Geologi Struktur: Mengenal Berbagai Jenis Struktur Geologi dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya

 

1. PENDAHULUAN

Geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang arsitektur kulit bumi (batuan) hasil deformasi beserta gaya penyebabnya.  Struktur geologi merupakan hasil proses deformasi yang mengandung pengertian genetik dan geometri, artinya pembentukan struktur geologi tergantung pada proses pembentukannya yang di dalamnya mencakup sifat fisika/kimia batuan, besarnya gaya, sistem tegasan serta waktu.

Baca juga :

Geologi Struktur: Ilmu yang Membuka Rahasia Bumi I Download MindMap Geologi Struktur untuk Persiapan Kompre

2. TEGASAN DAN KETERAKAN

Stress atau tegasan merupakan gaya per satuan luas yang menyebabkan perubahan pada batuan yang dikenal dengan deformasi. Strain atau keterakan adalah perubahan-perubahan yang terjadi, baik dalam wujud, bentuk maupun volume, yang terjadi pada suatu bahan (batuan yang diakibatkan oleh adanya tegasan. Secara garis besar terdapat dua gejala tegasan yang dapat terjadi di alam, yaitu berupa tarikan dan lainnya berupa tekanan.

3. GAYA

Gaya didefinisikan sebagai vektor yang dapat mengakibatkan adanya perubahan gerak suatu benda. Dikatakan sebagai vektor karena gerak dari suatu benda ini mempunyai besaran (kecepatan) dan arah tertentu.

Beberapa macam arah dan kedudukan gaya terhadap suatu benda/batuan :

1. Gaya terletak pada satu garis dan saling berlawanan. Apabila arahnya saling menjauh akan menghasilkan proses tarikan atau peregangan (tension) dan apabila arah gayanya saling mendekat maka gayanya bersifat menekan atau kompresi (compression).

2. Gaya yang bekerja pada suatu bidang dengan arah yang saling berlawanan akan menghasilkan jenis couple.

3. Gaya yang bekerja pada ujung benda dan saling berlawanan akan menghasilkan jenis torsi (torsion).

4. DEFORMASI

Deformasi terjadi akibat adanya gaya yang bekerja terhadap suatu benda dan sedemikian rupa benda tersebut mengalami perubahan. 

Deformasi didefinisikan menjadi empat pergerakan :

1. Translasi, adalah perubahan posisi

2. Rotasi, adalah perubahan orientasi

3. Distorsi, adalah perubahan bentuk

4. Dilatasi, adalah perubahan volume

5. LIPATAN

Hill (1953) 

Lipatan merupakan bentuk lengkungan dengan mekanisme yang disebabkan oleh proses bending dan buckling.

Billing (1960)

Lipatan merupakan bentuk undulasi atau bentuk geolambang pada batuan di kulit bumi.

Hobs (1971)

Struktur lipatan akibat bending, terjadi apabila gaya penyebabnya tegak lurus lapisan dan buckling, terjadi apabila gaya penyebabnya sejajar dengan bidang perlapisan.

Park (1980)

Lipatan adalah suatu bentuk lengkungan dari suatu bidang lapisan batuan.

Unsur Geometri

1. Anticline (antiforms), merupakan unsur struktur lipatan, dengan bentuk yang konvex keatas, sedangkan Syncline (sinforms) adalah lipatan yang konkav ke atas.

2. Limb (sayap), adalah bagian dari lipatan yang terletak downdip, dimulai dari lengkungan maksimum suatu anticline atau updip bila dari lengkung sayap yang curam pada bentuk lipatan yang tidak simetri. Back Limb adalah sayap lipatan yang landai, Fore Limb adalah sayap lipatan yang curam

3. Axial Line (garis poros), merupakan garis khayal yang menghubungkan titik-titik dari lengkungan maksimum pada tiap permukaan lapisan dari suatu struktur lipatan. Kedudukan dari pada axial line dinyatakan dengan cara menyebutkan arahnya, atau bearing dan besarnya plunge.

4. Axial Surface, permukaan khayal dimana terdapat semua axial line dari suatu lipatan. Pada beberapa lipatan, permukaan ini dapat merupakan suatu bidang planar, dan dinamakan axial plane.

5. Crestal Line (garis puncak), suatu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi pada setiap permukaan lapisan dari suatu antiklin.

