Post on 13-Apr-2018
7/26/2019 BAB 6 SESAR
1/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
VI
SESAR
DEFINISI
Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran melalui
bidang rekahnya. Sesar merupakan patahan/rekahan tunggal atau suatu zona pecahan pada
kerak bumi bersamaan dengan terjadinya pergerakan yang cukup besar, paralel dengan rekahan
atau zona pecahan. Suatu permukaan, sisi, atau dinding yang bergeser melewati dinding lain
akan mengakibatkan kerusakan dan bergesernya struktur batuan yang sebelumnya menerus
tepat pada sesar. Maka, sebuah sesar adalah bergesernya struktur batuan yang disebabkan oleh
massa batuan yang slip satu sama lain disepanjang bidang atau zona rekahan. Sesar adalah
patahan/rekahan shear (shear fracture), dan istilah shearing sering kali digunakan sebagai
sinonim untuk pensesaran. Sesar terdapat pada batuan yang paling keras dan kuat, seperti
granit, dan pada batuan yang lebih lunak serta material bumi yang tidak seragam, seperti pasir
dan lempung, sesar terdapat dimana-mana, paling tidak pada beberapa ukuran, sepanjang
bagian kulit terluar bumi yang masih dapat dilihat.
Sesar pertama kali dikenali oleh penambang Eropa, dan ahli geologi di abad 19 menyebutnya
sebagai shoves, traps, heaves, shifts, breaks, throws, rents, dan clefts, sama dengan sesar.
Efek sebuah sesar pada penambangan batubara dan mineral bijih menghasilkan perdebatan
yang membingungkan mengenai penamaan, klasifikasi dan material asal, dan akhirnya pada
waktu geologi dan lingkaran penambangan (lihat Reid dkk.,1913; Gill, 1935,1941; Hill, 1959;Crowe11,1959).
Joints, rekahan tarikan (tension cracks), dan belahan pada batuan merupakan patahan/rekahan
namun bukan sesar, meskipun mereka dapat memperlihatkan pergerakan yang cukup besar
tegaklurus dengan dinding yang menghasilkan terbukanya dan terpisahnya dinding, tapi tidak
memperlihatkan kesejajaran. Mereka dapat saja menghancurkan kekuatan suatu massa batuan,
namun tidak menghasilkan pergeseran pada strukturnya. Sesar memiliki ukuran lebar yang
bervariasi, dari yang mikroskopik sampai ribuan kaki dan mencapai panjang lebih dari puluhan
atau ratusan mil, beberapa sesar berdimensi kontinen, dipercayai memotong kerak dan
memanjang sampai ke bawah mantel. Pergerakan total sepanjang sesar mungkin dari puluhaninci sampai ratusan mil dan melibatkan pergerakan massa material kerak sampai mil kubik.
Tingkat sesar pada struktur kerak utama menghasilkan penampakan goresan pada topografi,
seperti fault scarps dan rift valleys, dan khusus bentang darat (landscape), seperti pegunungan
dan cekungan, yang menghasilkan kompleksitas pada dataran geologi yang sederhana,
pergeseran unit litologi kedalam lingkungan anomali dan pensejajaran (juxtaposition) yang
aneh, dan menghancurkan batuan alami dengan cara crushing dan grinding (Gambar 64).
Peran sesar pada bentukan gunung mungkin sangat penting dan paling tidak seringkali penting.
7/26/2019 BAB 6 SESAR
2/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 64.(A) Sesar berskala besar dengan pergeseran berpuluh-puluh kilometer
(B) Sesar berskala kecil dengan pergeseran 60 cm,
7/26/2019 BAB 6 SESAR
3/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Sesar menghasilkan perangkap bawah tanah yang merupakan reservoar bernilai dari suatu
akumulasi hidrokarbon atau merupakan tempat sirkulasi air (panas atau dingin)
mengendapkan logam bernilai membentuk urat dan bijih.
Dari sudut pandang manusia, sesar menghasilkan kerusakan lingkungan. Sesar menghasilkanzona lemah, sementara pada zona kuat, batuan keras, menghasilkan celah dan lubang yang
rumit (excavation difficult) yang seringkali berbahaya, bagian atap dan dinding dapat runtuh
mengikuti zona sesar, dan aliran air tanah yang banyak dan tak diinginkan dapat hadir
bersamaan. Pada penambangan, sesar dapat memotong seams dan lodes, merumitkan
eksploitasi dan bahkan menyebabkan kehilangan nilai secara keseluruhan. Pergerakan masa
sekarang disepanjang sesar aktif segera menyebabkan banyak kerusakan gempa bumi dan
menjadi penyebab pada bencana gempa bumi San Fransisco tahun 1906. Bendungan,
jembatan dan bangunan penting sebaiknya tidak dibangun di dekat atau pada sesar aktif.
