Post on 02-Jan-2016
description
Materi Kuliah : Pengantar Geologi Teknik
Oleh : Tri Sulistyowati
STRUKTUR GEOLOGI
DAN GAYA GEOLOGI
Bentuk-bentuk geometri yang terdapat pada kulit bumi terbentuk oleh pengaruh gaya-gaya endogen, baik berupa tekanan maupun tarikan.
Para ahli geologi menyebutnya Struktur Geologi, dan dikenal dengan :
Kekar ,
Sesar ,
Lipatan
Struktur geologi yang banyak berperan pada bencana geologi adalah kekar dan sesar.
DEFINISI DAN PENGERTIAN
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses suatu
pembentukan struktur geologi dari batuan yaitu :
sifat elastisitas batuan,
resistivity,
plastisitas
viskositas
Faktor-faktor lain seperti :
pori-pori batuan
tekstur batuan
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
STRUKTUR GEOLOGI
Suatu struktur geologi dapat terbentuk akibat suatu
gaya-gaya yang terjadi, yaitu :
Tensi (gaya tarik)
Kompresi (gaya tekan)
Kopel (gaya ganda)
Torsi (gaya Putar)
Gaya berupa kompresi dapat menghasilkan struktur
berupa perlipatan, pensesaran, dan penunjaman.
Sedangkan gaya berupa tensi menghasilkan struktur
berupa patahan.
GAYA-GAYA YANG MEMPENGARUHI
STRUKTUR GEOLOGI
Kekar (Joint) adalah rekahan/patahan pada
lapisan batuan yang terjadi akibat pengaruh
gaya-gaya endogen baik tekanan maupun
tarikan, tanpa mengalami perpindahan
tempat.
Kekar ( joint) secara sederhana dikatakan
sebagai rekahan berbentuk teratur pada masa
batuan yang tidak menampakkan (dilihat
dengan mata telanjang) telah terjadi
pergeseran pada kedua sisi -sisinya.
Kehadiran kekar pada batuan dapat
meningkatkan porositas batuan, sehingga
mampu menyimpan air (sebagai aquifer)
ataupun hidrokarbon (seabagai reservoir ) ,
sebaliknya juga memperlemah kekuatan
batuan.
Kehadiran kekar di dekat permukaan juga
dapat mempercepat proses pelapukan batuan.
KEKAR (JOINT)
Jenis-Jenis Kekar (Joint)
Secara umum kekar (joint) dibedakan menjadi empat (McClay,
1987), yaitu :
1. Kekar Tarik (Tension Joint) adalah Kekar pada batuan yang
terjadi akibat tarikan. Kekar tarik merupakan rekahan yang
membuka akibat gaya ekstensi yang berarah tegak lurus
terhadap arah rekahan,
2. Kekar Gerus (Shear Joint) adalah Kekar pada batuan yang
terjadi akibat tekanan. Kekar gerus biasanya berpasangan
dan merupakan suatu set dan lurus, terdapat pergeseran yang
diakibatkan oleh gaya kompresi,
3. Kekar Hibrid, berkenampakan sebagai kekar gerus yang
membuka, kombinasi antara kekar gerus dan kekar tarik,
4. Kekar Tarik Tak Beraturan, arah kekar tak beraturan, sering
merupakan akibat hydraulic fracturing).
Jenis-Jenis Kekar (Joint)
Sesar/patahan (faults) adalah rekahan/patahan pada lapisan batuan yang terjadi akibat pengaruh gaya-gaya endogen baik tekanan maupun tarikan dan mengalami perpindahan tempat / dislokasi / pergeseran.
Sesar / patahan (faults) yang dikenal juga sebagai patahan adalah rekahan pada masa batuan yang telah memperlihatkan gejala pergeseran pada ke dua belah sisi bidang rekahan (Simpson, 1968).
SESAR/PATAHAN (FAULTS)
Berdasar kinematikanya, secara garis besar, dibedakan menjadi
sesar turun, sesar naik, dan sesar geser .
Sesar yang dimaksud adalah pergeseran yang disebabkan oleh
gaya tektonik.
