STRUKTUR GEOLOGI SESAR 1. Pengertian Sesar Patahan atau sesar (fault) adalah satu bentuk rekahan pada lapisan batuan bumi yg menyebabkan satu blok batuan bergerak relatif terhadap blok yang lain. Pergerakan bisa relatif turun, relatif naik, ataupun bergerak relatif mendatar terhadap blok yg lain. Pergerakan yg tiba-tiba dari suatu patahan atau sesar bisa mengakibatkan gempa bumi. Sesar (fault) merupakan bidang rekahan atau zona rekahan pada batuan yang sudah mengalami pergeseran (Williams, 2004). Sesar terjadi sepanjang retakan pada kerak bumi yang terdapat slip diantara dua sisi yang terdapat sesar tersebut (Williams, 2004). Beberapa istilah yang dipakai dalam analisis sesar antara lain a. Jurus sesar (strike of fault) adalah arah garis perpotongan bidang sesar dengan bidang horisontal dan biasanya diukur dari arah utara. b. Kemiringan sesar (dip of fault) adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horisontal, diukur tegak lurus strike. c. Net slip adalah pergeseran relatif suatu titik yang semula berimpit pada bidang sesar akibat adanya sesar. d. Rake adalah sudut yang dibentuk oleh net slip dengan strike slip(pergeseran horisontal searah jurus) pada bidang sesar.
Gambar 1. Bagian-bagian Sesar Keterangan gambar tersebut adalah α = dip β = rake of net slip
θ = hade = 90o – dip ab = net slip ac = strike slip cb = ad = dip slip ae = vertical slip = throw de = horizontal slip = heave Dalam penjelasan sesar, digunakan istilah hanging wall danfoot wall sebagai penunjuk bagian blok badan sesar. Hanging wallmerupakan bagian tubuh batuan yang relatif berada di atas bidang sesar. Foot wall merupakan bagian batuan yang relatif berada di bawah bidang sesar.
Gambar 2. Hanging wall dan foot wall. 2. Ciri-ciri Sesar Secara garis besar, sesar dibagi menjadi dua, yaitu sesar tampak dan sesar buta (blind fault). Sesar yang tampak adalah sesar yang mencapai permukaan bumi sedangkan sesar buta adalah sesar yang terjadi di bawah permukaan bumi dan tertutupi oleh lapisan seperti lapisan deposisi sedimen. Pengenalan sesar di lapangan biasanya cukup sulit. Beberapa kenampakan yang dapat digunakan sebagai penunjuk adanya sesar antara lain : a. Adanya struktur yang tidak menerus (lapisan terpotong dengan tiba-tiba) b. Adanya perulangan lapisan atau hilangnya lapisan batuan.
c. Kenampakan khas pada bidang sesar, seperti cermin sesar, gores garis.
Gambar 3. Gores Garis (slickens slides) d. kenampakan khas pada zona sesar, seperti seretan (drag), breksi sesar, horses, atau lices, milonit.
Gambar 4. Zona sesar e. silisifikasi dan mineralisasi sepanjang zona sesar. f. perbedaan fasies sedimen. g. petunjuk fisiografi, seperti gawir (scarp), scarplets (piedmont scarp), triangular facet, dan terpotongnya bagian depan rangkaian pegunungan struktural.
Gambar 5. Triangular facet
Gambar 6. Faulth scarp h. Adanya boundins : lapisan batuan yang terpotong-potong akibat sesar.
Gambar 7. Boundins 3. Klasifikasi Sesar Klasifikasi sesar dapat dibedakan berdasarkan geometri dan genesanya a. Klasifikasi geometris 1) Berdasarkan rake dari net slip. ·
strike slip fault (rake=0º)
·
diagonal slip fault (0 º < rake <90º)
·
dip slip fault (rake=90º)
2) Berdasarkan kedudukan relatif bidang sesar terhadap bidang perlapisan atau struktur regional ·
strike fault (jurus sesar sejajar jurus lapisan)
·
bedding fault (sesar sejajar lapisan)
·
dip fault (jurus sesar tegak lurus jurus lapisan)
·
oblique / diagonal fault (menyudut terhadap jurus lapisan)
·
longitudinal fault (sejajar struktur regional)
·
transversal fault (menyudut struktur regional)
3) Berdasarkan besar sudut bidang sesar ·
high angle fault (lebih dari 45o)
·
low angle fault (kurang dari 45o)
4) Berdasarkan pergerakan semu ·
normal fault (sesar turun)
·
reverse fault (sesar naik) 5) Berdasarkan pola sesar
·
paralel fault (sesar saling sejajar)
·
en chelon fault (sesar saling overlap dan sejajar)
·
peripheral fault (sesar melingkar dan konsentris)
·
radial fault (sesar menyebar dari satu pusat)
Gambar 8. Klasifikasi sesar b. Klasifikasi genetis Berdasarkan orientasi pola tegasan yang utama (Anderson, 1951) sesar dapat dibedakan menjadi : ·
Sesar anjak (thrust fault) bila tegasan maksimum dan menengah mendatar.
·
Sesar normal bila tegasan utama vertikal.
·
Strike slip fault atau wrench fault (high dip, transverse to regional structure) 4. Beberapa Jenis Sesar dan Penjelasannya a. Sesar Normal / Sesar Turun (Extention Faulth) Sesar normal dikenali juga sebagai sesar gravitasi, dengan gaya gravitasi sebagai gaya utama yang menggerakannya. Ia juga dikenali sebagai sesar ekstensi (Extention Faulth) sebab ia memanjangkan perlapisan, atau menipis kerak bumi. Sesar normal yang mempunyai salah yang menjadi datar di bagian dalam bumi dikenali sebagai sesar listrik. Sesar listrik ini juga dikaitkan dengan sesar tumbuh (growth fault), dengan pengendapan dan pergerakan sesar berlaku serentak. Satah sesar normal menjadi datar ke dalam bumi, sama seperti yang berlaku
ke atas sesar sungkup. Pada permukaan bumi, sesar normal juga jarang sekali berlaku secara bersendirian, tetapi bercabang. Cabang sesar yang turun searah dengan sesar utama dikenali sebagai sesar sintetik, sementara sesar yang berlawanan arah dikenali sebagai sesar antitetik. Kedua cabang sesar ini bertemu dengan sesar utama di bagian dalam bumi.Sesar normal sering dikaitkan dengan perlipatan. Misalnya, sesar di bagian dalam bumi akan bertukar menjadi lipatan monoklin di permukaan. Hanging wall relatif turun terhadap foot wall, bidang sesarnya mempunyai kemiringan yang besar. Sesar ini biasanya disebut juga sesar turun.
Gambar 9. Extention Faulth Patahan atau sesar turun adalah satu bentuk rekahan pada lapisan bumi yang menyebabkan satu blok batuan bergerak relatif turun terhadap blok lainnya. Fault scarp adalah bidang miring imaginer tadi atau dalam kenyataannya adalah permukaan dari bidang sesar. b. Sesar naik (reverse fault / contraction faulth) Sesar naik (reverse fault) untuk sesar naik ini bagianhanging wall-nya relatif bergerak naik terhadap bagian foot wall. Salah satu ciri sesar naik adalah sudut kemiringan dari sesar itu termasuk kecil, berbeda dengn sesar turun yang punya sudut kemiringan bisa mendekati vertical. Nampak lapisan batuan yg berwarna lebih merah pada hanging wall berada pada posisi yg lebih atas dari lapisan batuan yg sama pada foot wall. Ini menandakan lapisan yg ada di hanging wall udah bergerak relatif naik terhadap foot wall-nya.
