuah titik pada proyeksi peta ke titik yang ekivalen pada proyeksi terputar disebut sebagai garis penghubung (connecting line) (Gambar 2.5). Garis penghubung harus selalu tegak lurus dengan garis lipat yang dipotongnya.

Gambar 2.5. Konsep garis penghubung ( connecting line). (a) Kubus yang diproyeksikan ke 2 buah bidang yang saling tegak lurus (bidang horizontal/proyeksi peta dan bidang vertikal/proyeksi penampang). (b) Garis-garis penghubung antara proyeksi peta dengan proyeksi penampang terputar.

Bayangkan sebuah kubus yang terdapat di tengah sebuah kotak kardus tanpa alas. Kubus tersebut dapat diproyeksikan ke atap dan empat buah sisi kotak (Gambar 2.6a). Perpotongan antara atap kotak dan setiap sisi kotak merupakan garis lipat horizontal, dan setiap rusuk kotak merupakan garis lipat vertikal.

Gambar 2.6. Konsep busur penghubung ( connecting arc). (a) Proyeksi sebuah kubus terhadap tiga buah bidang yang saling tegak lurus. (b) busur penghubung antara dua buah proyeksi terputar.

Dapat dilihat bahwa ketika ketika sisi kotak telah diputar terhadap garis lipat horizontal (sehingga semua sisi kotak berada pada bidang horizontal yang sama), sisi-sisi yang sebelumnya berdampingan menjadi tidak lagi terhubung oleh garis lipat. Dengan kata lain, dua buah bidang proyeksi vertikal yang terhubung di sepanjang sebuah garis lipat vertikal tidak dapat dihubungkan oleh sebuah garis lipat horizontal. Dengan demikian, proyeksi terputar dari dua buah bidang tidak dapat dihubungkan dengan garis penghubung.


Geometri Unsur Struktur Dan Geometri Deskriptif

7

Obyek pada dua buah bidang proyeksi terputar dapat dihubungkan dengan menggunakan segmen busur lingkaran yang disebut sebagai busur penghubung (connecting arc) (Gambar 2.6b). Pusat (titik putar) dari busur penghubung terletak pada perpotongan antara dua garis lipat horizontal yang saling tegak lurus (perpotongan antara F1 dan F2 pada Gambar 2.6b).


3. Struktur Bidang 3.1

Kedudukan ( Attitude) Struktur Bidang

Kedudukan sebuah struktur bidang dapat diwakili oleh sepasang angka. Terdapat dua cara penulisan yang dapat digunakan untuk menuliskan sepasang angka tersebut, yaitu : 1. Cara penulisan jurus (strike) dan kemiringan (dip). 2. Cara penulisan kemiringan (dip) dan arah kemiringan (dip direction). Jurus (Strike) Struktur Bidang Sebuah garis jurus (stike line) dapat didefinisikan sebagai sebuah garis horizontal yang terletak pada suatu struktur bidang. Sebuah garis jurus pada suatu struktur bidang dapat dibayangkan sebagai perpotongan antara bidang horizontal imajiner dengan struktur bidang tersebut (ingat bahwa perpotongan antara dua buah bidang adalah sebuah garis). Di beberapa lokasi tertentu di lapangan, garis jurus dapat dilihat secara langsung, misalnya di tebing-tebing yang berada di pinggir laut yang tenang (Gambar 3.1). Perpotongan antara permukaan laut dengan permukaan tebing merupakan garis jurus pada permukaan tebing tersebut.

Gambar 3.1. Perpotongan antara permukaan laut (bidang horizontal) dan permukaan tebing adalah garis pantai. Garis pantai ini dapat mewakili garis jurus pada permukaan tebing tersebut. Tebing A memiliki jurus N-S, Tebing B memiliki jurus NE-SW, and Tebing C memiliki jurus E-W *.

Jurus suatu struktur bidang pada lokasi tertentu adalah sudut antara garis jurus dengan utara sebenarnya. Dengan kata lain, jurus adalah sudut antara garis horizontal pada suatu struktur bidang dengan utara sebenarnya. Jurus merupakan besaran sudut yang diukur dalam satuan derajat ( 0) dengan menggunakan kompas. Setiap sudut yang diukur dengan menggunakan kompas disebut arah (baearing atau azimuth) (lihat Sub Bab 2.2). Jurus suatu struktur bidang dapat dideskripsikan dengan dua cara. Cara pertama dikenal sebagai konvensi kuadran. Dalam konvensi ini, seluruh kemungkinan *

Dalam diktat ini, arah mata angin dalam bentuk singkatan dalam Bahasa Inggris tidak diterjemahkan ke Bahasa Indonesia. Geologi Dinamik – Geologi ITB

9

Struktur Bidan g

arah dibagi ke dalam empat kuadran (NE, SE, NW, dan SW) yang masing-masing kuadran memiliki besar 900 (Gambar 3.2a), dan jurus ditentukan dengan memberikan angka dalam derajat yang mewakili besar sudut (bisa ke arah barat atau timur) antara garis jurus dengan utara sebenarnya. Beberapa contoh penentuan dan penulisan jurus dalam konvensi kuadran adalah sebagai berikut : • Jika garis jurus pada suatu struktur bidang tepat berarah N-S, dalam konvensi kuadran jurus struktur bidang tersebut ditulis N00E atau N00W, dan dibaca "north nol derajat east" atau "north nol derajat west". • Jika garis jurus pada struktur bidang tepat berarah NW-SE, dalam konvensi kuadran jurus struktur bidang tersebut ditulis N45 0W atau S450E dan dibaca "north empat puluh lima derajat west" atau "south empat puluh lima derajat east". • Jika garis jurus pada struktur bidang tepat berarah NE-SW, dalam konvensi kuadran jurus struktur bidang tersebut ditulis N45 0E atau S450W dan dibaca "north empat puluh lima derajat east" atau "south empat puluh lima derajat west".

Gambar 3.2. Konvensi untuk mendeskripsikan jurus. (a) Konvensi kuadran. (b) Konvensi azimuth.

Dari contoh-contoh di atas, dapat dilihat bahwa penulisan dan penyebutan jurus dengan mengacu terhadap arah utara selalu memiliki pasangan yang sama dengan penulisan dan penyebutan jurus dengan mengacu terhadap arah selatan. Hal ini disebabkan karena tidak ada keharusan untuk membedakan titik-titik ujung dari sebuah garis horizontal. Namun, jika konvensi kuadran harus digunakan, telah menjadi kebiasaan bagi para ahli geologi untuk selalu menulis dan menyebut jurus dengan mengacu terhadap arah utara. Cara kedua untuk mendeskripsikan jurus dikenal sebagai konvensi azimuth. Dalam konvensi ini, seluruh kemungkinan arah dibagi ke dalam 360 0, dengan arah utara ditetapkan memiliki nilai 00 atau 3600 (Gambar 3.2b). Karena pengukuran jurus selalu berputar dari arah utara ke timur (searah jarum jam), maka jurus dalam konvensi azimuth sebenarnya dapat dideskripsikan secara Geologi Dinamik – Geologi ITB


10

keseluruhan dalam angka, tanpa harus menyebutkan singkatan mata angin. Namun, untuk membedakan pengukuran jurus dengan pengukuran besaran lainnya yang menggunakan satuan derajat, dalam konvensi azimuth singkatan mata angin tetap disertakan dalam penulisan jurus. Sebagai contoh : • • • • •

Jika garis jurus tepat berarah N-S, maka jurusnya adalah N00E atau N1800E. Jika garis jurus tepat berarah E-W, maka jurusnya adalah N900E atau N2700E. Jika garis jurus tepat berarah NW-SE, maka jurusnya adalah N1350E atau N3150E. Jika garis jurus tepat berarah NE-SW, maka jurusnya adalah N450E atau N2250E. Kemiringan (Dip) Struktur Bidang

Kemiringan sebenarnya (true dip) dari suatu struktur bidang adalah sudut antara struktur bidang tersebut dan sebuah bidang horizontal yang diukur pada bidang vertikal tertentu. Bidang vertikal yang tertentu ini memiliki orientasi yang tepat tegak lurus dengan garis jurus (Gambar 3.3a). Pada sebuah struktur bidang, kemiringan sebenarnya selalu merupakan kemiringan lereng yang paling besar, dan arah kemiringan sebenarnya merupakan arah yang tepat tegak lurus jurus. Arah kemiringan sebenarnya selalu ditentukan pada arah turun lereng (downslope).

Gambar 3.3. Diagram blok yang memperlihatkan arti dari kemiringan. (a) Kemiringan sebenarnya (δ), dengan arah panah menunjukkan arah kemiringan. (b) kemiringan semu ( α).

Kemiringan yang diukur pada bidang vertikal yang tidak tegak lurus garis jurus disebut sebagai kemiringan semu (apparent dip) (Gambar 3.3b). Besar kemiringan semu harus selalu lebih kecil dari pada besar kemiringan sebenarnya. Besar kemiringan semu yang diukur pada bidang vertikal yang mengandung garis jurus adalah nol derajat (00).


11

Struktur Bidan g

Kemiringan* dideskripsikan sebagai sudut yang memiliki besar antara 00 dan 900. Bidang dengan kemiringan 00 adalah bidang horizontal, sedangkan bidang dengan kemiringan 900 adalah bidang vertikal. Pada umumnya, kemiringan antara 00 dan 200 dianggap sebagai kemiringan landai (shallow), kemiringan antara 200 dan 500 dianggap sebagai kemiringan sedang ( moderate), dan kemiringan antara 500 dan 900 dianggap sebagai kemiringan terjal (steep) (Gambar 3.4). Untuk lapisan terbalik (overturned), kemiringan tetap dideskripsikan sebagai sebuah sudut yang lebih kecil daripada 900, tetapi pada peta digunakan simbol yang berbeda.

Gambar 3.4. Klasifikasi untuk kemiringan sebuah lapisan. Gambar ini menunjukkan adanya lipatan terbalik (overturned). Panah-panah di dalam lapisan menunjukkan stratigrafi ke arah muda.

Cara Penulisan Jurus Dan Kemiringan Untuk Struktur Bidang Dengan menggunakan cara penulisan jurus dan kemiringan, pendeskripsian kedudukan struktur bidang dengan angka jurus dan angka kemiringan saja tidak dapat secara unik mendefinisikan kedudukan suatu struktur bidang. Sebagai contoh, sebuah struktur bidang dengan jurus E-W dapat miring ke arah N atau S, dan sebuah struktur bidang dengan jurus N40 0E dapat miring ke arah SE atau NW. Karena itu, untuk cara penulisan jurus dan kemiringan, arah umum dari kemiringan harus disertakan dalam pendeskripsian suatu struktur bidang. Dalam pendeskripsian kedudukan struktur bidang, arah pasti dari kemiringan tidak diperlukan karena arah kemiringan selalu tepat 900 dari jurus. Sebagai contoh, adalah cukup untuk menuliskan dan menyebutkan bahwa struktur bidang dengan jurus N300E memiliki kemiringan, misalnya, 240NW. Arah kemiringan dari struktur bidang ini secara otomatis dapat diketahui, yaitu N600W. Kedudukan suatu struktur bidang secara lengkap terdeskripsikan jika (i) jurus, (ii) kemiringan, dan (iii) arah umum dari kemiringan, ditunjukkan. Sebagai contoh : •

Kedudukan struktur bidang yang tepat berarah N-S dengan kemiringan 800E ditulis sebagai : N00E/800E, N00W/800E, atau N1800E/800E.

*

Untuk selanjutnya, dalam banyak tempat, "kemiringan sebenarnya" akan ditulis sebagai "kemiringan" saja. Geologi Dinamik – Geologi ITB

12

Praktikum Geologi Struktur • •

•

Kedudukan struktur bidang yang tepat berarah E-W dengan kemiringan 300N ditulis sebagai : N900E/300N, N900W/300N, atau N2700E/300N. Kedudukan struktur bidang yang tepat berarah NW-SE dengan kemiringan 600SW ditulis sebagai : N450W/600SW, N1350E/600SW, atau N3150E/600SW. Kedudukan struktur bidang yang tepat berarah NE-SW dengan kemiringan 150NW ditulis sebagai : N450E/150NW atau N2250E/150NW.

Pada kebanyakan pengukuran, kita harus menuliskan arah umum kemiringan dalam bentuk kuadran (NE, SE, SW, dan NW), namun jika jurus struktur bidang berada pada cakupan 100 dari arah N-S dan arah E-W, arah umum kemiringan cukup ditulis dalam bentuk mata angin (N, E, S, dan W). Sebagai contoh : • •

N30E/200W atau N1830E/200W. N820W/850N, N980E/850N, atau N2780E/850N.

Cara Penulisan Kemiringan dan Arah Kemiringan Untuk Struktur Bidang Kedudukan struktur bidang juga dapat dideskripsikan dengan cara penulisan kemiringan dan arah kemiringan. Cara penulisan ini, untuk contoh-contoh kedudukan struktur struktur bidang di atas, diperlihatkan pada Tabel 3.1 berikut ini. Tabel 3.1. Contoh cara penulisan kemiringan dan arah kemiringan untuk struktur bidang.

Cara Penulisan Jurus dan Kemiringan Konvensi Kuadran Konvensi Azimuth N00E/800E atau N00W/800E N00E/800E atau N1800E/800E N900E/300N atau N900W/300N N900E/300N atau N2700E/300N N450W/600SW N1350E/600SW atau N3150E/600SW N450E/150NW N450E/150NW atau N2250E/150NW N30E/200W N30E/200W atau N1830E/200W 0 0 N82 W/85 N N980E/850N atau N2780E/850N

Cara Penulisan Kemiringan dan Arah Kemiringan 800, N900E 300, N00E 600, N2250E 150, N3150E 200, N2730E 850, N80E

Aturan Tangan Kanan (Right-Hand Rule) Dalam konvensi azimuth, jurus harus selalu dituliskan dengan tiga digit angka dan kemiringan harus selalu dituliskan dengan dua digit angka ditambah dengan arah kemiringan. Banyak ahli geologi menggunakan sistem yang lebih cepat untuk dituliskan, dan sistem ini dikenal sebagai aturan tangan kanan (right-hand rule)*. Jika kita mengikuti aturan tangan kanan, kita harus memilih arah jurus sehingga, jika kita menghadap pada arah jurus tersebut, struktur bidang miring ke arah *

Aturan tangan kanan telah lama diterapkan, sehingga dalam kasus di mana penulisan kedudukan struktur bidang dalam konvensi azimuth tidak mencantumkan arah umum kemiringan, maka arah kemiringan ditentukan dengan menganggap penulisan kedudukan tersebut mengikuti aturan tangan kanan. Geologi Dinamik – Geologi ITB

13

Struktur Bidan g

kanan (Gambar 3.5a). Dengan demikian, dari setiap pengukuran struktur bidang dengan menggunakan kompas, arah kemiringan akan selalu dapat ditentukan dengan menambahkan 900 searah perputaran jarum jam (clockwise) terhadap besar jurus (Gambar 3.5b). Salah satu keuntungan dari penerapan aturan ini adalah kedudukan strutur bidang dapat dideskripsikan secara keseluruhan dalam angka.

Gambar 3.5. Ilustrasi aturan tangan kanan ( right-hand rule) untuk mendeskripsikan jurus dan kemiringan. (a) Struktur bidang miring ke arah kanan terhadap garis pandang. (b) Angka dip ditentukan dengan menambahkan 90 0 searah perputaran jarum jam ( clockwise) terhadap besar jurus.

Penggambaran Struktur Bidang Selain dengan angka, kedudukan struktur bidang dapat pula dideskripsikan dengan menggunakan simbol pada peta. Penggunaan simbol ini menjadikan geometri dari sebuah struktur pada peta lebih mudah dibayangkan. Simbolsimbol untuk berbagai jenis struktur bidang diperlihatkan pada Gambar 3.6. Pada peta, jurus ditandai dengan garis yang digambarkan sejajar dengan garis jurus. Garis jurus sebaiknya digambarkan dengan panjang yang cukup ( ± 10 mm) sehingga arahnya dapat ditentukan secara akurat di peta. Tanda kemiringan diterakan pada titik tengah garis jurus, digambar menunjukkan arah kemiringan dengan panjang 1/3 panjang garis jurus. Besar kemiringan dicantumkan di ujung tanda kemiringan, ditulis dengan orientasi sejajar garis batas bawah/atas peta.


14


25

Jurus dan kemiringan lapisan

75

Jurus dan kemiringan belahan (cleveage)

60

90

Lapisan membalik

Belahan vertikal

Lapisan vertikal top

Belahan horisontal

Lapisan horisontal

Jurus dan kemiringan kekar

Jurus dan kemiringan foliasi

Kekar vertikal

Foliasi vertikal

Kekar horisontal

Foliasi horisontal

Kedudukan N80ºE/45º atau S80ºW/45ºSE atau 45º, N170ºE 75

50

Gambar 3.6. Simbol-simbol peta untuk struktur bidang.

3.2

Kemiringan Sebenarnya dan Kemiringan Semu

Pada beberapa kasus di lapangan, kemiringan sebenarnya dari sebuah struktur bidang tidak dapat diukur secara langsung, tetapi kemiringan semunya dapat diukur. Sebagai contoh, Gambar 3.7 memperlihatkan daerah penambangan (quarry) di mana korok (dike) yang miring tersingkap pada dinding vertikal. Sudut yang dibentuk oleh korok dan garis horizontal pada bidang penambangan yang tidak tegak lurus jurus merupakan kemiringan semu. Jika bidang penambangan sejajar dengan jurus korok, maka kemiringan semu = 0 0.

Gambar 3.7. Perpotongan antar korok (garis tebal) dengan dinding penambangan. Jurus korok tidak tegak lurus dinding penambangan, karena itu sudut yang dibentuk oleh jejak ( trace) korok pada dinding penambangan dengan garis horizontal adalah kemiringan semu. φ adalah kemiringan sebenarnya, µ adalah adalah kemiringan semu pada bidang penambangan berarah E-W, dan δ adalah adalah kemiringan semu pada bidang penambangan berarah berarah N-S.


15

Struktur Bidan g

Kemiringan Sebenarnya dari Jurus dan Kemiringan Semu Sebagai perbandingan, pada Gambar 3.7, potongan bidang penambangan yang horizontal di bagian atas memungkinkan jurus korok untuk diukur. Dengan menggunakan data jurus dan salah satu kemiringan semu, maka kemiringan sebenarnya dari korok tersebut dapat diukur. Masalah 2-1 Dengan menggunakan geometri deskriptif, tentukan kemiringan sebenarnya dari sebuah bidang perlapisan jika diketahui jurus bidang perlapisan = 330 0 dan kemiringan semu pada arah 2600 = 250. Pemecahan 2-1 (Gambar 3.8) 1. Bayangkan (tidak perlu digambar!) permasalahan dalam tiga dimensi (Gambar 3.8a). d adalah beda tinggi antara jurus PA dan jurus B'C'. φ adalah kemiringan sebenarnya, δ adalah kemiringan semu, β adalah sudut horizontal antara arah kemiringan dan arah kemiringan semu. 2. Buat konstruksi grafis. Mulai dengan menggambar sumbur koordinat N-S dan E-W (Gambar 3.8b). Letakkan titik A pada perpotongan sumbu-sumbu koordinat. Gambar garis PQ yang mewakili garis jurus, yang dibayangkan memiliki ketinggian yang sama dengan titik A. Gambar garis AB yang sejajar dengan arah kemiringan semu.

Gambar 3.8.

3. Jadikan AB sebagai garis lipat F1, dan putar proyeksi penampang (bidang penambangan) ke bidang proyeksi peta. Gambar garis AN yang memiliki sudut δ terhadap AB, dan gambar garis yang tegak lurus AB dan memotong AN (garis BB'). Sedapat mungkin, jadikan panjang BB' memiliki angka yang bulat dalam satuan milimeter. Beda tinggi (jarak) antara B dan B' adalah sebesar d. 4. Gambar garis XY yang sejajar garis jurus dan melalui titik B. Gambar garis dari A yang tegak lurus garis jurus dan memotong XY. Namakan Geologi Dinamik – Geologi ITB


16

perpotongan ini sebagai titik C. Dapat dilihat bahwa garis AC sejajar dengan arah kemiringan sebenarnya. 5. Tentukan titik C' yang terletak di bawah titik C sejauh d. Penentuan ini dilakukan dengan cara memplot titik C' di sepanjang garis XY dan memiliki jarak sejauh d dari titik C. Gambar garis AC'. Sudut CAC' adalah kemiringan sebenarnya (φ ) dari bidang perlapisan. Pengukuran dengan busur derajat menghasilkan φ = 260.

Kemiringan Sebenarnya dari Dua Buah Kemiringan Semu Sebagai perbandingan, pada Gambar 3.7, jika potongan bidang penambangan yang horizontal di bagian atas tidak dibuat, maka jurus korok tidak dapat ditentukan. Namun demikian, jika kemiringan semu pada bidang-bidang penambangan yang tidak sejajar (dalam hal ini bidang penambangan berarah N-S dan E-W) dapat diukur, maka jurus dan kemiringan korok dapat ditentukan. Masalah 2-2 Dua buah kemiringan semu terletak pada sebuah struktur bidang. Kemiringan semu pertama berarah 2400 dengan besar 250, kemiringan semu kedua berarah 1700 dengan besar 200. Tentukan jurus dan kemiringan struktur bidang tersebut. Pemecahan 2-2 (Gambar 3.9) 1. Bayangkan (tidak perlu digambar!) permasalahan dalam tiga dimensi (Gambar 3.9a). Garis AC tegak lurus jurus (arah garis ini merupakan arah kemiringan sebenarnya). Garis AB dan AD adalah arah kemiringan semu. λ adalah sudut horizontal antara AB dan jurus, dan ∆ adalah sudut horizontal antara AB dan AD. δ adalah kemiringan semu pada arah AB, µ adalah kemiringan semu pada arah AD, dan φ adalah kemiringan sebenarnya. 2. Gambar sumbu kooordinat N-S dan E-W berpotongan di titik A (Gambar 3.9b). Gambar garis AB sejajar arah kemiringan semu pertama dan garis AL sejajar arah kemiringan semu kedua. Panjang kedua garis ini pada dasarnya dapat ditentukan secara bebas. 3. Jadikan AB sebagai garis lipat F1, dan putar bidang penampang yang mengandung kemiringan semu pertama ke bidang proyeksi peta. Gambar garis AN yang memiliki sudut δ (=250) terhadap AB, dan gambar garis yang tegak lurus AB dan memotong AN (garis BB'). Sedapat mungkin, jadikan panjang BB' memiliki angka yang bulat dalam satuan milimeter. 4. Dengan menggunakan AL sebagai garis lipat F2, putar bidang penampang yang mengandung kemiringan semu kedua ke bidang proyeksi peta. Gambar garis AM yang memiliki sudut µ (=200).


17

Struktur Bidan g

5. Tentukan posisi titik D. Untuk menentukan titik D, gambar garis antara AL dan AM yang tegak lurus AL dan memiliki panjang yang sama dengan BB'. Perpotongan garis ini dengan garis AL adalah titik D. 6. Gambar garis jurus BD. Orientasi BD terhadap sumbu koordinat utara adalah jurus. Pengukuran dengan busur derajat menghasilkan jurus = 3050. 7. Gambar garis AC (yang merupakan arah kemiringan sebenarnya) tegak lurus dengan garis jurus. Jadikan AC sebagai garis lipat, dan putar bidang penampang yang mengandung kemiringan sebenarnya ke bidang proyeksi peta. Gambar garis CC' di sepanjang garis jurus BD dengan panjang yang sama dengan BB' dan DD'. Sudut CAC' adalah kemiringan sebenarnya. Pengukuran dengan busur derajat menghasilkan kemiringan = 27 0. Kemiringan Semu Ditentukan Dari Kemiringan Sebenarnya Pada peta geologi, jurus dan kemiringan sebenarnya dari struktur-struktur bidang diplot. Penampang geologi pada peta seringkali tidak tegak lurus jurus, sehingga kemiringan yang harus diplot pada penampang geologi adalah kemiringan semu. Karena itu, dalam banyak kasus, kita perlu untuk menentukan kemiringan semu pada arah tertentu berdasarkan jurus dan kemiringan sebenarnya.

Gambar 3.9.

Masalah 2-3 Pada bidang perlapisan dengan kedudukan N450W/300SW, tentukan kemiringan semu pada arah N800W. Pemecahan 2-3 (Gambar 3.10) 1. Bayangkan (tidak perlu digambar!) permasalahan dalam tiga dimensi (Gambar 3.10a). Kita diminta untuk menentukan δ berdasarkan φ (kemiringan sebenarnya) = 300 dan β (sudut antara arah kemiringan sebenarnya dan arah kemiringan semu) = 550.


18


2. Gambar sumbu kooordinat N-S dan E-W berpotongan di titik A (Gambar 3.10b). Gambar garis AC dengan panjang bebas sejajar arah kemiringan sebenarnya (tegak lurus jurus). Gambar garis SR melalui titik C dan sejajar garis jurus. 3. Jadikan AC sebagai garis lipat F1, dan putar bidang penampang ke bidang proyeksi peta. Gambar garis AC' yang membentuk sudut φ (=300) dengan AC. Titik C' pada proyeksi terputar harus terletak pada garis SR. Jarak CC' pada bidang proyeksi peta adalah d pada Gambar 3.10a. 4. Gambar garis AQ sejajar dengan arah kemiringan semu yang diminta (N800W) sampai memotong SR di titik B. Jadikan AB sebagai garis lipat F2 untuk memutar penampang ke bidang proyeksi peta. Pada proyeksi terputar, gambar garis BB' yang tegak lurus AB dan memiliki panjang d. Gambar garis AB'. Sudut antara AB dan AB' adalah kemiringan semu (δ ) pada arah AB. Pengukuran dengan busur derajat menghasilkan δ = 180.

Gambar 3.10.

Diagram Garis ( Alignment Diagram) dan Tabel Koreksi Kemiringan Selain dengan cara geometri deskriptif, besar kemiringan semu atau kemiringan sebenarnya dapat juga ditentukan dengan menggunakan "diagram garis (alignment diagram)" dan “tabel koreksi kemiringan” apabila diketahui sudut antara kemiringan semu dan arah kemiringan sebenarnya. (Gambar 3.11 dan Tabel 3.2).


