BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Secara umum pengertian geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk arsitektur batuan sebagai bagian dari kerak bumi serta menjelaskan bagaimana proses pembentukannya. Beberapa kalangan berpendapat bahwa geologi struktur lebih ditekankan pada studi mengenai unsur-unsur struktur geologi, seperti perlipatan ( fold ), ), rekahan ( fracture), patahan ( fault ), ), dan sebagainya yang merupakan bagian dari satuan tektonik ( tectonic unit ). ). Sebagaimana diketahui bahwa batuan-batuan yang tersingkap dimuka bumi memperlihatkan bentuk-bentuk arsitektur yang bervariasi dari satu tempat ke tempat lainnya. Bentuk arsitektur susunan batuan di suatu wilayah pada umumnya merupakan batuan-batuan yang telah mengalami deformasi sebagai akibat gaya yang bekerja pada batuan tersebut. Deformasi pada batuan dapat berbentuk lipatan maupun patahan atau sesar. Ternyata proses yang menyebabkan batuan-batuan mengalami deformasi adalah gaya yang bekerja pada batuan batuan t ersebut.
1.2
Ruang Lingkup Kajian
1. Pengertian Sesar
9. Sesar Naik
2. Penyebab Sesar
10. Ciri Morfologi Sesar Naik
3. Anatomi Sesar
11. Thrust System
4. Kriteria Pensesaran
12. Hubungan Hubungan Sesar dan Lipatan
5. Ciri-Ciri Umum Sesar
13. Bahaya Sesar
6. Bentang Alam Pegunungan Sesar 14. Manfaat Sesar 7. Klasifikasi Sesar
15. Sesar Naik di Indonesia
8. Jenis Pergerakan Sesar
1
1.3
Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan ini adalah untuk memberi pemahaman mengenai prinsip awal terjadinya sesar beserta penyebab-penyebab yang mengakibatkan terjadinya sesar. Di sisi lain tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memberikan pengetahuan tentang bahaya yang dapat di timbulkan serta keuntungan yang dapat kita manfaatkan dari adanya salah satu struktur geologi ini.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Sesar Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran relatif (displacement) satu blok terhadap blok batuan lainnya, Billing (1959). Sesar merupakan suatu bidang rekahan yang telah mengalami pergeseran, Ragan (1973).
Sesar adalah suatu bidang pecah (fracture) yang memotong suatu tubuh batuan dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya, Park (1983).
Secara umum sesar (fault) adalah suatu rekahan yang terjadi pada lapisan batuan yang telah memperlihatkan adanya bukti pergerakan (shear displacement) atau off-set . Sesar (fault) merupakan suatu zona ( fault zone) yang terdiri dari banyak
bidang-bidang sesar yang sejajar dan saling berhubungan (net-work). Sesar mempunyai bentuk dan dimensi yang bervariasi. Ukuran dimensi sesar dapat mencapai ratusan kilometer panjangnya (Sesar Semangko) atau hanya beberapa sentimeter saja. Arah singkapan suatu sesar dapat lurus atau berliku-liku. Sesar boleh hadir sebagai sempadan yang tajam, atau sebagai suatu zona, dengan ketebalan beberapa milimeter hingga beberapa kilometer.
2.2 Penyebab Sesar Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus menerus mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan dapat mengalami pelengkungan atau keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak, maka kita menyebutnya batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan ukurannya). Penyebab deformasi pada batuan adalah gaya tegasan (gaya/satuan luas), gaya tegasan ini
3
umumnya terbagi dalam dua jenis yaitu gaya tegasan seragam dan gaya tegasan yang tidak seragam. Untuk sistem sesar sendiri disebabkan oleh adanya gaya tegasan yang sifatnya tidak seragam. Gaya tegasan yang tidak seragam itu dapat di kelompokan menjadi 3 jenis yaitu: 1. Tegasan tensional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami peregangan atau mengencang. 2. Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami penekanan. 3. Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya dan berpindahnya batuan.
Gambar 1
Ketika batuan terdeformasi maka batuan mengalami tarikan. Gaya tarikan akan merubah bentuk, ukuran, atau volume dari suatu batuan. Tahapan deformasi terjadi ketika suatu batuan mengalami peningkatan gaya tegasan yang melampaui 3 tahapan pada deformasi batuan. 1. Deformasi yang bersifat elastis (Elastic Deformation) terjadi apabila sifat gaya tariknya dapat berbalik (reversible).