Pergerakan sesar dapat terbatas sepanjang patahan/rekahan single planar atau curviplanaratau dapat terdistribusi pada ruang yang berdekatan, sejajar, patahan/rekahan planar
membentuk zona sesar berlembar (sheeted fault zone). Di sepanjang bidang tipis schistosity
membentuk zona schist (sering juga disebut sebagai zona shear yang kurang tepat sejak
semua tipe zona sesar merupakan zona shear); atau diantara sistem anastomosing curved
fractures membentuk zona patahan/rekahan. Biasanya, sesar menyerupai garis lurus atau
membelok sedikit pada arah pergerakan relatif dari dindingnya, dengan ketidakaturan yang
cenderung disebabkan oleh crush, sobekan atauplaned away oleh pergerakan, tapi pada arah
yang lain di bidang sesar seringkali berupa amplitudo dan panjang gelombang merupakan
kenampakan biasa yang terdapat di permukan sesar dan seringkali mengindikasikan arah
pergeseran dinding satu sama lain.
Gambar 65.Tiga jenis sesar berdasarkan morphologinya (Twiss & Moore,1992)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
4/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Suatu sesar dapat berupa Bidang Sesar (Fault Plane), atau rekahan tunggal. Tetapi lebih
sering berupa Jalur Sesar (Fault Zone), yang terdiri dari lebih dari satu sesar. Jalur sesar atau
gerusan (shear), mempunyai dimensi panjang dan lebar yang beragam, dari skala minor atau
sampai puluhan kilometer (Gambar 65). Kekar yang memperlihatkan pergeseran dapat pula
dikatakan sebagai Sesar mikro/minor (Microfault). Rekahan yang cukup besar padapermukaan akibat regangan, amblesan (subsidence), longsor, yang disebut sebagai fissures,
tidak termasuk dalam definisi sesar. Sesar yang terjadi pada daerah yang cukup dalam, pada
kondisi temperatur dan tekanan tinggi akan berkembang sebagai Jalur Gerusan (Shear zones).
Goresan kecil atau striae, sering terdapat pada pergerakan permukaan, yang mungkin
mengalami penghalusan atau pemolesan menjadi slickensides cermin sesar. Biasanya,
lempung halus lunak dan lengket (gouge) terbuat dari batuan dasar halus dan hancur berasal
dari dinding, membentuk ketebalan puluhan inci sampai puluhan kaki di sepanjang sesar.
Pada saat pergerakan sesar telah sangat intensif dan telah membentuk panas serta friksi,
material dari dinding mengalami crush, resementasi, dan bahkan di beberapa contoh leburankadang-kadang membentuk batuan gelas, seringkali banded, mylonites (Gambar 66).
Sepanjang sesar terbuka, fragmen kasar sampai membundar berasal dari dinding membentuk
zona breksiasi. Ruang antara fragmen mungkin tetap terbuka, menyebabkan adanya sirkulasi
air tanah, terisi oleh material dasar yang lebih halus, atau mungkin terisi oleh mineral seperti
kuarsa atau kalsit, hasil presipitasi dari sirkulasi air. Breksi biasanya diisi oleh mineral bijih
dalam konsentrasi yang cukup untuk membentuk cebakan/tubuh mineral bijih yang dapat
dieksploitasi. Sebuah irisan dinding batuan pada zona sesar disebut dengan horse, atau slice,
istilah slice sering digunakan untuk massa batuan berbentuk tabular tipis yang terdapat
diantara sesar yang sejajar.
Dinding batuan sepanjang sesar dapat mengalami patahan/rekahan oleh terbentuknya joint
dan sesar minor, dan struktur dinding batuan, seperti bedding, dapat mengalami
pembengkokan dan terdeformasi membentuk drag folds di sepanjang dinding sesar. Struktur
minor ini berasosiasi dengan pergerakan sesar dan sering bermanfaat dalam penentuan arah
pergerakan utama sesar.
Magnitude dari pergerakan terjadi pada sesar sering direfleksikan oleh kehadiran atau
intensitas dari perkembangan terbentuknya kenampakan internal atau dinding batuan.
Sebaliknya, sesar yang terbentuk oleh pergerakan kecil menghasilkan breksiasi yang intensif,
patahan/rekahan dinding, pembentukan gouge tebal, pergerakan mencapai puluhan mil dapatmemperlihatkan deformasi sangat kecil pada dinding atau pembentukan breksi, gouge, atau
mylonit. Bagian yang terakhir telah terlihat pada batuan yang tersingkap di permukaan dan
pada borehole kecuali bila terdapat petunjuk lain mengenai keterdapatannya, seperti lapisan
terpotong (truncated beds) atau pensejajaran tipe batuan berbeda yang aneh (strange
juxtaposition) atau massa batuan dari umur yang amat berbeda. Secara keseluruhan, sesar,
merupakan zona lemah, tidak cukup tersingkap dengan baik karena pelapukan dan erosi yang
menghancurkan singkapan permukaannya dan menutupnya dengan soil dan alluvium kecuali
7/26/2019 BAB 6 SESAR
5/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
pada pegunungan tinggi dan sepanjang tebing curam. Sesar, sebagian besar, sangat baik
terlihat pada singkapan buatan seperti pada road cuts, penambangan (mines) atau penggalian
(quarries).