19

Struktur Bidan g Kemiringan 89º

Kemiringan semu 89º

Sudut arah penampang

85º

90º 80º 70º 60º 50º 40º

85º

80º 30º 70º

80º

60º

20º

50º 40º 70º

30º 20º

60º 50º

10º

40º

5º

10º

5º

30º 20º

1º 30'

10º 10' 5º 1º

Gambar 3.11.

Diagram garis (alignment diagram) untuk menentukan besar kemiringan

semu. Tabel 3.2. Tabel koreksi kemiringan pada penampang.


20


3.3

Problem Tiga Titik (Three-Point Problem)

Pada prinsipnya sebuah bidang dapat digambarkan dari sebuah titik dan sebuah garis, atau tiga buah titik. Dalam pengertian geologi titik ini dapat berupa singkapan, sehingga kedudukan batuan dan penyebarannya pada peta dapat diketahui. Masalah 2-4 Titik A, B, dan C merupakan batas suatu lapisan batuan dengan ketinggian masing-masing titik 100, 50 dan 25 meter. Koordinat geografis ketiga titik ini sudah diukur dan yang diketahui. Tentukan kedudukan bidang lapisan batuan tersebut. Pemecahan 2-4 (Gambar 3.12) Dengan melihat bagan Gambar 3.12a, dapat disusun tahapan pengerjaan sebagai berikut (Gambar 3.12b) :

(a)

(b) Gambar 3.12.

1. Gambarkan posisi titik A, B, dan C berdasarkan koordinatnya. 2. Tentukan titik B’ pada garis AC dengan titik sama dengan titik B (50 m). Posisi B’ didapatkan dari perbandingan AC : AB’ = 75 : 50. B'' dan B''' berturut-turut merupakan proyeksi titik B dan B' pada bidang peta. 3. Gambar garis BB’. Garis ini mengandung dua titik yang sama tinggi (B dan B') , karena itu merupakan garis horizontal. Garis BB' terletak pada bidang lapisan batuan yang dimaksud, karena itu garis ini merupakan garis jurus dari bidang lapisan batuan. Orientasi BB' terhadap sumbu koordinat utara adalah jurus bidang lapisan batuan. 4. Gambarkan garis-garis jurus melalui A dan C sejajar BB'. 5. Buat garis OD tegak lurus jurus. Buat garis DE sejajar jurus dan dengan jarak yang sama dengan beda tinggi antara titik A dan titik B (50 meter). Pada bidang gambar, jarak DE ini tergantung dari skala peta yang digunakan. 6. Buat garis OE. Kemiringan dari bidang lapisan batuan adalah sudut DOE (α ). 7. Kedudukan bidang lapisan batuan adalah N45 0E/150SE. Geologi Dinamik – Geologi ITB

21

Struktur Bidan g

Soal Struktur Bidang

1. Gambarkan simbol peta untuk kedudukan struktur bidang pada Tabel 3.1 di atas. 2.

a) Dari dua lokasi singkapan yang berdekatan dan pada batuan yang sama hanya dapat diukur besar dan arah kemiringan semu yaitu : lokasi 1, 200, N800W dan lokasi 2, 40 0, S450E. Tentukan kedudukan dari singkapan tersebut, dan tuliskan kedudukannya dengan konvensi azimuth maupun kwadran. b) Idem dengan a, tetapi dengan kemiringan semu pada lokasi 1, 300, N600E dan pada lokasi 2, 500, S450E. Penyelesaian dilakukan dengan metoda grafis (geometri deskriptif).

3. Tentukan kemiringan sebenarnya dari suatu lapisan batuan apabila diketahui : a) Jurus ke barat, kemiringan semu dan arahnya adalah : 320, N150W. b) Jurus ke selatan, kemiringan semu dan arahnya adalah : 240, N2850E. Penyelesaian dilakukan dengan metoda grafis (geometri deskriptif). 4. Diketahui kedudukan bidang lapisan batuan S300W/600SE. Tentukan besar kemiringan semu pada arah berikut : a) 1650. b) S450W. c) 300. d) S100W. Penyelesaian dilakukan dengan tabel koreksi kemiringan. 5. Dari suatu penyelidikan geologi disuatu daerah, diketahui bahwa lapisan serpih berada diatas konglomerat dan mempunyai hubungan kontak selaras. Daerah ini tidak mengalami perlipatan. Bidang kontak antara konglomerat dan serpih tersebut dijumpai pada singkapan di 3 lokasi sebagai berikut : • Lokasi a, sebagai titik referensi, ketinggiannya 700 m. • Lokasi b, 700 m dari a dengan arah N500W, ketinggiannya 400 m. • Lokasi c, 800 m dari a dengan arah N100E, ketinggiannya 500 m. Tentukan kedudukan lapisan batuan di daerah ini dengan menggunakan metoda tiga titik. Gunakan skala mendatar = skala tegak = 1:10.000.


4. Struktur Garis

4.1

Kedudukan Struktur Garis

Kedudukan sebuah struktur garis diwakili oleh sepasang angka : penunjaman ( plunge) dan arah penunjaman (trend). Jika struktur garis tersebut terbentuk pada sebuah struktur bidang yang kedudukannya diketahui, maka orientasi struktur garis tersebut dapat diwakili oleh sebuah angka yang disebut pitch* . Dalam pengertian geologi, suatu struktur garis dapat berdiri sendiri, misalnya struktur garis berupa arah butiran mineral dan arah memanjangnya suatu tubuh batuan. Pada umumnya struktur garis berada pada suatu struktur bidang, misalnya sumbu perlipatan pada bidang perlapisan, gores-garis pada bidang sesar, lineasi mineral pada bidang foliasi, dan perpotongan dua buah bidang. Penunjaman (Plunge) Dan Arah Penunjaman ( Trend) Struktur Garis Penunjaman sebuah struktur garis adalah sudut yang dibentuk oleh struktur garis tersebut dengan bidang horizontal, diukur pada bidang vertikal (Gambar 4.1). Nilai dari penunjaman berkisar antara 00 dan 900, penunjaman 00 dimiliki oleh garis horizontal, dan penunjaman 900 dimiliki oleh garis vertikal. Secara umum, penunjaman yang berkisar antara 0 0 dan 200 dianggap landai (shallow), penunjaman yang berkisar antara 200 dan 500 dianggap sedang (moderate), dan penunjaman yang berkisar antara 50 0 dan 900 dianggap terjal (steep).

Gambar 4.1. Definisi penunjaman ( plunge) dan arah penunjaman ( trend) dari struktur garis. b adalah sudut arah penunjaman. (a) Struktur garis menunjam ke timur. (b) Struktur garis menunjam ke barat. Arah penunjaman kedua struktur garis berbeda meskipun kedua struktur garis tersebut memiliki besar yang sama ( φ ), dan keduanya terletak pada bidang yang sama.

Arah penunjaman sebuah struktur garis adalah arah dari proyeksi struktur garis tersebut ke bidang horizontal. Struktur garis dan proyeksinya harus terletak pada bidang vertikal yang sama (Gambar 4.1). Arah penunjaman dapat dideskripsikan dengan menggunakan konvensi kuadran ataupun konvensi azimuth. Arah penunjaman harus menunjuk pada arah ke mana struktur garis tersebut menunjam. Struktur garis yang menunjam ke timur tidak sama dengan struktur garis yang menunjam ke barat. Kedua struktur garis ini berlawanan arah.

*

Istilah sinonim dari pitch adalah ”rake”, tetapi istilah rake ini jarang digunakan. Geologi Dinamik – Geologi ITB

23

Struktur Garis

Pitch Struktur Garis Pitch sebuah struktur garis adalah sudut antara struktur garis tersebut dengan horizontal, diukur pada bidang di mana struktur garis tersebut terbentuk (Gambar 4.2). Kisaran nilai pitch adalah antara 000 dan 900. Jika arah penunjaman sejajar dengan garis jurus, maka pitch = 0 0. Jika arah penunjaman tegak lurus garis jurus, maka pitch = 900.

(c) Gambar 4.2. Diagram blok menggambarkan : (a) Penunjaman. (b) Pitch. (c) Pengertian pitch dan hubungannya dengan penunjaman dan arah penunjaman. r = pitch (diukur pada bidang miring), β = arah penunjaman (diukur pada bidang horizontal), φ = kemiringan sebenarnya dari struktur bidang, dan θ = penunjaman struktur garis.

Arah pitch harus harus dideskripsikan. Bayangkan jika struktur bidang pada Gambar 4.2c berjurus NE-SW, yaitu jika garis dari O ke A mengarah ke NE. Arah pitch untuk garis pada bidang miring dari O ke D adalah NE, sedangkan arah pitch untuk garis pada bidang miring dari A ke C adalah SW. Cara Penulisan dan Penggambaran Struktur Garis Kedudukan struktur bidang secara lengkap dideskripsikan oleh penunjaman dan arah penunjaman. Penunjaman (dua digit angka) ditulis terlebih dahulu, diikuti dengan arah penunjaman (tiga digit angka), keduanya dipisahkan oleh tanda koma. Sebagai contoh, struktur garis yang menunjam 480 pada arah N3000E ditulis 480, N3000E atau 480, N600W.


24


Simbol peta untuk suatu struktur garis adalah sebuah panah yang digambar sejajar dengan arah penunjaman struktur garis tersebut (Gambar 4.3). Sebuah angka dituliskan di dekat simbol panah untuk menandakan sudut penunjamannya. Seringkali, simbol panah untuk struktur garis digambarkan bersamaan dengan struktur bidang di mana struktur garis tersebut diamati dan diukur.

4.2

Penyelesaian Problem Struktur Garis Dengan Geometri Deskriptif

Di dalam banyak kasus, kita berhadapan dengan struktur garis yang berhubungan dengan struktur bidang. Hal ini menunjukkan bahwa, untuk setiap struktur garis, besaran penunjaman struktur garis sama dengan besaran kemiringan semu dari struktur bidang yang memuat struktur garis tersebut. Geometri deskriptif yang digunakan untuk memecahkan masalah ini sama dengan metode-metode yang dibahas pada Sub Bab 3.2.

Gambar 4.3. Simbol struktur garis pada peta.

Masalah 4-1 : menentukan kedudukan struktur garis dan pitch pada struktur bidang Suatu struktur bidang memiliki kedudukan N450E/300SE. Pada bidang tersebut terdapat struktur garis berarah N1800E. Tentukan kedudukan* dan pitch struktur garis tersebut.

*

Untuk kedudukan struktur garis (penunjaman dan arah penunjaman), kita hanya tinggal menentukan penunjamannya saja, karena arah penunjamannya sudah diketahui, yaitu N180 0E. Geologi Dinamik – Geologi ITB

25

Struktur Garis

Pemecahan 4-1 (Gambar 4.4) 1. Bayangkan (tidak perlu digambar!) permasalahan dalam tiga dimensi (Gambar 4.4a). COED adalah bidang miring. Beda tinggi antara garis jurus CO dan garis jurus DE adalah t (t dapat ditentukan secara bebas). Garis FG adalah proyeksi garis DE pada bidang peta. Dari Gambar 4.5a dapat dilihat bahwa untuk dapat mengukur besar penunjaman, kita harus memutar bidang OAB ke bidang peta dengan menggunakan garis OA sebagai garis lipat. Untuk dapat mengukur sudut besar pitch, kita harus memutar bidang COED ke bidang peta dengan menggunakan garis CO (garis jurus) sebagai garis lipat. 2. Gambar garis jurus pada arah N45 0E dengan panjang bebas (pada gambar 4.4c garis dengan panjang bebas ditandai dengan lingkaran hitam kecil). Tentukan posisi titik C pada garis ini (bebas). Gambar garis CI tegak lurus jurus (searah dengan arah kemiringan sebenarnya). 3. Jadikan garis CI sebagai garis lipat F1, putar bidang penampang ke bidang peta. Gambar garis CJ yang membentuk sudut 300 (kemiringan struktur bidang) dengan CI. 4. Buat garis KL tegak lurus CI (sejajar jurus). Garis ini memotong garis CI dan CJ di titik F dan D'. Dalam pembuatan garis KL ini, usahakan agar panjang FD' memiliki angka yang bulat dalam satuan milimeter. Garis KL ini merupakan proyeksi garis jurus DE (lihat Gambar 4.4a) pada bidang peta. Dalam penggambaran yang baru saja dilakukan, beda tinggi antara garis jurus CO dan garis jurus DE adalah sebesar panjang FD' (t). Penentuan penunjaman struktur garis 5. Gambar garis OA pada arah N180 0E. Garis OA ini merupakan proyeksi struktur garis pada bidang peta. 6. Jadikan OA sebagai garis lipat F2, putar bidang penampang ke bidang peta. Gambar garis AB'' tegak lurus OA sepanjang t. 7. Gambar garis OB''. Sudut AOB'' merupakan penjunjaman struktur garis. Penentuan pitch 8. Jadikan garis jurus CO sebagai garis lipat F3, putar bidang miring COED ke bidang peta. Dengan menggunakan jangka, gambar busur penghubung dari titik D' ke D'', di mana D'' terletak di sepanjang garis lipat CI dan titik C sebagai pusat busur penghubung. Panjang CD'' sama dengan panjang CD'. 9. Gambar segi empat COE'D''. Segi empat ini adalah bidang miring COED yang telah diputar ke bidang peta dengan menggunakan garis CO sebagai garis lipat. Setelah perputaran ini, titik B yang sebelumnya berada di bidang miring, akan terputar ke B' di bidang peta (Gambar 4.4b). 10. Gambar garis OB'. Garis ini adalah struktur garis OB yang telah diputar ke bidang peta dengan menggunakan garis CO sebagai garis lipat. Sudut COB adalah pitch.


26


11. Pengukuran dengan menggunakan busur menghasilkan kedudukan struktur garis 230, N1800E, dan besarnya pitch 500.

Gambar 4.4.

Dua buah bidang yang saling berpotongan akan menghasilkan satu garis potong yang merupakan unsur dari kedua bidang tersebut. Pengertian ini dapat diterapkan untuk beberapa unsur struktur geologi, misalnya perpotongan suatu lapisan batuan dengan sesar, intrusi suatu korok (dike), urat-urat (veins), dan sebagainya. Masalah 4-2 : struktur garis yang terbentuk dari perpotongan dua struktur bidang Suatu zona mineralisasi dianggap sebagai satu zona atau garis lurus, yang merupakan perpotongan antara lapisan batugamping dengan kedudukan N700E/400SE, dengan suatu korok andesit dengan kedudukan N1400E/250SW. Tentukan kedudukan struktur garis yang merupakan zona mineralisasi tersebut. Pemecahan 4-2 (Gambar 4.5) 1. Gambar jurus kedua struktur bidang pada skala yang cocok dan saling berpotongan di titik K. Tandai arah kemiringan pada kedua garis jurus. 2. Gambar garis lipat F1 tegak lurus jurus lapisan batugamping dan garis lipat F2 tegak lurus jurus korok andesit, putar bidang-bidang penampang ke Geologi Dinamik – Geologi ITB

27

Struktur Garis

3.

4. 5.

6.

7.

bidang peta. Gambar garis PX dan BI yang masing-masing membentuk sudut 400 dan 250 terhadap F1 dan F2. Gambar garis YV tegak lurus F1. Garis ini memotong F1 dan PX di titik U dan S'. Dalam pembuatannya, usahakan agar US' memiliki panjang yang bulat dalam satuan milimeter, dan dalam hal ini dicontohkan panjangnya t. Gambar garis JG tegak lurus F2. Garis ini memotong F2 dan BI di titik F dan C'. Dalam pembuatannya, FC' harus memiliki panjang t. Garis YV dan JG berpotongan di titik M. Gambar garis KM yang merupakan proyeksi zona mineralisasi pada bidang peta. Karena itu, arah KM merupakan arah penunjaman zona mineralisasi. Jadikan KM sebagai garis lipat, putar bidang penampang ke bidang peta. Gambar garis MZ' tegak lurus KM dengan panjang t. Gambar garis KZ'. Sudut MKZ' adalah penunjaman zona mineralisasi. Pengukuran dengan menggunakan busur menghasilkan kedudukan zona mineralisasi 200, N2160E. Pitch dari zona mineralisasi terhadap lapisan batugamping dan korok andesit dapat ditentukan dengan menggunakan metode seperti pada Gambar 4.4. Pitch zona mineralisasi terhadap lapisan batugamping = 410 dan terhadap korok andesit = 780.

Gambar 4.5.

Jika sebuah struktur garis ingin diproyeksikan pada penampang vertikal yang tidak sejajar struktur garis tersebut, maka kita harus menggambarkan penunjaman semu ( apparent plunge) pada penampang tersebut. Hal ini mirip Geologi Dinamik – Geologi ITB


28

dengan penggunaan kemiringan semu pada penampang yang tidak sejajar dengan arah kemiringan sebenarnya. Namun berkebalikan dengan hubungan antara kemiringan semu dan kemiringan sebenarnya, penunjaman semu selalu lebih besar daripada penunjaman sebenarnya. Nilai maksimal penunjaman semu adalah 900, didapatkan jika penampang berarah tegak lurus struktur garis. Nilai minimum penunjaman semu adalah sebesar penunjaman sebenarnya, didapatkan jika penampang berarah sejajar dengan struktur garis. Salah satu situasi di mana penentuan penunjaman semu dibutuhkan adalah jika lubang bor yang tidak vertikal dan satuan-satuan batuan yang ditembusnya ingin ditampilkan (diproyeksikan) pada penampang vertikal. Masalah 4-3 : penunjaman semu, proyeksi lubang bor miring pada penampang vertikal Lubang bor memiliki kedudukan 300, N450E. Tentukan kedudukan proyeksi lubang bor ini pada penampang vertikal berarah E-W. Pemecahan 4-3 (Gambar 4.6) 1. Gambar 4.6a memperlihatkan permasalahan yang ada. Kita ingin menentukan kedudukan proyeksi lubang bor pada penampang. Dari Gambar 4.6a dapat dibayangkan bahwa proyeksi lubang bor pada penampang akan memiliki arah penunjaman N900E. 2. Gambar ulang garis penampang dan garis proyeksi lubang bor pada peta. Tentukan titik X pada garis proyeksi lubang bor. 3. Gunakan garis OX sebagai garis lipat F1, putar bidang penampang ke bidang peta. Buat garis OA yang membentuk sudut 30 0 (penunjaman struktur garis) dengan OX. 4. Buat garis dari titik X yang tegak lurus OX. Garis ini memotong OA di titik W. Ukur jarak XW, misalkan jarak ini adalah d. 5. Proyeksi titik X pada penampang adalah titik Y. 6. Gunakan garis OY sebagai garis lipat F2, putar bidang penampang ke bidang peta. Buat garis dari titik Y yang tegak lurus OY dengan panjang d, menghasilkan titik Z. Buat garis OZ. 7. Sudut YOZ adalah penunjaman semu yang dicari. Pengukuran dengan busur menghasilkan penunjaman semu = 39 0. Dengan demikian, kedudukan proyeksi lubang bor pada penampang adalah 390, N900E.


29

Struktur Garis

Gambar 4.6.

Soal Struktur Garis

1. a) Suatu urutan batuan terkena sesar dan kedudukan bidang sesar tersebut adalah N250 E/300. Cermin gores-garis pada bidang tersebut mempunyai pitch sebesar 400. Diukur dari jurus bidang sesar ke cermin gores-garis berlawanan arah dengan jarum jam. Ditanyakan kedudukan dari cermin gores-garis tersebut (trend dan plunge). b) Idem 1 a). Tetapi pitchnya sebesar 55 diukur dari jurus bidang sesar ke cermin gores-garis searah dengan jarum jam. 2. a). Kedua sayap antiklin mempunyai kedudukan N50 0 E/450 NW dan N3200 E/600. Dinyatakan kedudukan dari sumbu antiklin tersebut. b) Idem 2a. tetapi pitchnya sebesar 55 diukur dari jurus bidang sesar ke cermin gores-garis searah dengan jarum jam.. 2. a) Kedua sayap antiklin mempunyai kedudukan N50 E/45 0 NW dan N3200 E/600. Dinyatakan kedudukan dari sumbu antiklin tersebut. b).idem 2a. tetapi kedudukan sayap antiklin tersebut adalah N1500 E/450 dan N740 E/650 NW. 3. a) Urat vertikal dengan jurus N75 W dipotong oleh urat lain dengan kedudukan N500 E/300 dan menghasilkan ore shoot (mineralisasi pada perpotongan kedua urat). Dinyatakan kedudukan ore shoot dan berapa besar pitch ore shoot tersebut terhadap urat vertikal. b) idem 3a. tetapi kedudukan urat dalah N220 E/40 0 dan urat vertikal mempunyai jurus N400 W. 4. Pada peta ini, bidang A adalah jalur sesar N66 0 E/50 S, bidang top dari batugamping. Tentukan kedudukan perpotongan kedua bidang ini, pitch pada biang B, titik singkapannya pada permukaan, dan kedalaman dimana dapat dijumpai, bila dilakukan pemboran di Boulder Creek.



30


5. Ketebalan dan Kedalaman

5.1 Definisi

Ketebalan tegak lurus antara dua bidang sejajar yang merupakan batas lapisan batuan (gambar 5.1).

Kedalaman Jarak vertikal dan ketinggian tertentu (umumnya permukaan bumi) kearah bawah, terhadap suatu titik, garis atau bidang (gambar 5.1).

t = ketebalan d = kedalaman

Gambar 5.1 : Blok diagram yang memperlihatkan ketebalan dan kedalaman

5.2. Ketebalan Lapisan

Ketebalan lapisan dapat ditentukan dengan beberapa cara, baik secara langsung maupun tidak lanngsung. Pengukuran secara langsung dapat dilakukan pada suatu keadaan tertentu, misalnya lapisan horizontal yang tersingkap pada tebing vertikal (gambar 5.2a), lapisan vertikal yang tersingkap pada topografi datar (gambar 5.2b) sedangkan pada topografi miring dapat digunakan alat “Jacob’s staff”, yaitu tongkat yang dilengkapi dengan “handlevel”, klinometer atau kompas pada bagian atasnya (gambar 5.2c).

Gambar 5.2 : pengukuran ketebalan secara langsung Geologi Dinamik – Geologi ITB

32


Apabila keadaan medan, struktur yang rumit, atau keterbatasan alat yang dipakai tidak memungkinkan pengukuran secara langsung, diadakan pengukuran secara tidak langsung. Tetapi sebaiknya diusahakan pengukuran mendekati secara langsung. Pengukuran tidak langsung yang paling sederhana adalah pada lapisan miring, tersingkap pada permukaan horizontal (gambar 5.3), dimana lebar singkapan diukur tegak lurus jurus, yaitu W . Dengan mengetahui kemiringan lapisan ( ) maka ketebalannya.

t = W sin w = lebar singkapan l = panjang pengukuran = besar kemiringan lapisan

Gambar 5.3 ; blok diagram memperlihatkan ketebalan suatu ;lapisan

Apabila pengukuran lebar singkapan tidak tegak lurus jurus (1), maka lebar sebenarnya harus dikoreksi lebih dahulu, w =1 sin , dimana adalah sudut antara jurus dengan arah pengukuran. Ketebalan yang didapat adalah : t = 1 sin

sin

= besar kemiringan lapisan

Dengan cara pengukuran dapat dipakai, apabila pengukuran lebar singkapan dilakukan pada permukaan miring. Dalam hal ini ketebalan merupakan fungsi sudut kemiringan ( ) dan sudut lereng ( ). Beberapa kemungkinan posisi lapisan terhadap lereng dan perhitungan ketebalannya, ditunjukkan dalam gambar 5.4.


33

Ketebalan dan Kedalaman

Gambar 5.4 : Beberapa posisi pengukuran dan perhitungan ketebalan

Pendekatan lain untuk mengukur ketebalan secara tidak langsung dapat dilakukan dengan mengatur jarak antara titik, yang merupakan batas lapisan sepanjang lintasan tegak lurus jurus. Pengukuran ini dilakukan apabila bentuk lereng tidak teratur. Bisa juga menghitung ketebalan lapisan dari peta geologi. Beberapa kemungkinan posisi terhadap lereng dan perhitungan ketebalannya, ditunjukkan dalam gambar 5.5.


34

Praktikum Geologi Struktur t = ν cos δ - λ sin δ

t = λ sin δ + ν cos δ λ

λ

c

t1 c

ν

t = sin δ - ν cos δ

t2

ν

ν

Gambar 5.5 : Beberapa posisi pengukuran dan perhitungan ketebalan

Untuk mengukur ketebalan pada lereng, apabila pengukuran tidak tegak lurus jurus, digunakan persamaan trigonometri (gambar 5.6) : t = 1[ sin cos sin sin cos ] = kemiringan lereng terukur.

Gambar 5.6 : Pengukuran ketebalan pada lereng yang tidak tegak lurus jurus

Perhitungan dengan cara yang lain dapat juga dilakukan dengan mencari lebih dahulu kemiringan lereng yang tegak lurus jurus lapisan (gambar 5.7). Untuk mencari kemiringan lereng yang tegak lurus jurus lapisan ( ), dapat dilakukan beberapa cara :

Gambar 5.7 : Metoda pengukuran ketebalan dengan cara yang lain

Dengan menggunakan “Tabel Koreksi” atau “Aligment nomograph”, yaitu dengan menganggap kemiringan lereng terukur sebagai kemiringan semu dan kemiringan lereng tegak lurus jurus sebagai kemiringan sebenarnya (gambar 3.7 dan tabel 3.1). Dengan menggunakan persamaan tan = sin tan = sudut antara jurus dengan arah pengukuran = sudut lereng terukur sehingga dapat ditentukan. Geologi Dinamik – Geologi ITB

35


Dari perhitungan di atas dapat diperoleh lebar singkapan yang tegak lurus jurus (w), dengan menggunakan persamaan : 1 sin w = ---------sin

Dengan menggunakan salah satu persamaan pada gambar 5.4 dapat ditentukan ketebalan.

