STRUKTUR SESAR

STRUKTUR SESAR

Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami “pergeseran yang berarti” pada bidang rekahnya. Suatu sesar dapat berupa bidang sesar (Fault Plain) atau rekahan tunggal. Tetapi sesar dapat juga dijumpai sebagai semacam jalur yang terdiri dari beberapa sesar minor. Jalur sesar atau jalur penggerusan, mempunyai dimensi panjang dan lebar yang beragam, dari skala minor sampai puluhan kilometer. Kekar yang memperlihatkan pergeseran bisa juga disebut sebagai sesar minor. Rekahan yang cukup besar akibat regangan, amblesan, longsor, yang disebut Fissure, tidak termasuk dalam definisi sesar. Beberapa ahli geologi struktur secara umum mendefinisikan struktur sesar sebagai bidang pecah atau rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran. Beberapa definisi yang lengkap dari sebagian ahli geologi struktur tersebut,  antara lain :

Billing(1959):                                                                                

 Sesar didetinisikan 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 sesarrtya 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 batuap dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya.

Beberapa indikasi umum adanya sesar :

1.      Kelurusan pola pengaliran sungai.

2.      Pola kelurusan punggungan.

3.      Kelurusan Gawir.

4.      Gawir dengan Triangular Facet.

2.      Keberadaan mata air panas.

3.      Keberadaan zona hancuran.

4.      Keberadaaan kekar.

5.      Keberadaan lipatan seret (Dragfolg)

6.      Keberadaan bidang gores garis (Slicken Side) dan Slicken Line.

7.      Adanya tatanan stratigrafi yang tidak teratur.

KLASIFIKASI SESAR

a)      Slip (pergeseran relatif)

Pergeseran relatif pada sesar, diukur dari jarak blok pada bidang pergeseran titik-titik yang sebelumnya berhimpit. Jarak total dari pergeseran disebut dengan Net Slip.

Slip Fault terbagi atas:

a.       Strike Slip Fault, sesar yang arah pergerakannya relatif paralel dengan  strike bidang sesar. (Pitch 0⁰ - 10⁰). Sesar ini disebut juga sebagai Sesar Mendatar. Sesar mendatar terbagi lagi atas :

1. Sesar Mendatar Sinistral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan kirinya lebih mendekati pengamat.

2. Sesar Mendatar Dextral, yaitu sesar mendatar yang blok batuan kanannya lebih mendekati pengamat.

Genetik

            Sesar mendatar berkembang jika sumbu stress terbesar (σ1) adalah horizontal; Dan yang menengah (σ2) berada pada vertikal. Begitupun juga dengan (σ3) yang berada pada posisi horizontal. Sehingga oleh Wilcox, Harding, dan Selley (1973) mengemukaan suatu diagram rieder shear (R-shear) dimana suatu sesar mendatar tidak saja diikuti hanya sesar mendatar melainkan juga ada blok-blok yang naik dan turun terhadap garis patahan utama (syntethic) dengan membentuk sudut 15^o serta saling tumpang tindih, susunan ini disebut en chelon.

                                                   

           

Zona yang berlawanan dengan gerak slip (antihetic) disebut conjugate riedel shears (R’-shears) dan membentuk sudut 75⁰ terhadap patahan utama. Stress utama (σ1) berada diantara R & R’. Strike slip fault terjadi sepanjang garis patahan utama, dan R’-shears kemungkinan terjadi akibat rotasi dengan sudut yang besar. Suatu jatuhan suatu synthetic shear diketahui berkembang sebagai P-Shears, dan hal tersebut membentuk sdut kecil, yaitu 10⁰ terhadap garis patahan utama. Susunan R-Shears, R’shears, dan P’shars adalah sebagai patahan minor. Sehingga seluruh konsep Riedel shearing kebanyakan berpola menganyam.Tidak hanya sesar mendatar yang terbentuk namun juga ada en-echelon fold dan en echelon fault yang dapat berkembang dengan baik.

b.      Dip Slip Fault, sesar yang arah pergerakan nya relatif tegak lurus strike bidang sesar dan berada pada dip bidang sesar. (Pitch 80⁰ - 90⁰). Dip Slip Fault terbagi lagi atas :

1.      Sesar Normal, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun terhadap Foot-Wall.

Genetik

            Gambar diabwah ini menunjukan hubungan sesar normal dengan sumbu stres utama. Dua set sesar normal berada pada bidang sumbu menengah (horizontal) dan membuat suatu sudut 30⁰ dengan gaya yang terbesar bersifat vertikal.        