4
2. Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Defor mation) terjadi apabila sifat gaya tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible). 3. Retakan atau rekahan (Fracture) terjadi apabila sifat gaya tariknya yang tidak kembali lagi ketika batuan pecah/retak.
Gambar 2
Gambar 3
5
Sistem sesar terjadi saat tahapan deformasi batuan telah mencapai kondisi terjadinya rekahan (fractures), dimana pada kondisi ini batuan yang diberikan gaya tegasan tidak mampu lagi menahannya. Saat batuan yang mengalami rekahan ini belum mengalami pergeseran maka hal tersebut dinamakan kekar dan apabila kondisi rekahan ini telah mengalami pergeseran maka hal tersebut dinamakan sesar. Pada umumnya semua kekar akan membentuk suatu sesar, apabila secara terus-menerus mengalami pergeseran.
2.3 Anatomi Sesar Arah pergerakan yang terjadi disepanjang permukaan suatu sesar dikenal sebagai bidang sesar. Apabila bidang sesar nya t idak tegak, maka batuan yang terletak di atasnya dikenali sebagai dinding gantung (hanging wall), sedangkan bagian bawahnya dikenal dengan dinding kaki (footwall).
Gambar 4
Ada dua jenis gelinciran sesar, satu komponen tegak (dip-slip) dan satu komponen mendatar (strike-slip). Kombinasi kedua-dua gelinciran dikenal sebagai gelinciran oblik (oblique slip).
6
Gambar 5
Pada permukaan bidang sesar terdapat gores-garis sesar (slicken-side) yang dicirikan oleh permukaan yang licin, pertumbuhan mineral dan tangga-tangga kecil. Arah pergerakan sesar dapat ditentukan dari arah gores garisnya.
Gambar 6
7
2.4 Kriteria Pensesaran a) Sesar Aktif Sesar yang aktif ditunjukkan oleh rayapan akibat gempa bumi dan pecahan dalam tanah. b) Sesar Tidak Aktif Sesar yang tidak aktif dapat dilihat dari peralihan pada kedudukan lapisan, perulangan lapisan, perubahan secara tiba-tiba suatu jenis batuan, kehadiran milonitisasi atau breksiasi, kehadiran struktur seretan (drag-fault ), bidang sesar
( fault-plane).
2.5 Ciri-Ciri Umum Sesar a. Gerak geser dapat lebih cepat daripada erosi sehingga menghasilkan rombakan yang bersatu (bercampur) dengan breksi sesar b. Gejala seretan, dan pembentukan sesar-sesar sekunder sangat umum c. Di lapangan sulit dikenal, dan rentan erosi d. Kedudukan sukar ditentukan dan jalur sesarnya rumit
2.6 Bentang Alam Pegunungan Sesar 1. Punggungan blok sesar (dengan gawir sesar, gawir jalur sesar, faset segitiga, faset trapezoid). 2. Perbukitan atau Punggungan Horst. 3. Perbukitan atau Punggungan Zona Sesar. 4. Perbukitan atau Punggungan Bancih (Melange). 5. Lembah Graben. 6. Dataran Denudasional Struktur Patahan.
8
Gambar 7
Gambar 8
2.7 Klasifikasi Sesar
Klasifikasi Anderson (1951) Klasifikasi sesar ini berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar. Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu
9
sesar naik (reverse and thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar mendatar (wrench fault).
Gambar 9
Gambar 10
10
Angelier (1979) Klasifikasi sesar ini berdasarkan gerak relatifnya dan unsur geometrinya, berupa gores-garis, pitch, sudut kemiringan bidang sesar, pergeseran transversal atau heave dan pergeseran longitudinal. Rickard (1972) Klasifikasi sesar ini berdasarkan dip of fault dan pitch of net slip. Berdasarkan parameter tersebut jenis sesar ada 6 kelompok besar, yaitu Left slip, Right slip, Thrust slip, Reverse slip, Normal slip dan lag s lip.
Gambar 11
Spencer (1988) Klasifikasi sesar ini berdasarkan tipe gerakannya, yaitu sesar translasi dan sesar rotasi. Sesar translasi adalah jenis sesar yang pergerakannya sepanjang garis lurus. Sesar rotasi adalah jenis sesar yang sifat pergeserannya mengalami perputaran.