5.3 Kedalaman

Menghitung kedalaman lapisan ada beberapa cara, diantaranya : - perhitungan secara geometri dengan “Alignment nomograph” - dengan kurva Dengan cara perhitungan geometri, yang perlu diperhatikan ialah : kemiringan lereng, kemiringan lapisan dan jarak jurus dari singkapan ke titik tertentu. Pada permukaan horizontal, kedalaman lapisan (d) dapat dihitung dengan rumus (gambar 5.8) :

d = m tan m = jarak tegak lurus dari singkapan ketitik tertentu = kemiringan lapisan

Gambar 5.8 : Cara perhitungan ke dalam suatu lapisan

Apabila m tidak tegak lurus jurus, maka kemiringan lapisan yang dipakai adalah kemiringan semu ( ) d = m tan

Untuk kemiringan lapisan dan kemiringan lereng tertentu, kedalaman dapat dicari dengan menggunakan rumus pada gambar 5.9. Sedangkan rumus umumnya :


36


d = m [ sin

cos tan

]

m = jarak tegak lurus jurus pada bidang miring = kemiringan lereng = kemiringan lapisan

Gambar 5.9 : Beberapa posisi kedudukan lapisan dalam perhitungan kedalamannya

Untuk mengetahui kedalaman bisa juga dipergunakan “Alignment nomograph” (gambar 5.10) atau dengan “kurva”, yang penggunaannya diperlihatkan pada gambar 5.11.


37


Gambar 5.10 : Alignment nomograph untuk penentuan kedalaman


38


S N O I T S E G G U S

r o p f o l l i i s t w r d l c n d r o r i o t o n f f h t i n o p c e e o r d a c e e r e w s t b t g c s l r i e a a o t m e r s f a c b r i u r s t l o s d t e e s r a n n . a c v d g e e k t v r c c n b i n i n n e i e n i t s n h e s n t i l m a i n a h c e c h o m m v v r s t z e i a o e r p e p i c t t r l e e n e o o g o o R d i D h h t s . 1

f o s s e n k c i h t s f n o o i n t o c e i t s a e l c u a c f l a r C u s 2

l d l i e r c l n a d o r o a n n r p o e n w s i u o w r e e e t l e e t r e s f c c o l c t f e h o i t l w n u n t r u d o e e l h e h l r t e o s e i h b e r m l f d n t w t l d f p n i i n e o r r e d a e e d o z d o s s w b t i c t g i w r t d s o d n h e r r n i a a s b e n p e o o h a l i a c n p o h n l r o o h s e e o h c m g t o i r i v r l i e r t e i c l s a i l l t a s l g t i r e t r o i r o F r u . o o D s p d h 6 - t o d f 5 3 4

s e l . l o a s e h r l p o u l o a r o t r c n u t w c h y e u t t o r v c u t a i u o n r w s t s g e s r n e r t e e n n o s c i w g e a r e e t e w t e i n b o t n w c e b c t e o i e n o h b r i b o a t p e p c l s s m e a e r c r n o s r e n g e t r h a u o e t a i t f e h t a c n s r i f d D i n u o t . 9 - d s d a s c 8 7

p p i e d p o n i r c r n o d t o w n u f r o i o f o n l o n p e s k a n i e i n r d e l e t o e t w h n n e h t i i i o i c m b t w w r h t n e n p o t e e i e n l t a a r D o o l g . p h i t e 2 m d u c l a 1 r l o n a t 1 o c a c s h 1 0 1

Gambar 5.11 : Some typical field problems with solutions

Gambar 5.11 Geologi Dinamik – Geologi ITB

39


Gambar 5.12 : Diagram Stratigraph


40


Soal Ketebalan dan kedalaman

1. Suatu formasi batugamping dengan kedudukan N150W/260SW tersingkap pada lereng timur. Panjang pengukuran dari dasar lapisan yang membuat bearing N900E adalah 653 meter dengan sudut lereng +150. Tentukan : a. Ketebalan batugamping b. Kedalaman dari dasar lapisan sampai ke titik akhir pengukuran. 2. Data yang diberikan : sebuah bidang dengan kedudukan N60 0E/450SE, dengan ketebalan = 200 meter. Skala 1 : 10.000. Tentukan : a. apparent dip (kemiringan semu) b. ketebalan semu c. lebar singkapan d. lebar singkapan semu dalam sebuah penampang vertikal dari Barat-Timur dari sebuah tambang dengan kedalaman 500 meter. 3. Dari peta geologi ; pada suatu garis dengan bearing S85 0W tegak lurus strike dari sill N50W/380SW didapat dua titik lokasi. Titik P pada bagian Timur merupakan dasar lapisan dengan ketinggian 900 meter. Titik Q yang jaraknya 550 meter dari P merupakan top dari satuan ini terletak pada ketinggian 1025 meter. Tentukan : a. Tebal dari sill ini b. Kedalaman dari Q ke dasar lapisan 4. Data-data berikut didapat dari traverse sepanjang singkapan batupasir, antara bagian bawah lapisan dan bagian atas lapisan. Statsiun 1-2 2-3 3-4 4-5

Jarak horisontal 250 meter 110 meter 165 meter 375 meter

Bearing

Strike

Dip

Beda tinggi

selatan S800 N210E S250E

N400E N400E N400E N400E

360SE 360SE 360SE 360SE

-27,4 m -18,1 m +25,4 m +41,3 m


41


Tentukan ketebalan lapisan : a. dengan penyelesaian grafik, skala 1 : 5000 b. dengan menggunakan rumus: t=

d sin sin sin

h * cos

dimana t = ketebalan d = jarak horisontal (> 0 bila traverse searah dengan dip dan <0 bila traverse berlawamana dengan arah dip) = dip = sudut antara traverse dengan strike lapisan h = beda tinggi (> jika traverse naik dan < o bila traverse turun)


6. Proyeksi Stereografi 6.1. Prinsip

Proyeksi stereografi merupakan cara pendekatan deskripsi geometri yang efisien untuk menggambarkan hubungan sudut antara garis dan bidang secara langsung. Pada proyeksi stereografi, unsur struktur geologi digambarkan dan dibatasi didalam suatu permukaan bola (sphere). Bila pada suatu bidang miring (gambar 6.1a) ditempatkan pada suatu permukaan bola melalui pusat bola, maka bidang tersebut akan memotong permukaan bola sebagai lingkaran besar (great circle) atau disebut sebagai proyeksi permukaan bola (spherical projection). Pada umumnya dasar proyeksi yang akan dipakai adalah proyeksi sferis pada belahan bola bagian bawah (lower hemisphere), akan tetapi ada pula yang memakai bagian atasnya (upper hemisphere). Proyeksi permukaan bola ini digambarkan pada setiap titik pada lingkaran besar melalui titik puncak zenith (gambar 6.1 b). Hasil proyeksi pada bidang equator dinamakan stereogram atau proyeksi stereografi. Zenith

g a n i d B

G a r i s

Bid an g

r E q u a t o

Titik Belahan bola bawah Lingkaran Besar

A

B

Gambar 6.1 : Gambaran geometri proyeksi stereografi a. Proyeksi biang dan garis pada permukaan bola b. Proyeksi dari titik-titik potong garis pada permukaan bola pada equator melalui zenith

Struktur bidang atau garis diproyeksikan dengan cara yang sama yaitu melalui perpotongannya dengan permukaan bola sebagai proyeksi sferis atau titik, dan diproyeksikan pada bidang horizontal melalui Zenith. Beberapa contoh proyeksi bidang dan garis, serta gambaran pada bidang equator nya (proyeksi stereografi), ditunjukkan pada gambar 6.2. Geologi Dinamik – Geologi ITB

43

Proyeksi Stereografi

Suatu garis atau bidang dengan kecondongan yang kecil, proyeksinya akan mendekati lingkaran equator, sedangkan garis atau bidang yang sangat menunjam, proyeksinya akan mendekati pusat lingkaran.

N

ZENITH

A

B r is a G

G a r i s A

Proyeksi Stratigrafi Garis B.

Proyeksi Stratigrafi Garis A.

BIDANG EQUATOR

N

B

Proyeksi Stereografi Bidang

C

BIDANG EQUATOR Proyeksi speris

N

Proyeksi Stereografi Bidang

Gambar 6.2 : Beberapa contoh proyeksi stereografi garis dan bidang


44


6.2. Jaring stereografi meridional (Wulf Net)

Dalam pekerjaan praktis, proyeksi dan garis dilakukan dengan bantuan jaring stereografi. Jaring stereografi Wulf Net, dibuat berdasarkan pembagian sudut yang sama dari garis yang ditarik melalui Zenith ke setiap titik pada lingkaran besar, yang proyeksinya pada bidang equator berupa stereogram. Dengan memproyeksikan berbagai bidang dengan jurus Utara - Selatan (Gambar 6.3) dengan arah kemiringan ke Barat dan Timur akan didapat berbagai jaring meredian (stereogram). Dengan demikian besaran tiap sudut pada proyeksi stereografi merupakan gambaran sudut pada permukaan bola. Pusat dari lingkaran besar didapatkan secara grafis (gambar 6.3 b) atau dengan hubungan d = r tan δ (d = jarak ke pusat lengkungan O ; r = jari-jari lingkaran ; δ = kemiringan bidang) Gambar 6.3 b menunjukkan beberapa meredional lingkaran besar yang menggambarkan seri bidang dengan jurus utara-selatan dengan kemiringan ke barat pada selang 100.

Gambar 6.3 Proyeksi stereografi dari bidang miring a. Tempat kedudukan titik-titik pada suatu bidang b. Cara pembuatan lingkaran besar (stereogram) pada jaring Wulf

Lingkaran kecil merupakan perpotongan antara permukaan bola dengan bidang yang tidak melalui pusat bola. Setiap lingkaran kecil dapat dianggap sebagai perpotongan antara permukaan bola dan kerucut tegak melalui pusat lengkungan O. Suatu kerucut dapat digambarkan dengan cara menentukan tempat kedudukan dari garis dengan pitch yang tetap pada suatu bidang, dengan berbagai kemiringan (gambar 6.4 a). Bila arah Utara-Selatan merupakan tempat kedudukan pusat lingkaran kecil bagian bawah bola diproyeksikan ke titik zenith, maka akan menghasilkan stereogram yang disebut garis lengkung lingkaran kecil. Geologi Dinamik – Geologi ITB

45


Pusat-pusat lingkaran kecil ini dapat digambarkan secara grafis (gambar 6.4 b) yang didapat dari hubungan d = r / cos α

Gambar 6.4 : Proyeksi stereografi dari kerucut a. Tempat kedudukan dari titik-titik yang merupakan garis pada berbagai bidang b. Pembuatan lingkaran kecil

Perpotongan antara garis lengkung lingkaran kecil dengan garis lengkung meredian membentuk Jaring Stereografi Meredian atau disebut juga Wulff Net (gambar 6.5). Jaring stereografi ini disebut juga jaring stereografi proyeksi sama sudut (equal angle projection), karena dibuat berdasarkan proyeksi dari bidangbidang yang bersudut sama. Jaring stereografi Wulf Net, dibuat pada setiap selang 20 dan 100.

6.3. Cara penggambaran unsur struktur dengan Wulf Net

Jaring Wulf menggambarkan proyeksi stereografi dari berbagai kemiringan dari suatu bidang dengan arah jurus Utara - Selatan. untuk menggambarkan stereogram dari suatu bidang, selalu digunakan arah jurus pada garis Utara Selatan, dan kemiringannya diukur pada arah Barat - Timur. Untuk penggambaran praktis, umumnya digunakan kertas transparan atau kalkir.


46


Gambar 6.5 : Jaring stereografi Wulf

Prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut (>> lihat gambar 6.6) : - Letakkan kertas kalkir di atas jaring dan gambarkan lingkaran luarnya, dan beri tanda titik-titik utara - selatan dan pusat lingkaran. - Gambarkan garis jurus melalui pusat lingkaran sesuai dengan harga jurusnya. - Putar kalkir sehingga garis jurus berimpit dengan garis utara-selatan, dimana titik utara jaring berimpit dengan harga jurusnya. - Gambarkan garis lengkung stereogram sesuai dengan besarnya kemiringan, dengan besaran 0 di pinggir dan 90 di pusat lingkaran, dengan mengikuti lengkung lingkaran besar pada jaring. - Apabila stereogram bidang telah digambarkan, posisi kalkir dikembalikan pada kedudukan sebenarnya.


47


Hal yang perlu diperhatikan adalah arah kemiringan bidang, dan ini akan sangat tergantung pada cara pengukuran dan jenis kompas yang dipakai. Oleh karena itu mutlak disebutkan arah kemiringannya apakah cenderung kearah Timur atau ke Barat, dengan pengertian apakah stereogramnya digambarkan disebelah kanan (E) atau kiri (W) dari garis utara-selatan jaring. Cara penggambaran struktur garis pada dasarnya sama (>> lihat gambar 6.7), proyeksi stereografinya berupa titik atau garis menurut besaran arah dan penunjamannya. Besaran sudut penunjaman dapat dilakukan pada arah N-S atau E-W dari jaring Wulf. Gambar 6.6 : Cara penggambaran struktur bidang N 40 0 W/ 30 0SW a. Ukurkan besaran jurus 40 0 ke barat (W) dari utara (N) b. Gambarkan garis jurus. c. Ukur sudut kecondongan 30 se panjang garis barat-timur pada sisi W d. Kembalikan pada posisi semula


48


Gambar 6.7 Cara penggambaran struktur garis 26 0 , N 40 0 E a.

b.

c.

d.

6.4.

Ukurkan besaran trand 40 0ke timur (E) dari utara (N) Tandai arah garis (trend) Putarkan trend garis kearah garis barat-timur, ukur sudut penunjaman 26 0. Kembalikan pada posisi semula, proyeksi digambarkan sebagai titik atau garis Cara lain dengan pengukuran penunjaman pada arah utara selatan

Beberapa penyelesaian problem struktur dengan proyeksi stereografi

- Menentukan besar kemiringan semu pada arah N 80 0 E dari suatu bidang N 50 0 E/500 SE

Gambar 6.8

1. Gambarkan kedudukan bidang ; putar transparan 50 0 searah garis barat timur pada sisi E, gambarkan stereogramnya. 2. Kembalikan transparan pada posisi semula, tandai arah N 80 0 E. 3. Putar tanda arah ini pada sisi E, baca besaran sudut dimana garis stereogram memotong arah garis barat-timur. Didapat kemiringan semu 31 0


49


- Menentukan kedudukan lapisan dari dua kemiringan semu ; 28 0 , N 56 0 W dan 22 0 , N14 0 E

Gambar 6.9

1. Gambarkan kedudukan dua garis tersebut : Garis 1, putar transparan searah jarum (arah N-W) sebesar 56 dari utara, tandai kedudukan garis pada penunjaman 30 pada sisi utara (N) ; Garis 2, putar berlawanan jarum jam (arah-N-E) sebesar 14 0 , dan tandai pada penunjaman 22 0 pada sisi N. 2. Putar transparan, hingga garis 1 dan 2 berada pada satu lingkaran besar yang sama, gambarkan stereogramnya. Kemiringan sebenarnya dapat langsung dibaca pada arah barat timur. Besarnya jurus dapat dibaca dengan mengembalikan transparan pada posisi semula. Didapatkan N560 E/30 NW. Sudut antara dua garis tersebut didapatkan 62 0.

- Menentukan kedudukan garis perpotongan dari dua buah bidang ; N40 E/60 SE dan N60 0 W/30 0 SW N

P1

59º

P2

1 e n l a P

82º

35º 30º

21º

Ganbar 6.10

1. Gambarkan stereogram dari dua bidang : Bidang 1, putar transparan 40 0 berlawanan jarum jam (arah N-E), tentukan besar kemiringan 60 0 pada sisi E ; Bidang 2, putar transparan 60 0 searah jarum jam (arah N-W), tentukan kemiringannya 300 pada sisi W. 2. Titik potong antara dua stereogram atau lingkaran besar merupakan kedudukan garis potong dua bidang tersebut. Putar garis ini pada arah utara selatan, dan beri tanda pada lingkaran pinggirnya. besaran penunjaman dapat langsung dibaca, dan arah garisnya dapat dibaca dengan mengembalikan posisi transparan pada arah yang semula. Kedudukan garis potong adalah 300, N210 E. Geologi Dinamik – Geologi ITB


50

Proyeksi stereografi juga dapat dipakai untuk persoalan menentukan besaran sudut antara dua bidang, garis dan bidang bagi dan sebagainya. Problem ini akan dibahas pada proyeksi kutub.

6.5. Perputaran Bidang

Perputaran bidang dalam jaring stereografi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : - Perputaran dengan sumbu putar vertikal.

Perputaran ini akan merubah komponen arah atau jurus, tanpa perubahan pada komponen kemiringan atau penunjaman. Sebagai contoh, suatu bidang dengan kedudukan N00 E/450 SE, diputar sebesar 45 searah jarum jam (gambar 6.11 a), kedudukan bidang itu akan menjadi N450 E/450 SE. - Perputaran dengan sumbu putar horizontal.

Perputaran ini akan merubah komponen kemiringan atau penunjaman. Pada dasarnya perputaran ini menjadikan setiap titik pada stereogram bergeser sesuai besar sudut putar dan arah perputarannya. Sebagai contoh, suatu bidang N00E/600E diputar sebesar 300 ke arah horizontal. Kedudukan bidang menjadi N00E/30E. Perlu diperhatikan bahwa pergeseran sudut kemiringan akan selalu mengikuti atau searah dengan garis lingkaran kecil. Apabila pada bidang tersebut terdapat struktur garis atau ada bidang lain yang kedudukannya terkait terhadap bidang yang diputar, maka perputarannya juga akan mengikuti garis lingkaran kecil sesuai dengan perputaran bidang tersebut.


51


N

º 0 4 / E º 0 . N

(a)

45º

º 4 0 E / º 4 5 N.

S

N.0ºE / 60º N.0ºE / 30º 60º

30º

(b)

Gambar 6.11 Perpuaran bidang a) Perputaran bidang dengan sumbu putar vertikal ; Suatu bidang N00E/450E diputar 45 0searah jarum jam, kedudukan bidang menjadi N00E/350E. b) Perputaran dengan sumbu horisontal ; Suatu bidang N0 E/60 E, diputar 30 kearah horisontal, kedudukan bidang menjadi N0 E/30 E. Setiap titik pada lengkungan besar akan terputar 30 0 mengikuti lengkungan kecil. °

°

°

°

°

Didalam persoalan geologi struktur, perputaran bidang dipakai untuk menentukan kedudukan suatu unsur bidang atau garis yang harus dikembalikan pada kedudukan awalnya, atau pada saat pembentukannya. Misalnya arah arus purba, kedudukan bidang dibawah ketidakselarasan dan sebagainya.



52

- Ketidakselarasan

Suatu seri batuan A dengan kedudukan N1100E/600SW terletak di bawah seri batuan B dengan kedudukan N400E/300. Seri batuan B tidak selaras terhadap batuan A. Akan ditentukan kedudukan seri batuan A pada saat pembentukan batuan B pada saat batuan B belum mengalami perlipatan (Gambar 6.12).

Gambar 6.12

Tahapan penyelesaiannya sebagai berikut (Gambar 6.12) : 1. Gambarkan masing-masing stereogram bidangnya. 2. Tempatkan jurus batuan B pada arah utara-selatan. 3. Putar stereogram B sebesar kemiringannya (30 0) ke arah horizontal, setiap titik pada stereogram A akan terputar mengikuti lingkaran kecilnya sebesar 30 0 ke arah yang sama. Stereogram A yang telah tergeser adalah kumpulan titik-titik tersebut. 4. kedudukan lapisan A dapat ditentukan dengan menentukan besaran kemiringan dan mengembalikan posisi kertas transparant pada arah semula.

- Menentukan arah arus purba Arah arus purba dapat dikenali dari struktur sedimen berupa flutecast, current ripple, crossbedding atau jejak lain yang menunjukkan arah sedimentasi. Pada dasarnya struktur tersebut mencerminkan arah, yang dapat diwakili sebagai struktur garis yang berdiri sendiri, dan secara umum terletak pada struktur Geologi Dinamik – Geologi ITB

53


bidang yaitu perlapisan batuan. Untuk mengetahui arah arus sebenarnya, atau pada saat keadaan pembentukannya, maka kedudukan lapisan batuan tersebut harus dikembalikan pada posisi horizontal, yaitu posisi pada saat sedimentasi. Sebagai contoh, pada suatu perlapisan N45 0 E/600SE, terdapat struktur flutecast yang dapat dikenali arahnya yaitu pada arah N650E. Akan ditentukan arah sebenarnya dari sedimentasinya (gambar 6.13). N65ºE N45ºE N

N N45ºE

Arah sebenarnya

N65ºE

E

W

E

W

S

S N

E º 5 N 4

l a u e m h s a r A

º E N 7 5

Arah sebenarnya W

E

S

Gambar 6.13

Tahapan pengerjaannya adalah sebagai berikut : 1. Gambarkan kedudukan bidang dan arah terukur pada perlapisan. 2. Tentukan titik potong arah tersebut dengan bidang pada stereogramnya (merupakan kedudukan garis flutecast) 3. Putar bidang kearah horisontal, garis flutecast akan ikut terputar. 4. Kedudukan garis yang telah diputar dibaca dengan mengembalikan pada posisi sebenarnya.

Soal Proyeksi Stereografi

1. Sayap suatu lipatan mempunyai kedudukan N70E/30SE dan sayap yang lain adalah N50W/40SW. a. Tentukan kedudukan dari sumbu lipatan tersebut. b. Berapa besar kemiringan semu pada masing-masing sayap pada arah S600W. c. Berapa besar kemiringan semu pada masing-masing sayap pada arah S250E. 2. Apperent dip pada suatu lapisan batupasir diukur pada kedua kekar yang berkedudukan vertikal. Salah satu kekar berjurus N300E, pitch dengan kemiringan semu terhadap jurus kekar, 60 0 dihitung dari Utara jaring. Kekar



54

lain berjurus ke Utara dan picth kemiringan semu terhadap jurus kekar tersebut 400 dihitung dari Selatan jaring. a. Tentukan kedudukan batupasir tersebut. b. Besar kemiringan semu dari batupasir pada arah N600E. c. Besar kemiringan semu dari batupasir pada arah N1500E 3. Sesar A berjurus ke Barat dengan kemiringan sebesar 60 0, sesar B dengan kedudukan N450W/350SW a. Tentukan kedudukan garis potong antara kedua bidang sesar tersebut. b. Besar sudut antara bidang sesar A dengan bidang sesar B. c. Besar penunjaman cermin gores-garis pada arah N65 0E dan besar pitch pada bidang sesar A. d. Besar penunjaman cermin gores garis pada arah S550W dan besar picth pada bidang jarum jam. e. Besar penunjaman cermin gores garis pada arah S550W dan besar picth pada bidang sesar B. 3. Sesar A berjurus ke Barat dengan kemiringan sebesar 60, sesar B dengan kedudukan N450W/350SW. a. Tentukan kedudukan garis potong antara kedua bidang sesar tersebut. b. Besar sudut antara bidang sesar A dengan bidang sesar B. c. Besar penunjaman cermin gores garis pada arah N65E dan sesar pitch pada bidang sesar B. 4. Diketahui bidang dengan kedudukan N120E/30SW. Ditanyakan kedudukan bidang tersebut bila diputar dengan : a. sumbu putar vertikal dan melalui pusat net sebesar 500 berlawanan arah dengan jarum jam. b. sumbu putar adalah jurusnya, dengan perputaran 450 ke atas. 5. Formasi batuan A tidak selaras di atas batuan B. Formasi batuan A berkedudukan N1500E/300SW, sedangkan batuan B berkedudukan N 2300E/500NW. Ditanyakan kedudukan batuan B disaat batuan A diendapkan.


7. Jaring Sama-Luas 7.1. Pendahuluan

Pada proyeksi stereografi dengan menggunakan jaring Wulf, terlihat bahwa distribusi bidang ataupun garis tidak merata pada keseluruhan luas jaring. Bidang-bidang atau garis-garis dengan kecondongan kecil akan tersebar lebih renggang dibagian tepi lingkaran, sedangkan yang mempunyai kecondongan besar akan tersebar lebih rapat pada bagian pusat jaring. Hal ini disebabkan karena pembuatan jaring tersebut didasarkan pada sudut yang sama yang ditarik dari Zenith, sehingga pada bidang equator tidak merata. Didalam analisa struktur lebih lanjut, ketidak-teraturan ini, disamping kesalahan pengukuran, akan memperbesar penyebaran yang tidak merata dari proyeksi unsur-unsur struktur tersebut, terutama apabila data pengukuran yang diambil tidak banyak. Selain itu, apabila data yang diolah dan dievaluasi, distribusi titik yang menyebar akan menyulitkan. Untuk ini, diperlukan pengolahan secara statistik, atau dibuat diagram konturnya (>> dibahas pada bab Analisa struktur), untuk mendapatkan hasil yang sesuai. Untuk kepentingan ini diperlukan jaring stereografi yang dibuat berdasarkan proyeksi sama luas yang disebut sebagai Proyeksi Sama-luas (Lambert).

7.2. Prinsip Proyeksi Sama-luas ( Equal-area projection)

Dasar geometri dari proyeksi ini ditunjukkan pada gambar 7.1. Suatu bidang diametral vertikal dibatasi dalam kerangka permukaan bola dengan jari-jari R. Garis ZO’ adalah diameter vertikal, dan OP adalah garis miring pada bidang diametral. Titik P’ adalah proyeksi dari P pada bidang proyeksi. Jarak d dari lengkung pusat proyeksi O’ ke P’ adalah : d = O’P’ = O’P’ = 2R sin (φ/2) *) dimana p adalah kecondongan garis, dan φ = 900 - p. Dengan cara yang sama, jari jari dari lengkung proyeksi adalah : r = 2R sin (900/2) = 2R/√2 Besaran jari-jari ini dan jari-jari lingkaran kerangka dibuat sama dengan memisalkan d - 2R, bilamana p = 00. Ini diselesaikan dengan membagi persamaan *) dengan 2/√2, didapatkan : d = R√2 sin (φ/2) Dengan hasil ini, suatu seri lengkungan dapat digambarkan, yang identik lingkaran besar dan lingkaran kecil pada jaring Wulf. Hasilnya merupakan jaring sama-luas atau Jaring Schmidt. Cara untuk menggambarkan dan menggunakan data pada jaring ini identik dengan cara yang dipakai pada jaring Wulf. Perbedaannya adalah, lingkaran besar dan kecil pada Schmidt tidak diproyeksikan sebagai garis lengkung busur. Geologi Dinamik – Geologi ITB

56


Gambar 7.1 :Proyeksi sama-luas Lambert a) metoda proyeksi b) jaring sama-luas atau Schmidt Net

7.3 Kutub suatu bidang

Pada setiap bidang, terdapat suatu garis normal (garis tegak lurus) pada bidang, yang disebut sebagai kutub dari bidang tersebut. Didalam proyeksi stereografi, Geologi Dinamik – Geologi ITB

57

Jaring Sama-Luas

suatu bidang dapat direpresentasikan sebagai titik, yang merupakan proyeksi dari kutub nya. Pada dasarnya garis ini adalah garis yang tegak lurus pada suatu bidang, atau mempunyai sudut 90 terhadap bidangnya (gambar 7.2).