                   

2.      Sesar Naik, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif naik terhadap Foot-Wall.

Genetik

Fracture sendiri memilki dua jenis tipe yaitu: tension fracture dan shear fracture. Menurut Billing (1972) fracture dari tension bukan merupakan suatu patahan, namun dapat menyebabkan suatu patahan, namun yang lebih besar memungkinkan terbentuknya suatu patahan ialah dari shear fracutre.

Pada awalnya selama fase deformasi untuk menjadi sesar naik (thrust fault) maka satu sumbu stress terbesar berarah horizontal dan gaya terakhir relaif vertikal, sehingga hanging wall akan bergerak relatif diatas footwall. Dimana akan menghasilkan patahan naik yang dipnya + 80^o- 90^o. Dan fase yang dilalui jika batuan tersebut ductile maka akan mengalami fold dahulu baru kemudian mengalami sesar naik.

3.      Strike-Dip Slip Fault atau (Oblique Fault), yaitu sesar yang vektor pergerakannya terpengaruh arah strike dan dip bidang sesar. (Pitch 10⁰ - 80⁰). Strike-Dip Slip Fault terbagi lagi atas kombinasi-kombinasi Strike Slip Fault dan Dip Slip Fault, yaitu:

a)      Sesar Normal Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun dan sinistral terhadap Foot-Wall.

b)      Sesar Normal Dextral, yaitu sesar yang pergerakan Hanging-Wallnya relatif turun dan dextral terhadap Foot-Wall.

c)      Sesar Naik Sinistral, yaitu sesar yang pergerakan  Hanging-Wallnya relatif naik dan sinistral terhadap Foot-Wall.

d)     Sesar Naik Dextral, yaitu sesar yang pergerakan  Hanging-Wallnya relatif naik dan dextral terhadap Foot-Wall.

b)      Separation (Pergeseran Relatif Semu)

Bila pitch tidak dapat ditemukan, maka pergeseran tidak dapat ditentukan, maka pergeseran disebut separation.

UNSUR-UNSUR STRUKTUR SESAR

            Unsur-unsur struktur sesar terdiri dari :

1.      Bidang Sesar, yaitu bidang rekahan tempat terjadinya pergeseran yang kedudukannya dinyatakan dengan jurus dan kemiringan.

2.      Hanging-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang berada relatif diatas bidang sesar.

3.      Foot-Wall, yaitu blok bagian terpatahkan yang relatif berada dibawah bidang sesar.

4.      Throw, yaitu besarnya pergeseran vertikal pada sesar.

5.      Heave, yaitu besarnya pergeseran horizontal pada sesar.

6.      Pitch, yaitu besarnya sudut yang terbentuk oleh perpotongan antara gores garis (Slicken Line) dengan garis horizontal (garis horizontal diperoleh dari penandaan kompas pada bidang sesar saat pengukuran Strike bidang sesar).

 

 

STRUKTUR LIPATAN

 Struktur lipatan merupakan salah satu struktur geologi yang paling umum dijumpai pada batuan sedimen klastika, dan sering pula ditemukan pada batuan vulkanik dan metamorf. Salah satu ciri khas batuan sedimen klastika adalah dijumpainya bidang perlapisan batuan yang terbentuk pada saat sedimentasi. Apabila kita perhatikan pada singkapan batuan di lapangan bidang perlapisan terebut mempunyai bidang kedudukan yang bervariasi, hal ini tergantung pada tektonik yang melatarbelakanginya. Terdapat beberapa definisi lipatan menurut ahli geologi struktur, antara lain:

1.  Hill (1953).

Lipatan merupakan pencerminan dari suatu lengkungan yang mekanismenya disebabkan oleh dua proses, yaitu bending (melengkung) dan buckling (melipat). Pada gejala buckling, gaya yang bekerja sejajar dengan bidang perlapisan, sedangkan pada bending, gaya yang bekerja tegak lurus terhadap bidang permukaan lapisan. 

2.  Billing (1960)

Lipatan merupakan bentuk undulasi atau suatu gelombang pada batuan permukaan.

3.  Hob (1971)

Lipatan akibat bending, terjadi apabila gaya penyebabnya agak lurus terhadap bidang lapisan, sedangkan pada proses buckling, terjadi apabila gaya penyebabnya sejajar dengan bidang lapisan. Selanjutnya dikemukakan pula bahwa pada proses buckling terjadi perubahan pola keterikan batuan, dimana pada bagian puncak lipatan antiklin, berkembang suatu rekahan yang disebabkan akibat adanya tegasan tensional (tarikan) sedangkan pada bagian bawah bidang lapisan terjadi tegasan kompresi yang menghasilkan Shear Joint. Kondisi ini akan terbalik pada sinklin.