11
2.8 Jenis Pergerakan Sesar 1. Apparent Relative Movement Ditentukan atau diamati sebagai jarak antara dua bagian bidang penunjuk (lapisan, korok dsb) yang dipotong oleh sesar dinyatakan sebagai “separation” 2. True Relative Movement Dinyatakan sebagai “ slip” (net slip) yakni jarak sesungguhnya antara 2 titik yang tadinya berhimpit. Berdasarkan gerak sebenarnya (slip), sesar dapat dibagi menjadi dua yaitu dip-slip dan strike-slip , sedangkan oblique-slip apabila gerakannya mempunyai komponen strike-separation dan dip-separat ion.
Gambar 12
12
Gambar 13
Gambar 14
Heave : Jarak pergeseran pada bidang horizontal yang memisahkan bagian-bagian dari lapisan. Throw : Jarak pergeseran pada bidang vertical dari total throw.
13
2.9 Sesar Naik Sesar yang merupakan hasil dari gaya tegasan kompresional, dimana bagian hangingwall
bergerak
relatif
kebagian
atas
dibandingkan
footwallnya.
Berdasarkan sudut kemiringannya, sesar naik ini terbagi ke dalam 2 jenis yaitu: a. Reverse Fault : Sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan curam. b. Thrust Fault
: Sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan landai.
Gambar 15
Gambar 16
14
Gambar 17
2.10 Ciri Morfologi Sesar Naik Tahap Muda : Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga dengan gejala longsoran Tahap Dewasa : Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga dengan gejala longsoran yang lebih intensif; relief lebih rendah Tahap Tua
: Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga terdatarkan, gejala longsoran mulai menghilang; relief hampir datar.
2.11 Thrust System Sejumlah sesar naik (Thrust zone) yang terbentuk pada periode tektonik yang sama dinamakan sebagai Thrust Systems (Boyer dan Elliott, 1982). Pada Thrust System ada dua jenis pola sesar ut ama, yaitu:
15
Imbricate Fan: Imbricate Fan dicirikan dengan adanya Thrust sheet yang di
dalamnya berkembang struktur lipatan asimetri dan rebah mengikuti arah Tectonic transport (Boyer dan Elliott, 1982). Sesar naik dengan pola Imbricate fan atau pola susun genteng dibedakan menjadi 2 (dua) jenis, yaitu Trailling imbricate fan dan Leading imbricate fan. Kedua jenis pola sesar tersebut dibedakan berdasarkan besarnya jarak pergeseran (Dispclacement). Trailling imbricate fan dicirikan oleh adanya displacement yang besar pada bagian paling belakang dari seluruh sesar naik (dilihat dari Tectonic transport), sebaliknya dinamakan Leading imbricate fan.
Gambar 18
Duplex: Di dalam pola duplex (duplikasi), thrust sheet dilingkupi oleh sesar-sesar
seperti menumpuk. Pada umumnya pola duplex ini sulit dikenali secara visual, (Boyer dan Elliott, 1982).
16
Gambar 19
Berdasarkan pada posisi bidang sesar terhadap sumbu lipatan dan arah tectonic transport. Sesar naik yang terbentuk dibagian belakang sumbu lipatan dinamakan sebagai Forelimb thrust, sedangkan yang berkembang dibagian depan sumbu lipatan dinamakan sebagai Backlimb thrust. Berdasarkan pada tectonic transportnya, sesar naik dibedakan menjadi Back thrust dan Fore thrust. Apabila gerak relatif dari sesar naik searah dengan pada tectonic transportnya,maka sesar naik tersebut dinamakan sebagai Fore Thrust dan sebaliknya dinamakan sebagai Back thrust. Back thrust yang terbentuk di dalam Thrust system maka hal tersebut dapat membentuk Pop-up dan Triangle zone. Didalam Thrust system, berdasarkan posisi bidang sesarnya dapat relatif sejajar dengan bidang lapisan batuan yang dinamakan sebagai Flat dan apabila memotong bidang lapisan dinamakan sebagai Ramp. Apabila posisi flat searah dengan Tectonic transport dinamakan frontal ramp dan sebaliknya dinamakan sebagai back thrust. Gerak relatif suatu blok terhadap blok yang lainnya dapat terjadi sepanjang flat dan ramp. Blok hanging wall yang menumpang di atas flat dinamakan sebagai hangingwall ramp sedangkan blok foot wall yang berada di bagian ramp dinamakan sebagai footwall ramp.
17
Terbentuknya sejumlah sesar naik tidak terjadi secara bersamaan melainkan terbentuk secara berurutan (Sequence of thrusting). Apabila urutan pembentukan sesar naiknya makin muda ke arah hanging wall dinamakan sebagai Overstep dan jika terjadi sebaliknya dinamakan sebagai Piggyback. Pembentukan sesar naik selalu berasosiasi dengan pembentukan lipatan, oleh karenanya pola lipatan dan sesar naik yang terbentuk relatif bersamaan dinamakan sebagai lipatan anjakan (Thrust Fold Belt atau Fold Thrust Belt).