Gambar 7.2 Proyeksi stereografi bidang dan kutubnya dengan jaring Wulf a) gambaran perspektif b) posisi stereogram dan kutubnya pada jaring c) gambaran hasil proyeksi

Untuk mendapatkan kutub dari suatu bidang, cukup dengan menggambarkan titik proyeksi pada jaring sebesar 900 dari kemiringan bidangnya. Demikian pula sebaliknya, stereogram bidang dapat digambarkan dari proyeksi titik kutubnya. Perlu diketahui bahwa untuk penggunaan umum, proyeksi bidang atau kutub dari suatu bidang dapat digunakan kedua jaring, baik Wulf ataupun Schmidt. Akan tetapi untuk kepentingan analisa struktur lebih lanjut, akan lebih baik digunakan jaring Schmidt mengingat distribusinya yang lebih merata pada keseluruhan luas permukaan jaring. Untuk menggambarkan kutub suatu bidang pada jaring stereografi secara langsung, perlu diperhatikan arah jurusnya apakah N-E atau NW. Secara praktis, untuk arah N-E, kertas transparan diputar sebesar jurus berlawanan arah jarum jam, sebaliknya untuk arah N-W, kertas transparan diputar sebesar jurus searah jarum Geologi Dinamik – Geologi ITB

58


jam. Untuk menentukan kemiringannya, kembalikan dengan cara penggambaran stereogramnya, dihitung pada sisi berlawanan dengan arah kemiringannya, yaitu ; pada sisi E bila arah kemiringannya NW, SW, W dan S, pada sisi W bila arah kemiringannya NE, SE, E dan S. Besaran kemiringannya diukur dengan 00 pada saat pusat jaring dan 90 0 dipinggir jaring. Catatan :

Hal yang agak menyulitkan dan perlu diperhatikan didalam pengeplotan letak kemiringannya, baik stereogram ataupun kutubnya, bahwa dengan pemakaian kompas berskala 00-3600, harga jurus dapat mencapai antara 90 0-2700 yang sebenarnya sudah berada pada arah NW atau NE. Dalam hal ini, walaupun penentuan arah tetap disesuaikan dengan N-E, akan tetapi ketentuan untuk menetapkan kemiringan menjadi terbalik, misalnya bidang dengan kedudukan N160E/30SW, setelah arah N nya diputar berlawanan jarum jam sebesar 160, stereogramnya akan diperhitungkan pada sisi E, dan kutubnya akan diperhitungkan pada sisi W dari jaring, demikian pula bidang N220E/30SE, stereogramnya akan diperhitungkan pada sisi W, dan kutubnya akan diperhitungkan pada sisi E. Beberapa contoh cara pengeplotan ditunjukkan pada gambar 7.3. Bidang N750W/300SW 1. Putar transparan searah jarum jam sebesar jurus 2. Plot kemiringan 300 pada sisi E 3. Kembalikan pada posisi semula

Garis 300 , S 500E 1. Putar transparan searah jarum jam sebesar jurus 2. Plot kemiringan 300

Gambar 7.3. Cara mem-plot kutub suatu bidang secara langsung pada jaring Schmidt


59

Jaring Sama-Luas

7.4 Beberapa contoh penyelesaian geometri struktur dengan proyeksi kutub

-Menentukan kedudukan perpotongan dua buah bidang

Suatu bidang ABC mempunyai kedudukan N600E/400SE berpotongan dengan bidang DFG, kedudukan N450W/500SW. 1. Gambarkan kutub dari kedua bidang tersebut 2. Putarlah transparan sehingga kedua kutub berada pada satu lingkaran besar 3. Kedudukan garis didapat dengan membuat garis tegak lurus (mengukur 90) terhadap lengkungan besar tersebut. 4. Baca kedudukan garis setelah dikembalikan pada posisi semula, didapat 380, S60E. N D

A

F O

W

E B

C

G

S

A N

W

L M L

W

E

S

N 90º

M

S

B

Gambar 7.4

E

C

a) Gambar stereogram dari bidang-bidang yang berpotongan b) Gambar kutub dari kedua bidang c) Penentuan kedudukan garis perpotongan kedua bidang

- Menentukan sudut antara dua bidang

Dua bidang N500E/450NW (I) dan N800W/100SW (H). Besar sudut antara kedua bidang diukur dengan meletakkan kedua proyeksi kutub bidang tersebut pada satu garis lingkaran besar yang sama (gambar 7.5).


60


N N

W

A

H H

D

W

59º

E

E

I

B

F I

S

C

S

A

B

Gambar 7.5 a) Gambar stereogram dan kutub dari kedua bidang b) Penentuan besaran sudut antara dua bidang

- Menentukan sudut antara garis dan bidang

Sudut tersebut dibentuk oleh garis dan proyeksi ortografi garis tersebut pada bidang. Pada gambar 7.6. Suatu bidang dengan kedudukan N900E/450S (BCD/P) dan garis dengan kedudukan 450, N470E (OA/A). Proyeksi garis tersebut pada bidang BCD adalah perpotongan bidang yang memuat P dan A dengan bidang BCD tersebut, yaitu garis ON. Sudut yang didapat adalah 560 (NA). N

F

W B

A P A

P

W

B

C

O

N

O

E S

D A

F D

S

A

Gambar 7.6

Q N E

B

a) Gambar stereogram bidang dan kedudukan garis OA b) Penentuan besaran sudut antara bidang dan garis


61

Jaring Sama-Luas

- Menentukan garis bagi sudut antara dua garis

Gambar 7.7 menunjukkan dua buah garis, OA, 20 0, N800E dan OB, 600, N450W. Setelah dua kutub tersebut diletakkan pada satu lengkungan besar, didapat dua garis yaitu C, garis bagi sudut lancip dan D, garis bagi sudut tumpul.

Gambar 7.7

a) Gambar kutub kedudukan garis OA dan OB b) Penentuan garis bagi sudut antara dua garis

- Menentukan bidang bagi sudut antara dua bidang

Pada gambar 7.8 dua bidang N170E/65SW (ABC/F) dan N90E/40N (DBE/H). OB adalah garis perpotongannya. F dan H diletakkan pada satu lingkaran besar yang sama dan N adalah garis bagi kedua bidang tersebut. Bidang bagi adalah bidang yang melalui garis potong dan garis bagi.

Gambar 7.8

a) Gambar stereogram dan kutub dari kedua bidang b) Penentuan garis bagi sudut antara dua garis c) Pembuatan bidang bagi pada satu lingkaran besar


8. Sesar

8.1. DEFINISI SESAR

Sesar adalah rekahan atau zona rekahan pada batuan yang memperlihatkan pergeseran. Pergeseran pada sesar bisa terjadi sepanjang garis lurus (translasi) atau terputar (rotasi). - Separation (pergeseran relatif semu) Jarak tegak lurus antara bidang yang terpisah oleh sesar dan diukur pada bidang sesar. Komponen dari separation dapat diukur pada arah tertentu, umumnya sejajar jurus atau arah kemiringan bidang sesar (gambar 8.1).

B

F o o t W a ll

l l n g W a i g n a H

Foul Plane A

C

Gambar 8.1 : Diagram blok yang memperlihatkan pergeseran sebenarnya dan semu dari sesar A. Net slip (total pergeseran relatif sebe narnya) B. Strike separation (pergeseran relatif semu searah jurus bidang sesar) C. Dip separation (pergeseran relatif semu searah kemiringan bidang sesar)

- Slip (pergeseran relatif sebenarnya) Pergeseran relatif sebenarnya pada sesar, diukur dari blok satu ke blok yang lain pada bidang sesar dan merupakan pergeseran titik-titik yang sebelumnya berimpit. Total pergeseran disebut juga “Net slip” (gambar 8.2).


Sesar

63

F o ot W a ll

1

Foul Plane

2

l l n g W a H a n g i

3

4 5

Gambar 8.2 : Diagram blok yang memperlihatkan pergeseran sebenarnya dari sesar 1.) Reverse left slip fault, 2) Strike left slip fault, 3) Normal left slip fault 4) Dip slip fault (Normal slip fault), 5) Normal right slip fault

Throw, Heave, Footwall dan Hangingwall

- Throw (loncatan vertikal) adalah jarak yang diukur pada bidang vertikal dari slip/separation (gambar 8.3). - Heave (loncatan horizontal) adalah jarak yang diukur pada bidang horizontal (gambar 8.3). - Footwall adalah blok tubuh batuan yang terletak dibawah bidang sesar (gambar 8.1 dan 8.2). - Hangingwall adalah blok tubuh batuan yang terletak di atas bidang sesar (gambar 8.1 dan 8.2).

c b a Throw e

d

Heave

Gambar 8.3 : Diagram blok yang memperlihatkan Throw dan Heave



64

8.2. KLASIFIKASI SESAR

Sesar dapat diklasifikasikan dengan pendekatan geometri yang berbeda. Beberapa klasifikasi diantaranya adalah : - berdasarkan hubungan dengan struktur lain (sesar bidang perlapisan, sesar longitudinal, sesar transversal) - berdasarkan pola kumpulan sesar (sesar radial, sesar paralel, sesar en echelon). Aspek terpenting dari geometri sesar adalah pergeseran. Atas dasar ini, sesar dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

- Berdasarkan sifat pergeseran relatif semu 1. Strike separation fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari : a. Strike left separation fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran semu pada blok yang lain bergeser ke arah kiri. (gambar 8.4a). b. Strike right separation fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran semu pada blok yang lain bergeser ke arah kanan (gambar 8.4b)

Gambar 8.4 : Pergeseran semu mengiri dan menganan dari sesar mendatar

2. Dip separation fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan kemiringan bidang sesar, yang terdiri dari :

a. Normal separation fault Jika sesar dilihat penampang vertikal, jejak pergeseran pada footwall ditemukan diatas jejak yang sama pada hangingwall (gambar 8.5a). Geologi Dinamik – Geologi ITB

Sesar

65

b. Reverse separation fault Jika sesar dilihat pada penampang vertikal, jejak pergeseran pada footwall ditemukan dibawah jejak yang sama pada hangingwall (gambar 8.5b).

Gambar 8.5 : Pergeseran semu ke bawah dan ke atas dari sesar normal dan sesar naik

Berdasarkan sifat pergeseran relatif sebenarnya 1. Strike slip fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari : a. Strike left slip fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kiri (gb.8.2). b. Strike right slip fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kanan (gambar 8.2). 2. Dip slip fault adalah pergeseran relatif sebenarnya searah dengan kemiringan bidang sesar, yang terdiri dari : a. Normal slip fault Blok hangingwall relatif turun terhadap footwall (angka 4 pada gambar 8.2).

b. Reverse slip fault Blok hangingwall bergerak relatif naik terhadap footwall (angka 1 pada gambar 8.2).

Untuk sesar vertikal : tentukan salah satu blok relatif bergerak terhadap blok lainnya, contoh “Vertikal dip slip fault ”



66

3. Oblique slip fault adalah pergeseran miring relatif sebenarnya terhadap bidang sesar. Untuk penamaan sesar ini dipakai kombinasi istilah “dip slip dan strike slip” seperti di bawah ini.

a. b. c. d. e.

Normal left slip fault (angka 3 pada gambar 8.2) Normal right slip fault (angka 5 pada gambar 8.2) Reverse right slip fault Reverse right slip fault Vertical oblique slip fault

4. Sesar Rotasi adalah yang memperlihatkan pergeseran berputar pada bidang sesarnya a. Clockwise rotational fault Blok yang berlawanan bergerak searah jarum jam (gambar 8.3a) b. Anticlockwise rotational fault Blok yang berlawanan bergerak berlawanan arah jarum jam (gambar 8.6b)

Sesar merupakan struktur bidang dimana kedudukannya dinyatakan dalam jurus dan kemiringan. Simbol untuk sesar dalam peta geologi diperlihatkan pada gambar 8.4.

Gambar 8.6 : Sesar rotasi Clockwise dan anticlockwise

8.3. SESAR TRANSLASI

Pada sesar translasi kedudukan unsur-unsur struktur pada hangingwall dan footwall tidak berubah karena pergeseran sepanjang bidang sesar adalah sama. Untuk mengetahui orientasi dan besaran dari slip harus diketahui dua titik yang


Sesar

67

sama pada kedua blok yang tersesarkan. Dalam kenyataan geologi titik tersebut diperoleh dari perpotongan bidang sesar dengan struktur garis. 8.3.1. Diskripsi Geometri Sesar Metoda yang umum dipakai adalah metoda orthografi dan gabungan antara metoda orthografi dengan metoda stereografi. Beberapa diskripsi geometri sesar translasi ditunjukkan berikut ini : Contoh soal 1 Sesar vertikal dengan jurus N900E memotong lapisan batupasir N400W/ 300NE dan vein N600E/650NW. Pengamatan pada bidang sesar di permukaan menunjukkan jarak singkapan batupasir di bagian utara, vein di bagian utara dan vein di bagian selatan adalah 250 m, 400 m dan 700 m dihitung dari singkapan batupasir di bagian selatan.

Tentukan besaran net slip. pitch, kedudukan net slip dan pergerakan relatif kedua blok yang tersesarkan. Penyelesaian :

B I D A N G

B I D A N G S E S A R

S E S A R

(b) (a) A 65º

30º

B

65º

30º

(c)

Gamabr 8.7 : Memperlihatkan gambaran tiga dimensi yang belum tersesarkan (8.71) dan telah tersesarkan (8.7b) serta gambaran dua dimensi berupa pet (8.7c)

1. Gambar kedudukan bidang sesar, batupasir dan vein di bagian utara dan selatan sesar. 2. Dengan cara orthografi (gambar 8.8a), ketiga biang tersebut diproyeksikan ke bidang horizontal. Perpotongan batupasir dengan bidang sesar adalah AS dan


68


vein dengan sesar adalah BS. Dengan menarik garis-garis sejajar, yaitu A’N dan B’N didapat net slip NS. 3. Dengan cara stereografi (gambar 8.8a), ketiga bidang digambarkan dalam stereonet. Pitch dari kedua garis potong terhadap sesar dibaca sebagai penunjaman garis pada sesar NS, didapatkan dengan menggambarkan kembali pada orthografi. Didapat jawaban : Besar dan arah Net slip (230 m, 48 0, N900E), Pitch : 480 dan pergerakan relatif, di mana blok utara relatif naik terhadap blok selatan. C' D' 30º 65º º E 6 5 N

15º

A

F

P

L 28º

B'

A' N

h

M

30º

B

F'

N

48º

C'

O

N 4 0 º W

E

L'

M'

D' 65º

E 0 º N 6

H

O'

S

45º

F

G'

3 0 º

28º

F'

65º N W

K

E" K'

I'

h

D

E º N 3 0

G

E' H'

J'

D

J C

h

G

65º N W

I

C

Gambar 8.8 : Penyelesaian secara orthografi dan stereografi

Contoh soal 2 Lapisan batupasir N300W/350NE dan vein N300E/600NW dipotong oleh bidang sesar N900E/400S. Batupasir & vein di bagian utara dan selatan tersingkap pada jarak 220 m, 400 m dan 680 m diukur dari singkapan batupasir di bagian selatan. Tentukan besaran Net slip, Pitch dan kedudukan nya. Penyelesaian


Sesar

69

B I D A N G

B I D A N G S E S A R

S E S A R

(a)

60º

35º

F

40º

(b)

B

A

F 35º

60º

A

B (c)

Gambar 8.9 : Memperlihatkan gambaran tiga dimensi yang belum tersesarkan (8.9a) dan telah tersesarkan (8.9b) serta gambaran dua dimensi berupa pet (8.9c)

1. Gambarkan kedudukan masing-masing bidang 2. Dengan metoda orthografi, seperti pada contoh 1, dengan catatan NS adalah proyeksi horizontal dari net slip sebenarnya (N’S’). Arah dari slip bisa diukur (NS) terhadap arah utara dan penunjaman bisa diukur dengan membuat segitiga NSS’. Pitch adalah sudut yang dibentuk oleh N’S’ terhadap jurus sesar. 3. Dengan metoda stereografi pitch dari garis potong masing-masing bidang dengan bidang sesar bisa dibaca langsung pada stereonet dan dengan menggambarkannya kembali pada proyeksi orthografi didapatkan S’ dan N’. Maka kedudukan Net slip bisa langsung terbaca. Didapat jawaban : Besar dan kedudukan Net slip (240 m, 350, S330E), pitch : 630. Dalam penyelesaian selanjutnya akan lebih mudah dan lebih praktis dikerjakan dengan gabungan kedua cara tersebut.


70


N

C'

D' 60º 35º

G

J' h F

T'

U'

E º 0 3 N

N 3 0 º W

G' A

A'

V

35º 40º

40º

63º

Q

J

º 3 0

O

E º 0 3 N

N 3 0 º W

G

R'

P'

S

Q'

K

35º

P

B

T

D'

F' 40º

48º

N

K'

N

B

N

U

F'

B'

C'

(b)

40º

F' E

t

60º

D

C

60º

H

h

48º

E'' E' F

F''

M'

L D

F

H' I

( a)

Gambar 8.10 : Metoda penyelesaian secara orthografi dan stereografi


I'

35º

M

Sesar

71 90 80 90 80

i p l t s 60 e f n 50 o h t c 40 i P 30

70

20

80

80

P i t c 45 h

60 D i p

t l

u 50 f a f

30

t s u r h T

5 4

40 o

20

10

h t c i 45 P

70

p i l s e s r e v e R

p i D

i p D 4 5

10

10 Right slip

Left slip

0

10 10

90 80 70

0

60 50 40 30 20 10 Dip of fault

10 4 5

0

i p D

(b)

5 4

R & L

P 45 i t c h

p i l s l a m r o N

80

D i p

45 h t c i P

80

90

Gambar 8.11

Memperlihatkan cara penentuan nama bagi sesar translasi, didasarkan pada pitch dan netslip terhadap bidang sesar pada gambar 8.11a seperti contoh x pitch = 60 0 , kemiringan bidang sesar = 600 kemudian masukkan ke diagram 8.11b, dengan memperhatikan arah slickenside pada bidang sesar, nama sesar dapat ditentukan.

8.4. SESAR ROTASI

Berdasarkan kedudukan sumbu putar terhadap bidang sesar dapat dibedakan tiga macam gerak rotasi pada sesar : - Sumbu putar sejajar bidang sesar - Sumbu putar miring terhadap bidang sesar - Sumbu putar tegak lurus terhadap bidang sesar Dalam hal ini pembahasan akan dilakukan hanya pada persoalan sesar rotasi dengan sumbu putar tegak lurus terhadap bidang. Kedudukan unsur struktur pada hangingwall dan footwall tidak sama, karena pergeserannya berputar.

8.5. PENYELESAIAN GEOMETRI SESAR ROTASI Geologi Dinamik – Geologi ITB


72

Metoda yang dipakai dalam diskripsi sesar rotasi adalah gabungan antara metoda orthografi dan stereografi. Besaran yang harus diketahui dalam diskripsi ini adalah : sudut putar, pusat perputaran dan panjang pergeseran sepanjang lingkaran putar. Contoh soal 1

Suatu keybed AC tersingkap di bagian barat daya dari sesar dengan kedudukan N2000E/400NW. Lapisan ini terputar sebesar 50 berlawanan arah jarum jam oleh sesar dengan kedudukan N200E/300NE. Tentukan kedudukan lapisan dibagian lain dari sesar. (gambar 8.12a) Penyelesaian : 1. Gambarkan kedudukan bidang dalam stereonet (gambar 8.12b) 2. Putar bidang sesar ke arah horizontal dengan sumbu putar jurusnya. Bidang AC ikut terputar sebesar kemiringan sesar sepanjang lingkaran kecil. (gambar 8.12c & 8.12 d) 3. Putar bidang AC tersebut 50 berlawanan arah jarum jam dengan sumbu putar vertikal (gambar 8.12e) 4. Putar kembali bidang sesar ke posisi semula dengan sumbu putar jurusnya, bidang AC ikut terputar (gambar 8.12f) 5. Kedudukan bidang yang ditanyakan adalah posisi AC setelah terputar, yaitu N1240E/300SW (gambar 8.12g). Catatan : Persoalan ini sama dengan perputaran bidang karena tidak diketahui besar pergeseran.


Sesar

73 N

N

C

X

320º

30º

X C A' ?

40º

E Y

A

Y

200º

A

S (b)

(a)

X

X

A''

X

30º

C

30º 30º

A

Y

Y

Y

(c)

(d)

(e)

N

A'' X

A'

E'

C

X 320º

A' º 3 0

30º

E

30º

124º

30º

Y

(f)

Y

E

E'

(g)

200º

A

Gambar 8.12 : Tahapan penyelesaian problem sesar rotasi


S

(h)


74

Contoh soal 2 :

Sesar dengan kedudukan N320E/30NE. Dibagian selatan sesar pada jarak yang tertentu tersingkap lapisan AC dan BD dengan kedudukan N200 0E/400NW dan N900E/510S. Lapisan-lapisan ini tersingkap di bagian utara dengan kedudukan N1240E/300SW dan N430E/700SE (gambar 8.11a). Tentukan besar pergeseran, besar sudut putar dan pusat perputaran. Penyelesaian : 1. Gambarkan kedudukan semua bidang dalam stereonet (gambar 8.13b) 2. Tentukan besar pitch dari masing-masing bidang di bagian utara dan selatan terhadap bidang sesar (gambar 8.13c), kemudian gambarkan dalam proyeksi orthografi. (gambar 8.13d). 3. Sudut putar bisa ditentukan dengan memotongkan salah satu bidang di utara dan selatan pada gambar orthografi yaitu bidang sama yang tersesarkan. (gambar 8.13e). 4. Pusat rotasi bisa ditentukan dengan membuat segitiga samakaki dengan sudut puncak sebesar sudut putar. (gambar 8.13e). Catatan : Dalam penggambaran orthografi harus diperhatikan posisinya terhadap bidang sesar, hal ini berhubungan dengan penggambaran pitch pada bidang sesar.


Sesar

75 N

N

X

320º

30º

30º

Peta C 40º

B

37º

D

90º

51º

E 8º

A

(b)

200º

70º 30º

0

S

100

200

C

300 Y

30º

(a) 3 0 º

37º

N e t s l i p

º 0 8

D E

80º

º 7 3

8º

(c)

Gambar 8.13 : Tahapan penyelesaian problem sesar rotasi


F

76


Pusat rotasi

R .

C

64º

. C

. . .

T ra c e

R' . . .

D

Strike 40º

E .

e a c T r

.

.

k e i r S t

58º

F

N

0

100

200

300

SOAL 1. Sesar translasi Suatu dike-diabas yang mempunyai kedudukan N100E/60SW dan suatu orevein dengan kedudukan N10W/65SW terpotong oleh sesar yang mempunyai kedudukan N45E/40NW. Dike-diabas bagian utara, ore-vein dan dike-diabas bagian selatan sesar masing-masing berjarak 300 m, 400 m dan 900 m dari suatu titik reference (ore-vein). Ditanyakan a. Berapa besar net slip (pergeseran total) b. Berapa besar komponen horizontal dan vertikal dari net slip c. Berapa besar plunge (penunjaman) dan rake dari net slip Skala 1 : 10.000 2. Sesar rotasi Sebuah sesar rotasi dengan kedudukan N700E/650SE memotong dike-pegmatit, dike-diabas dan ore-vein. Dike-pegmatit bagian utara dengan strike N3005E dan dip 500NE berjarak 250 m, sedang dike-pegmatit bagian selatannya mempunyai strike N330E dan dip 500NW berjarak 1325 m masing-maing dari titik reference. Ore-vein tersingkap di bagian selatan dengan jarak 675 m dari titik reference mempunyai strike N30E dan dip 50SE. Skala 1 : 10.000


?

77

Ditanyakan : a. Berapa besar net slip (pergeseran total) b. Berapa besar sudut rotasi c. Tentukan titik pusat rotasi d. Tentukan kedudukan dari ore-vein pada bagian utara sesar


Sesar

9. Lipatan 9.1 Pendahuluan

Lipatan adalah hasil perubahan bentuk atau volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan dari lengkungan pada unsur garis atau bidang didalam bahan tersebut. Pada umumnya unsur yang terlibat di dalam lipatan adalah struktur bidang, misalnya bidang perlapisan atau foliasi. Lipatan merupakan gejala yang penting, yang mencerminkan sifat dari deformasi ; terutama, gambaran geometrinya berhubungan dengan aspek perubahan bentuk (distorsi) dan perputaran (rotasi). Lipatan terbentuk bilamana unsur yang telah ada sebelumnya terubah menjadi bentuk bidang lengkung atau garis lengkung. Perlipatan adalah deformasi yang tak seragam (inhomogeneous) yang terjadi pada suatu bahan yang mengandung unsur garis atau bidang. Walaupun demikian, suatu deformasi yang menghasilkan lipatan pada suatu keadaan, tidak selalu demikian pada kondisi yang lain. Suatu masa batuan yang tidak mempunyai unsur struktur garis atau bidang, tidak menunjukkan tanda perlipatan. Perlu juga dipertimbangkan bahwa, suatu unsur yang sebelumnya berbentuk lengkungan dapat berubah menjadi bidang atau garis lurus, atau suatu unsur dapat tetap sebagai struktur bidang atau garis lurus setelah terjadi deformasi. 9.2 Deskripsi geometri pada lipatan

Secara geometri suatu lipatan dapat dideskripsikan sebagai suatu permukaan bidang lengkung yang tunggal. Bentuk suatu lipatan sangat beragam, dari yang sederhana sampai sangat rumit, yang sulit dideskripsikan secara terinci. Untuk kegunaan praktis, disamping metoda matematik, dipakai metoda deskriptif lain seperti pembuatan kontur struktur dan sebagainya. Sebagai penyederhanaan, suatu lipatan dapat dianggap sebagai suatu bentuk permukaan yang silindris dengan sumbu lipatan sebagai kerangka permukaan tersebut, dan unsur-unsurnya dapat ditunjukkan pada suatu penampang (profile) lipatan. Beberapa titik profil permukaan dideskripsikan seperti pada gambar 9.1. - Hinge point Titik maksimum pelengkungan pada lapisan yang terlipat. - Crest Titik tertinggi pada lengkungan. - Trough Titik terendah pada pelengkungan. - Inflection point Titik batas dari dua pelengkungan yang berlawanan. Geologi Dinamik – Geologi ITB

78

Lipatan

Gambar 9.1 Titik-titik yang dideskripsi pada profil permukaan lipatan silindris

Pada gambaran tiga dimensi, tempat kedudukan dari hinge-point pada satu permukaan lipatan akan berupa garis yang disebut sebagai hinge-line atau sumbu dari lipatan (fold-axis). Demikian pula titik-titik crest dan trough, yang merupakan perpotongan dari garis pada bidang profil, yaitu crestal-line, dan trough-line, yang sejajar dengan sumbu perlipatan. Tempat kedudukan dari titik dan garis ini bergantung pada orientasi dari permukaan lipatan terhadap bidang horisontal. Unsur-unsur lipatan yang umumnya dapat dideskripsikan kedudukannya diantaranya adalah (Gambar 9.2) : - Fold axis (sumbu lipatan/hinge line) Garis maksimum pelengkungan pada suatu permukaan bidang yang terlipat. - Axial plane (bidang sumbu) Bidang yang dibentuk melalui garis-garis sumbu pada satu lipatan. Bidang ini tidak selalu berupa bidang lurus (planar), tetapi dapat melengkung lebih umum dapat disebutkan sebagai Axial surface.