4.  Park (1980)

Lipatan adalah suatu bentuk lengkungan (curve) dari suatu bidang lapisan batuan.

 BEBERAPA UNSUR LIPATAN

1.      Plunge, sudut yang terbentuk oleh poros dengan horizontal pada bidang vertikal.

2.      Core, bagian dari suatu lipatan yang letaknya disekitar sumbu lipatan.  

3.      Crest, daerah tertinggi dari suatu lipatan biasanya selalu dijumpai pada antiklin           

4.      Pitch atau Rake, sudut antara garis poros dan horizontal, diukur pada bidang poros.

5.      Depresion , daerah terendah dari puncak lipatan.

6.      Culmination, daerah tertinggi dari puncak lipatan.

7.      Enveloping Surface, gambaran permukaan (bidang imajiner) yang melalui semua Hinge Line dari suatu lipatan.

8.      Limb (sayap), bagian dari lipatan yang terletak Downdip (sayap yang dimulai dari lengkungan maksimum antiklin sampai hinge sinklin), atau Updip (sayap yang dimulai dari lengkungan maksimum sinklin sampai hinge antiklin). Sayap lipatan dapat berupa bidang datar (planar), melengkung (curve), atau bergelombang (wave).

9.      Fore Limb, sayap yang curam pada lipatan yang simetri.

10.  Back Limb, sayap yang landai.

11.  Hinge Point, titik yang merupakan kelengkungan maksimum pada suatu perlipatan. 

12.  Hinge Line, garis yang menghubungkan Hinge Point pada suatu perlapisan yang sama.

13.  Hinge Zone, daerah sekitar Hinge Point.

14.  Crestal Line, disebut juga garis poros, yaitu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi pada setiap permukaan lapisan pada sebuah antiklin.

15.  Crestal Surface, disebut juga Crestal Plane, yaitu suatu permukaan khayal dimana terletak di dalamnya semua garis puncak dari suatu lipatan.

16.  Trough, daerah terendah pada suatu lipatan, selalu dijumpai pada sinklin.        

17.  Trough Line, garis khayal yang menghubungkan titik-titik terendah ada setiap permukaan lapisan pasa sebuah sinklin.

18.  Trough Surface, bidang yang melewati Trough Line.

19.  Axial Line, garis khayal  yang menghubungkan titik-titik dari lengkungan maksimum pada tiap permukaan lapisan dari suatu struktur lapisan.

20.  Axial Plane, bidang sumbu lipatan yang membagi sudut sama besar antara sayap-sayap lipatannya.

 

GENETIK

Dari uraian yang telah di jabarkan jelas bahwa suatu bentuk lipatan terjadi akibat deformasi. Dalam hal ini deformasi yang terjadi menghasilkan bentuk lengkungan dari suatu bidang perlapisan yang awalnya datar dan horizontal. Dengan demkian singkapan batuan sedimen yang memiliki kemiringan relatif 0^o atau relatif datar diasumsikan batuan tersebut belum mengalami deformasi berupa proses pembentukan lipatan.

            Struktur lipatan di samping mempunyai ukuran yang bervariasi mulai dari yag terkecil (mikro fold) hingga berukuran regional(mega fold) juga memiliki bentuk yang bermacam-macam. Adanya variasi ukuran dan bentuk tersebut tergantung pada sifat fisik batuan yang terlipat, sistem tegasan, dan mekanisme pembentukanya serta waktu serta bearnya gaya yang bekerja.

            Berdasarkan genetiknya struktur lipatan dapat terbentuk akibat tektonik dan non tektonik. Perbedaan diantara keduanya antara lain adalah lipatan yang dibentuk akibat aktifitas tektonik seringkali pola lipatannya teratur, pada permukaan bidang lapisanbbatuan sering dijumpai sejumlah slicken side dan pembentukannya setelah batuan tersebut terbentuk.

            Lipatan yang terbentuk akibat non tektonik umumnya pola lipatannya tidak teratur, tida dijumpai slicken side pada permukaan bidang lapisan batuan dan pembentukannya terjadi pada saat pengendapan (slump structure), atau dapat juga terjadi setelah batuannya terbentuk. Untuk kasus yang terakhir ini pembentukan struktur lipatan terjadi akibat gejala geologi berupa proses Diapirik dan gravity sliding.

Struktur lipatan akibat tektonik pada dasarnya dapat terbentuk akibat tegasa kompresi dan tegasan ekstensi. Namun kenyataannya di lapangan seringkali struktur lipatan disebabka oleh tegasan kompresi. Terbentuknya struktur lipatan akibat tegasa kompresi umumnya menghasilkan pola lipatan yang lebih rumit dibandingkan dengan akibat tegasan ekstensional.