Gambar 66.Sesar dengan zona milonit (A) dan slickensides (B)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
6/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
GEOMETRI SESAR
Untuk vertikal sesar ada dua istilah penting yang digunakan untuk mendeskripsi blok dikedua
bagian sesar. Definisi ini berlaku untuk sesar naik dan sesar normal, adalah sebagai berikut:
Hangingwall adalah blok yang terletak diatas bidang sesar
Footwall adalah blok yang terletak dibawah bidang sesar
Gambar 67. Definisi footwall dan hangingwall dari penambangan bawah tanah
(Allmendinger, 2003)
Tiga dimensi geometri bidang sesar dapat sangat bervariasi antara lain:
Planar, sesar dengan geometri bidang yang lurus
Listric sesar dengan geometri bidang yang cekung keatas (kemiringan bidang sesar
makin dalam makin berkurang)
Steepening downward atau cembung keatas (kemiringan bidang sesar makin
dalam makin besar) Anastomosing sesar dengan bidang becabang-cabang yang tidak beraturan Secara tiga
dimensi sesar mempunyai permukaan yang tidak beraturan.
Semua sesar akan berhenti oleh salah satu karakteristik dibawah ini:
a) Pegeserannya menjadi nol
b) Dipotong oleh sesar lainnya
c) Memotong permukaan bumi
Tipline adalah dimana pergeseran sesar menjadi nol, ini adalah garis yang memisahkan
batuan yang bergeser dan yang tidak, atau ujung dari rekahan. Hanya jika memotong
permukaan bumi atau bercabang, tipline adalah loop tertutup.
Branch line adalah garis dimana sesar berpotongan atau bercabang menjadi sesar lain
Surface trace adalah garsi perpotongan sesar dengan permukaan bumi
7/26/2019 BAB 6 SESAR
7/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
PERGESERAN SEMU (APPARENT) DAN SEBENARNYA (SLIP)
Pergeseran satu blok relative terhadap blok lainnya dinamakan sebagai slip vector. Vektor ini
menghubungkan dua titik yang tadinya berhubungan disalah satu sisi dari sesar. Sangatlah
jarang kita bisa mendapatkan object geologi yang sama yang terpotong oleh sesar menjadi dua
bagian. Tetapi informasi bisa didapatkan dari garis-garis atau bentuk-bentuk linear yang
memotong dan telah tergeser sepanjang bidang sesar. Garis ini dikenal sebagai piercing
points. Kebanyakan bentuk-bentuk linear ini di geologi yang terbentuk oleh perpotongan dua
bidang, antara lain:
Perpotongan antara intrusi (dike) dengan bidang perlapisan
Perpotongan bidang tertentu diatas dan dibawah ketidakselarasan
Sumbu lipatan
Tetapi secara umum lebih mudah mengenali bentuk-2 planar yang tergeser oleh sesar. Dimana
dalam kasus ini kita hanya membicarakan separationbukan slip:
Gambar 68.Geometri dan definisi separationpada bidang sesar
Ada banyak kemungkinan slip yang dapat membentuk separation planar yang dapat
diobservasi. Jika hanya melihat bagian atas dari blok, kita akan menginterpretasi sesar tersebut
hanya strike-slip. Jika hanya melihat dari depan sebagai sesar normal. Tetapi, sebenarnya salah
jenis diatas atau kombinasi dari keduanya.
UNSUR-UNSUR PADA STRUKTUR SESAR
Secara umum dapat unsur geometri sesar dapat dibagi menjadi (Gambar 69):
- Bidang sesar - bidang rekahan tempat terjadinya pergeseran, yang kedudukannya dinyatakan
dengan jurus dan kemiringan
7/26/2019 BAB 6 SESAR
8/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
- Hanging wall - bagian terpatahkan yang berada diatas bidang sesar.
- Foot wall - Bagian terpatahkan yang berada dibawah bidang sesar.