- Fold limb (sayap lipatan) Secara umum merupakan sisi-sisi dari bidang yang terlipat, yang berada diantara daerah pelengkungan (hinge-zone) dan batas pelengkungan (inflection line).

9.3 Dasar Klasifikasi Lipatan

Lipatan dapat diklasifikasikan dengan bermacam kriteria. Pada umumnya klasifikasi ini didasarkan pada sifat yang dapat dideskripsikan unsur-unsurnya secara geometri seperti yang telah dibahas sebelumnya. Klasifikasi dan penamaan Geologi Dinamik – Geologi ITB

79


jenis lipatan umumnya juga secara tidak langsung akan mencerminkan sifat kejadian atau pembentukan lipatan secara tidak langsung kan mencerminkan sifat kejadian atau pembentukan lipatan tersebut dan jenis atau material yang terlibat. misalnya lipatan yang ketat (tight) mencerminkan deformasi yang kuat, lipatan yang sejajar (paralel) umumnya terjadi pada lapisan yang kompeten dan sebagainya.

Gambar 9.2 Unsur-unsur pada suatu lipatan

9.3.1 sudut antar sayap (interlimb angle) Sudut antar sayap adalah sudut yang terkecil yang dibentuk oleh sayap-sayap lipatan, dan diukur pada bidang profil suatu lipatan (gambar 9.3). Sudut ini mencerminkan sifat keketatan (tightness) dari lipatan. Fleuty (1964) membuat klasifikasi seperti pada tabel 9.1.

Gambar 9.3 Sudut antar sayap (interlimb angle)


80

Lipatan

Tabel 9.1 klasifikasi berdasarkan sudut antar sayap Sudut antar sayap

1800 - 1200 1200 - 700 700 - 300 300 -00 00

Deskripsi lipatan

Gentle (landai) Open (terbuka) Close (tertutup) Tight (ketat) Isoclinal (isoklin)

9.3.2 Sifat simetri Simetri merupakan salah satu kriteria untuk menyatakan bentuk dari suatu permukaan silindris. Sifat simetri ditentukan oleh bidang yang melalui hinge-line dan membagi sama-besar sudut antar sayap lipatan, yang disebut bidang simetri. lipatan ini disebut sebagai lipatan simetris, dan keseluruhan lipatan memiliki sifat simetri orthorhombic. Suatu seri dari lipatan dikatakan simetri apabila masingmasing mempunyai sifat simetri, dan mempunyai pola yang periodik. Dalam hal ini, bidang-bidang yang membatasi permukaan lipatan akan berupa bidang yang lurus (planar) dan saling sejajar, dan bidang yang melalui titik-titik batas pelengkungan (inflection point) akan tepat terletak ditengah bidang-bidang tersebut yang disebut sebagai median. Pada lipatan simetri, besaran amplitude dan panjang gelombang (wavelenght), yang perbandingannya merupakan parameter untuk bentuk lipatan, akan mudah dideskripsi (gambar 9.4a).

A i

i

Median Surface

A

A 1

i

W

W

W

i A 2

(a)

(b)

(c)

Gambar 9.4 Besaran suatu lipatan W = wavelenght, A = amplitude

Apabila jejak dari bidang yang melalui hinge-line (hinge surface) bukan sebagai bidang simetri, lipatan tersebut disebut sebagai lipatan asimetris, yang hanya mempunyai sifat simetri monoklin. Untuk itu perlu ditambahkan sifat asimetrinya, umumnya disebutkan sifat arah miring bidang sumbunya (vergence), atau arah relatif puncak antiform terhadap puncak sinform nya (gambar 9.4 b,c), misalnya arah mata angin, kiri-kanan atau perputaran jarum jam bagi lipatan yang sumbunya menunjam.


81


Apabila sifat asimetri dari lipatan makin besar, deskripsi dapat diberikan dengan sifat-sifat seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.4 b,c. 9.3.3 Kedudukan lipatan Berdasarkan bentuknya, lipatan yang kemiringan bidang sayapnya menuju ke arah yang berlawanan, disebut sebagai Antiklin, dan synform, kemiringan bidang sayapnya menuju ke satu arah, disebut sebagai Sinklin. Kedudukan lipatan ditanyakan dari kedudukan sumbu lipatan (fold axis) dan bidang sumbu lipatan (axial plane/axial surface). Fleuty (1964) membuat klasifikasi yang didasarkan pada kedua sifat kedudukan tersebut, dan secara lebih tepat menyatakan besaran kecondongannya kemiringan dan penunjamannya. Deskripsi yang diberikan merupakan gabungan dari kedua kriteria yang ada, yaitu kemiringan dari bidang sumbu dan penunjaman dari garis sumbu (Tabel 9.2). Tabel 9.2 Penamaan untuk kedudukan lipatan (Fleuty, 1964) Sudut

0 1 - 10 10 - 30 30 - 60 60 - 80 80 - 89 90

Istilah

Kemiringan bidang sumbu

Horizontal Subhorizontal Gentle Moderate Steep Subvertical Vertical

Recumbent fold Recumbent fold Gently inclined fold Moderately inclined fold Steeply inclined fold Upright fold Upright fold

Penunjaman garis sumbu

Horizontal fold Horizontal fold Gently plunging fold Moderately plunging fold Steeply inclined fold Vertical fold Vertical fold

Perlu dicatat bahwa beberapa gabungan untuk penamaan lipatan tidak dapat diberikan, karena garis sumbu posisinya berada pada bidang sumbu, misalnya, jenis lipatan gently - inclined, steeply - plungging fold tidak mungkin diberikan atau tidak ada. Klasifikasi ini agak sulit dipakai mengingat kerangka yang digunakan adalah kedudukan dari sumbu lipatan, yang penunjamannya terukur pada bidang vertikal yang tidak ada hubungannya dengan geometri lipatan. Untuk mengatasi ini dapat dipakai kriteria pitch garis sumbu dan kemiringan bidang sumbu. Kesulitannya adalah mengukur besaran pitch dilapangan. Klasifikasi yang lebih sederhana dengan menggabungkan besaran penunjaman dan pitch, seperti bagan bentuk lipatan yang ditunjukkan pada gambar 9.5. Rickard (1971), membuat diagram segitiga yang memperhitungkan tiga variabel, yaitu ; kedudukan bidang sumbu lipatan (kemiringan) dan sumbu lipatan (penunjaman dan pitch terhadap bidang sumbu lipatan), seperti ditunjukkan pada gambar 9.6. Geologi Dinamik – Geologi ITB

82

Lipatan

Pasangan kemiringan dan pitch dari suatu lipatan ditunjukkan sebagai titik pada perpotongan garis lurus, yang angkanya dibaca sepanjang tepi dasar dan kiri diagram (gambar 9.6a). Untuk penunjaman digunakan kurva dan angka pada tepi kanan diagram. Jenis-jenis kedudukan lipatan dapat ditentukan pada diagram gambar 9.6 b. Untuk dapat memberikan kedudukan yang lebih pasti pada lipatan yang miring (inclined fold), Rickard mengusulkan untuk memberikan indeks besaran angka dari kemiringan (D) dan penunjaman dari (P), misalnya ; - Upright fold (D85P25), menurut klasifikasi Fleuty (Tabel 9.2) adalah Upright, gently, plunging fold. - Inclined fold (D70P45), Steeply inclined, moderately-plunging fold. - Reclined fold (D56P55), Moderately-inclined fold. Diagram ini juga dapat digunakan untuk berbagai lipatan secara lebih terinci pada suatu wilayah, misalnya bila terdapat suatu perubahan kedudukan pada arah atau geometri lipatan-lipatan tersebut.

Vertical

Upright plunging

Reclined

Inclined plunging

Upright horizontal

Inclined horizontal

Recumbent

Gambar 9.5 Bagan kemungkinan bentuk-bentuk kedudukan lipatan Geologi Dinamik – Geologi ITB

83


80

80

70

70

60

60

c

h 50 c t i P

50

P l u n g e

40

40 b 30

20

30

20

a

10

10

80

70

60

50

40

30

20

10

Dip (a) Vertical folds

s h l d o t c i f t P h g i r p U

Horizontal Upright folds

Inclined folds

Horizontal folds

R e c l P l i n u e d n g f o l e d s

Recumbent folds

Dip (b)

Gambar 9.6 a. Diagram segitiga untuk menentukan kedudukan lipatan b. Penggunaan diagram untuk klasifikasi lipatan (Rickard, 1971)


84

Lipatan

9.3.4 Isogon Pada umumnya, hampir semua lipatan terdiri lebih dari satu permukaan, untuk ini diperlukan cara untuk membahas hubungan ruang dan geometri antara bidang bidang lengkung yang membentuk lipatan. Tempat kedudukan dari semua hingeline, yang disebut sebagai hinge surface, merupakan unsur yang penting. Bidang permukaan ini seringkali dianggap sama dengan bidang sumbu (axial plane) atau axial surface, akan tetapi tidak berhubungan langsung dengan sumbu. Suatu lipatan yang tidak silindris mempunyai bidang permukaan sejenis ini, tetapi tidak merupakan sumbu lipatan. Oleh karena itu lebih sesuai disebut sebagai hinge surface (gambar 9.7).

Gambar 9.7 Hinge surface pada lipatan silindris

Bidang sumbu lebih dikhususkan untuk bidang yang sejajar dengan hinge surface yang melalui keseluruhan dari lipatan silindris. Dengan pengertian yang sama dengan hinge surface, akan terdapat inflection surface, yang merupakan tempat kedudukan dari garis batas lengkung, crestal surface dan trough surface. Hubungan geometri dari dua permukaan lengkung tergantung pada pelengkungan relatif dan jarak antara keduanya, Cara sederhana untuk menyatakan hubungan sumbu adalah dengan membuat garis dari titik-titik pada dua permukaan lipatan dimana kemiringan (atau kemiringan semu) yang sama Geologi Dinamik – Geologi ITB

85


dibuat dari kerangka horisontal, pada suatu bidang profil. Garis-garis ini disebut Isogon. Isogon kemiringan merupakan suatu pola yang dapat dipakai untuk membedakan bentuk lipatan dan juga merupakan dasar untuk klasifikasi geometri lipatan yang mudah untuk diterapkan.

Cara membuat isogon

Isogon dapat dibuat secara langsung dengan menggambarkan dari berbagai lengkungan dari suatu gambar atau foto yang diambil sepanjang sumbu lipatan. Langkah pertama adalah memilih datum (kerangka horisontal). Pada masingmasing jejak dari dua permukaan lipatan yang berdekatan, dibuat suatu seri kemiringan yang menyinggung permukaan lipatan. Hubungkan titik-titik singgung pada permukaan lipatan, dari kemiringan yang sama (gambar 9.8). Interval kemiringan 100 atau 200 cukup memadai untuk melihat pola isogonnya. α

TPα

60º

α

t Pα

α

t Qα

t Po

t Qo

TQα

(a)

Horizontal

10º

(b)

Gambar 9.8 Isogon kemiringan a. Cara membuat isogon dengan kemiringan α dan β b. Cara membuat isogon dengan bantuan busur derajat dan mistar


86

Lipatan

Klasifikasi isogon

Dasar yang dipakai pada klasifikasi ini adalah sifat kesejajaran dari isogon serta arah dari sifat konvergensi dan divergensinya. Bagian dalam dari busur lipatan dipakai sebagai kerangka untuk arah konvergensi isogon. Didasarkan pada sifat ini, terdapat lima jenis lipatan (Ramsay, 1967), yaitu luar lebih kecil daripada bagian dalam, jarak terkecil dari dua permukaan lipatan terletak searah hinge surface (gambar 9.9) : - lipatan dengan isogon konvergen kuat (1A), lenkungan pada busur luar lebih kecil daripada bagian dalam, jarak terkecil dari dua permukaan lipatan terletak searah hinge surface (gambar 9.9a). - lipatan paralel (1B), lengkungan pada busur dalam lebih besar, jarak dari dua permukaan lipatan tetap, yang disebut sebagai ketebalan ortogonal lapisan (gambar 9.9b). - lipatan dengan isogon konvergen lemah (1C), lengkungan pada busur luar lebih besar, jarak terbesar dari dua permukaan lipatan terletak pada hinge surface (gambar 9.9c). - lipatan similar (2), kedua lengkungan lipatan identik, dan isogon sejajar, jarak antara lengkungan yang diukur pada isogon tetap, yang disebut sebagai ketebalan bidang sumbu (gambar 9.9d). - lipatan divergen (3), lengkungan pada busur dalam lebih kecil daripada bagian luar (gambar 9.9e).

(b)

(a)

(d)

(c)

(e)

Gambar 9.9 Klasifikasi isogon (Ramsay, 1967)


87


Selain klasifikasi, dasar ini juga dipakai untuk mendeskripsi bentuk lipatan, dari pola isogonnya, pada satu lapisan tunggal. Berbagai cara dapat dilakukan, yaitu dengan memplot garis normal ortogonal dan ketebalan bidang sumbu sebagai fungsi dari kemiringan, α (Ramsay, 1967). Cara yang lebih sederhana adalah memperhitungkan besaran sudut isogon φ sebagai fungsi dari α (Hudleston, 1973). Gambar 9.10a menunjukkan cara membuat sudut isogon dari garis normal setiap isogon kemiringan. Variasi dari φ dan α ditunjukkan sebagai kurva pada diagram 9.10b. -90 α

3

-60

-30

φ

A

2

1A

1B

1B

1C 1 b m i L

φ 0

1C 2 m u t a D

1

2 b m i L

+30

2

1A +60

+90 -90

-60

-30

0

α

+30

+60

+90

(b)

(a)

Gambar 9.10 Pola isogon pada satu lapisan tunggal a. Pembuatan sudut isogon φ b. Diagram yang menunjukkan kurva φ terhadap α

9.4 Lipatan Sejajar (parallel fold)

Lipatan paralel adalah bentuk lipatan yang ketebalan (ortogonal) lapisannya tetap. Pembentukan lipatan ini dapat dibayangkan sebagai susunan lapisan-lapisan yang saling bergeser (flexural slip) apabila dilipat (Gambar 9.11).

Gambar 9.11 Gambaran pergeseran lapisan (flexural slip) pada perlipatan


88

Lipatan

9.4.1 konstruksi penampang pada lipatan sejajar Dasar dari metoda ini adalah anggapan bahwa lipatan merupakan bentuk busur dari suatu lingkaran dengan pusatnya adalah perpotongan antara sumbu-sumbu kemiringan yang berdekatan (gambar 9.12). Metoda ini disebut sebagai metoda busur lingkaran (arc method). O2 O2 B

A

A

C

B

C B

A 30º

O

O1

O1

30º

O1

Gambar 9.12 Cara pembuatan busur lipatan (Busk, 1929)

Dalam metoda ini rekonstruksi bisa dilakukan dengan menghubungkan busur lingkaran secara langsung (Gambar 9.13) apabila data yang ada hanya kemiringan dan batas lapisan hanya setempat. O1 O8 M

N P

O2

O7

L A

B

C

D E

F

G

H

I

K O6 O5 R O3 S

O4

Gambar 9.13 Rekonstruksi lipatan sejajar dengan metoda busur, menunjukkan jejak dari hinge surface (Busk, 1929)


89


Apabila batas-batas lapisan dijumpai berulang pada lintasan yang akan direkonstruksikan, maka pembuatan busur lingkaran dilakukan dengan interpolasi. Metoda Higgins (1962)

A 40º

B B I S E C T O R A B

INTER POLATED DIP

50º

Ob C

Z

D Oa

Gambar 9.14 Interpolasi antara dua kemiringan terukur (Higgins, 1962)

- tarik garis normal kemiringan di A dan B - tentukan Oa sembarang di seberang bisector AB - tentukan D dimana Aoa = BD, tarik sumbu Doa didapat Ob - Oa dan Ob adalah pusat lingkaran untuk interpolasi

Metoda Busk (1929) P

A

B B I S E C T O R A B

40º

50º

Oc

C

Z Od

Gambar 9.15 Interpolasi antara dua kemiringan terukur (Busk,1929)

- tarik garis normal dan perpanjang kemiringan di A dan b - tarik garis tegak lurus AB berpotongan di masing-masing garis normal di Oc dan Od - Oc dan Od adalah pusat lengkungan interpolasi Geologi Dinamik – Geologi ITB

90

Lipatan

9.4.2 Cara konstruksi lipatan tak sejajar Salah satu cara untuk mengkonstruksi lipatan yang tak sejajar yaitu dengan Metoda Boundary ray. Dasar dari metoda ini bahwa penipisan atau kompaksi lapisan batuan adalah fungsi dan kemiringan. (Coates, 1945 dan Gill, 1953). Dengan dasar ini, disusun suatu tabel untuk mendapatkan posisi boundary ray yang dipakai untuk batas rekonstruksi lipatan. Tabel tersebut dibuat untuk bermacam penipisan, tergantung pada sifat batuan. Cara mendapatkan boundary ray (gambar 9.16)

- Kemiringan lapisan adalah 550 dan 400. Posisi boundary ray didapatkan dari perpotongan perpanjangan kemiringan. - Arah dari boundary ray didapatkan dengan menggunakan tabel. Misalnya digunakan tabel dengan maksimum penipisan 45%, kemiringan kecil (400) dipakai sebagai ordinat dan kemiringan besar (550) dipakai sebagai absis, didapatkan sudut 610 dan 400. - Untuk kemiringan yang berlawanan dipakai bagian yang bawah yaitu 40 dan diukurkan pada kemiringan yang besar 550. - Untuk kemiringan yang searah, dibuat lebih dulu garis bisectornya kemudian diukurkan pada garis yang sejajar dengan kemiringan yang besar. - Untuk mendapatkan posisi boundary ray dari tabel kemiringan lapisan diinterpolasi dan dikelompokkan lebih dulu menjadi kelipatan 50 lihat tabel 9.3. Vertical section

59º Boundary Ray Angle from r t o tables e c i s B

59º

Surface 40º

40º 40º

55º

40º

40º

55º

55º

40º Boundary Ray Angle from tables Boundary Ray

40º Boundary Ray Angle from tables Boundary Ray

(a)

(b)

Boundary Ray

(c)

50º thinning tables used in these examples

Gambar 9.16 Cara perhitungan sudut Boundary ray (bedgley, 1965)

Apabila pembuatan penampang tidak tegak lurus jurus lapisan, maka yang dipakai adalah kemiringan yang telah dikoreksi (gambar 9.17).



91

Gambar 9.17 Contoh rekonstruksi boundary ray pada penampang yang tidak tegak lurus jurus.

Dalam rekonstruksi lipatan seringkali arc method digabungkan dengan metoda tangan bebas (free hand method) apabila diketahui adanya penipisan pada daerah tertentu. Metoda ini juga dipakai apabila terdapat penipisan dan penebalan yang tidak teratur. Cara penggambarannya ialah dengan menghubungkan batas-batas lapisan mengikuti orientasi kemiringan.


92

Lipatan

Tabel 9.3 a Sudut Boundary Ray untuk penipisan 10% dan 25%

0 0 5 10 15 20 ) e t a n i d r o ( t n i o P n o i t c e r i d p i D t a p i D e l t n a G

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Boundary Ray Angles for Compactional Thinning of 10 Per Cent Steeper Dip of Dip Intersection Point (Abscissa) 5 10 50 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 87 84 82 79 76 74 71 68 65 63 60 58 55 33 50 47 87 84 82 79 76 74 71 68 65 63 60 58 55 32 50 47 87 84 81 79 76 73 70 68 65 62 60 57 34 52 49 82 80 77 74 71 69 66 63 61 58 55 53 30 47 45 86 84 81 78 75 72 70 67 64 62 59 37 54 52 77 75 72 69 66 64 61 58 56 53 50 48 45 43 86 83 80 77 74 72 69 66 64 61 59 56 54 72 70 67 64 61 69 56 53 51 48 46 43 40 85 83 80 77 74 72 69 66 64 61 59 56 67 65 62 59 56 54 51 49 46 43 41 38 85 82 79 77 76 71 69 66 64 61 58 62 40 57 54 52 49 46 44 41 38 36 84 82 79 76 74 71 68 66 63 61 57 55 52 49 47 44 41 39 36 34 84 81 79 76 73 71 68 65 63 52 50 47 44 42 39 36 34 31 63 81 78 76 73 70 68 65 47 45 42 39 37 34 32 29 83 81 78 34 73 70 67 42 40 87 78 32 29 27 Example when adjoining 83 80 37 75 72 70 37 85 80 30 27 24 Dips are 85° and 90° 82 35 77 75 72 32 82 27 25 22 91° for dip in the some direction 27 80 77 74 25 22 20 3° for opposed direction 82 80 77 22 20 17 82 79 17 15 82 12

85 45 45 47 42 49 40 51 38 54 36 56 33 58 31 60 29 63 26 65 24 67 22 69 20 71 17 74 15 77 12 79 10 81 8

90 42 42 44 40 47 38 49 35 51 33 53 31 56 29 58 26 60 24 64 22 65 19 67 17 69 15 72 12 74 10 77 7 79 5 81 2


93


0 0

Boundary Ray Angles for Compactional Thinning of 25 Per Cent Steeper Dip of Dip Intersection Point (Abscissa) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 87 84 81 74 76 71 68 65 62 59 56 54 51 48 45 42 87 84 81 74 76 71 68 65 62 59 56 54 51 48 45 42 86 83 79 76 73 70 67 64 61 58 55 52 50 47 44 82 79 76 73 70 66 63 60 57 55 52 49 46 43 40 84 81 78 75 72 69 66 63 60 57 54 51 49 46 77 74 71 68 65 62 59 56 53 50 47 44 41 39 83 80 77 74 71 68 65 62 59 56 53 50 48 72 69 66 63 60 57 54 51 48 45 42 39 37 82 79 76 73 70 67 64 61 58 55 52 49 67 64 61 58 55 52 49 46 43 40 38 35 81 78 75 72 69 66 63 60 57 54 51 62 59 56 53 50 47 44 41 38 36 33 80 77 73 71 67 65 62 59 36 53 57 54 51 48 45 42 39 37 34 31 78 75 72 69 64 63 61 58 55 52 49 46 43 40 37 35 32 29 76 74 71 68 65 62 60 57 47 44 41 38 35 33 30 27 76 73 70 67 64 62 59 42 39 36 33 31 28 25 75 72 69 66 63 61 37 34 31 29 26 23 0 74 71 68 65 63 32 29 27 24 21 ° 69 for dips in the some direction 0 73 70 67 65 3 for opposed dips 27 24 22 19 72 69 67 22 20 17 71 69 17 15 71 12

90 37 37 5 39 35 10 41 33 15 42 31 20 44 30 ) e t 25 46 a n 28 i d r 30 48 o ( 26 t n i 35 50 o P 24 n o i 40 51 t c e 22 r i d 45 53 p i 20 D t 50 55 a p 18 i D 55 57 e l t 16 n a 60 59 G 14 65 61 12 70 63 10 75 65 7 80 67 5 85 69 3 Notes Angles shown in the table are those between the stepeer dip and the boundary ray between adjecting dip zones (Modified ether W. D. Gill)


85 40 40 41 38 43 36 45 34 47 32 49 30 50 28 52 27 54 25 56 27 58 21 60 19 62 16 64 15 66 12 68 10 70 7

94

Lipatan

Tabel 9.3.b Sudut Boundary Ray untuk penipisan 40% dan 50%.