Gambar 10. Reverse fault / contraction faulth c. Sesar mendatar (Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault) Sesar mendatar (Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault) adalah sesar yang pembentukannya dipengaruhi oleh tegasan kompresi. Posisi tegasan utama pembentuk sesar ini adalah horizontal, sama dengan posisi tegasan minimumnya, sedangkan posisi tegasan menengah adalah vertikal. Umumnya bidang sesar mendatar digambarkan sebagai bidang vertikal, sehingga istilah hanging wall dan foot wall tidak lazim digunakan di dalam sistem sesar ini. Berdasarkan gerak relatifnya, sesar ini dibedakan menjadi sinistral (mengiri) dan dekstral (menganan).
Gambar 11. Strike slip fault / Transcurent fault / Wrench fault 5. Aplikasi Sesar dalam Bidang Geologi
·
Petroleum system
·
Geothermal
·
Geoteknik
·
Penanggulangan daerah rawan bencana
LIPATAN Dasar Teori Lipatan adalah merupakan hasil perubahan bentuk dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan dari lengkungan pada unsur garis atau bidang di dalam bahan tersebut. Pada umumnya unsur yang terlibat di dalam lipatan adalah bidang perlipatan, foliasi, dan liniasi.
Mekanisme gaya yang menyebabkan terjadinya lipatan ada 2 macam : 1.
Buckling (melipat) disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya sejajar dengan permukaan lempeng.
2.
Bending (pelengkungan) disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya tegak lurus permukaan lempeng.
Berdasarkan proses lipatan dan jenis batuan yang terlipat dapat di bedakan menjadi 4 macam lipatan, yakni : a. Flexure / competent folding termasuk di dalamnya parallel fold b.
Flow / incompetent folding termasuk di dalamya similar fold
c. Shear folding d.
Flexure and flow folding
Gambar 1. Kenampakan Sinklin dan Antiklin di Lapangan
Sedangkan pengelompokan lipatan secara diskriptif adalah sebagai berikut : a.
Lipatan simetris (symmetrical fold) : suatu lipatan di mana bidang sumbunya mempunyai jarak yang sama terhadap kedua sayapnya. Membagi lipatan menjadi 2 bagian yang sama seperti yang nampak pada penampang vertikalnya yang di buat pada garis horizontal pada bidang poros.
b.
Lipatan a – simetris (a - symerical fold) : suatu lipatan yang jarak - jarak pada kedua sayapnya tidak sama. Biasanya sayap dari lipatan demikian mempunyai sudut yang tidak sama. Jenis – jenis Lipatan :
Antiklin adalah struktur lipatan yang bentuk konfet ke atas dengan urusan lapisan batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas.
Sinklin adalah struktur lipatan yang bentuk klaf ke atas dengan urutan lapisan batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas.
Antiform adalah struktur lipatan seperti antiklin namun umur batuan tidak di ketahui.
Sinform adalah struktur lipatan seperti sinklin namun unsur batuan tidak diketahui.
Antiformal Sinklin adalah struktur lipatan seperti antiklin dengan lapisan batuan yang tua di bagian atas dan batuan muda yang berada di bawah.
Sinformal antiklin adalah struktur lipatan sepeti sinklin dengan lapisan batuan yang tua di gaian atas dan lapisan batuan yang muda di bawah.
Dome, yaitu suatu jenis tertentu antuform dimana lapisan batuan mempunyai kemiringan ke segala arah yang menyebar dari satu titik.
Basin adalah suatau jenis unik sinform dimana kemiringan lapisan batuan menuju ke satu titik.
Bagian - Bagian Lipatan a.
Antiklin adalah unsur struktur lipatan dengan bentuk convex ke atas denagan urutan lapisan batuan yang tua di bawah yang muda di atas.
b.
Sinklin adalah unsur struktur lipatan dengan bentuk concave ke atas dengan urutan lapisan batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas
c.
Antiform adalah unsur struktur lipatan seperti antiklin dengan lapisan batuan yang tua di atas dan yang muda di bawah.
d. Sinform adalah unsur struktur lipatan seperti sinklin dengan lapisan batuan tua di atas dan yang muda di bawah. e.
Axial line (hinge line) adalah garis khayal yang menghubungkan titik-titik pelengkungan maksimum pada setiap permukaan lapisan dari suatu struktur lipatan.
f.
Axial Surface (hinge surface ) adalah bidang khayal dimana terdapat semua axial linedari suatu lipatan. Pada beberapa lipatan, bidang ini dapat merupakan suatu bidang planar dan dinamakan “Axial plane”.
g.
Crestal line adalah suatu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi pada setiap permuakaan lipatan suatu antiklin.
h.
Trough line adalah suatu garis yang menghubungkan titik-titik terendah pada sutu sinklin.
i.
Crestal surface adalah suatu bidang khyal di mana terletak semua crestal line dari suatu antiklin.
j.
Trough surface adalh suatu bidang khayal di mana terletak semua trough line dari semua antiklin.
Gambar 2. Bagian-Bagian Lipatan Klasifikasi Lipatan Berdasarkan bentuk penampang tegak : 1.
Lipatan simetri adalah lipatan dimana axial plane-nya vertical
2.
Lipatan asimetri adalah lipatan dimana axial plane-nya condong
3.
Overturned fold adalah lipatan dimana axial plane nya condong dan kedua sayapnya miring ke arah yang sama dan biasanya pada sudut yang berbeda.
4.
Recumbent fold adalah lipatan dimana axial plane-nya horizontal
5.
Vertical isoclinal fold adalah lipatan dimana axial plane-nya vertical
6.
Isoclined isoclinal fold adalah lipatan dimana axial plane-nya condong
7.
Recumbent isoclinal fold adalah lipatan dimana axial plane-nya horizontal
8.
Chevron fold adalah lipatan dimana hinge-nya tajam dan menyudut
9.
Box fold adalah lipatan dimana crest-nya luas dan datar
10.
Fan fold adalah lipatan dimana sayapnya membalik
11.
Monocline adalah lipatan dimana kemiringan lapisan secara lokal terjal
12.
Structure terrace adalah lipatan dimana kemiringan lapisan secara lokal dianggap horizontal.
13.
Homocline adalah lapisan yang miring dalam satu arah pada sudut yang relatif sama.
Berdasarkan intensitas lipatan : 1.
Open fold adalah lipatan yang lapisannya tidak mengalami penebalan atau penipisan karena deformasi yang lemah
2.
Closed fold adalah lipatan yang lapisannya mengalami penebalan atau penipisan karena deformasi yang kuat
3.
Drag fold adalah lipatan-lipatan kecil yang terbentuk pada sayap-sayap lipatan yang besar akibat terjadinya pergeseran antara lapisan kompeten dengan lapisan tak kompeten
4.
En enchelon fold adalah beberapa lipatan yang sifatnya lokal dan saling overlap satu dengan yang lain
5.
Culmination dan depression adalah lipatan-lipatan yang menunjam pada arah yang berbeda, sehingga terjadi pembubungan dan penurunan
6.
Anticlinorium yaitu antiklin mayor yang tersusun oleh beberapa lipatan yang lebih kecil
7.