Terbentuknya struktur lipatan akibat tegasan ekstensional sebenarnya bukan merupakan akibat langsung dari aktifitas tekotniknya, namun merupakan akibat sekunder karena adanya gaya berat dari tubuh batuan itu sendiri. Struktur lipatan ini selalu terjadi pada zona sesar normal dan selalu terbentuk di hanging wall. Proses terbentuknya lipatan ini relatif bersamaan denga gerak blok batuan yang tersesarkan. Terbentukya struktur lipatan yang terakhir ini dinamakan roll over.

KLASIFIKASI LIPATAN

            Penamaan suatu lipatan secara gais besar ditentukan berdasrkan orientasi dan kedudukan sayap lipatanya. Berdasarkan unsur geometri lipatan tersebut, ada dua jenis lipatan yaitu antiklin dan sinklin. Untuk memudahkan dalam mempelajari suatu lipatan maka dibuat beberapa klasifikasi lipatan. Klasifikasi lipatan sejauh ini dilakukan berdasarkan geometri, morfologi dan genetiknya.

1. Klasifikasi lipatan berdasarkan unsur geometri, antara lain:

A.    Berdasarkan kedudukan Axial Plane, yaitu:

·         Upright Fold atau Simetrical Fold (lipatan tegak atau lipatan setangkup).

·         Asimetrical Fold (lipatan tak setangkup atau lipatan tak simetri)

·         Inclined Fold atau Over Fold (lipatan miring atau lipatan menggantung).

·         Recumbent Fold (lipatan rebah)

2. Klasifikasi lipatan berdasarkan bentuknya, antara lain:

·         Concentric Fold

·         Similar Fold.

·         Chevron Fold.

·         Isoclinal Fold.

·         Box Fold

·         Fan Fold.

·         Closed Fold

·         Harmonic Fold

·         Disharmonic Fold.

·         Open Fold

·         Kink Fold, terbagi lagi atas :

a.       Monoklin.

b.      Homoklin.

c.       Terrace.

Pengelompokkan lipatan secara morfologis

Didasarkan atas :

1.        Perubahan bentuk daripada lipatan pada kedalaman.

2.        Susunan atau pola daripada struktur lipatan, dilihat dalam penampang denah.

Jenis-jenis lipatan tersebut adalah :

-     Concentric fold (lipatan konsentris/lipatan paralel) adalah sebutan untuk perlapisan dimana jarak-jarak (tebal) tiap lapisan yang terlipat tetap sama.

-   Similar fold adalah sebutan untuk perlipatan dimana lapisan-lapisan yang terlipat/dilipat dengan bentuk-bentuk yang sama sampai ke dalam. Antiklin maupun sinklin ukurannya tidak banyak berubah ke dalam maupun ke atas.

Berdasarkan kedudukan bidang sumbunya, lipatan terdiri atas enam (6), yaitu :

1.      Lipatan Simetri (Symmetrical folds) adalah lipatan dengan kedudukan sumbu lipatan yang tegak.

2.      Lipatan Asimetri (Asymmetrical folds) adalah lipatan dimana kedudukan sumbu lipatannya miring.

3.      Lipatan Menggantung (Overtuned folds) adalah lipatan dimana sumbu lepatannya membentuk sudut terhadap bidang horizontal (miring) dan kedua sayap lipatannya miring ke arah yang sama.

4.      Lipatan Rebah (Recumbent folds) adalah lipatan dimana bidang sumbunya horizontal.

5.      Chevron folds adalah lipatan menyudut atau sendinya tajam dan menyudut. Dalam hal ini, sayap lipatannya merupakan bidang planar.

6.      Isoclinal folds adalah lipatan dimana kedudukan bidang sumbunya sejajar atau relatif sejajar dan kedua sayapnya sejajar atau hampir sejajar.

 

STRUKTUR KEKAR

STRUKTUR KEKAR

Kekar adalah struktur rekahan pada batuan dimana tidak ada atau relatif sedikit sekali terjadi pergeseran. Kekar merupakan salah satu struktur yang paling umum pada batuan. Kekar adalah jenis struktur batuan dalam bentuk bidang pecah. Karena sifat bidang ini memisahkan batuan menjadi bagian-bagian terpisah maka struktur kekar merupakan jalan atau rongga kesarangan batuan untuk dilalui cairan dari luar beserta materi lain seperti air, gas dan unsur-unsur lain yang menyertainya. Sifat kesarangan batuan akibat kekar bertalian erat dengan proses mineralisasi. Atau dapat diartikan lain bahwa mineralisasi dapat dideteksi dari sifat dan kehadiran kekar dalam batuan.