0 0

Boundary Ray Angles for Compactional Thinning of 40 Per Cent Steeper Dip of Dip Intersection Point (Abscissa) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 87 83 80 76 73 69 66 62 59 56 52 49 46 43 40 37 87 83 80 76 73 69 66 62 59 56 52 49 46 43 40 37 85 81 78 74 71 67 64 60 57 54 51 47 44 41 36 82 78 75 71 68 64 61 58 54 51 48 45 41 38 35 83 79 76 72 69 65 62 59 55 52 49 46 43 39 77 73 70 66 63 59 56 53 49 46 43 40 37 34 81 77 74 70 67 63 60 57 53 50 47 44 41 72 68 65 61 58 55 51 48 45 42 39 36 33 79 75 72 68 65 61 50 55 52 48 45 42 67 63 60 56 53 50 47 43 40 37 34 31 77 73 70 66 63 60 56 53 50 47 44 62 58 55 52 48 45 42 39 36 33 30 75 71 68 64 61 58 54 51 48 45 57 53 50 47 43 40 37 34 31 28 73 69 66 62 59 56 53 49 46 52 48 45 42 39 36 33 30 27 71 67 64 61 57 54 51 48 47 43 40 37 34 31 28 25 69 66 62 58 55 52 49 42 39 35 22 29 26 23 67 64 60 37 54 50 37 34 31 28 25 22 65 62 58 55 52 32 29 26 23 70 63 60 57 53 27 24 21 18 55° for dips in the some direction 61 58 55 22 19 16 2° for opposed dips 60 56 17 14 58 12

85 34 34 35 33 37 31 38 30 39 28 40 27 42 25 43 24 45 22 46 21 47 19 49 17 50 15 52 14 53 12 55 10 56 7

90 31 31 5 32 30 10 34 28 15 35 27 20 36 26 ) e t 25 38 a n 24 i d r 30 39 o ( 23 t n i 35 40 o P 21 n o i 40 41 t c e 20 r i d 45 43 p i 18 D t 50 44 a 16 p i D 55 46 e l t 15 n a 60 47 G 13 65 48 11 70 50 9 75 51 7 80 53 5 85 55 2 Notes Angles shown in the table are those between the stepeer dip and boundary ray between adjoining dip zones (Modified after W. D. Gill)


95


0 0

Boundary Ray Angles for Compactional Thinning of 50 Per Cent Steeper Dip of Dip Intersection Point (Abscissa) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 86 83 79 75 71 68 64 60 57 53 50 46 43 39 36 33 86 83 79 75 71 68 64 60 57 53 50 46 43 39 36 33 84 80 76 73 69 65 62 57 54 51 47 44 40 37 34 81 78 74 70 66 63 59 56 52 48 45 42 38 35 32 81 78 74 70 66 63 59 56 52 48 45 42 38 35 76 73 69 65 62 58 54 51 47 44 40 37 34 31 79 75 71 68 64 60 57 53 50 46 43 39 36 71 68 64 60 57 53 50 46 43 39 36 33 30 76 73 69 65 61 58 54 51 47 44 40 37 66 63 59 55 52 48 45 41 38 35 32 28 74 70 66 63 49 55 52 48 45 41 38 61 58 54 51 47 44 40 37 34 30 27 71 68 64 60 57 53 49 45 42 39 56 53 49 46 42 39 36 32 29 26 69 65 61 58 54 51 47 43 40 51 48 44 41 38 34 31 28 25 66 63 59 55 52 48 45 41 47 43 40 36 33 30 26 23 64 60 56 53 49 46 42 42 38 35 31 28 25 22 61 58 54 50 47 43 37 33 30 27 24 21 59 55 51 48 44 32 28 25 22 19 56 53 49 45 44° for dips in the some direction 27 24 20 18 2 for opposed dips 54 50 46 22 19 16 51 48 17 14 49 12

90 27 27 5 28 26 10 29 25 15 30 24 20 31 22 ) e t 25 31 a n 21 i d r 30 32 o ( 20 t n i 35 33 o P 19 n o i 40 34 t c e 18 r i d 45 35 p i 16 D t 50 36 a p 15 i D 55 37 e l t 14 n a 60 38 G 12 65 39 10 70 40 9 75 42 7 80 42 5 85 44 2 Notes Angles shown in the table are those between the stepeer dip and boundary ray between adjoining dip zones (Modified efter W. D. Gill)


85 30 30 31 29 32 28 33 26 34 25 35 24 36 23 37 22 38 20 39 19 40 18 41 16 42 15 43 13 44 11 45 9 46 7

96

Lipatan

m u t a d p i d o r e Z

n o g o B a l o p i r a d n a t a p i l k u t n e b i r t e m o e g n a k i s u k s i d o , 0 2 p i d l a v r e t n i a d a p " n o g o s I p i d " n a k i s k u r t s n o K


97


H F

E D

p G J

C

B

i g o l o t i l s a t a B A

D F

u m e s n a g n i r i m e K

G F

E F G . .. . .. . .. ... ... . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . .. . .. . .. . .. .

H

. .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . . .. .. . . . . . . . .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. . . . . .


I

J

h S

I

s S

H

1 G : o n l a o s s S F k u t n u l a h k S E i t r e v n a t s a S D y a S h S

y a l C

C

s S

B

y a l A C

: n a g n u b a g a d o t e " m n d o a h g t n e e d m i d n n i a n h a t e a e r p f i l n n a a d k i d s k o h u r t t s e n m o k e r e A R "

98

Lipatan

t u a L r u m i T

u m e s n a g n . i . I I r i B R . . B . . . . . . m B C U L K F R B e . . . . . . . . F F F F F F F F K

. I B . L

K

i s a m r o f k a t n o K

. m 0 0 4

0 0 2

0

. I B . L

º 0 2

. I B . U

. I B . L

º 5 3

º 0 2

º 5 3 º 5 3

K

º 5 3

F º 5 4 º 5 4

K

º 5 4 º 5 4

a y a D t a r a B

º 0 3

º 5 1

º 5 1

. I B . U

. I B . L

: a d o t e m n ) a % g 0 n 1 e d n i a s n i i p n i a n t a e p p ( i l n " a y a k i R s k y r u r a t s d n n o u k o e B R "

º 5 1


Analisa Struktur Geologi 10.1 Pendahuluan

Analisa struktur geologi dapat dilakukan dengan beberapa tahapan dan cara, dimulai dengan deskripsi geometri, analisa kinematika, yaitu mempelajari sifat gerak dan perubahan yang terjadi pada batuan, sampai pada analisa dinamikanya, yaitu mempelajari pengaruh gaya atau tegasan yang menyebabkan terjadinya deformasi pada batuan. Analisa struktur dapat dilakukan secara langsung, artinya dengan pengamatan secara seksama pada suatu singkapan, atau secara tidak langsung yaitu dengan mempelajari dari peta-peta atau citra yang ada, penampang, dari pemboran atau profil seismik, yang kemudian dilanjutkan dengan menerapkan teori-teori dan konsep-konsep yang berlaku, untuk sampai pada suatu interpretasi. Pengamatan secara langsung dilapangan merupakan langkah yang sangat fundamental. Pada pengamatan secara langsung, selain analisa yang sifatnya deskriptif geometri, juga dapat dilakukan pengamatan tentang kinematikanya, misalnya, jenis kekar, gejala lipatan seretan (drag fold) karena sesar, cermin sesar (slickensides), gores-garis (striation), stilolit, bidang belahan dan sebagainya. Hasil analisa ini sangat bermanfaat untuk secara langsung dapat memastikan tentang jenis struktur dan menginterpretasikan sifat dari gaya atau tegasan (proses dinamika) yang bekerja pada pembentukan struktur tersebut. Dalam kenyataan di lapangan struktur geologi seringkali tidak dijumpai dalam keadaan yang baik dan lengkap. Beberapa faktor pembatas, antara lain adalah keadaan singkapan (Soil yang tebal, vegetasi yang lebat, dan lain-lain), dan jangkauan pengamatan. Oleh karena itu pengamatan bentuk bentang alam (Geomorfologi) dan interpretasi foto udara seringkali membantu dalam analisa struktur.

10.2 Penyajian Data

Untuk mempelajari struktur geologi di lapangan lebih terperinci, seringkali dilakukan pengamatan dan pengukuran beberapa jenis unsur struktur dalam jumlah banyak. Hasil pengukuran unsur struktur dilapangan sebelum dianalisa, terlebih dahulu diolah dan disajikan pada peta, penampang terinci dan dilengkapi dengan diagram-diagram. Penyajian pada diagram merupakan pengelompokkan satu atau beberapa jenis unsur struktur, yang umumnya disajikan dalam bentuk diagram frekwensi/roset atau diagram kontur. Beberapa unsur struktur yang bidang


100

Analisa Struktur Geologi

perlapisan atau foliasi, sumbu lipatan, cermin sesar, lineasi mineral, milonit, orientasi fragmen dan sebagainya. 10.2.1. Diagram Roset Diagram roset dipakai untuk penyajian data hasil pengukuran arah atau jurus, yang ditunjukkan sesuai dengan azimuthnya, dan frekwensinya ditunjukkan dalam besaran persentase dari total pengukuran. Diagram roset digambarkan dalam lingkaran penuh atau setengah lingkaran dengan jari-jari sebagai fungsi dari kerapatan dan busur lingkaran sebagai arahnya. Beberapa bentuk diagram roset ditunjukan dalam (gambar 10.1 a, b, c). Pengelompokkan dilakukan pada arah NE dan NW atau SE dan SW dalam interval tertentu dan kerapatannya dinyatakan dalam prosen (%), terhadap jumlah seluruh pengukuran, biasanya jari-jari lingkaran adalah jumlah % terbesar. Pada diagram, sehingga gambar unsur struktur yang disajikan lebih nyata pada peta. Apabila diagram doset yang dibuat setengah lingkaran, perlu diingatkan bahwa pembuatan interval pada NE dan SW atau NW dan SE harus tidak berimpit, misalnya satu interval yang sama N 00 - 90E tidak boleh sama dengan N 100E 190E atau N 1900E - 1990E dan seterusnya. N 25º E

2

1

N

1

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

9

9

25%

a. Setengah lingkaran

20

15

10

5

0

5

10

b. Lingkaran penuh

15

20

25%

c. Bentuk pita

Gambar 10.1 Diagram roset dan beberapa jenis cara penyajiannya


101


10.2.2. Diagram Kontur Diagram kontur ini dipakai untuk data hasil pengukuran unsur struktur, arah atau jurus dan besar penunjaman atau kemiringan. Dasar yang dipakai adalah proyeksi kutub suatu bidang. Diagram kontur dibuat untuk mendapatkan distribusi dan kerapatan dari hasil pengukuran dalam suatu area lingkaran proyeksi. Oleh karena itu jaring yang digunakan adalah jaring Schmidt (equal area). Untuk mendapatkan diagram ini, semua hasil pengukuran di lapangan digambarkan dalam proyeksi kutub, kemudian kerapatannya dihitung dengan jaring penghitung (Kalsbeek Net), yang hasilnya merupakan angka kerapatan (gambar 10.2 a). Untuk menghitung kerapatan dalam diagram, hasil proyeksi seluruh pengukuran dibentangkan diatas jaring penghitung. Cara perhitungannya ditunjukkan pada gambar 10.2 b. Perhitungan dilakukan pada setiap titik ujung segitiga dan angka yang didapat adalah jumlah titik proyeksi yang tercakup dalam 6 buah segitiga yang melingkupi nya. Beberapa perkecualian ialah apabila titik proyeksi dipinggir, maka perhitungan akan dilakukan bersama dengan titik proyeksi yang terletak berhadapan. 6 B

C A

5

D

3

C

4

B

6

( a)

(b)

Gambar 10.2.a Jaring penghitung Kalsbeek b. Cara perhitungan kerapatan


4

102


Tahap selanjutnya adalah pembuatan kontur yang sesuai dengan distribusi dan harga kerapatannya. Prinsip pembuatan kontur ditunjukan dalam gambar 10.3. (A = garis kontur berharga 1) harga kontur merupakan harga persentase dari seluruh pengukuran.

0 0 1 0

2 1

2

0

2

0

1 0

1 1

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

0 0

1

1

0

1

1

0

1

2

1

1

0

1

1

1

1

0 0

1

1 1

4

0

0

0

0

0

0

0

0 0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

2

2 2

1

2

0

3 3

2

1

2

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

1 0 1

0 1

2

2

1

1

1

2

3

3

3

C

1

1 1

0

0

2 2

3

1

0

0

1 1

2

2

0 0

0

1

1 0

0

0

1

1 0

0

1 1

0 0

0

0

1

1 1 4

1

1

5

2

0

1

6

1 0

0

1

1 1

0

7

1

0

1

0

1 1

6

2

0

0 0

2

1

1

0

1

1

A

0

1

0

3

0

0

0 0

1

0 0

0

0

1

2

B

0 0

(a)

(b)

Gambar 10.3 Cara pembuatan kontur (Ragan, 1979)

Selain menggunakan Schmidt net ada cara lain yang lebih praktis untuk memperoleh proyeksi kutub, yaitu dengan Polar Equal Area Net akan tetapi jaring ini hanya dapat dipakai untuk mendapatkan proyeksi kutub (gambar 10.4).

Gambar 10.4 Polar Equal Area Net


103


10.3. Analisa Lipatan

Didalam analisa struktur lipatan, hubungan sudut antara garis dan bidang dapat diselesaikan dengan deskripsi geometri. Cara yang lebih praktis adalah dengan menggunakan jaring stereografi, terutama bila kita berhadapan dengan struktur yang kompleks. 10.3.1 S-Pole.Pi(π) dan Beta (β) Diagram Suatu hasil pengukuran kedudukan bidang-bidang perlapisan diplot pada jaring stereografi. Hasil perpotongan dari proyeksi-proyeksi tersebut akan mengumpul pada satu titik yang disebut Diagram Beta ( β), yang menunjukan kedudukan sumbu lipatan (gambar 10.5 a). Apabila diplot kutub-kutub dari bidangnya, akan menghasilkan kelompok titiktitik proyeksi yang penyebarannya mengikuti garis lingkaran besar. Titik-titik proyeksi ini disebut Diagram S-Pole (gambar 10.5 b.). N N

N

3

3

β

1

β

1

2 P5 P4 P6 P3 P1

5

P2

4 6

(a)

(b)

Gambar 10.5 Proyeksi stereografi dari bidang-bidang pada suatu lipatan a. Diagram Beta b. Diagram Phi


104


Dari diagram ini akan terbaca kedudukan sumbu lipatan ( β) dan besar penunjamannya. Contoh cara melakukan struktur lipatan dengan menerapkan

prinsip diagram ini ditunjukan pada gambar 10.6. Gambar 10.6 Kedudukan sumbu dan bidang sumbu dari suatu peta a. Peta geologi dari suatu lipatan rebah b. Stereogram yang menunjukkan cara penentuan sumbu dan garis sumbu

Pada contoh analisa dengan menggunakan S-pole diagram, yaitu contoh pada gambar 11.6, terlihat distribusi proyeksi kutub yang memanjang dan melengkung. Titik-titik tersebut merupakan tempat kedudukan yang dapat ditentukan letaknya dengan menghimpitkan pada garis-garis meridian (lingkaran besar) pada Schmidt Net. Garis jurus N 45 0W adalah garis puncak lipatan yang dipakai untuk membantu menentukan kedudukan bidang sumbu lipatan, karena pada S-pole tidak ditentukan adanya 2 maxima kutub. Garis sumbu lipatan adalah garis yang tegak lurus bidang lengkung distribusi kutub atau tidak lain adalah beta (lihat gambar 10.5). Bidang sumbu adalah bidang yang memuat garis sumbu dan jurus garis puncak lipatan. 10.3.2 Interpretasi bentuk lipatan Untuk menganalisa lebih lanjut terhadap arah lipatan, bidang sumbu, garis sumbu, penunjaman dan bentuk lipatan, perlu dilakukan pengukuran secara menyeluruh pada suatu daerah dimana terdapat gejala lipatan. Hasil pengukuran yang cukup banyak, disamping disajikan di dalam peta, juga dianalisa dengan menggunakan diagram kontur. Penggunaan diagram ini pada dasarnya sama dengan prinsip S-Pole.


105


Hasil pengukuran unsur struktur bidang perlapisan atau foliasi secara menyeluruh, kemudian disajikan dalam diagram kontur. Bentuk umum suatu lipatan dalam diagram kontur adalah penyebaran garis kontur atau distribusi titik-titik yang memanjang, dengan dua kutub maxima yang merupakan pencerminan dua kemiringan yang berbeda. Pada gambar 10.7 ditunjukkan perkembangan bentuk diagram kontur S-Pole dari pengukuran berbagai posisi bidang. Suatu lapisan mendatar, diagram konturnya merupakan satu kutub yang berada di pusat lingkaran (gambar a). gambar b, c dan d, berturut-turut adalah lipatan yang membentuk kearah sudut 45, 90 dan 180. Horizontal Projection

Vertical Projection

(a)

β

β

(b)

β

β

(c)

β

β

(d)

Gambar 10.7 Perkembangan diagram S-Pole pada s uatu perlipatan


106


Bila lapisan berupa lipatan yang simetri distribusinya akan menyebar ke arah masing-masing kemiringan (gambar 10.8 a,b). Kemiringan yang tidak sama (asimetri) akan ditunjukkan oleh kedudukan maxima yang tidak sama terhadap pusat lingkaran (gambar C). Bidang sumbu lipatan digambarkan sebagai bidang miring yang melalui tengah kedua maxima.

Fold profile

Horizontal projectio n β

Vertical projection

AP

(a)

β

AP

AP

β

AP

(b)

β

AP AP

β

AP

(c)

AP

AP

AP

β

Gambar 10.8 Pola lipatan (a) simetri terbuka, (b) simetri isoklin dan (c) asimetri dengan bidang sumbu miring

Lipatan yang menunjam (gambar 10.9) dibagian konturnya akan membentuk lengkungan. Untuk menentukan kedudukan jurus bidang sumbu, bentuk kelengkungan dihimpitkan dengan salah satu garis lingkaran besar sehingga dapat ditentukan pada arah mana kelengkungan tersebut berkedudukan. Bidang sumbu adalah bidang yang jurusnya tegak lurus jurus kedudukan lengkungan tersebut, dan melalui tengah maxima dari kutub. Sedangkan kedudukan garis sumbunya merupakan pembalikan 900 dari titik tengah maxima (beta).


107


β

β

AP

AP β

AP

(a)

(b)

(c)

Gambar 10.9 Lipatan dengan kedudukan sumbu dan bidang yang berbeda.

10.3.3. Lipatan Superposisi Diagram kutub (S-Pole) dapat dipakai untuk menguji keseragaman sumbu lipatan pada daerah yang dianalisa. Seringkali hasil pengukuran yang disajikan dalam diagram kontur tidak dapat diinterpretasikan bentuknya, menyebar dan tidak berupa lengkungan (girdle). Hal ini disebabkan karena pada daerah tersebut telah mengalami dua atau lebih fasa perlipatan (dengan orientasi gaya yang berbeda). Cara pendekatan analisa yaitu dengan mencari komponen yang lebih kecil, yang menunjukkan keseragaman bentuk lipatan. Sebagai contoh, gambar 10.10 adalah peta ideal dari lipatan-lipatan superposisi.

25 20

60

32 70

27

10 5

1 15

46 55

80

E 5 0 N

20

33

34 40

30

34

55 40

N 7 5 W

13

85 70 14

46

5

60

2 50 62

Gambar 10.10 Peta ideal dari suatu lipatan superposisi


3

20

N 3 0 W

108


Cara analisanya adalah dengan membagi menjadi daerah yang lebih kecil, yang mempunyai kesamaan bentuk lipatan. cara pembagian dapat dilakukan dengan mencoba-coba, tetapi dalam hal ini diambil batasan lokasi yang tercakup didalam garis sumbu lipatan. Didapatkan lokasi 1, 2 dan 3. Kemudian masing-masing diplot dalam diagram kutub dan beta, seperti pada gambar 10.11. N

N

N β3

2 P A

β1

A P 1 A P 3

β2

(a)

(b)

(c)

Gambar 10.11 Stereogram dari data orientasi dari lokasi 1, 2 dan 3

Perubahan dari lokasi satu ke yang lain ditentukan dengan membandingkan ketiga diagram ini. Bidang-bidang sumbu diplot pada satu diagram, perpotongan ketiganya (beta) disebut sebagai sumbu lipatan yang kedua (gambar 10.12 a). Bila beta 1, beta 2 dan beta 3 digabungkan akan membentuk lengkung tunggal yang menunjukkan kedudukan bidang sumbu atau struktur lenear yang sudah ada pada waktu terjadi deformasi (perubahan akibat gaya) yang kedua (gambar 10.12b).

Gambar 10.12 Diagram sinopsis a) bidang sumbu, b) garis sumbu


109


Lipatan merupakan salah satu gejala struktur geologi yang amat penting. Struktur lipatan sangat menentukan distribusi batuan dan struktur bawah permukaan. Selain itu lipatan berhubungan erat dengan pola tegasan atau gaya yang berpengaruh di daerah tersebut dan gejala struktur yang lain, misalnya sesar. Mekanisme pembentukan lipatan bisa disebabkan oleh “buckling” atau ‘bending”. Pada gejala buckling atau melipat, gaya yang menyebabkan terbentuknya lipatan arahnya sejajar dengan permukaan bidang yang terlipat, sedangkan pada bending atau pelengkungan, gaya yang menyebabkannya berarah tegak lurus dengan permukaan yang terlipat. Soal Latihan

1. Dengan data kedudukan lapisan yang tercantum pada peta 1, konstruksikan diagram beta dan diagram kutub (S-pole). Berapa arah dan penunjaman sumbu lipatan ? 2. Dengan menggunakan peta 2, tentukan orientasi dari sumbu lipatan pada peta. Tegaskan dengan membuat diagram kutub.

N 45

25

80

18 60 27

42

41

3 68

55

75 70

60

90 90

50 68

53

0 44

60

44

83 30 60 70

60

65 82

60

44

18

44 70

32

40 50 0

40 45

50

7

40

25 82 50

60

20 48

70

3. Dengan menggunakan data pada peta 3, konstruksikan dalam kontur dari kutub. Tentukan hal-hal berikut ini : a. Arah dan penunjaman sumbu lipatan b. Kedudukan bidang sumbu b. Perikan bentuk lipatan (sket pada peta dan bentuk 3 dimensi) Geologi Dinamik – Geologi ITB

110


c. Perikan besar sudut antar sayap d. Harga perpotongan beta (plot kedudukan-kedudukan lingkaran besar)

4. Suatu lipatan dibuat ke arah selatan memotong seri batuan dengan jurus N900E. Data berikut adalah pengamatan sepanjang lintasan dari utara ke selatan. Skala 1 : 50.000. Jarak dalam meter Kemiringan 0 450S 2300 250N 3500 300S 5300 450N 7000 300S a. rekonstruksi lipatan ini bila diperkirakan merupakan lipatan paralel. b. bila mana singkapan di titik awal pada ketinggian 500 m, berapa meter dalam atau tinggi singkapan tersebut di titik terakhir ? c. singkapan di titik 5300 adalah sama dengan di titik 7000. Tentukan interpolasi dip antara jarak 5300 dan 7000. 5. Di bawah ini adalah pengukuran sumbu perlipatan mikro pada batuan filit di pinggir jalan lintas Sumatra Tengah. Data berupa ...0, N...0E adalah besarnya penunjaman dan arah sumbu perlipatan. 21,271 24,241 32,165 16,242 36,200 23,190 21,240 14,243 27,245 17,270 22,215 36,207 15,220 13,225 5,265 11,27 21,173 21,207 45,208 22,231 17,263 25,235 19,242 17,217 24,235 35,265 30,250 36,231 19,242 25,200 21,322 16,227 15,245 20,250 24,243 24,260 8,200 31,239 14,243 16,200 28,280 22,220 27,236 18,202 12,267 19,255 26,213 26,219 30,265 12,170 Geologi Dinamik – Geologi ITB


111

a. Tentukan sumbu perlipatan dan besar penunjamannya b. Tentukan arah gaya utama yang mempengaruhi lipatan tersebut

6. Data di bawah ini adalah hasil pengukuran di lapangan pada bidang perlapisan dari suatu daerah yang mengalami perlipatan. Data pengukuran pada bidang perlapisan sebagai berikut (Data berupa N... 0E/...0). 330/43 334/46 358/34 343/42 332/40 334/45 331/40 321/31 294/77 287/59 230/80 303/62 298/70 305/40 303/60 330/33 332/35 334/23 330/29 327/35 355/24 357/25 358/30 300/80 324/52 312/58 332/50 318/60 308/54 307/35 338/44 331/40 333/39 330/30 328/57 320/53 336/42 343/36 350/65 350/26 348/30 360/25 338/41 341/32 347/40 342/25 343/42 358/30 357/48 270/72 276/67 297/75 27/40 27/30 32/30 85/80 15/20 13/29 13/32 14/32 44/45 7/57 2/37 26/33 52/49 29/40 32/30 15/23 8/42 355/25 a. buat diagram konturnya b. jelaskan bentuk simetri dari lipatan-lipatan tersebut c. tentukan plunge rata-ratanya

10.4 Analisa Struktur Sesar

Sesar adalah struktur rekahan yang telah mengalami pergeseran. Sifat pergeserannya dapat bermacam-macam, mendatar, miring (oblique), naik dan turun. Didalam mempelajari struktur sesar, disamping geometrinya yaitu, bentuk, ukuran, arah dan polanya, yang penting juga untuk diketahui adalah mekanisme pergerakannya. 10.4.1 Sesar dan Struktur Penyerta Gejala sesar seringkali disertai dengan gejala struktur yang lain, misalnya kekar, lipatan, drag fold (lipatan seretan), breksiasi akibat sesar, milonit, filonit dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat penting untuk membantu didalam analisis tentang pergerakan sesar.


112


Kekar dan Urat (Vein) Kekar adalah gejala yang umum terdapat pada batuan. Kekar dapat terbentuk karena tektonik (deformasi) dan dapat terbentuk juga secara non tektonik (pada saat diagenesa, proses pendinginan dsb). Dalam hal ini kita membatasi pada jenis kekar yang terbentuk secara tektonik. Kekar merupakan salah satu struktur yang sulit untuk diamati, sebab kekar dapat terbentuk pada setiap waktu kejadian geologi, misalnya sebelum terjadinya suatu lipatan, atau terbentuknya semua struktur tersebut. Hal ini yang juga merupakan kesulitan adalah tidak adanya atau relatif kecil pergeseran dari kekar, sehingga tidak dapat ditentukan kelompok mana yang terbentuk sebelum atau sesudahnya. Secara kejadiannya (genetik), kekar dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu : a. Kekar gerus (shear fracture) : adalah rekahan yang bidang-bidangnya terbentuk karena adanya kecenderungan untuk saling bergeser (shearing) lihat gambar 10.14 (b) dan 10.15 (a dan b). b. Kekar tarik (extention fracture) : adalah rekahan yang bidang-bidangnya terbentuk karena adanya kecenderungan untuk saling menarik (meregang), lihat gambar 10.14 (a dan b) dan 10.15 (c dan d). Extension fracture dapat dibedakan sebagai : - Tension fracture : ialah kekar tarik yang bidang rekahnya searah dengan arah tegasan, lihat c pada gambar 10.15. - Release fracture : ialah kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya atau pengurangan tekanan dan tegak lurus terhadap gaya utama, lihat d pada gambar 10.15.