Synclinorium yaitu sinklin mayor yang tersusun oleh beberapa lipatan yang lebih kecil
Berdasarkan sifat lipatan dan kedalaman : 1.
Similar fold adalah lipatan yang tiap lapisannya lebih tipis pada sayapnya dan lebih tebal pada hinge-nya
2.
Paralel concentric fold adalah lipatan dengan anggapan bahwa ketebalan lapisan tidak berubah selama perlipatan
3.
Pierching/diaphiric fold adalah lipatan dimana intinya yang aktif telah menerobos melalui batuan diatasnya yang lebih rapuh
4.
Supratenuous fold adalah lipatan yang terbentuk karena adanya perbedaan kompaksi sedimen pada saat pengendapan terjadi di punggung bukit
5.
Disharmonic fold adalah lipatan yang bentuknya tak seragam dari lapisan ke lapisan
Berdasarkan kedudukan dan hinge line : 1.
Horizontal normal adalah lipatan dimana kedudukan axial surface vertikal danhinge line horizontal
2.
Plunging normal adalah lipatan dimana kedudukan axial surface vertikal danhinge line menunjam
3.
Horizontal inclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring danhinge line horizontal
4.
Plunging inclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring danhinge line menunjam, tetapi jurus axial plane miring terhadap sumbu lipatan
5.
Reclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring dan hinge linemenunjam, tetapi jurus axial plane tegak lurus terhadap sumbu lipatan
6.
Vertical adalah lipatan dimana kedudukan axial surface dan hinge line vertical
7.
Recumbent adalah lipatan dimana kedudukan axial surface dan hinge linehorizontal Gambar 3. Klasifikasi Lipatan 7.4. Rekontruksi Lipatan Rekontruksi lipatan umumnya dilakukan berdasarkan hasil pengukuran kedudukan lapisan dari lapangan atau pembuatan suatu penampang dari peta geologi. Rekontruksi lipatan hanya dilakukan pada batuan sedimen. Metode rekontruksi yang akan dibahas meliputi :
1.
Metode busur lingkaran (are methode)
Metode ini mengasumsikan bahwa lipatan yang biasanya terdiri dari batuan yang kompeten dianggap sebagai lipatan konsentris dan paralel. Berdasarkan cara interpolasinya metode busur dibedakan : a.
Metode interpolasi Busk,1929.
b.
Metode Interpolasi Higgins, 1962. Dalam praktikum kali ini dan umumya metode yang sering digunakan adalah :
a.
Metode interpolasi Higgins, 1962. Suatu penampang yang diaplikasikan dari lapangan yang kedudukanya berlawanan untuk mengetahui sumbu suatu lipatan apakah dia sinklin atau antiklin. Misalkan pada lintasan / penampang dengan arah E - W, di lokasi A dan B dijumpai. Batas lapisan yang sama dengan kedudukan yang berlawanan. Dilokasi A kemiringan 41o ke barat dan B ke timur sebesar 51o. Rekonstruksi :
1.
Gambar garis sumbu dari kemiringan lapisan di A dan B, berpotongan di C.
2.
Buat bisector AB hingga memotong AC di E.
3.
Ukuran EF sembarang, tetapi lebih panjang dari CE.
4.
Ukuran AF sama dengan BG, dan hubungkan GF.
5.
Tarik garis GF sehingga memotong BC di I
6.
Hubungkan F dengan I (garis tersebut sebagai batas busur lingkaran).
7.
F sebagai pusat busur lingkaran dari A dengan jari-jari FA, sedangkan I sebagai pusat busur busur lingkaran dengan jari-jari IB.
8.
Maka bentuk lingkaran telah rekontruksi.
2.
Kombinasi metode busur lingkaran (are metode) dan tangan bebas (freehand) Kombinasi metode ini di gunakan untuk lipatan melibatkan batuan inkompeten, di mana ter jadi penipisan dan penebalan yang tak teratur. Free hand drawing di lakukan khusus pada interpolasi yang tidak dapat di lakukan dengan Arc Methode.
Kink Methode, 1985 Kind methode mengasumsikan bahwa lipatan adalah parallel, dan keadaan sayap yang lurus dan membentuk sudut lancip pada bagian sumbunya (kink atau chefron folds).Metode ini mendasarkan pada kenyataan bahwa suatu struktur lipatan tersusun dari seri perlapisan yang tertekuk seperti patah-patah (a series of sharpbends) dan memiliki ketebalan yang konstan, dengan sumbu lipatan membagi sudut di antara 2 sayap lipatan sama besar yakni y1
= y2. Sudut antara sayap dengan bidang sumbu y di sebut axial angle. Cara penggunaan metode rekonstruksi lipatan.
Arc Methode Dasarnya dalah bahwa lipatan merupakan bentuk busur dari suatu linhkaran dengan pusatnya adalah perpotongan antara sumbu – sumbu kemiringan yang berdekatan. Rekonstruksinya dapat di lakukan dengan menghubungkan busur lingkaran secara langsung bila data yang ada hanya kemiringan dan batas lapisan hanya setempat. Gambar 4. Sistem Kerja Lipatan
KEKAR Dasar Teori Kekar merupakan suatu rekahan yang relatif tanpa mengalami pergeseran pada bidang rekahannya. Penyebab terjadinya kekar dapat disebabkan oleh gejala tektonik maupun tektonik. Dalam analisa struktur geologi, yang diperlukan adalah kekar yang disebabkan oleh gejala tektonik. Jadi dilapangan baru dapat dibedakan dua jenis kekar tersebut. Klasifikasi kekar ada beberapa macam, tergantung dasar klasifikasi yangdigunakan diantaranya : a.
Berdasarkan bentuknya.
b.
Berdasarkan urutannya.
c.
Berdasarkan kerapatannya.
d. Berdasarkan cara terjadinya. Klasifikasi kekar berdasarkan genesanya : Shear joint Tension joint Tegangan utamanya terbesar akan membagi dua sama besar sudut lancipyang dibentuk oleh dua Shear Joint. Tegasan terkecil akan membagi dua sama besar sudut tumpul yang dibentuk olehShear Joint. Untuk mengoptimalkan hasil yang dicapai dalam analisa struktur-struktur geologi maka digunakan metode analisa yang dapat mendukung penafsiran tentang kinematika dan mekanisme pembetukannya yang dianalisa sehingga penafsirannya mendekati hal yang
sebenarnya. Sampai saat ini metode yang dianggap telah dapat memenuhi maksud dan tujuan seperti yang telah disebut diatas adalah metode statistik, yaitu suatu metode yang diterapkan untuk mendapatkan kisaran harga rata-rata atau harga maksimum dari sejumlah harga acak satu jenis struktur. Dari sini kemudian dapat diketahui kecenderungan-kecenderungan bentuk pola ataupun kedudukan umum dari jenis struktur yang dianalisa.
Gambar 1. Macam-Macam Kekar
Metode statistik yang akan diuraikan disini adalah metode-metode yang umum dipakai dalam kegiatan analisa struktur, terdiri dari dua metode yang pengelompokannya didasarkan atas banyaknya parameter, yakni : 1.
Pembuatan diagram yang didasarkan atas sejumlah data struktur hanyamemiliki satu parameter saja.
2.