Proses mineralisasi terutama mineralisasi logam dasar termasuk emas  dan perak maka pertalian kekar sebagai pembawa logam menjadi sangat penting untuk dianalisis.Analisis kekar baik sebagai individu maupun kelompok dapat dilakukan dengan cara pemetaan kekar pada batuan. Yaitu memetakan fisik kekar, posisi kekar, pengelompokan kekar dari tata letak atau pola geografisnya.

Kekar secara genetis sangat bervariasi cara kejadiannnya. Salah satu proses kejadian kekar yang sangat umum  adalah akibat tektonik selama batuan terbentuk atau sesudah batuan terlitifikasi.Karena kejadian kekar yang akibat tektonik bertalian pula dengan aktifitas magmatisma dari gunungapi, maka kekar pada batuan yang kehadirannya pada batuan  paling dekat dengan lokasi gunungapi atau batuan magmatis perlu mendapat perhatian yang lebih rinci.Sifat keterkaitan antara kekar dengan materi yang melaluinya, baik cairan magma, gas atau materi lain yang berkaitan secara ecology environment mempunyai ciri khas seperti filling, retas rekahan dan kehancuran batuan.

KLASIFIKASI KEKAR.

Secara genetik, kekar terbagi atas:

1.      Kekar Gerus (Shear Joint), yaitu kekar yang terjadi akibat stress yang cenderung mengelincir bidang satu sama lainnya yang berdekatan.

2.      Kekar Tarikan (Tensional Joint), yaitu kekar yang terbentuk dengan arah tegak lurus dari gaya yang cenderung untuk memindahkan batuan (gaya tension). Hal ini terjadi akibat dari stress yang cenderung untuk membelah dengan cara menekannya pada arah yang berlawanan, dan akhirnya kedua dindingnya akan saling menjauhi.

3.      Kekar Hibrid (Hybrid Joint), yaitu merupakan campuran dari kekar gerus dan kekar tarikan dan pada umumnya rekahannya terisi oleh mineral sekunder.

a.                   Kekar Gerus.

Ciri-ciri dilapangan :

·         Biasanya bidangnya licin.

·         Memotong seluruh batuan.

·         Memotong komponen batuan.

·         Bidang rekahnya relatif kecil.

·         Adanya joint set berpola belah ketupat.

·          

·          

Kekar gerus

b.                  Kekar Tarikan

Ciri-ciri dilapangan :

·                       Bidang kekar tidak rata.

·                       Bidang rekahnya relatif lebih besar.

·         Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur biasanya akan berpola kotak-kotak.

·         Karena terbuka, maka dapat terisi mineral yang kemudian disebut vein.

 

Kekar tarikan dapat dibedakan  atas:

1.      Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahannya searah dengan tegasan.

2.      Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya atau pengurangan tekanan, orientasinya tegak lurus terhadap gaya utama. Struktur ini biasanya disebut STYLOLITE.

 

Ada beberapa kriteria yang dapat menetitukan umur relatif suaru kekar, yaitu :

•     Jika dijumpai kekar yang terletak di bawah bidang ketidakselarasan mengalami perekahan akibat proses pelapukan dan kemudian diisi oleh batuan yang terletak di atas bidang ketidakseiarasan tersebut (batuan penindih terletak di atas bidang ketidakselarasan), maka kekar tersebut berumur lebih tua dari batuan penindih. Conto batuan penindih berumur Miosen Tengah maka kekar yang diisi oleh batuan tersebut berumur lebih tua dari miosen Tengah.

 •    Kekar berumur lebih tua dibandingkan dengan retas atau urat (vein).

•     Kekar yang dipotong lebih tua dari pada kekar yang memotong (azas pemotongan).

•     Pembentukan kekar gerus dan kekar tarik pada struktur lipatan yang terletak di lengkungan maksimum terbentuk bersamaan (berumur sama) dengain proses pembentukan lipatannya.

Genetik

Terdapat tiga mode pembentukan dan perambatan kekar dan shear fracture,yaitu opening (modeI), sliding (mode II), dan scissor (mode III) (Atkinson,1987;Engelder,1987).Mode I merupakan kekar tarikan yang tegak lurus terhadap bidang kekar.Mode II dan mode III merupakan shear fracture,yang ditandai oleh pergerakan yang sejajar bidang kekar.Mode II icirikan oleh pergeseran yang sejajar bidang kekar dan tegak lurus bagian depan kekar.Mode III dicirikan oleh pergerakn oblique yang sejajar bidang kekar dan tegak lurus bagian depan kekar.