Jenis-Jenis Sesar /Patahan (Faults)
Selain itu, jenis sesar juga dibedakan menjadi :
Sesar Normal / Turun (Normal / Gravity Fault)
Sesar Naik (Reverse / Thrust Fault)
Sesar Mendatar / Geser (Horizontal/Strike-Slip Fault)
Sembul (Horst)
Terban (Graben)
Jenis-Jenis Sesar /Patahan (Faults)
Jenis-Jenis Sesar /Patahan (Faults)
Sesar Naik Sesar Mendatar
Jenis sesar berdasarkan aktivitasnya
Berkaitan dengan dinamika kerak bumi dan rentang waktu
geologi yang panjang, kehadiran sesar dapat dibedakan menjadi
sesar mati dan sesar aktif .
1. Sesar mati adalah sesar yang sudah tidak (akan) bergerak
lagi,
2. Sesar aktif adalah sesar yang pernah bergeser selama
11.000 tahun terakhir dan berpotensi akan bergerak di waktu
yang akan datang (Yeats, Sieh & Allen, 1997).
Sesar aktif dikenal pula sebagai bagian dari peristiwa
gempa bumi.
Jenis-Jenis Sesar /Patahan (Faults)
Peristiwa gempa bumi bisa menimbulkan sesar di
permukaan (surface faulting) sebagai kemenerusan apa
yang terjadi di dalam kerak bumi (Scholz, 1990) ataupun
tidak menghasilkan sesar di permukaan.
Hal ini tampak jelas seperti apa yang terjadi pada gempa
bumi di Liwa pada tahun 1994 yang memberikan sesar di
permukaan (Pramumijoyo & Natawidjaja, 1994) dan di
Yogyakarta tahun 2006 yang tidak jelas kenampakannya di
permukaan, yang keduanya merupakan sesar geser.
Demikian juga peristiwa gempa bumi di Aceh tahun 2004,
telah terjadi pensesaran naik di dasar laut, sehingga
mampu membangkitkan gelombang pasang tsunami yang
mengakibatkan ratusan ribu korban jiwa dan kehancuran
pemukiman di beberapa kota.
Panjang, lebar dan pergeseran suatu sesar tektonik saat gempa
bumi sangat bervariasi . Di Amerika dilaporkan bahwa
pergeseran sesar bisa mencapai lebih dari 20 kaki, panjang
pensesaran bisa mencapai lebih dari 200 mil dengan lebar zona
pensesaran bervariasi dari 6 sampai dengan 1000 kaki dan
zona pensesaran ini bisa mencapai jarak 3 mil dari sesar
utamanya (Hays, 1981).
Saat gempa bumi Liwa 1994, ditemui beberapa kerusakan
rumah akibat tanah longsor sebagai peristiwa penyerta gempa
bumi. Di samping itu dilaporkan bahwa sebuah rumah yang
dilewati suatu rekahan/sesar sepanjang 300 m dengan
pergeseran kurang dari 5 cm, telah roboh, sedangkan bangunan
di sampingnya dengan bahan dan konstruksi serupa yang tidak
dilewati rekahan tidak mengalami kerusakan sama sekali
(Pramumijoyo & Natawidjaja, 1994).
Lipatan (Folds) adalah struktur
lapisan batuan sedimen berbentuk
lipatan/ gelombang/ lengkungan
yang terbentuk akibat gaya endogen
berupa tekanan.