6. Hinge adalah pelengkungan maksimum dari lipatan

7. Crest adalah puncak tertinggi dari lipatan

8. Trough adalah titik dasar terendah dari lipatan

9. Trough line adalah garis khayal yang menghubungkan titik terendah pada suatu sinklin

10. Plunge adalah sudut penunjaman dari axial line terhadap bidang horizontal dan diukur pada bidang vertikal

11. Rake adalah sudut antara axial line / hinge dengan bidang / garis horizontal yang diukur pada axial plane / surface

12. Bearing adalah sudut horizontal dihitung terhadap arah tertentu dan merupakan arah penunjaman axial line.

Klasifikasi Fleuty, 1964

Sudut Plunge	Klasifikasi
0	Horizontal fold
0-10	Gently plunging fold
10-30	Moderately plunging fold
30-60	Steeply plunging fold
60-80	Gentle
80-90	Vertical fold

Axial Plane	Klasifikasi
0	Recumbent
0-10	Gently incline fold
10-30	Modetately incline fold
30-60	Steeply incline fold
60-80	Gentle
80-90	Upright fold

Sudut Interlimb	Klasifikasi
0	Isoclinal
0-30	Tight
30-70	Close
70-120	Open
120-180	Gentle

6. KEKAR

Kekar dapat diklasifikasikan berdasarkan geometri dan genetiknya. Berdasarkan geometrinya kekar dibedakan berdasarkan kedudukan relatifnya terhadap bidang perlapisan batuan atau terhadap struktur lainnya.

Billing (1972) dalam bukunya menjelaskan jenis-jenis struktur kekar secara geometri yang dihubungkan dengan kedudukan bidang perlapisan batuan atau struktur geologi lainnya yang dapat disebandingkan, yaitu :

1. Kekar jurus (strike joint) adalah kekar yang sejajar atau relatif sejajar dengan jurus perlapisan batuan sedimen atau dengan bidang skistositas untuk batuan skis atau dengan gneisitas untuk batuan gneis. Di Dalam gambar tersebut bidang BDEF dan MNO adalah kekar jurus, sedangkan garis yang tebal adalah bidang perlapisan batuan.

2. Kekar Perlapisan (Bedding Joint) adalah kekar yang posisi serta kedudukannya sama atau relatif sama dengan bidang perlapisan batuan atau struktur geologi sejenisnya (JKL).

3. Kekar Miring (Oblique Joint) adalah kekar yang bidangnya tegak lurus terhadap jurus perlapisan batuan atau tegak lurus terhadap struktur lainnya (ABCD dan GHI).

4. Kekar Diagonal (Diagonal Joint) adalah bidang kekar yang terletak diantara jurus dan dip perlapisan batuan atau struktur geologi lainnya (PQR dan STU).

Billing (1972)

Park (1986) dalam bukunya berjudul “Foundation of structural geology”, menjelaskan beberapa jenis struktur kekar berdasarkan geometrinya, sebagai berikut:

1. Kekar Transversal (Transverse Joint) adalah kekar yang sejajar atau relatif sejajar dengan arah kemiringan bidang perlapisan batuan atau tegak lurus terhadap jurus perlapisan batuan.

2. Kekar Longitudinal (Longitudinal Joint) adalah kekar yang posisinya sejajar atau relatif sejajar dengan jurus perlapisan batuan.

3. Kekar Diagonal (Diagonal Joint) adalah kekar yang posisinya membentuk sudut terhadap jurus perlapisan batuan.

Park (1986)

Struktur kekar dapat pula diklasifikasikan berdasarkan genetiknya atau proses pembentukannya. Klasifikasi kekar berdasarkan genetiknya dikaitkan dengan kegiatan tektonik. Kekar ini dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu :

1. Kekar Gerus (Shear Joint)

Kekar gerus adalah bidang pecah atau rekahan yang terbentuk akibat adanya geseran dan gesekan pada batuan, memiliki ciri fisik yaitu lurus, bentuk permukaan bidang kekarnya relatif datar, rapat dan kadang dijumpai jejak pergeseran berupa cermin sesar.

2. Kekar Tarik (Extension Joint)

Kekar tarik terbentuk akibat adanya peregangan (tarikan), memiliki ciri fisik antara lain relatif tidak lurus, bentuk permukaanya bergelombang, berongga, sering diisi oleh mineral.

7. SESAR

Billing (1959)

Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran (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.

Unsur Geometri

1. Fault surface (Bidang Sesar) adalah bidang pecah pada batuan yang disertai oleh adanya pergeseran

2. Fault line (Garis Sesar) adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan permukaan bumi.

3. Fault trace adalah jejak sesar

4. Fault outcrop adalah singkapan sesar

5. Fault scarp adalah gawir sesar

6. Fault zone adalah zona sesar

7. Fault wall adalah dinding sesar

8. Hanging Wall adalah blok yang berada di atas bidang sesar

9. Foot Wall  adalah blok yang berada di bawah bidang sesar

10. Hade  adalah sudut lancip antara bidang sesar dengan bidang vertikal

11. Slip adalah pergeseran relatif antara dua titik yang sebelumnya saling berimpit.

12. Strike slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang sejajar dengan jurus bidang sesarnya.

13. Dip slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang tegak lurus terhadap jurus bidang sesarnya atau sejajar dengan arah kemiringan bidang sesarnya.