Metode statistik dengan dua parameter, yakni pembuatan diagram-diagram berdasarkan jumlah data struktur yang memiliki dua parameter Hubungan Gaya dan Pola Kekar Berdasarkan definisi dari struktur geologi kekar, sesar, dan lipatan telah menunjukkan bahwa adanya keterkaitan satu dengan yang lain. Misalnya sesar, sesar ialah kekar yang mengalami pergeseran pada bidangnya, dan biasanya sesar terbentuk pada daerah lipatan (sinklin maupun antiklin).
Hubungan dari ketiga struktur geologi ini dapat dijelaskan melalui three stages of deformation yang merupakan sifat deformasi suatu benda terhadap gaya berdasarkan tingkat elastisitas benda tersebut. Ketiga tingkatan tersebut adalah : 1.
Elastis Benda dikatakan elastic jika suatu benda dikenai gaya, maka akan mengalami deformasi, tetapi jika gaya dilepas (hilang), maka benda tersebut akan kembali lagi pada bentuk dan ukuran semula. Batas dimana suatu benda masih dapat kembali seperti semula jika gaya dilepas, disebut elastic limit. Maka jika besar gaya yang bekerja melebihi elastic limit, benda tersebut tidak akan kembali pada bentuk semula, jika gaya hilang.
2.
Plastis Benda dikatakan plastic jika gaya yang bekerja mencapai elastic limit. Benda yang terkena gaya hanya sebagian yang dapat kembali pada bentuk semula, jika gaya dihilangkan.
3.
Brittle and Ductile Benda dikatakan brittle, jika benda sudah pecah sebelum gaya yang bekerja mencapai titik plastis. Benda dikatakan ductile, jika benda pecah/hancur setelah gaya melewati titikelastic. Berdasarkan penjelasan mengenai tingkat deformasi tersebut dapat diketahui bahwa kekar merupakan awal atau pemicu adanya sesar dan lipatan. Hal ini dikarenakan kekar menjadi zona lemah suatu batuan yang apabila mendapat gaya yang lebih besar akan memicu terjadinya struktur geologi sesar dan lipatan. Sedangkan sesar naik umumnya terbentuk pada daerah lipatan berupa sinklin dan sesar turun terbentuk pada daerah lipatan yang berupa antiklin. Hal ini dikarenakan ketika gaya tekan pada daerah lipatan hilang, maka batuan yang terlipat akan kembali berusaha kebentuk semula, tetapi karena adanya kekar maka terbentuklah sesar karena pergerakan yang terjadi pada bidang kekar. Dari penjelasan barusan, dapat disimpulkan bahwa analisis terhadap kekar pada suatu tubuh batuan, selain bertujuan untuk menentukan arah gaya yang mempengaruhinya, juga untuk mengetahui ada tidaknya kekar dan lipatan, bahkan dari analisis kekar kita dapat mengetahui apakah suatu lipatan itu berupa sinklin atau antiklin. Selain itu kita juga dapat mengetahui suatu sesar merupakan sesar naik, turun atau geser dari hasil analisi kekar. Untuk menentukan suatu sesar, kita dapat melakukannya dengan analisis kekar untuk mendapatkan nilai Ө1, Ө2, Ө3. Jika kedudukan Ө1, Ө2 relatif horizontal, sedangkan Ө3 relatif vertikal sehingga menghasilkan hanging wall bergerak naik terhadap foot wallmaka sesar tersebut merupakan sesar naik. Jika kedudukan Ө2, Ө3 relatif horisontal, sedangkan Ө1 vertikal sehingga menyebabkan hanging wall bergerak turun terhadap foot wall maka sesar
tersebut merupakan sesar turun. Jika kedudukan Ө1, Ө3 relatif horisontal, sedangkan Ө2 vertikal, sehingga menyebabkan blok bergeser ke kanan atau kiri maka sesar tersebut merupakan sesar geser. Analisa Kekar Pengumpulan/pencatatan data → pengelompokan data → penyajian data → analisa data → interpretasi/diskusi. Untuk analisa data, digunakan metode statistik yang dilakukan dengan :
3.
Diagram kontur, dengan menggunakan proyeksi stereografis dan proyeksi kutub. Tujuan analisa :
b.
menentukan kedudukan/arah umum dari kekar
c.
menentukan arah umum dari gaya utama. Gambar 3. Macam-Macam Gaya Stres
Diagram Kipas
Tujuan : Diagram ini dimaksudkan untuk mengetahui arah kelurusan umum dari unsur-unsur struktur yang data-datanya hanya terdiri dari satu usur pengukuran. Dan dalam hal ini digunakan untuk kekar-kekar yang mempunyai kemiringan relatif tegak, jadi yang diukur hanya jurus/arahnya saja.
Tabulasi data Data-data pengukuran yang terkumpul dimasukkan ke dalam suatu tabel (tabulasi data), dengan tuuan untuk mempermudah proses dalam pembuatan diagramnya. Dalam hal ini jumlah data tidak terdapat batasan mengenai banyaknya data yang harus dikumpulkan. Semakin banyak data lapangan yang dipakai dalam analisa maka hasilnya akan mendekati keadaan sebenarnya. Semakin kecil pembagian interval arah maka hasil analisanya akan semakin teliti. Pembagian interval arah menjadi : 00 – 50 (1800 – 1850), 50 – 100 (1850 -1900),..dst. interval
arah (00 – 50) dibuat sama dengan (1800 – 1850), karena (1800 – 1850) merupakan pelurus dari (00 – 50).
Pembuatan diagram kipas : Contoh yang akan dibahas di sini adalah pembuatan ”diagram kipas” dari data-data pengukuran jurus-kekar sebanyak 40 buah. Dari pemasukan data-data pengukuran kedalam tabel diperoleh harga prosentase maksimum 45%. Harga ini dipakai sebagai patokan untuk menentukan panjang jari-jari diagram setengah lingkaran. Selanjutnya dari setiap interval dibuat busurnya dengan pusat titik nol dan panjang jari-jari sama dengan panjang yang bersangkutan. Kemudian bagilah sisi paling luar dari busur sesuai dengan pembagian arahnya. Melalui pembagian interval tersebut tariklah garis-garis ke arah pusat busur. Langkah terakhir masukkanlah hasil perhitungan prosentase kedalam gambar sehingga didapatkan hasil analisa arah umum kekar yaitu N 20o -30o E.
Histogram
Tujuan : Seperti pada diagram kipas yaitu untuk mengetahui arah kelurusan umum dari unsur-unsur struktur.
Tabulasi data Data-data pengukuran yang terkumpul dimasukkan kedalam suatu tabel (tabulasi data) seperti pada diagram kipas.
Pembuatan histogram : Contoh pembuatan histogram yang diberikan disini diambil dari data-data pengukuran kekar sebanyak 40 buah. Dari pemasukan data pengukuran ke dalam tabel diperoleh prosentase 0%, 10%, ........ 45%. Harga-harga ini diperoleh pada ordinat (sumbu vertikal) dari 0% keataas hingga harga maksimum 45% dengan skala bebas Pada absis (sumbu horizintal) diplot arah-arah dari barat ketimur dengan patokan arah utara dibagian tengahnya. Langkah terakhir, masukkan hasil perhitungan prosentase ke dalam gambar sehingga didapatkan diagram berupa batang dengan puncak yang paling tingggi menunjukkan hasil analisa arah umum kekar yaitu N 20o – 30o E. Maka harga kedudukan akan sama dengan yang ditunjukkan oleh diagram kipas
SESAR ( FAULT )
1.2.1. TERMINOLOGI SESAR Beberapa ahli geologi struktur secara umum mengartikan struktur sesar sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran. Beberapa definisi yang lengkap dari sebagian ahli geologi struktur tersebut, antara lain :
Billing (1959) : Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran relatif (displacement) satu blok terhadap blok batuan lainnya. Jarak pergeseran tersebut dapat hanya beberapa milimeter hingga puluhan kilometer, sedangkan bidang sesarnya mulai dari yang berukuran beberapa centimeter hingga puluhan kilometer. Ragan (1973) : Sesar merupakan suatu bidang rekahan yang telah mengalami pergeseran. Park (1983) : Sesar adalah suatu bidang pecah (fracture) yang memotong suatu tubuh batuan dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya.