Gambar 20
18
Gambar 21
2.12 Hubungan Sesar dan Lipatan Batuan yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda terhadap gaya tegasan yang bekerja pada batuan batuan tersebut, dengan demikian kita juga dapat memperkirakan bahwa beberapa batuan ketika terkena gaya tegasan yang sama akan terjadi retakan atau terpatahkan, sedangkan yang lainnya akan terlipat. Geometri dari perlipatan lapisan batuan yang terkena tegasan diperlihatkan dimana pada tahap awal perlapisan batuan akan terlipat membentuk lipatan sinklin-antiklin dimana secara geometri bentuk lengkungan bagian luar (outer arc) akan mengalami peregangan sedangkan lengkungan bagian dalam akan mengalami pembelahan (cleavage).Apabila tegasan ini berlanjut dan melampaui batas elastisitas batuan, perlipatan akan mulai terpatahkan (tersesarkan) melalui bidang yang terbentuk pada sumbu lipatannya.
19
Pada bidang patahan, gaya tegasan akan berubah arah. Ketika batuan batuan yang berbeda tersebut berada di area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur menutupi batuan yang bersifat retas, maka batuan yang retas kemungkinan akan terpatahkan dan batuan yang lentur mungkin hanya melengkung atau terlipat diatas bidang patahan. Demikian juga ketika batuan batuan yang bersifat lentur mengalami retakan dibawah kondisi tekanan yang tinggi, maka batuan tersebut kemungkinan terlipat sampai pada titik tertentu kemudian akan mengalami pensesaran, membentuk suatu patahan.
Gambar 22
Gambar 23
20
Gambar 24
2.13 Bahaya Sesar a. Terjadinya Tsunami Proses terjadinya tsunami yang disebabkan oleh adanya sesar. saat terjadi patahan di dasar laut kemudian bergerak karena adanya tekanan yang besar kemudian membuat air masuk kedalam celah yang dibuat oleh pergerakan sehingga membuat laut menjadi dangkal setelah terakumulasi air keluar celah dengan energi yang terakumulasi dan membuat gelombang besar mendekati daratan, gelombang menjadi t inggi karena dasar laut yang dangkal b. Terjadinya Gempa Tektonik Gempa bumi biasanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik dan terjadi di sekitar batas lempeng tektonik. Gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan oleh lempeng tektonik tersebut, sehingga terjadi sebuah rekahan dan bahkan rekahan tersebut mengalami pergeseran. 21
Gambar 25
Gambar 26
22
2.14 Manfaat Sesar a. Dapat mengetahui posisi stratigrafi suatu batuan dengan batuan yang lain. b. Minyak dan gas alam terbentuk dan ditemukan terjebak di dalam lipatan bawah permukaan. c. Faults, joint, dan fractures dapat berperan sebagai lorong untuk tanah dan rumah untuk deposit mineral-mineral industri yang berharga sebagai bijih emas, perak, tembaga. d. Unconformities dapat digunakan untuk menandai batas-batas waktu geologi untuk era, periode, dan zaman.
Gambar 27
23
Gambar 28
Gambar 29
24
Gambar 30
2.15 Sesar Naik di Indonesia Sesar Bali adalah sesar yang berada pada daerah kepulauan bali dan sekitarnya, yang terkonsentrasi di selatan busur kepulauan sekitar Jawa Timur Bali dan Nusatenggara. Pergerakan sesar di daerah ini mecapai 7 – 9 cm pertahun yang d i pengaruhi aktifitas subduksi lempeng dan aktifitas sesar .
Gambar 31
25
Sesar flores berada pada utara pulau flores Sesar segmen barat dikenal sebagai Sesar Naik Flores (Flores Thrust) yang membujur dari timur laut Bali sampai dengan utara Flores.
Gambar 32
Sesar Wetar dikenal sebagai Sesar Naik Wetar (Wetar Thrust) yang membujur dari utara Pulau Alor hingga Pulau Roman. Sesar ini terjadi desakan lempeng Indo-Australia, dan di sebelah utara Alor, terdapat sesar aktif busur belakang (Wetar Thrust).