LIPATAN (FOLDS)
JENIS LIPATAN
1. Lipatan Tegak/Setangkup (Upright Fold / Symmetrical Fold)
2. Lipatan Tidak Setangkup (Asymmetrical Fold)
3. Lipatan Miring / Menggantung (Inclined Fold / Overturned Fold)
4. Lipatan Rebah (Recumbent Fold)
5. Antiklin (Anticline)
6. Sinklin (Syncline)
Lipatan dapat dibagi lagi berdasarkan porosan lipatan atau garis
sumbu dan bentuknya, sebagai berikut:
1. Lipatan Paralel adalah lipatan dengan ketebalan lapisan yang
tetap;
2. Lipatan Similar adalah lipatan dengan jarak lapisan sejajar
dengan sumbu utama;
3. Lipatan disharmonik adalah lipatan yang tidak teratur karena
lapisannya tersusun dari bahan-bahan yang berlainan;
4. Lipatan Ptigmatik adalah lipatan terbalik terhadap sumbunya;
5. Lipatan chevron adalah lipatan bersudut dengan bidang
planar;
6. Lipatan isoklin adalah lipatan dengan sayap sejajar yang
disebabkan oleh tekanan yang terus menerus;
Jenis-Jenis Lipatan (Folds)
7. Lipatan klin bands adalah lipatan bersudut tajam yang
dibatasi oleh permukaan planar;
8. Lipatan tegak adalah lipatan yang garis sumbunya membagi
secara simetris atau sma besar antara antiklin dan sinklin;
9. Lipatan miring adalah lipatan yang garis sumbunya tidak
simetris, membentuk sudut;
10. Lipatan menggantung adalah lipatan mirip lipatan miring
tetapi bagian puncaknya terdorong sangat tinggi sehingga
bentuknya seperti menggantung;
11. Lipatan rebah adalah lipatan yang tertekan terus
menerus menyebabkan puncaknya melandai seperti rebahan;
12. Lipatan kelopak adalah lipatan yang bagian dalamnya bekerja
daya tekanan dan sayap tengah tidak menjadi tipis;
13. Lipatan Seretan (Drag folds) adalah lipatan yang terbentuk
sebagai akibat seretan suatu sesar.
Jenis-Jenis Lipatan (Folds)
DEFINISI DAN PENGERTIAN
Gaya-gaya yang bekerja mempengaruhi perubahan muka bumi baik bersifat
membangun (konstruktif) maupun merusak (destruktif).
Gaya-gaya tersebut dapat berasal dari dalam bumi (endogen) atau berasal
dari luar bumi (eksogen) .
Gaya Endogen (Endogene Forces) adalah gaya yang bekerja pada kulit bumi
dan berasal dari dalam bumi yang berlangsung sangat lambat namun
kekuatannya sangat hebat. Gaya ini mengakibatkan perubahan muka bumi
melalui proses orogenesa, vulkanisma dan tektonika.
Gaya Eksogen (Exogene Forces) adalah gaya yang bekerja pada kulit bumi
dan berasal dari luar bumi sebagai akibat adanya aktivitas atmosfer,
hidrosfer dan biosfer. Gaya ini mengakibatkan perusakan/perombakan
muka bumi melalui proses pelapukan, erosi, tanah longsor dan sebagainya.
A. Orogenesa (Orogenesis)
Proses pembentukan pegunungan akibat pengaruh gaya
endogen berupa tekanan/tumbukan (horisontal) dan
pengangkatan (vertikal) sehingga terbentuk pegunungan
lipatan maupun pegunungan patahan.
B. Vulkanisma (Volcanism)
Proses penerobosan magma atau keluarnya magma dari dalam
perut bumi menuju ke permukaan bumi yang dipengaruhi oleh
temperatur dan tekanan gas yang tinggi sehingga terbentuk
tubuh gunungapi.
C. Tektonika (Tectonic)
Proses pergerakan/pergeseran pada kerak bumi (kerak batuan
dan kerak samudera) berupa tumbukan, pemekaran dan
perpapasan yang menimbulkan perubahan muka bumi dan
terjadinya berbagai fenomena geologi seperti gunungapi,
gempabumi, tsunami, dll .
GAYA ENDOGEN (ENDOGENE FORCES)
Gaya Angin (Wind Forces)
Gaya yang bekerja dan berpengaruh terhadap permukaan bumi
disebabkan oleh tenaga angin.
Gaya Air (Water Forces)
Gaya yang bekerja dan berpengaruh terhadap permukaan bumi
disebabkan oleh tenaga air.
Gaya Es/Salju (Ice/Snow Forces)
Gaya yang bekerja dan berpengaruh terhadap permukaan bumi
disebabkan oleh tenaga es/salju.
Erosi (Erosion)
Proses pengikisan permukaan bumi oleh tenaga luar seperti
air, es, dan angin yang membentuk arus/gelombang kuat
sehingga mampu menggerus, mengangkat dan memindahkan
sebagian tanah/batuan.
GAYA EKSOGEN (EXOGENE FORCES)
Abrasi (Abration)
Proses pengikisan permukaan batuan oleh angin yang
mengandung dan mengangkut hancuran bahan seperti pasir
dengan tenaga yang sangat kuat.
