Geologi Fisik (Pengenalan Struktur Geologi)

(1)

1

Geologi Fisik

(Pengenalan Struktur Geologi)

Oleh : Irvani

Referensi :

• Thomson, G. R. and Turk, J. 1991. Modern Physical Geology. Saunder College Publishing, USA.

• Lutgens, F. K., Tarbuck, E. J. and Tasa, D. 2012. Essentials of Geology, 11th Edition, Pearson Prentice Hall, New Jersey.

• Freeman, T. 2004. Environmental Geology Laboratory. John Wiley & Sons, Inc., USA.

• Monroe, J. S. and Wicander, R. 2009. The Changing Earth: Exploring

Geology and Evolution. 5th Edition. Pre-Press PMG, USA.

• Carlson, D. H., Plummer, C. C. and Hammersley, L. 2011. Physical Geology

: Earth Revealed. 9th Edition. McGraw-Hill, New York.

• Bates, R.L. and Jackson, J.A., 1987. Glossary Geology. 3th Edition. American Geological Institute Elexandria, Virginia.

• Williams, L. 2004. Earth Science Demystified. McGraw-Hill, New York. • Frisch, W., Meschede, M. And Blakey, R., 2011. Plate Tectonics :

Continental Drift and Mountain Building. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. German.

• DLL

(2)

Materi :

- Pendahuluan (P.1)

- Sejarah, Struktur & Komposisi Bumi (P.2)

- Proses-Proses Geologi & Tektonik Lempeng (P.3-4) - Pengenalan Unsur, Mineral & Batuan (P.5-8) :

- Unsur & Mineral - Batuan Beku - Batuan Sedimen - Batuan Metamorf

- Prinsip Stratigrafi, Paleontologi & Umur Geologi (P.9) - Pengenalan Struktur Geologi (P.10-11)

- Pengenalan Hidrogeologi & Geomorfologi (P.12) - Pengenalan Kebencanaan Geologi (P.13)

- Pengenalan Peta, Kompas, Navigasi dan Peralatan Geologi (P.14)

- Kuliah Lapangan (Situasional)

Struktur Dalam Geologi

1. Struktur Primer : terbentuk bersamaan (syn)

dengan pembentuakan batuan. Contoh :

Struktur sedimen, struktur pada batuan beku,

dll.

2. Struktur sekunder : terbentuk setelah (post)

pembentukan batuan. Contoh : lipatan, kekar,

sesar.

(3)

3

Unsur-Unsur Struktur Geologi meliputi :

1. Titik : Penyederhanaan dari unsur garis.

Ex: Titik pengamatan.

2. Garis : Kumpulan dari

titik-titik/Penyederhanaan dari unsur bidang.

Ex : Strike

3. Bidang : Kumpulan dari garis-garis. Ex :

Bidang perlapisan, kekar, sesar, dll.

I. UNSUR-UNSUR STRUKTUR GEOLOGI

Keterangan :

Strike

:

Menunjukkan

arah

penyebaran

batuan/orientasi sesar/orientasi kekar, dll.

Merupakan garis potong antara bidang horisontal

terhadap suatu bidang tertentu (bidang perlapisan,

bidang sesar, bidang kekar, dll)

Dip : Sudut kemiringan maksimal, yang diukur

tegak lurus terhadap strike.

(4)

Carlson, et al. 2011

(5)

5

Skema urutan pengambilan unsur struktur

geologi dan pengolahannya :

1. Pengambilan data struktur geologi :

Unsur bidang

Unsur garis

Unsur titik

2. Pengolahan data struktur Geologi :

Unsur bidang

Unsur garis

Unsur titik

Iustrasi Unsur struktur geologi

(6)

Ductile and Brittle Deformation Features

Ductile

Brittle

II. LIPATAN

• Ragan, 1973 : Lipatan merupakan perubahan bentuk dari suatu benda yang dinyatakan sebagai lengkungan atau sekumpulan garis atau unsure bidang di dalam benda. • Billings, 1964 : Lipatan adalah gelombang batuan di

bumi. Seperti pada batuan sedimen, batuan vulkanik, batuan metamorf. Akan tetapi pada kondisi tertentu lipatan dapat terbentuk pada batuan beku seprti gabro yang berlapis atau granit gneiss.