Gambar 33
26
BAB III KESIMPULAN Setiap batuan mempunyai sifat yang berbeda-beda terhadap gaya tegasan yang bekerja pada batuan tersebut. Suatu batuan retas ketika terkena gaya tegasan yang sama akan terjadi retakan atau terpatahkan sedangkan batuan yang lentur akan terlipat. Geometri dari perlipatan lapisan batuan yang terkena tegasan telah diperlihatkan dimana pada tahap awal perlapisan batuan akan terlipat membentuk lipatan sinklin dan antiklin dimana secara geo metri bentuk lengkungan bagian luar (outer arc) akan mengalami peregangan sedangkan lengkungan bagian dalam akan mengalami pembelahan (cleavage). Apabila tegasan ini berlanjut dan melampaui batas elastisitas batuan, perlipatan akan mulai terpatahkan (tersesarkan) melalui bidang yang terbentuk pada sumbu lipatannya. Pada bidang patahan, gaya tegasan akan berubah arah. Ketika batuan batuan yang berbeda tersebut berada di area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur menutupi batuan yang bersifat retas, maka batuan yang retas kemungkinan akan terpatahkan dan batuan yang lentur mungkin hanya melengkung atau terlipat diatas bidang patahan. Demikian juga ketika batuan batuan yang bersifat lentur mengalami retakan dibawah kondisi tekanan yang tinggi, maka batuan tersebut kemungkinan terlipat sampai pada titik tertentu kemudian akan mengalami pensesaran, membentuk suatu patahan. Sesar merupakan suatu rekahan yang memperlihatkan adanya sebuah pergeseran. Dari hal tersebut didapat 3 jenis sesar yaitu: 1. Sesar normal merupakan dimana bagian hanging wall relative turun terhadap footwallnya. 2. Sesar naik merupakan dimana bagian hanging wall relative naik terhadap footwallnya. 3. Sesar mendatar merupakan bagian yang terpisah bergerak relative mendatar pada bidang sesar umumnya tegak (90 0).
27
Pada sesar naik berdasarkan sudut kemiringan.sesar naik terbagi menjadi 2 jenis yaitu: a. Reverse fault : sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan curam. b. Thrust fault
: sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan landai.
Sesar juga mempunyai bahaya dan juga keuntungan yang didapatkan dari keberadaan sesar 1. Bahaya sesar, yaitu: a. Terjadinya Tsunami Proses terjadinya tsunami yang disebabkan oleh adanya sesar. saat terjadi patahan di dasar laut kemudian bergerak karena adanya tekanan yang besar kemudian membuat air masuk kedalam celah yang dibuat oleh pergerakan sehingga membuat laut menjadi dangkal setelah terakumulasi air keluar celah dengan energi yang terakumulasi dan membuat gelombang besar mendekati daratan, gelombang menjadi t inggi karena dasar laut yang dangkal b. Terjadinya Gempa Tektonik Gempa bumi biasanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik dan terjadi di sekitar batas lempeng tektonik. Gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan oleh lempeng tektonik tersebut, sehingga terjadi sebuah rekahan dan bahkan rekahan tersebut mengalami pergeseran. 2. Keuntungan sesar, yaitu: a. Dapat mengetahui posisi stratigrafi suatu batuan dengan batuan yang lain. b. Minyak dan gas alam terbentuk dan ditemukan terjebak di dalam lipatan bawah permukaan. c. Faults, joint, dan fractures dapat berperan sebagai lorong untuk tanah dan rumah untuk deposit mineral-mineral industri yang berharga sebagai bijih emas, perak, tembaga. d. Unconformities dapat digunakan untuk menandai batas-batas waktu geologi untuk era, periode, dan zaman.
28
BAB IV DAFTAR PUSTAKA
http://data.bmkg.go.id/share/Dokumen/artikel-geofisika sesar_naik_belakang_busur_bali-daryono-2010.pdf http://elearning.pelatihan-osn.com/riddar/kebumian/geologistruktur.pdf http://file.upi.edu/Direktori/FPIPS/JUR._PEND._GEOGRAFI/195901011989011YAKUB_MALIK/GEOMORFOLOGI_SESAR.pdf http://ibnuseven.com/wp-content/uploads/2013/11/10_SESAR-NAIK_8.pdf http://kartono.sttnas.ac.id/Geologi%20Struktur/3.%20PENGETAHUAN%20DASAR%20SE SAR%20DAN%20LIPATAN.pdf http://petroleumstudies.files.wordpress.com/2009/03/geostruk-3-sesar-faults.pdf http://repository.upnyk.ac.id/4251/1/Sari.pdf
29