14. Heave adalah jarak pergeseran pada bidang horizontal

15. Throw adalah jarak pergeseran pada bidang vertikal

16. True displacement adalah arah dan besarnya jarak pergeseran blok yang sebenarnya

17. Dip of fault adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horizontal

18. Strike of fault adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan bidang horizontal.

19. 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).

20. Separation atau pergeseran semu adalah jarak tegak lurus antara dua blok yang bergeser dan diukur pada bidang sesar.

21. Strike separation adalah komponen separation yang diukur sejajar terhadap jurus bidang sesar.

22. Dip separation adalah komponen separation yang diukur sejajar dengan kemiringan bidang (dip) sesar.

23. Slicken side atau cermin sesar adalah bidang sesar yang permukaannya licin.

24. Slicken line atau gores garis adalah jejak pergeseran berupa garis-garis lurus (kadang melengkung) yang disebabkan oleh gerusan antar blok yang saling bergesekan.

25. Pitch adalah sudut lancip yang dibentuk antara gores garis dengan jurus bidang sesar.

Klasifikasi Rickard (1972)

Rickard mengklasifikasikan sesar berdasarkan nilai dari :

1. dip of fault

2. pitch of net slip

3. sense of movement

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 terdapat 22 jenis sesar, yaitu :

1. Thrus slip fault

2. Reverse slip fault

3. Right thrust slip fault

4. Thrust right slip fault

5. Reverse right slip fault

6. Right reverse slip fault

7. Right slip fault

8. Lag right slip fault

9. Right lag slip fault

10. Right normal slip fault

11. Normal right slip fault

12. Lag slip fault

13. Normal slip fault

14. Left lag slip fault

15. Lag left slip fault

16. Normal left slip fault

17. Left normal slip fault

18. Left slip fault

19. Thrust left slip fault

20. Lef thrust slip fault

21. Left reverse slip fault

22. Reverse left slip fault

8. PRAKTIKUM

Pengukuran Strike Dip menggunakan Kompas Geologi

Strike dip normal

• Kenali arah utara pada kompas, agar tidak terbalik dalam menentukan arah

• Tempelkan sisi kompas yang bertanda “E” (East) pada bidang yang akan diukur strikenya

• Posisikan kompas secara horizontal, kemudian geser sedikit hingga bull’s eye mencapai level (gelembung udara berada di tengah)

• Kemudian kunci dengan tombol pengunci. Catat derajat yang dibentuk oleh jarum magnet yang mengarah ke utara. Itu merupakan nilai strike

• Jangan lupa untuk menandai arah strike tadi

• Pada garis lurus yang dibentuk  strike, tempelkan sisi kompas yang bertanda “W” (West) secara tegak lurus

• Putar tuas klinometer sampai mencapai level

• Catat angka yang tertera pada jarum klinometer. Itulah nilai dip

 

Strike dip dengan pengukuran di bawah perlapisan

• Tempelkan sisi kompas yang bertanda “W” (West) pada bidang yang akan diukur (bidang perlapisan bagian bawah).

• Posisikan kompas sampai bull’s eye level, lalu tekan lift pin untuk menguncinya

• Catat nilainya dan tandai garis yang dibentuk tadi

• Pada garis strike yang terbentuk, tempelkan sisi kompas yang bertanda  “E” (East) secara tegak lurus

• Putar tuas klinometer sampai mencapai level

• Catat nilainya

Strike dip, jika dip < 100

• Tempelkan sisi kompas seperti akan mencari nilai dip, yaitu sisi kompas yang bertanda “W”. Tuas klinometer posisikan pada nilai 00, lalu putar-putar kompas sampai klinometer level.

• Tandai garis yang terbentuk, itulah garis strike

• Kemudian cara mengukur strike dipnya seperti pada strike dip normal

MindMap Ilmu Geologi Struktur

Untuk memudahkan kamu mempelajari ilmu Geologi Struktur secara keseluruhan terutama kamu yang ingin menghadapi ujian komprehensif, saya telah membuat sebuah mindmap yang menyajikan pokok-pokok bahasan yang telah saya tulis dalam artikel ini secara lebih mendalam dengan teori-teori dan materi yang sering kali ditanyakan. Kamu bisa mengunduh mindmap tersebut dengan mengklik link di bawah ini.

Download MindMap Ilmu Geologi Struktur

Semoga mindmap ini bermanfaat bagi kamu. 😊