Pengertian :

(7)

7 Universitas Bangka Belitung Jurusan Teknik Pertambangan

(8)

Lipatan pada batuan (sedimen) terjadi karena

batuan memiliki daya plastisitas.

Jika daya plastisitasnya terlampaui, maka batuan

akan pecah (kekar) dan jika gaya terus bekerja

maka

bisa

mengalami

pergeseran

posisi

(sesar).

Faktor-Faktor yang Menentukan Bentuk Lipatan

1. Variasi litologi. 2. Ketebalan lapisan. Catatan :

• Setiap batuan memiliki sifat pejal dan lentur yang berbeda, sehingga bentuk lengkungannya juga berbeda. • Batugamping lebih pejal dari batulempung, dan batupasir

lebih lentur dari batugamping.

(9)

9 Unsur-Unsur Lipatan

(10)

Nomenklatur Lipatan

• Antiklin : lipatan dengan bagian cembungnya mengarah ke atas. Dalam hal ini batuan tua makin dalam letaknya. • Sinklin : lipatan dengan bagian cukungnya mengarah ke

atas. Makin muda batuannya makin dalam letaknya.

Klasifikasi Lipatan Berdasarkan Geometri

(Billings,1951)

• Lipatan simetri • lipatan asimetri • lipatan rebah • lipatan menggantung • lipatan isoklinal • lipatan monoklin • lipatan chevron

• lipatan kipas (fan fold)

(11)

(12)

Gambar Lipatan Sinklin (Simetri)

Singkapan Antiklin (Simetri)

(13)

13

Lipatan jenis Chevron

Singkapan Lipatan Asimetri di Lapangan

(14)

Cara Mengenal Lipatan

• Cara langsung : dengan langsung melihat lipatan di lapangan. • Plotting kedudukan lapisan : dari hasil pengukuran strike/dip

di lapangan yang diplot di peta.

• Pola peta : Dengan membuat peta geologi, dimana terdapat unit-unit batuan yang berbeda dapat dilihat strukturnya.

• Topografi : Batuan yang resisten akan membenuk gunung-gunung dan yang lemah membentuk lembah-lembah.

• Pemboran

• Penambangan : Dapat memberikan data terlengkap tentang struktur geologi.

• Geofisika

Pengambilan data Struktur Lipatan

(15)

15

Plot data struktur pada peta

Kekar adalah rekahan batuan, memanjang dengan sedikit atau tanpa pergeseran (displacement) (Giani, 1992; Bell, 2007 dan Twiss & Moores, 2007).

Orientasi geometri kekar (Bell, 2007). Ket : (cross joint, longitudinal joint,

diagonal joint) relatif terhadap sumbu lipatan dan sumbu tegasan utama.

Universitas Bangka Belitung Jurusan Teknik Pertambangan

(16)

Klasifikasi Kekar Secara Genetis (Klasifikasi

berdasarkan cara terjadinya)

1.

Kekar Gerus (Shear Joint)

Akibat dari stress yang cenderung mengelincir satu sama lainnya

2. Kekar Regangan (Ekstensional Joint) Akibat stess yang saling menjauh 3. Kekar Tegangan (Compresional Joint)

Kekar yang diakibatkan oleh gaya bersifat kompresional.

Keterangan :

• Stress – adalah gaya yang mengenai batuan (atau sesuatu yang lain)

• Strain – adalah perubahan dalam ukuran dan/atau bentuk dari suatu objek padat (solid object) sebagai reaksi terhadap stress.

(17)

17

Tipe Stress

1. Tension: Stress tegak lurus suatu bidang dengan arah yang saling menjauh

– Tarikan pada batuan

– Membentuk special fractures yang disebut joint – Cenderung meningkatkan volume

2. Compression: Stress tegak lurus suatu bidang dengan arah yang saling mendekat

– Menekan batuan – Mengurangi volume

3. Shear: Stress saling berpapasan/parallel terhadap suatu permukaan

– Cenderung mengubah bentuk

(18)

(19)

19 Pola kekar secara umum :

1. Sistematik : Merupakan set kekar yang menunjukkan kelompok kekar paralel dan sub-paralel (Giani, 1992 dan Pluijm & Marshak, 2004).