GEOMETRI DAN KLASIFIKASI Unsur-unsur geometri sesar penting dipelajari untuk mengetahui sifat gerak dari proses pensesaran, disamping digunakan sebagai dasar dalam penamaan jenis sesar sesuai dengan klasifikasi sesar yang ada. 2.1. Geometri Sesar dan tata nama Untuk mempelajari sesar terlebih dahulu harus mengetahui unsur-unsur geometri dari sesar itu sendiri. Beberapa unsur geometri sesar yang perlu diketahui, antara lain : a. Fault surface (Bidang Sesar) adalah bidang pecah pada batuan yang disertai oleh adanya pergeseran b. Fault line (Garis Sesar) adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan permukaan bumi.
c. Fault trace adalah jejak sesar d. Fault outcrop adalah singkapan sesar e. Fault scarp adalah gawir sesar f. Fault zone adalah zona sesar g. Fault wall adalah dinding sesar h. Hanging Wall adalah blok yang berada di atas bidang sesar i. Foot Wall adalah blok yang berada di bawah bidang sesar j. Hade adalah sudut lancip antara bidang sesar dengan bidang vertikal k. Slip adalah pergeseran relatif antara dua titik yang sebelumnya saling berimpit. l. Strike slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang sejajar dengan jurus bidang sesarnya. m. Dip slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang tegak lurus terhadap jurus bidang sesarnya atau sejajar dengan arah kemiringan bidang sesarnya. n. Heave adalah jarak pergeseran pada bidang horisontal o. Throw adalah jarak pergeseran pada bidang vertikal p. True displacement adalah arah dan besarnya jarak pergeseran blok yang sebenarnya q. Dip of fault adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horisontal r. Strike of fault adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan bidang horisontal. s. Sense of displacement adalah gerak relatif suatu blok terhadap blok yang berada di hadapannya ( Untuk strike slip adalah sinistral atau dekstral, sedangkan untuk dip slip adalah normal atau naik). t. Separation atau pergeseran semu adalah jarak tegak lurus antara dua blok yang bergeser dan diukur pada bidang sesar. u. Strike separation adalah komponen separation yang diukur sejajar terhadap jurus bidang sesar. v. Dip separation adalah komponen separation yang diukur sejajar dengan kemiringan bidang (dip) sesar. w. Slicken side atau cermin sesar adalah bidang sesar yang permukaannya licin. x. Slicken line atau gores garis adalah jejak pergeseran berupa garis-garis lurus (kadang melengkung) yang disebabkan oleh gerusan antar blok yang saling bergesekan. y. Pitch adalah sudut lancip yang dibentuk antara gores garis dengan jurus bidang sesar.
2.2. Klasifikasi Sesar Sesar dapat diklasifikasikan berdasarkan : a. Orientasi pola tegasan utama. b. Gerak relatifnya (Sense of displacement) dan unsur geometrinya. c. Rake dari net slip. d. Separation dan slip. e. Dip of fault dan pitch of net slip. f. Tipe gerakannya. Di bawah ini akan dibahas beberapa pendapat ahli geologi struktur dalam membuat klasifikasi sesar, yaitu antara lain : 1. Anderson (1951), membuat klasifikasi sesar berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar (Gambar 2.1). Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu sesar naik (thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar mendatar (wrench fault). a. Normal fault, jika tegasan utama atau tegasan maksimum (1) posisinya vertikal b. Wrench fault, jika tegasan menengah atau intermediate (2) posisinya vertikal c. Thrust fault, jika tegasan minimum (3) posisinya vertikal. 2. Angelier (1979), membuat klasifikasi sesar berdasarkan gerak relatifnya (Sense of displacement) dan unsur geometrinya (Gambar 2.2.), berupa gores-garis (R), pitch (i), sudut kemiringan (dip) bidang sesar (), pergeseran vertikal atu throw (RV), pergeseran transversal atau heave (RHT) dan pergeseran longitudinal (RHL). Jenis sesar di dalam klasifikasi ini tergantung pada besarnya nilai RHL dan RHT. RHL dan RHT ditentukan berdasarkan besarnya pitch dan dip. Secara matematis adalah : • RHL = R cos I • RHT = R sin i cos • RV = R sin i sin Berdasarkan pada nilai RHL dan RHT, maka sesar dapat dikelompokan menjadi : a. Sesar naik/normal mendatar, yaitu apabila RHT > RHL b. Sesar mendatar naik/normal, apabila RHL > RHT
c. Sesar naik atau normal murni, apabila RHT > 90% (Pitch > 80). d. Sesar mendatar murni , apabila RHL > 90% (Pitch < 10). 3. Billing (1977), Ada 5 (lima) aspek dalam membuat klasifikasi sesar, yaitu : 1). Rake dari net slip. 2). Kedudukan sesar relatif terhadap kedudukan batuan yang ada di sekitarnya, 3). Pola sesar, 4). Sudut kemiringan sesar 5). Pergerakan relatif sesar. Penjelasan masing-masing klasifikasi sesar tersebut di atas adalah sebagai berikut : Berdasarkan Rake dari net slip, sesar dikelompokan menjadi 3 (tiga) jenis, yaitu strike slip fault, dip slip fault dan diagonal slip fault. a. strike slip fault, apabila net slip sejajar dengan jurus bidang sesar. Dalam hal ini tidak ditemukan komponen dip slip atau besarnya rake net slip = 0. b. Dip slip fault, apabila tidak ditemukan komponen strike slip atau rake net slip = 90. c. Diagonal slip fault, apabila rake net slip lebih besar dari 0 dan lebih kecil dari 90 atau mempunyai komponen strike slip dan dip slip. Berdasarkan kedudukan sesar relatif terhadap kedudukan batuan yang ada di sekitarnya. Berdasarkan hal tersebut di atas, ada 6 (enam) jenis sesar, yaitu Sesar jurus (Strike fault), Sesar perlapisan (Bedding fault), Sesar kemiringan (Dip fault), Sesar diagonal (Oblique or diagonal fault), Sesar Longitudinal (Longitudinal fault) dan Sesar transversal (Transverse fault). • Sesar jurus (Strike fault) adalah sesar yang arah jurusnya sejajar dengan arah jurus batuan di sekitarnya (Gambar 2.3). • Sesar perlapisan (Bedding fault) adalah sesar yang jurusnya sejajar dengan bidang perlapisan batuan (Gambar 2.4). • Sesar kemiringan (Dip fault) adalah sesar yang jurusnya tegak lurus terhadap jurus perlapisan batuan di sekitarnya (Gambar 2.5). • Sesar diagonal (Oblique or diagonal fault) adalah sesar yang jurusnya membentuk sudut lancip dengan jurus lapisan batuan yang ada di sekitarnya (Gambar 2.6). • Sesar Longitudinal (Longitudinal fault) adalah sesar yang jurusnya sejajar dengan jurus
struktur regional di daerah tersebut (Gambar 2.7). • Sesar transversal (Transverse fault) adalah sesar yang arah jurusnya membentuk sudut atau tegak lurus terhadap arah umum jurus lapisan batuan di daerah dimana sesar tersebut berada (gambar 2.8). Berdasarkan Pola sesar, jenis sesar terdiri atas Sesar sejajar (parallel fault), Sesar en echelon, Sesar periferal (Peripheral fault) dan Sesar radial (Radial fault). • Sesar sejajar (parallel fault) adalah kumpulan sesar yang memiliki jurus dan kemiringan yang relatif sama (Gambar 2.9). • Sesar en echelon adalah kumpulan sesar yang relatif pendek dan saling tumpang tindih (gambar 2.10). • Sesar periferal (Peripheral fault) adalah kumpulan sesar berbentuk lingkaran atau setengah lingkaran yang mengelilingi suatu daerah (Gambar 2.11). • Sesar radial (Radial fault) adalah suatu sistem sesar yang mengumpul pada suatu titik atau menyebar dari satu titik (Gambar 2.12). Berdasarkan pada Sudut kemiringan sesar, jenis sesar ada 2 (dua) macam, yaitu sesar bersudut besar dan sesar bersudut kecil. • Sesar bersudut besar (hight angle fault) adalah sesar yang sudut kemiringannya lebih besar dari 45 (Gambar 2.13). • Sesar bersudut kecil (low angle fault) adalah sesar yang sudut kemiringannya lebih kecil dari 45(Gambar 2.14). 5). Pergerakan relatif sesar, ada 4, yaitu sesar naik, sesar mendatar, sesar normal dan sesar oblique. 4. Ragan (1959), membuat klasifikasi sesar berdasarkan : a). separation b). slip. Penjelasannya adalah sebagai berikut : a. Berdasarkan Separation (Gambar 2.15), sesar dikelompokan mejadi 3 (tiga), yaitu Dip separation fault, Strike separation fault dan Combined separation fault. • Dip separation fault, terdiri atas Normal separation fault, reverse separation fault dan Thrust separation fault.