113


l a m r o N r a s e S

+ + + + + + + + + + + + + + + + +

k i a N r a s e S

1

3

2

r a t a d n e M r a s e S

3

σ

σ

σ

σ 1

σ 3

1

σ

σ

2

σ

1

σ

l a m r o N r a s e S

2

σ

k i a N r a s e S

r a t a d n e M r a s e S

Gambar 10.13 : Hubungan antara pola tegasan dan jenis-jenis sesar yang terbentuk

Pembedaan kedua jenis kekar ini terutama didasarkan pada sifat pergerakannya. Banyak kriteria untuk menentukan jenis-jenis kekar ini, misalnya sifat permukaan, orientasi pada pola regional (daerah yang lebih luas), dan hubungan dengan struktur lain, tetapi seringkali tidak mungkin membedakannya di lapangan. Dihubungkan dengan prinsip tegasan utama (pelajari prinsip kekandasan batuan), pola kekar-kekar ini akan mengikuti prinsip tegasan (σ1, σ2, σ3) seperti ditunjukkan pada gambar 10.15 (Lihat gambar 10.13). Geologi Dinamik – Geologi ITB

114


Pada gambar 10.15, pasangan kekar a dan b merupakan “shear fracture”. Kekar c adalah “tension” yang terbentuk pada saat penekanan. Kekar-kekar d terbentuk pada saat penghilangan tekanan, seringkali disebut sebagai kekar “release”.

Gambar 10.14 : Jenis-jenis kekar berdasarkan sifat kejadiannya

Gambar 10.15 : Hubungan jenis-jenis kekar dengan pola tegasan (stress) utama.

Didalam analisa, kekar dapat dipakai untuk membantu menentukan pola tegasan, dengan anggapan bahwa kekar-kekar tersebut pada keseluruhan daerah terbentuk sebelum atau pada saat pembentukan sesar (gambar 10.16). Cara ini sangat lemah dan umumnya dipakai pada daerah yang lebih luas (regional) dan data yang dipakai tidak hanya kekar, tetapi juga sesar yang dapat diamati dari peta topografi, foto udara dan citra landsat. Geologi Dinamik – Geologi ITB

115


N

3

(a)

2

1

N

1

2 3

4

4

5

5 6 7

r 6 h e a S r e a S h

7

8

8

9

9

Extension S h e a r

S h e a r

Extension ( release )

S

(b)

Gambar 10.16 : a. Diagram frekwensi dan diagram kontur dari kekar-kekar yang dapat dipergunakan untuk menentukan tegasan utama b. Diagram blok pola-pola kekar dan hubungannya dengan tegasan regional disuatu wilayah

Cara pendekatan lain untuk menganalisa kekar yaitu dengan melihat gejala yang terdapat pada jalur sesar. Mengingat bahwa akibat gerak dari sesar, struktur kekar juga dapat terbentuk. Beberapa contoh gerak sesar dapat menimbulkan pola kekar “pinnate” (struktur bulu ayam), “en echelon” fractures seperti pada gambar 10.17. Kekar-kekar ini umumnya merupakan kekar regangan yang sudut lancip searah dengan gerak sesar.


116

Analisa Struktur Geologi Grain boundaries

Main fault

1.0 mm.

(a) Pinnate fractures

Main fault

100 m.

(b)

Gambar 10.17 : Pola kekar regangan yang dapat dipakai untuk menentukan gerak sesar.

Dengan dasar ini, Hill (1976) mencoba menyimpulkan bahwa pada setiap gerak sesar terbentuk struktur penyerta yang mempunyai pola seperti ditunjukkan pada gambar 10.18 (a). Dengan menganggap bahwa gejala atau pola tersebut terbentuk akibat gerak sesar, maka dengan mempelajari gejala disekitar jalur sesar, gerak relatif dari sesar dapat ditentukan. Tjia (1971), setelah mempelajari lebih lanjut struktur-struktur penyerta pada sesar, menyimpulkan bahwa pola-pola “tension (gash) fracture” (kekar tarik), “shear fracture” (kekar gerus) dan “micro fold” (lipatan mikro), membentuk selang sudut yang mempunyai batasan, seperti ditunjukkan pada gambar 10.18 (b). RANGE OF FOLDS

1 5 º

RL FOLDS

SHEAR FRACTURES

45º

GASH FRACTURES

º 5 7

RANGE OF GASH FRACTURES º 5 4

LL

(a)

(b)

Gambar 10.18 : a. Hubungan antara pergerakan sesar dengan struktur penyerta berupa gash fracture, shear fracture dan micro fold b. Hubungan besarnya sudut yang dibentuk antara struktur penyerta dengan sesar



117

Breksi Sesar dan Milonitt Bidang sesar biasanya terisi oleh bahan-bahan fragmental yang disebut “Breksi Sesar”. adakalanya bahan ini agak lunak dan hancur yang disebut sebagai “Gouge”, juga pada batuan metamorf menunjukan lembar-lembar yang berupa struktur aliran. Pada bagian yang sangat intensif tingkat hancurannya (deformasinya), zona sesar dapat berupa serbuk berbutir halus dan lunak yang disebut “Milonit”. Gejala-gejala ini merupakan bukti-bukti yang dapat dipakai untuk menduga kelurusan atau kemenerusan dari jalur sesar. Arah-arahnya misalnya didapatkan dari orientasi memanjangnya fragmen atau jalur breksiasi, arah bidang-bidang gerusan (shearing) dari milonit dan sebagainya. Arah ini akan membantu untuk menentukan bidang sesar.

Struktur Seretan (drag) Struktur seretan (fault drag atau drag fold) adalah gejala penyerta disekitar bidang sesar yang terbentuk akibat pergerakan sesar. Struktur ini dapat menunjukan gerak relatif sebenarnya. Struktur ini tampak pada perlapisan atau bidang foliasi. Ada 2 macam seretan (drag) yang dapat terbentuk yaitu “seretan normal” (normal drag) dan “seretan naik” (reverse drag). Hubungan dengan gerak relatifnya ditunjukkan pada gambar 10.19.

Gambar 10.19 : Bentuk pergeseran sesar dan struktur lipatan seretan serta sifat gerak sesar

Cermin sesar (slickensides) dan Gores-garis (striation) Slickensides atau cermin sesar adalah gejala yang tampak pada permukaan bidang-bidang yang tergeser. Dapat terbentuk pada bidang sesar atau bidangbidang kekar yang menyertainya. Struktur tersebut merupakan bidang-bidang Geologi Dinamik – Geologi ITB

118


halus, dengan goresan-goresan (striations) yang seolah-olah dipoles. Seringkali disertai dengan jenjang-jenjang (steps), yang merupakan kekar yang terbentuk akibat gerak relatif dari bidang itu. Beberapa contoh diperlihatkan pada gambar 10.20 dan gambar 10.21.

Gambar 10.20 : Struktur slickensides dan sifat pergeseran relatif sebenarnya pada bidang sesar

Tjia (1972) mencoba menentukan arah pergerakan sesar berdasarkan jenis-jenis slickenside atau struktur penyerta lainnya (gambar 10.17). Blok yang hilang bergerak relatif ke arah kiri dan blok yang tergambar bergerak relatif ke arah kanan.


119

Praktikum Geologi Struktur t

Trail

Depression

Furrow

- Prod

1

STRITATION, SOME TAPERING OUT

2

S1 FORROWS & PINNATE FRACTURES

3

TRIANGULAR PROD. & PLUCK MARK

Pluck mark

Spur

4

ELONGATED PROD.

5

SPUR

6

ROCHE MOUTONNE & PLUCK MARK

4

STEPS & TENSION GASHES

8

STEPS & SHEARS SET

9

CRESCENTIC GAUGE

10

CHATTER MARKS

11

CRESCENTIC FRACTURES

12

TENSION GASHES & FEATHERING

Gambar 10.21 : Jenis-jenis parameter untuk menentukan pergeseran relatif pada bidang sesar (Tjia, 1972)

10.4.2 Metoda hukum dihedral (dièdres droits) Setiap bidang sesar dapat dibagi oleh bidang bantu (plan auxiliaire) menjadi empat dihedral (dièdres droits). Bidang bantu (berwarna putih pada gambar 10.22) adalah bidang yang tegaklurus kepada tegasan gerus ( τ) dan gores-garis serta mengandung tegasan normal ( σn).


120


σn

PA

C

E

σ

E

τ

PF C

Gambar 10.22 : Definisi dihedral tarikan (E) dan dihedral tekanan (C) untuk sebuah sesar. PF adalah bidang sesar; PA adalah bidang bantu; Panah hitam adalah gerak sesar σ adalah tegasan τ adalah tegasan gerus σ n adalah tegasan normal

Dua dihedral yang berlawanan disebut domain tekanan (compression) dan dua yang lainnya disebut domain tarikan (extension) sebagai fungsi dari arah pergerakan sesar seperti yang diperlihatkan pada gambar 10.28. Dinyatakan secara jelas sebagai dihedral pemendekan (shortening) di mana terdapat σ1 dan dihedral pemanjangan (lenghtening) dimana terdapat σ3. Istilah-istilah tersebut sangat umum dalam seismologi terutama pada perhitungan mekanisme pusat gempa (focal mechanism). Dalam menyajikan metoda tersebut telah diterangkan dan dibenarkan penggunaan hukum-hukum dihedral (dièdres droits) pada aplikasi penelitian tentang kondisi mekanik yang sesuai dengan satu proses gempa bumi (seismik).

Metodologi dan Prinsip Sesar-sesar teramati pada sebuah material dengan bidang-bidang rekahan yang telah ada dan mempunyai episode tektonik yang sama, diduga mempunyai fungsi gerak dan fungsi keadaan pada tegasan rata-rata. Kemungkinan juga dapat diterapkan pada skala daerah teruji dengan tiga tegasan juga dapat diterapkan pada skala daerah teruji dengan tiga tegasan utama yang disebut σ1 (tegasan maksimal), σ2 (tegasan intermedier) dan σ3 (tegasan minimal) dimana σ1>σ2>σ3. Kadang-kadang keadaan tegasan bervariasi sebagai fungsi heterogenetis dan diskontinuitas material serta juga sebagai fungsi gelinciran sepanjang bidang sesar.



121

Sebuah bidang sesar yang belum mengalami pergerakan berada di bawah pengaruh tegasan tangensial hanya dapat menghasilkan rekahan gunting (kekar gerus). Seperti dikemukakan oleh beberapa penulis dan secara tegas oleh Bott (1959) bahwa pergerakan sesar akan mengikuti arah rekahan gunting. Setiap gerakan sesar dipengaruhi oleh tegasan maksimal ( σ1) dalam dihedral tekanan dan tegasan minimal (σ3) dalam dihedral tarikan. Dihedral-dihedral memiliki sifat-sifat yang layak mendapat pertimbangan, jika sesar bergerak mengikuti arah tegasan tangensial ( τ) yang ditimbulkan oleh sistem tegasan σ1, σ2, σ3 (hipotesa Bott, 1959). Setiap sesar mempunyai dihedral tekanan dimana terdapat σ3 . Jika semua sumbu-sumbu s 1 dan s3 adalah sama untuk semua gerak sesar-sesar teramati, bagian dari irisan dihedral tekanan mempunyai σ1 dan irisan dihedral tarikan mempunyai σ3.

Interpretasi Geologi a. Kasus sesar Pengukuran-pengukuran bidang-bidang sesar dan gelinciran atau gores-garis dapat dinyatakan secara numerik berupa jurus, kemiringan, arah gelinciran, penunjaman, dan pitch. Pada gambar 11.23 memperlihatkan penapilan kedudukan sesar dan arah gelinciran dengan mempergunakan proyeksi bagian bawah dari jaring Schmidt. Bidang sesar adalah PF, gores-garis adalah A (arah panah mengindikasikan gerak dan komponen normal). Selanjutnya kita dapat membuat bidang bantu (PA) yang tegak lurus gores-garis (A) dan tegak lurus bidang sesar (PF). Bidang tersebut mempunyai sebuah definisi geometri yang murni dan bukan sebagai bidang kembarnya atau bidang konjugasinya. Kedua bidang PA dan PF membentuk empat hukum dihedral (quatre di èdres droits) yang diperlihatkan pada gambar 10.23. daerah titik-titik merupakan dihedral tekanan di mana terdapat σ1 dan daerah warna putih merupakan dihedral tarikan dimana terletak σ3.


122


N PA

B

A

PF P

PF

C T PA

Gambar 10.23 : Stereogram dari mekanisme sebuah gerak sesar

b. Kasus kegempaan Dari perhitungan mekanisme pusat gempa, kita dapat menentukan dua bidang sesar yang kemungkinan tegak lurus satu sama lain, yaitu PA dan PF (gambar 10.24, tetapi tidak mungkin dipisahkan satu dengan yang lain oleh metoda gempa (Honda, 1957). dikenal dua kemungkinan arah gelinciran dengan sifat pergerakan nya yaitu gerakan turun (A dan C) yang berpotongan di B. Secara singkat ditemukan vektor-vektor τ (shearing stress atau tegasan tangensial) dan σn (normal stress atau tegasan normal) (lihat gambar 10.23), tetapi tanpa mengetahui yang mana τ dan yang mana σn. Hal ini tidak terlalu penting untuk menentukan kedua tempat tersebut sebelum mengandung σ1 dan σ3 Prinsip dihedral diperlihatkan dengan warna putih dan titik-titik pada gambar 10.23 dimana tidak merubah PA dan PF, serta A dan C. Ahli kegempaan mempunyai hukum-hukum untuk menentukan sebuah sumbu tekanan P (axe des pression) dan sumbu tarikan T (axe des tension) yang adalah sumbu-sumbu simetri dari masing-masing dihedral tekanan dan tarikan. Yang penting diketahui bahwa σ1 dan σ3 dapat terletak dimana saja dalam setiap dihedral kompresi dan tarikan. σ1 dan σ3 hanya mempunyai hubungan dengan P dan T dalam kasus sangat istimewa (misalnya kejadian secara kebetulan dimana sumbu-sumbu prinsipal tegasan deformasi absen dari pergeseran dalam). Jadi σ1 dapat membaur dengan P dan σ3 dengan T dalam keadaan elastis murni dan isotrope yang secara umum merupakan kasus. Dengan catatan bahwa kadang-kadang batuan memperlihatkan peningkatan isotope sebagai fungsi dari kedalaman.



123

Tekanan litostatik cenderung memblokir kemungkinan gerak dari bidang-bidang yang gagal (pecah). Pecahan tersebut akan berkembang dan membentuk rekahan gunting maksimum (Shearing) di mana mempunyai sudut 450 ° dengan σ1 dan σ3 yang akan berbaur dengan P dan T. dalam istilah lain, arti (signifikasi) dari sumbu-sumbu P dan T penuh keraguan pada permukaan bumi tetapi memperlihatkan pertambahan sebagai fungsi dari kedalaman.

Aplikasi pada jaring Schimdt Setiap hasil pengukuran sesar dapat digambarkan bidang sesarnya (PF) dan gores-garis (tanda panah), kemudian bidang bantunya (PA) pada jaring Schimdt dari proyeksi bagian bawah (gambar 10.24). Empat daerah (kemungkinan juga tiga) pada diagram proyeksi diidentifikasikan menurut arah gerak sesar (contoh : warna hitam dari diagram adalah daerah tekanan dari titik-titik untuk daerah tarikan. Konstruksi yang sama dibuat untuk sesar kedua, hanya disimpulkan daerah-daerah umum dari tekanan (hitam) dan tarikan (titik-titik). Dengan catatan bahwa semua data pengukuran mempunyai episode tektonik yang sama pada sebuah tempat. Selanjutnya kedua diagram tersebut ditumpuk satu sama lain dan didapatkan daerah irisan untuk tekanan (hitam) dan tarikan (titik-titik) di mana terdapat σ1 dan σ3 untuk kedua sesar tersebut. Sedangkan bagian berwarna putih merupakan daerah tekananan tarikan yang sama (σ1 = σ3). Metoda ini digunakan oleh Pegoraro (1972) dimana beliau membagi menjadi daerah perpendekan (raccourcisement) atau daerah tekanan dan daerah perpanjangan (allongement) atau daerah tarikan. Metoda grafik ini meminta kesabaran dari kita, sebab pengukuran-pengukuran yang tidak normal (misalnya gerak sesar yang tidak sesuai dengan arah tensor rata-rata yang di dapat akibat sifat undulasi dari cermin sesar, kesalahan penafsiran arah gerakan, dan lain-lain) sangat mempengaruhi ketepatan rekonstruksi dari arah tensor yang di dapat.


124


Gambar 10.24 : Perinsip dasar dari metoda dihedral (di èdres droit) a. Secara manual b. Dengan bantuan (komputer)



125

10.43. Beberapa konsep dalam interpretasi struktur Interpretasi struktur dapat dilakukan pada skala yang beragam, dan skala yang mikro, pada suatu jalur sesar sampai pada suatu wilayah. untuk itu perlu dibuat batasan dan asumsi untuk menerapkan teori-teori yang ada. Salah satu kendala lain didalam interpretasi adalah batasan “waktu”, yaitu kejadian atau generasi dari struktur-struktur tersebut. Oleh karena itu perlu diperhatikan apabila dari beberapa struktur yang ada berlainan waktu kejadiannya, artinya berbeda sejarah tektoniknya. Beberapa konsep dikembangkan diantaranya oleh Moody dan Hill (1956) yang membahas tentang urutan kejadian struktur berdasarkan arah tegasan atau gaya yang bekerja pada suatu wilayah struktur berdasarkan arah tegasan atau gaya yang bekerja pada suatu wilayah (Gambar 10.25). Konsep lain dikembangkan oleh Tchalenko (1970) dan Harding (1973) yang menjelaskan bahwa pada gerak sesar mendatar, gejala yang terdapat pada jalur sesar adalah komponen gerak kopel yang bekerja akibat sesar tersebut. Gerak kopel tersebut menghasilkan komponen tarik atau extension (E) dan komponen tekan atau compression (C) yang ditunjukkan pada gambar 10.26. Perbedaan dari model Moody dan Hill dan Harding ialah arah gaya pembentuknya. Bila Moody & Hill menggunakan pure shear (gambar 10.26 a) sebagai gaya penyebab terbentuknya sesar. Sedangkan Harding menggunakan simple shear (gambar 10.26b). Beberapa contoh tersebut dapat dipakai kerangka untuk mempelajari mekanisme gerak sesar. Batasan-batasan yang menjadikan analisa mekanisme itu sulit adalah kenyataan dengan gejala di lapangan yang dijumpai. Pertama adalah sulit membatasi apakah gejala yang dijumpai berhubungan dengan jalur sesar yang dipelajari. Kedua adalah keterbatasan pengamatan kita untuk dapat membedakan jenis atau macam gejala tersebut, misalnya jenis kekar (fracture pada umumnya), sesar-sesar minor dan bentuk lipatan-lipatan, arah dari jalur sesar dan sebagainya. Oleh karena itu pengamatan di lapangan sangat penting artinya dalam mengasumsikan, sehingga dapat dianalisa pada tahap berikutnya.

10.4.4 Penerapan di dalam Metoda Geometri Contoh atau model gejala sesar selalu ditunjukkan sebagai sesar mendatar pada peta atau sesar normal pada penampang. Bila kenyataan di lapangan tidak demikian, maka posisinya dikembalikan secara geometri dengan proyeksi stereografi. Sebagai contoh, disajikan cara analisa dari suatu jalur sesar, dengan memakai model teori dari gambar 10.27. Teknis pengukuran secara random di lapangan Geologi Dinamik – Geologi ITB

126


dipisahkan untuk masing-masing jenis struktur penyerta. Kemudian masingmasing disajikan dalam bentuk diagram untuk mengetahui arah/kedudukan umumnya, sebelum dianalisa lebih lanjut untuk mengetahui nama sesar dengan mempergunakan “klasifikasi ganda”.

N

PRIMARY - STRESS DIRECTION

PRIMARY 1st ORDER WRENCH (RIGHT LATERAL)

2

nd

COMPLEMENTARY - 1st ORDER WRENCH (LEFT LATERAL)

2 nd ORDER RIGHT LATERAL WRENCH

γ

ORDER DRAG FOLD

2 nd ORDER LEFT LATERAL WRENCH

β

β

β β

β

β

LEFT LATERAL 3 rd ORDER RIGHT LATERAL

30º

3

rd

LEFT LATERAL ORDER RIGHT LATERAL

nd

2

β

2 nd ORDER LEFT LATERAL WRENCH

γ

β

ORDER RIGHT LATERAL WRENCH nd 3 ORDER DRAG FOLD

2

nd

ORDER DRAG FOLD

γ st

PRIMARY - FOLD DIRECTION

PRIMARY - STRESS DIRECTION

PRIMARY 1 ORDER WRENCH (RIGHT LATERAL)

WHERE : α = 0º β = 30º γ = 15º

Gambar 10.25 : Model Urutan Pola Struktur menurut Moody dan Hill (1956)


E

C


127 T S U L F A S E R V E E R

R O S H U R T

N O R M A L F A U L T S

6 0 º - 7 0 º

S Y N T H E T I C

D S O L P I F L

S T R I K E - F AU S LI P LT

S T - L U E A K I F R T S

C I T E H T N Y S

- O Mission of "P" fracture

C - Vector of compression derived from wrenching E - Vector of extension derived from wrenching

E

Gambar 10.26 : Model “Simple Shear” menurut Harding (1973)

60º

Y R A D N O E C S S HE A R

R A E H S

S H E A R

(a)

R A E H S

E C R O F

(b)

Gambar 10.27 : Perbandingan antara “Pure Shear” (inline compression) dan “Simple Shear” (differential horizontal movement) (Dari Thomas et al., 1973)


128


Sebagai contoh pada gambar 10. (a & b) diperlihatkan diagram kontur dari 20 “gash fracture”, 25 bidang sayap dari “microfolds” dan gambar 10.27c adalah diagram roset dari 25 arah jalur sesar/breksiasi, serta gambar 10.27d adalah stereogramnya untuk menentukan pergerakan relatifnya.

Gambar 10.28 : a. Diagram kontur dari 20 kekar tarik (gash fracture) b. Diagram kontur dari 25 sayap lipatan kecil (micro fold) c. Diagram frekuensi dari 25 jalur sesar (breksiasi) d. Stereogram yang memperlihatkan hubungan antara jenis pergerakan sesar dengan kekar tarik dan lipatan kecil


129


Pada gambar 10.26 diperlihatkan diagram kontur dari 25 bidang “gash fracture” dan 25 bidang “shear fracture” (gambar a) dan diagram roset dari 25 jalur sesar/breksiasi (gambar b), serta stereogramnya untuk menentukan pergerakan relatifnya (gambar c). N GF

(a)

SF

30º

0

4 2

W

8 6

10%

E

GF : N106ºE / 76º SF : N76ºE / 60º

( b)

N

( c)

Slip

Sesar N33ºE / 70º

SF

GF

Gambar 10.29 ; a. Diagram kontur dari 25 gash fracture dan 25 shear fracture. b. Diagram frekuensi dari jalur sesar (orientasi fragmen breksi sesar) c. Penyelesaian geometri kedudukan dan gerak sesar

Selain kedua contoh tersebut diatas, untuk menentukan pergerakan relatifnya dapat juga memakai kombinasi yang lain dari jenis-jenis struktur penyerta.


130


Penyelesaian geometri didalam penentuan pergerakan sesar

Prinsip ataupun model tentang kinematika dan dinamika struktur seringkali, dan akan lebih mudah ditampilkan dalam gambaran dua dimensi, yaitu pada tampak peta atau penampang. Beberapa contoh yang dipakai sebagai analisis pergerakan sesar misalnya (Gambar 10.30). -

Hubungan antara tegasan utama dan pola kekar gerus yang berpasangan atau sesar mendatar utama. Hubungan antara sesar atau jalur sesar dengan struktur kekar (tension gash dan shear) atau lipatan minor yang menyertai. Hubungan antara dan pola keterakan (strain ellips) didalam jalur sesar.



131

Gambar 10.30 Beberapa contoh prinsip atau model dari unsur struktur yang dapat dipakai sebagai penentuan mekanisme gerak sesar

Dari beberapa prinsip ini secara teoritis dapat diketahui sifat gerak sesar sebenarnya (slip). Dalam skala kecil sifat gerak sebenarnya ini misalnya dapat terlihat pada gores-garis (striation) pada cermin sesar (slickenside). Pada kasus yang lebih umum, kedudukan dan sifat gerak ini harus ditentukan dengan menerapkan kaidah teori ataupun model yang berlaku. Gerak suatu sesar tidak selalu mutlak mendatar seperti tampak pada peta, normal atau naik pada penampang, akan tetapi dapat bervariasi antara ketiga jenis gerak tersebut. Oleh karena itu kaidah teori atau model dan interpretasi gerak sesar sebenarnya harus dapat dibayangkan dalam gambaran tiga dimensi. Untuk mempermudah dalam memperoleh gambaran tiga dimensi, gambaran pada tampak peta (bidang gambar dari prinsip atau model yang dipakai) diuraikan sebagai unsur-unsur geometri bidang atau garis. Suatu gambar model sesar mendatar pada peta misalnya, dengan struktur-struktur kekar atau lipatan Geologi Dinamik – Geologi ITB

132


(bidang sumbunya) harus dapat dibayangkan sebagai bidang-bidang yang vertikal, yang berpotongan dengan bidang gambar yang tegak lurus terhadap struktur-struktur tersebut, sebagai struktur-struktur garis. Kedudukan dari geraknya (slip) atau tegasan utama yang bekerja juga harus dapat dibayangkan sebagai suatu garis yang merupakan perpotongan antara bidang sesar dengan bidang gambarnya. Dengan kata lain, pada kasus ini kedudukan slip pada bidang sesar dapat ditentukan dengan memotongkan bidang sesar dan bidang yang tegak lurus terhadapnya. Bidang gambar dapat dianggap sebagai bidang bantu (auxillary plane). Dengan cara yang sama, prinsip ini dapat diterapkan untuk semua struktur-struktur yang merupakan unsur yang dapat dipakai sebagai penentu gerak sesar. Secara geometri pada suatu sistem sesar, struktur-struktur ini akan saling berpotongan pada suatu garis yang juga tegak lurus pada bidang gambar (Gambar 10.31). Hal ini sangat membantu dalam penyelesaian geometri, karena pada banyak kasus, kedudukan bidang sesar seringkali sangat sulit diukur misalnya pada suatu jalur sesar, secara teoritis akan melalui garis tersebut.