Exarasi (Exaration)
Proses pengikisan permukaan batuan oleh es/gletser yang
mengangkut hancuran batuan dengan tenaga dan kecepatan
yang sangat besar. Proses ini disebut juga pembajakan glasial.
Denudasi (Denudation)
Proses perataan pegunungan karena pengaruh pelapukan,
erosi dan transportasi (pengangkutan).
GAYA EKSOGEN (EXOGENE FORCES)
LEMPENG TEKTONIK
(TECTONIC PLATE)
LEMPENG TEKTONIK
Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:
Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua
Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua
Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng India antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua
Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua
Lempeng Amerika Utara, meliputi Amerika Utara dan Siberia timur laut - Lempeng benua
Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempeng benua
Lempeng Pasifik, meliputi Samudera Pasifik - Lempeng samudera
Lempeng-lempeng penting lain yang lebih kecil mencakup Lempeng India, Lempeng Arabia, Lempeng Karibia, Lempeng Juan de Fuca, Lempeng Cocos, Lempeng Nazca, Lempeng Filipina, dan Lempeng Scotia.
PLATE DAN PERGERAKANNYA
JENIS-JENIS BATAS LEMPENG
Berdasarkan arah pergerakannya,
perbatasan antara lempeng tektonik yang
satu dengan lainnya (plate boundaries)
terbagi dalam 3 jenis, yaitu :
1. divergen,
2. konvergen, dan
3. transform
Batas-batas lempeng :
Konvergen (atas), Divergen (tengah) dan Transforms (bawah).
Jenis Batas Konvergen:
Obduction/Obduksi (atas) dan
Subduction/Subduksi (bawah)
Jenis-jenis Batas Lempeng
Jenis-jenis Batas Lempeng
BATAS DIVERGEN/KONSTRUKTIF
(DIVERGENT/CONSTRUCTIVE BOUNDARIES )
Terjadi pada dua lempeng tektonik yang bergerak saling
terpisah (break apart). Ketika sebuah lempeng tektonik
pecah, lapisan litosfer menipis dan terbelah, membentuk
batas divergen.
Pada lempeng samudra, proses ini menyebabkan pemekaran
dasar laut (seafloor spreading). Sedangkan pada lempeng
benua, proses ini menyebabkan terbentuknya lembah retakan
(rif t valley) akibat adanya celah antara kedua lempeng yang
saling menjauh tersebut.
Pematang Tengah-Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) adalah salah
satu contoh divergensi yang paling terkenal, membujur dari
utara ke selatan di sepanjang Samudra Atlantik, membatasi
Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika.
Batas divergen
BATAS KONVERGEN/DESTRUKTIF
(CONVERGENT/DESTRUCTIVE BOUNDARIES )
Terjadi apabila dua lempeng tektonik tertelan (consumed)
ke arah kerak bumi, yang mengakibatkan keduanya
bergerak saling menumpu satu sama lain (one slip beneath
another).
Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke
bawah lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut
dengan zona tunjaman (subduction zones).
Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa. Pematang
gunung-api (volcanic ridges) dan parit samudra (oceanic
trenches) juga terbentuk di wilayah ini.
Contoh kasus ini dapat kita lihat di Pegunungan Andes di
Amerika Selatan dan busur pulau Jepang (Japanese island
arc).
Batas konvergen
Subduksi
Obduksi
Tumbukan
Jalur kemunculan gunungapi aktif kebanyakan berada batas konvergen.
Jalur tersebut disebut “Ring of Fire” yang terletak di Pasific
Jenis-jenis Batas Konvergen
Batas konvergen ada 3 macam, yaitu
1) antara lempeng benua dengan
lempeng samudra,
2) antara dua lempeng samudra, dan
3) antara dua lempeng benua.
KONVERGEN LEMPENG BENUA—SAMUDRA
(OCEANIC—CONTINENTAL)
Ketika suatu lempeng samudra menunjam ke bawah
lempeng benua, lempeng ini masuk ke lapisan
astenosfer yang suhunya lebih tinggi, kemudian meleleh.
Pada lapisan litosfer tepat di atasnya, terbentuklah
deretan gunung berapi (volcanic mountain range).