• Strike separation fault, terdiri atas Left lateral separation fault dan Right separation fault. • Combined dip and strike separation fault, merupakan kombinasi dip dan strike separation, misalnya Normal left lateral separation fault, dsb. b. Berdasarkan Slip (Gambar 2.16), sesar dikelompokan menjadi 3 (tiga) jenis, yaitu Dip slip, Strike slip dan Oblique slip. • Dip slip, terdiri atas Normal slip fault, Reverse slip fault dan Thrust slip fault. • Strike slip, terdiri atas Right lateral slip fault dan Left lateral slip fault. • Oblique slip, terdiri atas Normal right lateral slip fault dan reverse left lateral slip fault. 5. Rickard (1972), mengklasifikasikan sesar 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 slip. Jenis sesar dapat merupakan kombinasi dari ke enam kelompok jenis sesar tersebut, sehingga secara keseluruhan dijumpai ada 22 jenis sesar (Gambar 2.17), yaitu : Thrust slip fault (1), Reverse slip fault (2), Right thrust slip fault (3), Thrust right slip fault (4), Reverse right slip fault (5), Right reverse slip fault (6), Right slip fault (7), Lag right slip fault (8), Right lag slip fault (9), Right normal slip fault (10), Normal right slip fault (11), Lag slip fault (12), Normal slip fault (13), Left lag slip fault (14), Lag left slip fault (15), Normal left slip fault (16), Left normal slip fault (17), Left slip fault (18), Thrust left slip fault (19), Left thrust slip fault (20), Left reverse slip fault (21), Reverse left slip fault (22).
6. Spencer (1988), mengklasifikasikan sesar berdasarkan tipe gerakannya, yaitu sesar translasi dan sesar rotasi (Gambar 2.18). a. Sesar translasi adalah jenis sesar yang pergerakannya sepanjang garis lurus. b. Sesar rotasi adalah jenis sesar yang sifat pergeserannya mengalami perputaran.
2.3. Sistem Sesar Secara umum ada 3 (tiga) kelompok sesar utama, yaitu sesar naik, sesar normal dan sesar
mendatar. Sebenarnya ada satu jenis sesar lainnya, yaitu sesar miring (Oblique fault), yang merupakan kombinasi dari beberapa jenis sesar. Terbentuknya struktur sesar di suatu daerah umumnya tidak tunggal, artinya suatu sesar yang terbentuk akibat tektonik (waktu dan tempatnya sama) disuatu daerah selalu terjadi lebih dari satu jalur sesar dengan ukuran yang bervariasi. Kelompok struktur sesar demikian dinamakan sistem sesar. 2.3.1. SESAR NAIK Sesar naik atau Thrust fault, terjadi apabila hanging wall relatif bergerak naik terhadap foot wall. Berdasarkan sistem tegasan pembentuk sesarnya, posisi tegasan utama dan tegasan minimum adalah horizontal dan tegasan menengah adalah vertikal (Gambar 2.19). Umumnya sesar naik tidak pernah berdiri sendiri atau berkembang tunggal. Sesar selalu membentuk suatu zona (fault zone), sehingga pada zona sesar dijumpai sejumlah bidang sesar. Masing-masing bidang sesar tersebut membentuk pola yang sama, yaitu bidang sesar umumnya memiliki arah kemiringan yang sama dan arah jalur sesarnya relatif sama. Sejumlah sesar naik (Thrust zone) yang terbentuk pada periode tektonik yang sama dinamakan sebagai Thrust Systems (Boyer dan Elliott, 1982). Pada Thrust System (Gambar 2.20), ada dua jenis pola sesar utama, yaitu Imbricate Fan dan Duplexes. Pola struktur Imbricate Fan dicirikan dengan adanya Thrust sheet yang di dalamnya berkembang struktur lipatan asimetri dan rebah mengikuti arah Tectonic transport, sedangkan di dalam pola Duplex , Thrust sheet dilingkupi oleh sesar (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. Sesar naik dapat dibedakan jenisnya 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 dapat membentuk Pop-up dan Triangle zone. Didalam Thrust system, posisi bidang sesar 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. 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). Contoh pola struktur demikian dijumpai di daerah Majalengka (Haryanto, 1999), dan di daerah lain seperti di Kalimantan timur. Urutan pembentukan sesar naik di dalam jalur lipatan anjakan (Gambar 2.21) dimulai di sekitar jalur gunungapi dan semakin jauh dari jalur gunungapi pembentukan sesar naiknya terjadi paling akhir (Lowell, 1985). 2.3.2. SESAR MENDATAR Sesar mendatar (Strike slip fault atau Transcurent fault atau Wrench fault) adalah sesar yang pembentukannya dipengaruhi oleh tegasan kompresi. Posisi tegasan utama pembentuk sesar ini adalah horizontal, sama dengan posisi tegasan minimumnya, sedangkan posisi tegasan menengah adalah vertikal. Umumnya bidang sesar mendatar digambarkan sebagai bidang vertikal, sehingga istilah hanging wall dan foot wall tidak lazim digunakan di dalam sistem sesar ini. Berdasarkan gerak relatifnya, sesar ini dibedakan menjadi sinistral (mengiri) dan dekstral (menganan). Moody dan Hill (1956), membuat model pembentukan sesar mendatar yang dikaitkan dengan sistem tegasan. Di dalam model tersebut dijelaskan bahwa sesar orde I membentuk sudut kurang lebih 30 terhadap tegasan utama. Sesar orde I baik dekstral maupun sinistral
merupakan sesar utama yang pembentukannya dapat terjadi bersamaan atau salah satu saja. Selanjutnya sesar orde II mempunyai ukuran yang lebih kecil dan membentuk sudut tertentu terhadap sesar orde I. Lebih lanjut lagi dijumpai orde sesar yang lebih kecil lagi. Berdasarkan percobaan laboratorium, pembentukan rekahan yang diakibatkan oleh adanya tekanan diawali oleh rekahan yang berukuran kecil dan apabila peoses ini berlangsung terus rekahan kecil tersebut berkesinambungan dan akhirnya membentuk rekahan utama. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, maka penamaan sesar orde I, II dst, bukan menunjukan urutan pembentukan sesar, melainkan menunjukan ukuran serta hubungan sudut satu sesar dengan sesar lainnya. Ada persyaratan tertentu dalam menerapkan konsep Moody dan Hill (1954), yaitu model ini berlaku apabila pembentukan sesarnya bukan merupakan akibat reaktivasi sesar pada batuan dasar atau dengan kata lain sesarnya merupakan sesar primer. Apabila pembentukan sesar mendatar ini merupakan reaktivasi dari sesar pada batuan dasar, maka konsep Moody dan Hill (1954) tidak tepat diterapkan. Untuk kepentingan analisis dalam kasus ini digunakan model dari Price dan Cosgrove (1956). Model pembentukan struktur yang terakhir ini akan dibahas pada sub bab selanjutnya. Seperti halnya sesar naik, sesar mendatarpun umumnya tidak berdiri tunggal melainkan terdiri dari beberapa bidang sesar yang selanjutnya membentuk zona sesar (fault zone). Di dalam zona sesar mendatar, umumnya sesar ini membentuk segmen-segmen sesar yang merencong (en-echelon). Naylor dkk (1986), membuat percobaan laboratorium untuk mengetahui mekanisme pembentukan sesar mendatar. Dalam percobaan tersebut pembentukan sesar terjadi secara bertahap, yaitu : Tahap I : Terjadi sejumlah rekahan yang disertai oleh pergeseran mendatar sepanjang 2,1 cm. Masing-masing rekahan tersebut saling terpisah dan posisinya saling merencong pada arah yang relatif sama (en-echelon synthetic Riedel Shear atau R shears) dan membentuk sudut lancip sekitar 17 terhadap tegasan utama. Tahap II : Terbentuk pergeseran sepanjang 2,8 cm dan mulai membentuk short-lived splay fault (S) yang membentuk sudut lebih besar dari 17 terhadap tegasan utama. Tahap III. Terbentuk
2.3.3. SESAR NORMAL Sesar normal (Ekstensional fault) terbentuk akibat adanya tegasan ekstensional (gaya tarikan), sehingga pada bagian tertentu gaya gravitasi lebih dominan. Kondisi ini mengakibatkan dibeberapa bagian tubuh batuan akan bergerak turun yang selanjutnya lazim dikenal sebagai proses pembentukan sesar normal. Sesar normal terjadi apabila Hanging wall relatif bergerak ke bawah terhadap foot wall. Gerak sesar normal ini dapat murni tegak atau disertai oleh gerak lateral (sinistral atau dekstral). Sistem tegasan pembentuk sesar normal adalah ekstensional, dimana posisi tegasan utamanya vertikal sedangkan kedudukan tegasan menengah dan minimum adalah lateral. Sesar normal umumnya terbentuk lebih dari satu bidang yang posisinya relatif saling sejajar. Apabila bidang sesarnya lebih dari satu buah, maka bagian yang tinggi dinamakan sebagai horst dan bagian yang rendah dinamakan sebagai graben. Selanjutnya apabila jenjang dari bidang sesar normal ini hanya berkembang di salah satu sisi saja (gawir sesar hanya dijumpai pada salah satu lereng saja), maka kelompok sesar tersebut lazim dinamakan sebagai half graben dan apabila jenjang bidang sesar normalnya berpasangan maka dinamakan sebagai graben. Berdasarkan pada bentuk bidang sesar, maka sesar normal ini dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu Planar Ekstensional Fault dan Listric Ekstensional Fault. Selanjutnya Planar ekstensional fault berdasarkan ada tidaknya rotasi, dibedakan menjadi Non-rotational planar fault dan Rotational planar fault. Secara lokal, pembentukan sesar normal dapat terjadi akibat sistem tegasan kompresional. Terbentuknya “Pull apart basin”, merupakan salah satu contoh dalam kasus ini. Contoh ideal dari pembentukan “pull apar basin” adalah terbentuknya beberapa rendahan atau cekungan (dapat berupa danau). Di beberapa lokasi sepanjang jalur Sesar Semangko, dijumpai beberapa danau yang pembentukannya dikontrol oleh sesar ini. Pembentukan sesar Semangko ini dipengaruhi oleh sistem tegasan kompresional, sedangkan pembentukan danaunya sendiri dipengaruhi oleh tegasan ekstensional. Dalam kasus ini pembentukan pull apart terjadi pada bagian sesar en echelon. Di dalam eksplorasi migas, ekstensional fault sistim sangat penting dipelajari, karena sistem sesar ini mengontrol pembentukan tinggian dan cekungan. Model geometri cekungan sangat dipengaruhi oleh pola struktur sesarnya yang selanjutnya mempengaruhi geometri dari cekungan itu sendiri. Graben dan half graben merupakan dua model bentuk cekungan yang seluruhnya dikontrol oleh pola sesarnya. Selanjutnya dari kontrol struktur ini juga akan diketaui apakah bentuk cekungan ini simetri atau asimetri.
Dalam geometri cekungan asimetri half graben, sesar normal yang berkembang pada batasbatas cekungan dapat berupa simple border fault system atau distributary border fault system. Selanjutnya pada sisi lain dari suatu cekungan dapat berupa flexure shoulder dan atau fault shoulder. Planar Ekstensional Fault Planar ekstensional fault adalah sesar normal dengan bidang sesar datar atau semu datar (sedikit lengkungan). Gerak sesarnya dapat/tanpa disertai oleh rotasi. Ada berbagai macam jenis sesarnya, antara lain : Planar non-rotational faulting, Planar rotational faulting (rigid dominous), Sigmoidal rotational faulting (soft dominous), Planar detachment faulting, Kinked planar detachment faulting. • Planar rotational faulting (rigid dominous) adalah sesar dengan bidang datar yang disertai oleh rotasi batuan yang disesarkannya. • Sigmoidal rotational faulting (soft dominous) adalah sesar normal dengan bidang sesar agak lengkung dan disertai oleh gerak rotasi. • Planar detachment faulting adalah sesar normal dengan bidang datar yang tidak menerus ke bagian basement. Di bagian tertentu dapat diikuti oleh sesar sekunder yang dapat menghasilkan roll-over dan crestal collapse. • Kinked planar detachment faulting adalah sesar normal dengan bidang datar tertekuk yang juga tidak menembus basement. Pada bagain tertentu dapat diikuti oleh sesar sekunder yang dapat mengakibatkan terbentuknya roll over dan crestal collapse. Listric Ektensional Fault Listric ekstensional fault dicirikan oleh bidang sesar yang melengkung (curve), semakin ke arah atas, bidang sesarnya semakin tegak sedangkan ke arah bawah semakin melandai bahkan dapat horisontal. Ciri lain dari sesar ini adalah dijumpainya roll-over anticline dengan bagian puncak umumnya disertai oleh amblasan (collapse graben). Sesar ini dapat berdiri sendiri misalnya pada “basal detachment” atau dapat pula berpasangan seperti di dalam imbricated system. Di dalam zona sesar ini, bagian hanging wall umumnya disertai oleh sejumlah sesar lain yang ukurannya lebih kecil. Sesar-sesar sekunder ini dapat bersifat sebagai antithetic atau synthetic terhadap sesar utamanya. Berdasarkan pada geometrinya, sesar listric ini dapat dibedakan menjadi : Listric faulting-concave upwards, listric faulting-convex upwards dan listric faulting-ramp/flat trajectories.