Gambar 10. 31 Beberapa contoh prinsip geometri unsur-unsur struktur pada suatu sistem sesar

Dengan mengacu pada prinsip diatas, kedudukan ataupun dari suatu sesar dan semua struktur yang dipakai sebagai kriteria untuk menafsirkan gerak sesar dapat diperhitungkan posisinya satu sama lain sesuai dengan kaidah atau model teoritis yang berlaku. Karena kedudukan unsur-unsur struktur tidak selalu vertikal, penyelesaian akan lebih mudah dilakukan dengan jaring stereografi (Wulf net atau Schmidt net). Beberapa contoh penyelesaian ditunjukkan pada gambar 10.32 (lihat juga cara penyelesaian 10.28 dan 10.29).



133

Gambar 10.32 Beberapa contoh penyelesaian geometri penentuan gerak sesar dengan proyeksi stereografi


134


Soal Sesar dan Struktur Penyerta

1. Dalam lintasan sepanjang sungai terdapat jalur breksiasi. Disamping itu berkembang juga struktur penyerta yaitu “Gash Fracture” (rekahan terbuka) dan “Shear Fracture” (rekahan gerus) yang dilapangan dapat dibedakan. Untuk menganalisa jenis pergerakan tersebut, diadakan pengukuran arah breksiasi sebanyak 20 buah, gash fracture sebanyak 33 bidang, shear fracture sebanyak 32 bidang. Arah breksiasi (jalur sesar) N ... 0E 34 30 211 36 40 21 205 32 214 215 30

29 28 37 42

60 51 33 34

Kedudukan “gash fracture” (rekahan buka) N... 0E/..0 345/86 133/69 125/66 312/60 243/73 148/70 305/84 196/71 117/79 165/47 155/84 304/81 139/73 146/70 166/68 313/64 153/55 312/88 151/63 140/77 145/75 125/84 150/78 133/73 135/86 137/82 156/73 143/66 142/82 132/77 142/75 136/61 315/70 Kedudukan “shear fracture” (rekahan gerus) N... 0E/..0 73/88 43/73 40/90 264/82 263/80 258/83 66/90 76/88 58/80 105/82 256/86 255/82 84/87 57/88 84/79 83/65 95/90 92/72 70/85 89/65 72/78 76/90 88/90 81/86 82/90 75/79 81/88 83/82 89/78 87/87 90/86 Tugas : a. buatlah diagram roset dari jalur sesar tentukan arah umumnya. b. buatlah diagram kontur “gash fracture” dan “shear fracture” dan kedudukan umum (pole maksimumnya) masing-masing rekahan c. analisa jenis pergerakan sesar tersebut (nama sesar dengan klasifikasi ganda) dengan data yang didapat dari a dan b. Dan juga kedudukan bidang sesar, kedudukan net slip, dan rake net slip terhadap sesar. 2. Sesar mempunyai kedudukan bidang sesar N1600E/800. Akibat pergerakan sesar tersebut menyebabkan berkembang struktur penyerta “micro fold”. Di lapangan diadakan pengukuran sayap-sayapnya sebanyak 16 buah. Kedudukan sayap-sayap lipatan N... 0E/..0 135/56 148/42 158/36 141/47 129/21 120/35 110/40 133/34 107/15 123/40 120/30 4/55 351/64 346/62 4/55 334/35



135

Tugas a. buatlah kontur diagram dari “mikrofold” dan tentukan kedudukan bidang sumbunya. b. analisa jenis pergerakan sesar (nama sesar dengan klasifikasi ganda) dengan data sumbu mikrofold dan bidang sesar.


11. Peta Geologi dan Penampang 11.1 Pengertian Peta Geologi

Peta geologi adalah gambaran grafis yang menunjukkan lokasi, konfigurasi, orientasi dan kedudukan dari satuan batuan. Pada suatu wilayah, suatu hal yang penting untuk difahami bahwa peta geologi merupakan penyajian dari hasil pengamatan dan interpretasi. Interpretasi ini harus dilakukan karena tidak selalu didapatkan data yang lengkap, misalnya keterbatasan singkapan yang dijumpai dan tidak mungkin keseluruhan wilayah dapat diamati. Untuk itu perlu dibedakan antara hasil pengamatan dan interpretasi dengan menggunakan symbol yang berlaku, misalnya untuk batas lapisan, posisi diperkirakan, diduga, dipertanyakan dan sebagainya.

11.2 Batas Satuan Batuan

Apabila batas satuan batuan mengandung unsur ketidak-pastian, penting untuk diterapkan kaidah-kaidah geologi seperti, hukum superposisi, prinsip penyebaran lateral, hubungan antara lapisan miring dan topografi (Hukum V) untuk perlapisan pada batuan sedimen. Pada dasarnya penyebaran batuan dipermukaan akan mengacu pada kedudukan lapisan dan topografi. Namun demikian pada peta geologi (hasil dari pengamatan) tidak selalu saatu satuan batuan mempunyai kedudukan yang tetap pada suatu horizon. Perubahan kedudukan ini haarus dipertimbangkan sesuai dengan perubahan arah sesuai dengan kaidah bahwa penaikan garis penyebaran akan diwakili oleh arah lapisan pada lokasi tersebut (sub bab Form Line Contour).

11.3 Peta Struktur Bawah Permukaan

Peta yang menggambarkan keadaan di bawah permukaan dari suatu lapisan atau satuan batuan dinyatakan sebagai kontur dari batas atas atau bawah dari satuan tersebut, yang disebut sebagai sebagai Kontur Struktur. Kontur Struktur merupakan garis kesamaan ketinggian yang digambarkan pada suatu permukaan. Dalam pengertian yang sederhana, kontur struktur yang digambarkan pada permukaan datar merupakan garis yang menunjukkan arah jurus. Sebagai garis yang mempunyai harga titik ketinggian yang sama, kontur struktur dapat dianalogikan dengan kontur topografi, yang mengikuti aturan yang sama. Namun demikian kontur struktur mempunyai sifat unik permukaan yang dicerminkan oleh kontur dapat bertumpuk aatau terpotong oleh sesar. cara pembuatan kontur dapat dilakukan dengan cara interpretasi atau dengan keragaman kemiringan lapisan pada satu ttitik referensi. (gambar 11.1 dan 11.2). 11.3.1 Kontur Stuktur dan Sesar


137


Pada kontur struktur, sesar akan ditunjukkan sebagai bidang yang memisahkan dua bagian yang tersesarkan. Ada tiga kemungkinan yang terjadi : (gambar 11.3) - Sesar vertical akan seolah-olah menggeserkan garis kontur. - Sesar normal menimbulkan gap diantara garis. - Sesar naik atau anjakan akan menyebabkan overlap pada kontur. Bagian yang tertimbun umumnya digambarkan sebagai garis putus-putus.

Gambar 11.1 Interpretasi linear dari harga menengah ketinggian

Gambar 11.2 Cara pembuatan kontur struktur a. Peta dan data elevaasi b. Kontur struktur

Gambar 11.3 Kontur struktur yang terpotong sesar a. Sesarvertikal b. sesar normal c. Sesar naik d. Perlipatan dan kontur pada bidang sesar Geologi Dinamik – Geologi ITB

Peta Geologi dan Penampang

138

11.3.1 Kontur Garis Bentuk Pada suatu wilayah kemungkinan horizon dari lapisan tidak ditemukan sebagai acuan untuk membuat kontur struktur. Oleh karena itu harga yang mutlak dari ketinggian tidak pernah didapat untuk menggambarkan garis kontur. Namun demikian konfigurasi struktur dapat ditunjukkan dengan pola dan spasi kontur. Kontur yang dibuat tanpa menggunakan acuan horizon/ketinggian disebut sebagai kontur garis bentuk (form line contour). Untuk satu interval kontur (i), spasi yang sesuai (s) antar garis kontur dari suatu bidang miring yang diketahui (δ) didapatkan dari : s = i cot. δ Gambar 11.4 adalah contoh spasi dari suatu bidang miring 1° - 4°, untuk 5 m interval kontur, pada skala tertentu. Contoh pembuatan kontur garis bentuk ditunjukkan pada Gambar 11.5. 11.3.2 Peta Isopach dan Isochore Peta yang berhubungan dengan kontur struktur adalah peta isopach dan isochore. Peta isopach adalah peta yang menggambarkan ketebalan stratigrafi dari suatu lapisan atau formasi, sedangkan peta isochore adalah peta yang menggambarkan ketebalan vertikal dari suatu lapisan. Prinsip peta-peta ini sama dengan peta struktur dan seringkali digambarkan pada peta yang sama. Kegunaan peta ini adalah untuk studi variasi regional pada ketebalan satuan stratigrafi dan memahami paleogeografi pada suatu kurun waktu pengendapan.


139


Gambar 11.4 Spasi dari kontur garis bentuk

Gambar 11.5 Kontur garis bentuk a. Peta dengan data kedudukan lapisan b. Peta dan hasil kontur garis bentuk


140


Soal latihan

Peta dengan distribusi dari ketinggian top formasi dan ketebalan pemboran (isochore). Gambarkan peta kontur : a. Peta kontur struktur top formasi b. Peta isochore formasi c. Peta kontur struktur dasar dari formasi



141

Peta hasil pengukuran pengukuran kedudukan dipermukaan. Gambarkan struktur dengan “form line contour”.

11.4 Penampang Geologi

Penampang geologi diperlukan untuk menggambarkan hubungan struktur pada suatu kedalaman, terutama bila struktur tersebut terdiri dari berbagai jenis dan mempunyai arah yang tidak seragam. Arah garis penampang dipilih untuk dapat Geologi Dinamik – Geologi ITB


142

menunjukkan hubungan geologi yang lebih khusus. Penampang pada umumnya dibuat kearah kanan pada sisi ke arah timur atau pada arah utara. Untuk membuat penampang diperlukan informasi berikut: - Penampang topografi sepanjang garis yang dipilih - Data struktur; bidang kontak Yang dicantumkan pada garis penampang dan diekstapolasikan ke bawah permukaan. Ada beberapa cara untuk melakukan konstruksi bawah permukaan dari data permukaan misalnya untuk batuan sedimen yang berlapis dipakai arc-method, untuk batas litologi yang tidak teratur, data yang dipakai hanya dari permukaan dan hanya berlaku untuk kedalaman yangterbatas, misalnya batas kontal intrusive diskordan.

11.4.1 Perbesaran Skala Vertikal Dalam pembuatan penampang ada kalanya skala vertical diperbesar untuk menunjukkan gambaran yang lebih terinci. Untuk ini harus dilakukan koreksi, karena besar ketebalan dan kemiringan akan berubah, disamping juga topografi. Gambaran perubahan kedudukan batuan untuk penampang yang dibuat pada skala yang berbeda ditunjukkan pada gambar 11.6.

Gambar 11.6 Penampang normal dan hasil perbesaran vertikal

Perhitungan perubahan kemiringan secara geometri ditunjukkan sebagai persamaan (Gambar 11.7) W = d/tan δ W = vd/tan δ’ Tan δ’ = v tan δ


143


Gambar 11.7 Efek perbesaran vertical pada sudut kemiringan a. sebelum dan b. sesudah perbesaran

Persamaan ini dapat digambarkan secara grafis untuk berbagai harga δ dengan factor perbessaran berkisar ddari 2 sampai 10 kali (Gambar 11.8) .

Gambar 11.8 Gambar grafis sudut kemiringan (atau lereng) dengan perbesaran vertikal

Untuk ketebalan perhitungannya adalah sebagaiberikut : (Gambar 11.9)

W = t sin δ W = t’/tan δ’ t’ = (sin δ’/sin δ) t


144


Gambar 11.9 Efek perbesaran vertical pada ketebalan a. geometri sebelum dan b. sesudah perbesaran

Grafik untuk persamaan ini dapat dibuat untuk berbagai kemiringan dengan factor perbesaran 2 – 10 kali (Gambar 11.10).

Gambar 11.10 Grafik perbesaran ketebalan sebagai fungsi dari kemiringan


12. Penampang Seimbang 12.1 Konstruksi Penampang Geologi

Didalam rekonstruksi penampang dari perlapisan batuan ada tiga data yang perlu diketahui yaitu : - Kedudukan dari lapisan, belahan (cleavage) dan sumbu lipatan - Ketebalan dari satuan-satuan stratigrafi - Keadaan batuan sebelum terdeformasi Kenyataan bahwa asal-mulanya batuan belum terdeformasi merupakan kunci yang penting untuk menyelesaikan masalah struktur. Secara geometris seharusnya mungkin untuk mengembalikan kondisi (undeform) suatu penampang yang benar ke keadaan awal sebelum deformasi atau sedikit terdeformasi ; suatu penampang seharusnya “retrodeformable”. Penampang yang demikian di dalam industri minyak dikenal sebagai “balanced section” (Dahlstrom, 1969) atau penampang yang seimbang/di-seimbangkan (gambar 12.1).

Sumur bor

Sumur bor

MUKA LAUT

0

1 Km.

Interpretasi A - nonretrodeformable

Interpretasi B - retrodeformable

Gambar 12.1 Contoh penampang geologi yang “non retrodeformable” dan “retrodeformable”

Ada empat aspek prinsip untuk membuat penampang yaitu : - Menyusun data dasar - Ekstrapolasi dan interpolasi - Penyelesaian interpretasi struktur - Pengujian untuk “retrodeformable”


146


Gambar 12.2 adalah contoh pada pembuatan penampang dari data struktur dan stratigrafi pada suatu penampang topografi.

BASIC DATA Well 1

Well 2

FAULT B

FAULT C

SEA LEVE L

1 Km.

SEA LEVEL

FAULT A

-5 Km.

-5 Km.

INTERPRETATION A Well 1

Well 2

FAULT B

FAULT C

SEA LEVE L

1 Km.

SEA LEVEL

FAULT A

-5 Km.

-5 Km.

INTERPRETATION B Well 1

FAULT B

FAULT C

Well 2

SEA LEVE L

1 Km.

SEA LEVEL

FAULT A

-5 Km.

-5 Km.

Gambar 12.2 Konstruksi penampang pada daerah perlipatan dan sesar anjakan (fold-thrust). Gambar atas adalah data dasar, gambar A adalah hasil ekstrapolasi sederhana dan B menunjukkan interpretasi yang lebih lengkap.

12.2 Konstruksi Penampang dengan Metoda Kink

Salah satu metoda ekstrapolasi dan interpolasi lipatan yang dikenal selain metoda Busk adalah metoda kink (sudut sayap lipatan tajam ; lipatan kink atau chevron), Geologi Dinamik – Geologi ITB

147

Penampang Seimbang

yang juga menganggap bahwa jenis lipatan adalah paralel. Metoda ini didasari oleh kenyataan bahwa pengukuran terinci menunjukkan bahwa kebanyakan lipatan-lipatan besar pada batuan sedimen terdiri dari suatu seri sayap yang menyolok. Gambar 12.3 menunjukkan hasil pengukuran dipermukaan dan dari data pemboran yang keseluruhannya menunjukkan besaran kemiringan yang relatif tetap dan secara tiba-tiba berubah menjadi kemiringan yang lain. Dengan metoda Kink, kita dapat melakukan ekstrapolasi dari setiap lipatan bersudut. Bila ketebalan lapisan tetap (paralel), bidang sumbu (axial surface) membagi sama besar sudut antara sayap γ1 dan γ2. Sudut γ antara sayap dan bidang sumbu disebut sudut sumbu (axial angle). Bila kita mempunyai data yang cukup untuk menentukan sudut sayap, kita dapat menentukan orientasi bidang sumbu dengan lebih tepat;jejak dari bidang sumbu dapat ditentukan dengan protactor, dan semua lapisan akan diekstrapolasikan. Bila dua bidang sumbu berpotongan, bidang sumbu yang baru akan terbentuk, dengan cara yang sama dibuat γ‘ = γ1’.

Sumur Bor

γ

2

γ

1

γ' γ'

2

1

0

5 Km.

Gambar 12.3 Cara konstruksi dengan metoda Kink

Metoda Kink membuat suatu prediksi yang lebih baik didalam banyak kasus yang diuji oleh pemboran. Ini bahkan dapat diterapkan pada lipatan yang terdiri dari lengkungan yang halus, karena dengan data yang lebih baik suatu lengkungan yang halus dapat dicapai oleh suatu seri dari segmen-segmen garis lurus (gambar 4). Setelah melakukan rekonstruksi, bila diinginkan, bentuk lapisan dapat diperhalus dengan penggambaran tangan. Metoda Kink memprediksi bentuk yang sama dengan metoda Busk untuk lipatan yang benar-benar kosentris, karena Geologi Dinamik – Geologi ITB

148


bidang sumbu dari metoda ini memotong pusat kelengkungan, sebagaimana garis normal yang dibuat dalam metoda Busk.

0

2 Km.

Gambar 12.4 Pendekatan bentuk-bentuk lipatan seri yang membulat dari kink yang tajam

Oleh karena itu tidak ada kelebihan secara mendasar pada metoda Busk dibandingkan dengan metoda Kink walaupun pada satu kasus dapat diterapkan secara benar. Metoda Kink juga berguna karena relatif lebih mudah dipakai untuk mengembalikan kondisi sebelum deformasi (retrodeformation, >> lihat penampang “retrodeformable” / “balanced” cross-section) dari suatu struktur yang terdiri dari segmen garis lurus. Metoda Kink dapat juga diterapkan untuk lipatan yang berubah ketebalannya secara tiba-tiba (akan tetapi tetap) memotong puncaknya. Beberapa lipatan yang menunjukkan belahan berlembar (slaty cleavage) mencerminkan sifat seperti ini. Dalam kasus ini baik arah bidang sumbu dan perbandingan ketebalan lapisan harus diketahui. Hubungan sudut sumbu dapat dinyatakan sebagai : Sin γ1 / sin γ2 = T1 / T2 dimana T1 / T2 adalah ketebalan satu lapisan pada kedua sayap. 12.3 Penampang seimbang dan restorasi penampang

Kegunaan dari pembuatan penampang seimbang dan restorasi penampang adalah untuk memperhitungkan besaran pergeseran (kontraksi) yang dihasilkan dari proses pembentukan struktur. Pada umumnya diterapkan untuk sesar-sesar anjakan (thrust), imbrikasi dan perlipatan. Selain itu kegunaannya adalah juga untuk menguji apakah penampang geologi yang dibuat dari hasil pengamatan lapangan pemboran dan/atau penampang seismik ini mungkin secara geometris. Walaupun begitu perlu ditekankan bahwa penyelesaian ini tidak harus Geologi Dinamik – Geologi ITB

149

Penampang Seimbang

merupakan satu-satunya, dan untuk suatu himpunan data pada umumnya terdapat beberapa kemungkinan penyelesaian. dengan asumsi dan aturan penampang seimbang, penampang struktur yang rumit yang direstorasikan ke keadaan sebelum deformasi. Apabila restorasi yang dibuat tidak meninggalkan celah (gap) dan tidak saling tumpang tindih (overlap) didalam suatu lapisan, maka penampang tersebut dapat dikatakan “mungkin” atau “benar” (walaupun masih belum “pasti benar”), dan besaran dari kontraksi dan extensi yang berhubungan dengan deformasi dapat ditentukan. Didalam menrekonstruksikan penampang seimbang pada umumnya diasumsikan bahwa : 1. Tidak ada perubahan volume yang berarti selama deformasi, jadi suatu kondisi plane strain dapat dicapai, dicapai, artinya tidak tidak ada perubahan luas didalam penampang. penampang. 2. Perlipatan dalam penampang adalah paralel, yang dihasilkan oleh proses perlipatan yang melentur (flexural slip folding), dengan kata lain, panjang perlapisan pada penampang adalah tetap selama deformasi. Dari asumsi ini dikembangkan dua cara untuk menyeimbangkan penampang yaitu dengan menyeimbangkan : - Panjang garis - Luas (area)

(Hossack, 1979)

Dalam hal ini diperlukan ketebalan satuan stratigrafi sebelum terjadi deformasi, yang dapat diperoleh dari pengamatan dari bagian yang tidak/belum terdeformasi (“foreland”). Penampang yang belum terdeformasi dinamakan “template”, yang terdiri dari lapisan paralel. Langkah selanjutnya adlah mencari posisi kerangka pada daerah dimana tidak terjadi pergeseran antar lapisan (oleh perlipatan atau pensesaran). Posisi ini dinamkan “Pin line”, dapat berupa “hinge surface” pada lipatan atau dapat terletak pada foreland. 12.3.1 Penyeimbangan garis Bila pin-line dan template telah dibuat, panjang dari lapisan penunjuk tertentu, batas antara lapisan A dan B sepanjang penampang diukur (Gambar 12.5a), disini adalah jumlah jarak-jarak dari 1 ke 2, 3 ke 4, 5 ke 6 dan 7 ke 8. (Seringkali digunakan pita yang ditempatkan secara seksama sepanjang segmen penampang). Prosedur ini diulang untuk sejumlah lapisan penunjuk yang lain, dan kemudian dibuat restorasi penampangnya (Gambar 12.5b). Idealnya panjang garis harus diukur diantara dua kerangka pin-line, yang lainnya yaitu pada daerah yang terdeformasi. Geologi Dinamik – Geologi ITB

150


Gambar 12.5 Cara restorasi penampang berdasarkan penyeimbangan garis

Untuk menjadikan penampang seimbang, semua lapisan penunjuk harus sama panjang pada penampang yang sudah direstorasikan. Walaupun demikian pada umumnya, bila cara ini diterapkan (untuk daerah anjakan), batuan penutup akan didapatkan terlalu panjang untuk batuan dasarnya. 12.3.2 Penyeimbangan luas (area) Didalam beberapa kasus penampang, bidang belahan (cleavage) pada batuan sangat berkembang, asumsi bahwa lapisan akan tetap selama deformasi menjadi tidak berlaku. Untuk ini diperlukan cara untuk menyeimbangkan area. Cara ini pertama kali digunakan oleh Chamberlain (1910, 1919), untuk memperhitungkan kedalaman ke bidang “décollement” (bidang dimana terjadi pergeseran utama) dibawah suatu lipatan. Cara geometri sederhana ini dengan dasar asumsi bahwa deformasi pada penampang adalah akibat dari keadaan “plain strain” (gambar 12.6). dapat terlihat bahwa bila kedalaman ke arah bidang decollement diketahui (t1) dari pemboran atau seismik, proses seperti gambar ini dapat dipakai untuk memperhitungkan pemendekan (shortening) yang berhubungan dengan proses deformasi. Lapisan AB, asalnya pada ketinggian BC diatas permukaan decollement, terlipat menjadi posisi yang baru pada A’B’. Panjang awal dan panjang akhir adalah AB (10) dan AO (l1), dan OB adalah pemendekan.


151

Penampang Seimbang

A' B' EXCESS SECTION = A A

O

AVERAGE DEPTH TO DECOLLEMENT

B

INITIAL STRATIGRAPHIC THICKNESS

t1

t0

D

DECOLLEMENT or THRUST C'

C

Gambar 12.6. Model kemasan luas untuk perhitungan kedalaman dari bidang pensesaran (décollement) dibawah lipatan (Chamberlain, 1919).

bila diasumsikan kondisi plane strain : A’B’C’D = ABCD Mengikuti geometri gambar ini bahwa area akibat dari penampang ini Ax adalah : Ax = OBCC’ = AA’B’O Kedalaman awal ke decollement adalah : t0 = Ax/OB

OB = Ax/t0

Di area A’B;C’D batuan dapat terdeformasi dengan keadaan yang apapun. Seperti pada penyeimbangan garis, perlu dibuat template dan pin line pada bagian penampang yang belum terdeformasi. Area pada satuan tertentu diukur dengan menggunakan planimeter. Dengan mengetahui ketebalan satuan dari template, besaran panjang yang belum terdeformasi akan diketahui dan penampang dapat direstorasikan. Bila semua satuan mempunyai panjang yang sama, maka penampang dapat dikatakan seimbang.


152


Problem kontruksi dan restorasi penampang

1. Kontruksikan penampang ini dengan metoda Kink r ) S e I I t a ( w e n n i o i t w r o a a l l m m a r h f o S S

g I ) n ( i r n a o e i t b - a l m a r o o f C

c i S n s a k c c l o o r S V

r ) e I t a ( n w e n o i t i w r a o a l l m m a r o h f S

) g I n I i r ( a n e i o t b l a a m o r o f C

S

S

. m 0 0 0 1

S c i n s a k c c l r o o V

y r a d n u o b c i h p a r g i t a r t S = S

S

g ) n I ( i r a n o e t i b - a l m a r o o f C

r ) S e I t a ( n w e n o i t i w r a o a l l m m a r o h f S

p i d t n e r a p p A

0


153

g n n . a X a t ) u h ) a a r p s t e m u r a b k a u r n h r n a e t a e e k p m P l a / l a . o s ) s a d d s ( k a e u n i s b t a d k u a y p k e s j a g d i t n k ( i r n a i s y k a a g r g m u ( j a n u n a s s u y e a a n n s n e n e k i r a p j a a b g n j e d n n a i r a e s t a g d i u s n p k , a e i a i i d s l d a a d n ) t m u n a s r a d d D d o ’ f . ” e n ) x b t d a s l e , l b a d m j ’ p u e u k l n a d “ ’ e a a g ( r a b u , n a t g o y k a n t e a o n u r k y t n p s n ” i a r r h i e a e e ( p t a d s l l i e o n p t g i a a r r k m a r e m e p s a t “ a i i a s d t a d e t a i d s d r a m a e p i p a n t a d i a g t d t g u b g a a n a e n p b y s a a e n r y d s e t a h g n i s n a n a p a y a d a k a r l i y a l a 2 w n m s i a a r e k u t t a u a s r d a j e u n n n t s a a g i r k a s n g a j a i a p o s l e n a y o s a l n e r g a g a a n s s a i g p j a p e n r s n a l a e a p b t u p g e a m n a a b u g n j n h s i n . . s e l e a a r a t p o h a a e p s h g w m p n e a n a g s l k a n t u a t o b i a t i d o d s r a a a s b a a j i i p r k m r h k n a e t i t u a a h k l t , l a n n u Y e u r l r g u a k i e s r n t u n s i e a i k e u p n U p S l a B d i . 2


Penampang Seimbang

154


3. Gambar berikut adalah penampang yang dapat diseimbangkan. Buatlah template yang sudah direstorasi dari lapisan-lapisannya.


Modul Geostruk Lengkap

Recommend Documents