2. Non-sistematik : Kekar yang tidak memiliki pola definitif, dengan distribusi spatial tidak teratur (Pluijm & Marshak, 2004) dan Twiss & Moores, 2007). 26

Pluijm & Marshak, 2004

(20)

ORIGIN AND INTERPRETATION OF JOINTS

(21)

(22)

IV SESAR/PATAHAN (Fault)

Patahan merupakan diskontinuitas memanjang

dengan teramati perpindahan posisi. Secara umum patahan membentuk set-set diskontinuitas paralel atau sub-paralel memanjang, atau disebut juga zona patahan.

(Pluijm & Marshak, 2004; Davis, 1984; Twiss & Moores, 2007; Jaeger et al., 2007; Giani, 1992; dan Wyllie & Mah, 2004)

Secara umum sesar dibagi menjadi 3 macam

1. Sesar Normal/Sesar turun : jika blok hangging wall

relatif turun terhadap foot wallnya. Atau blok foot wall relatif naik terhadap hangging wallnya.

2. Sesar Mendatar : sesar yang kedua blok sesarnya

bergerak secara horizontal dengan arah yang

berlawanan.

3. Sesar Naik : jika blok hangging wall relatif naik terhadap foot wallnya. Atau blok foot wall relatif turun terhadap hangging wallnya.

Ket :

Hangging Wall : merupakan blok yang terletak di atas bidang sesar.

(23)

23

Diagram dan plotting proyeksi luasan-sama dari tiga kelas patahan (Anderson, 1942 dalam Rowland et al., 2007).

Berdasarkan arah pergerakannya (slip), sesar dibagi menjadi :

1. Strike Slip Fault 2. Dip Slip Fault

3. Oblique (strike dip slip fault)

(24)

Dip-Slip Faults

-- primary movement is vertical

reverse fault: old rocks are brought up in hanging wall

normal fault: old rocks are brought up in foot wall

foot wall foot wall hanging wall

hanging wall

Strike-Slip Faults

-- primary movement is horizontal, not vertical, meaning no old rocks are brought up or moved down relative to

the Earth’s surface Strike-slip faults result from shear stress, like what we

see at transform plate margins. The

San Andreas system is a big

(25)

25

Normal Faults

older rocks moved down in hanging walls

(26)

Sesar Normal

(27)

27

Skema terbentuknya sesar naik

Sesar Naik

(28)

Reverse Fault

older rocks moved up in hanging wall

Sesar Naik

(29)

29

Sesar Naik

(30)

Sesar Mendatar

Sesar Mendatar Menganan

(31)

(32)

(33)

33

Gejala2 (ciri) keterdapatan sesar :

1. Kelurusan topografi, air panas, rawa-rawa. 2. Perubahan mendadak bidang lapisan/ foliasi

3. Perubahan mendadak struktur lain ; lipatan, retas dll 4. Perubahan arah dan kemiringan kekar lineasi

5. Pergeseran batas satuan peta

6. Perulangan dan hilangnya satuan batuan 7. Bongkah-bongkah asing pada batuan lain

8. Kelurusan jalur mineralisasi, silifikasi dan ubahan 9. Metamorfosa

10. Pelurusan pd jalur mineralisasi, terbreksikan atau ubahan dari data geofisika : a. Pelurusan dan perubahan sifat anomali gaya berat dan magnetik. B. Gradien yang curam pada peta gaya berat magnetik.

Komponen-komponen Bidang Sesar : 1. Bidang Sesar

2. Cermin sesar (slicken side) 3. Gores garis (Slicken line)

(34)

Pengukuran Bidang Sesar :

1. Data Orientasi kemiringan bidang sesar (strike/dip) 2. Data Pitch : merupakan besarnya sudut runcing

yang dibentuk antara strike dengan slicken line.

Tabel hubungan nilai pitch dengan jenis patahan (Ragan, 1973)

(35)

35 Analisis struktur geologi

Analisis patahan menggunakan program proyeksi stereografi Dips V-3.0, sehingga diketahui jenis dan pola pergerakan patahan.