• Listric faulting-concave upwards adalah sesar normal dengan bidang sesar melengkung yang sifatnya cekung ke arah atas. Jika diiukti oleh sesar sekunder dapat menghasilkan rollover dan crestal collapse. Jenis sesar ini termasuk ke dalam decollment yang tidak menembus basement. • Listric faulting-convex upwards adalah sesar normal dengan bidang sesar melengkung yang sifatnya cembung ke arah atas. Jika diiukti oleh sesar sekunder dapat menghasilkan roll-over dan crestal collapse. Jenis sesar ini termasuk ke dalam decollment yang tidak menembus basement. • Listric faulting-ramp/flat trajectories adalah sesar normal dengan bidang sesar melengkung yang dicirikan pada bagian hanging wall yang berstruktur kompleks. Pada bagian hanging wall ini berkembang sejumlah struktur sekunder baik yang sifatnya synthetic maupun anthitetic. Anticline roll over dan crestal collapse juga berkembang pada blok hanging wall. Dalam skala regional seringkali pola struktur berkembang dengan kompleks sehingga jenis sesar normal yang berkembang merupakan kombinasi dari berbagai macam geometri. Penelitian mengenai kompleks sesar normal dapat diteliti melalui data singkapan atau berasal dari data seismic. Unsur terpenting dalam penelitian ini adalah mengamati pola/geometri, fault surface dan fault block yang terbentuk selama proses deformasi. Contoh kasus mengenai masalah di atas seperti yang ditemukan di daerah turki. Di daerah ini tersingkap batuan sediment tua yang tersesarkan secara intensif. Dengan mengamati pola/geometri, fault surface dan fault block, disimpulkan pola sesarnya sebagai convex upwards to sigmoidal domino style. Di dalamnya juga berkembang anticline roll over yang disertai oleh crestal collapse graben. Contoh lainnya adalah pola struktur “Steepening donward kinks” dengan bidang sesar memotong sejumlah bidang lapisan batuan. Di dalam contoh yang terakhir, juga berkembang crestal collapse graben. Kedua contoh struktur di atas juga membentuk pola struktur sekunder yang di dalamnya berkembang antithetic dan synthetic terhadap sesar utamanya.
Linked Listric Fault System Gibbs (1984) memodifikasi klasifikasi listric fault ke dalam system duplex dan imbricated fan system. Penamaan Duplex (dalam hal ini extensional duplexes) di dalam system sesar normal terjadi apabila riders/sheet dilingkupi oleh bidang sesar. Apabila system duplex ini
berkembang di bagian bawah (tepat di atas floor fault sesar utama) dapat dinamakan sebagai roof fault. Selanjutnya Imbricated system terjadi apabila sheet/riders terbentuk relative saling sejajar. riders/sheet di dalam ekstensional fault terbentuk di bagian hanging wall dan dia dapat terbentuk akibat sesar sekunder yang sifatnya dapat antithetic (istilah lain untuk sejumlah sesar antithetic adalah counter fan) atau synthetic terhadap sesar utamanya. Baik antithetic maupun synthetic fault dapat terbentuk secara berurutan (propagation sequence) dan pola struktur ini dapat membentuk roll over. Di dalam listric fault juga dikenal istilah ramp dan flat. Ramp terjadi apabila bidang sesarnya relative melandai bahkan dapat hprisontal sedangkan istilah flat diperuntukan untuk bidang sesar yang memiliki kemiringan cukup besar. Baik ramp maupun flat berkembang di dalam satu bidang sesar yang sama. Dalam perkembangan tektonik selanjutnya, sistim ram-flat listric fault dapat diikuti oleh pembentukan sesar baru yang sifatnya synthetic. Sesar ini memotong sesar utamanya sehingga dinamakan sebagai short cut fault. Di dalam zona listric faulting arsitektur batuan lebih dominant terekam di bagian hanging wall, karena pada bagian ini umum berkembang roll over, anticline/sincline roll over serta terbentuknya crestal graben akibat sesar-sesar sekunder. Kompleksitas arsitektur batuan akibat pensesaran ini dikontrol oleh ukuran dan slope dari ramp yang berkembang di dalam zona listric fault. Strcture style Istilah Strcture style umumnya digunakan di dalam industri minyak. Seperti kita ketahui perkembangan teori plate tektonik berkembang sejalan dengan kegiatan eksplorasi migas. Klasifikasi Strcture style ditentukan berdasarkan ada tidaknya keterlibatan basement (involved or non-involved of basement). Istilah basement di dalam industri migas diartikan sebagai batuan dasar, dimana batuan tersebut sudah bersifat kristalin misalnya pada batuan rigid crystalline igneous or metamorphic rock. Strcture style umumnya agak sulit diidentifikasi terlebih apabila data geologinya sangat kurang. Untuk menentukan Strcture style perlu dikompilasi berbagai macam data, karena dalam kumpulan struktur (structural assemblages) banyak produk struktur yang sama pada habitat struktur yang berbeda. Secara teoritis beberapa petunjuk yang dapat digunakan untuk menentukan Strcture style, antara lain : (1) Mengindentifikasi struktur indeks (key structure), misalnya en echelon folds dan faults, trap door block, roolover anticline dan sebagainya; (2) Mengamati adanya anomaly struktur di dalam zona struktur yang lebih dominant (trend arrangements); (3)
Mengamati pola struktur regional. Beberapa contoh key structure yang dapat digunakan dalam menentukan Strcture style, antara lain : • Drag fold adalah struktur lipatan pada batuan sediment yang terbentuk akibat seretan oleh batuan yang saling bergerak disepanjang bidang sesar. • Drape (forced) fold adalah struktur lipatan yang terbentuk pada batuan sediment yang diakibatkan oleh adanya aktifitas tektonik pada batuan dasarnya, misalnya pada basement terbentuk block faulting sehingga cover sediment yang berada di atasnya terganggu. • Intersecting atau grid structure adalah struktur sesar yang saling berpotongan (multiple structures) yang terjadi pada daerah yang luas, misalnya struktur zig-zag atau dogleg. • En echelon adalah struktur geologi yang relatif saling sejajar, satu sama lain terletak pada jalur/posisi yang berbeda namun secara keseluruhan membentuk zona yang memanjang, misalnya en echelon fold/fault. • Irregulary clustered-concentration of structure adalah kelompok struktur yang tak beraturan polanya. • Parallel-similar structure adalah pola struktur yang saling sejajar, saling berdekatan, membentuk pola seperti bergelombang, misalnya pola struktur fold thrust belt.