Sementara di dasar laut tepat di bagian terjadi
penunjaman, terbentuklah parit samudra (oceanic
trench).
Pegunungan Andes di Amerika Selatan adalah salah satu
pegunungan yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan
ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Nazka
dan Lempeng Amerika Selatan.
KONVERGEN LEMPENG SAMUDRA—SAMUDRA
(OCEANIC—OCEANIC)
Salah satu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra lainnya, menyebabkan terbentuknya parit di dasar laut, dan deretan gunung berapi yang pararel terhadap parit tersebut, juga di dasar laut.
Puncak sebagian gunung berapi ini ada yang timbul sampai ke permukaan, membentuk gugusan pulau vulkanik (volcanic island chain).
Pulau Aleutian di Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanik dari proses ini. Pulau ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Pasifik dan Lempeng Amerika Utara.
KONVERGEN LEMPENG BENUA—BENUA
(CONTINENTAL—CONTINENTAL)
Salah satu lempeng benua menunjam ke bawah lempeng
benua lainnya.
Karena keduanya adalah lempeng benua, materialnya
tidak terlalu padat dan tidak cukup berat untuk
tenggelam masuk ke astenosfer dan meleleh.
Wilayah di bagian yang bertumbukan mengeras dan
menebal, membentuk deretan pegunungan non vulkanik
(mountain range).
Pegunungan Himalaya dan Plato Tibet adalah salah satu
contoh pegunungan yang terbentuk dari proses ini.
Pegunungan ini terbentuk dari konvergensi antara
Lempeng India dan Lempeng Eurasia.
BATAS TRANSFORM
(TRANSFORM BOUNDARIES)
Terjadi bila dua lempeng tektonik bergerak
saling menggelangsar (slide each other), yaitu
bergerak sejajar namun berlawanan arah.
Keduanya tidak saling memberai maupun
saling menumpu.
Batas transform ini juga dikenal sebagai
sesar ubahan-bentuk (transform fault).
Batas Pergeseran ( Transform )
Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas (San Andreas Fault) di California, USA.
Sesar ini merupakan pertemuan antara Lempeng Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan Lempeng Pasifik yang bergerak ke arah barat laut.
LEMPENG TEKTONIK DI INDONESIA
Negeri kita tercinta berada di dekat batas
lempeng tektonik Eurasia dan Indo-Australia.
Jenis batas antara kedua lempeng ini adalah
konvergen.
Lempeng Indo-Australia adalah lempeng yang
menunjam ke bawah lempeng Eurasia.
Selain itu di bagian timur, bertemu 3 lempeng
tektonik sekaligus, yaitu lempeng Philipina,
Pasifik, dan Indo-Australia.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, subduksi antara dua lempeng
menyebabkan terbentuknya deretan gunung berapi dan parit
samudra.
Demikian pula subduksi antara Lempeng Indo-Australia dan
Lempeng Eurasia menyebabkan terbentuknya deretan gunung
berapi yang tak lain adalah Bukit Barisan di Pulau Sumatra dan
deretan gunung berapi di sepanjang Pulau Jawa, Bali dan Lombok,
serta parit samudra yang tak lain adalah Parit Jawa (Sunda) .
Lempeng tektonik terus bergerak . Suatu saat gerakannya
mengalami gesekan atau benturan yang cukup keras.
Bila ini terjadi , timbullah gempa dan tsunami, dan meningkatnya
kenaikan magma ke permukaan.
Jadi , tidak heran bila terjadi gempa yang bersumber dari dasar
Samudra Hindia, yang seringkali diikuti dengan tsunami, aktivitas
gunung berapi di sepanjang pulau Sumatra dan Jawa juga turut
meningkat.
INDO-PLATE
Peta Tektonik dan Gunung Berapi di Indonesia. Garis biru melambangkan
batas antar lempeng tektonik, dan segitiga merah melambangkan kumpulan
gunung berapi.
BUSUR MAGMATIK INDONESIA
BENCANA AKIBAT PERGERAKAN
LEMPENG TEKTONIK
Gempa Bumi Banjir
Tsunami Tanah Longsor
Debu Vulkanik Aliran Lava
Lahar
Awan Panas