- Throw - besaran pergeseran vertikal pada sesar
- Heave - besaran pergeseran horisontal pada sesar
- Slip - pergeseran relatif sebenarnya
Gambar 69.Komponen geometri pada bidang sesar (Twiss dan Moore,1992)
Berdasarkan definisi diatas jenis dan klasifikasi sesar dapat dibagi menjadi:
Dip Slip
Ada dua jenis sesar yang bisa masuk dalam klasifikasi ini, adalah:
Nomal jika hangingwall relative turun terhadap footwall. Gerakan ini sebagai hasil dari
regangan pada arah horizontal. Berdasarkan stratigrafi ini akan menghasilkan batuan muda
diatas (juxtapose) dengan batuan tua. Dapat diklasifikasi menjadi dia: bersudut kemiringan
tinggi (high-angle dip) > 45 dan rendah (low-angle dip) 45 dan rendah (low-angle dip)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
9/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Sesar geser mengiri atau left-lateral (sinistral) apabila bidang atau blok yang
didepan kita bergerak kekiri
Oblique slip apabila kombinasi dari kedua gerakan tersebut.
Gambar 70. Klasifikasi sesar berdasarkan seperation
7/26/2019 BAB 6 SESAR
10/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 71.Klasifikasi sesar berdasarkan slip
SESAR ROTASI
Dalam kasus ini salah satu block terputar terhadap block lainnya. Ini dapat terjadi jika bidang
sesar tidak lurus atau melingkar dimana rotasi terjadi sejajar atau tegak-lurus dengan bidangsesar. Yang rotasinya tegak-lurus bidang seasr dinamakan sebagai scissors fault atau hinge
fault(Gambar 72).
7/26/2019 BAB 6 SESAR
11/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 72.Pergerakan dari sesar rotasi jenis scissors.
Batuan Sesar
Proses pensesaran menghasilkan batuan dengan tekstur yang khas, dan tesktur tersebut dapat
diklasifikasikan sesuai dengan mekanismenya. Dua mekanisme yang dibicarakan dalam
proses pensesaran adalah fricitional-cataclastic(mekanisme brittle) dan mekanisme crystal-
plastic.
Klasifikasi Sibson
Klasifikasi yang terkenal untuk batuan sesar adalah dari Sibson (1982). Klasifikasi tersebut
mempunyai dua kategori yaitu berfoliasi atau random (Gambar 73):
7/26/2019 BAB 6 SESAR
12/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 73. Klasikasi dan Distribusi batuan sesar secara vertikal (Twiss dan
Moore,1992).
KONTRAVERSI ISTILAH MILONIT
Definisi milonit (mylonite) sampai saat ini masih mengandung kontraversi, dimana tidak
ada satu definisi umum yang dapat diterima, walaupun kurang tepat satu defini dari batuan
ini umum digunakan. Secara umum dalam literatur ada tiga definisi yang mewakili batuan
ini, yaitu:
Batuan berbutir sangat halus, berlaminasi dan dihasilkan dari proses microbreksiasi
yang sangat ekstrim serta mengalami proses pengilingan pada bidang sesar pada
saat pergeseran.
Setiap batuan yang bersifat foliasi dimana butirannya telah diperkecil oleh
mekanisme yang bekerja dalam proses pensesaran.
Batuan sesar dimana matrixnya telah terdeformasi yang didominasi oleh mekanisme
crystal-plastic, walaupun butiran yang kuat akan terdeformasi oleh proses rekahan
dan hancuran (brittle). Definisi ini yang paling umum digunakan.
7/26/2019 BAB 6 SESAR
13/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Permasalahan dengan definisi ini adalah mereka cenderung genetic dibandingkan deskripsi,
dan kebanyakan tidak memperhitungkan fakta bahwa pada kondisi temperatur dan pressure
yang sama mineral yang berbeda dapat terdeformasi dengan mekanisme yang berbeda-
beda.
PROSES PENSESARAN
Sebuah pertanyaan yang sangar penting adalah "bagaimana memulai sebuah sesar?"
Pengetahuan yang berkaitan proses rangkaian struktur didapatkan dari hasil percobaan shear
mengunakan lempung berlapis (Gambar 74).
Gambar 74.Experiment shear pada lempung berlapis (Riedel,1929).
Hasil percobaan diatas menyimpulkan bahwa strike-slip melibatkan dua proses yaitu:
Struktur sebelum proses pensesaran (pre-rupture structures)
Struktur sesudah proses pensesaran (post-rupture structures)
Pre-rupture structures
Gambar 75.Sistem rekahan Riedel yang dihasilkan dari percobaan diatas.
Sudut yang membentuk sintetik dan antitetik shear dikontrol oleh koefisien friksi dalamnya.
Sudut-sudut dan geometry yang dihasilkan menyimpulkan bahwa maksimum kompresi dan
7/26/2019 BAB 6 SESAR
14/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
sumbu utama pemendekan (shortening) dari strain infinitesimal, keduanya mempunyai
orientasi 45 dengan batas dari zona sesar (shear zone).
Dengan bertambahnya pergeseran, rekahan-2 tersebut akan mengalami rotasi searah jarum jam
(Gambar 75) membentuk sudut yang lebih besar. Karena R'-shear asalnya mempunyai sudut
yang tinggi dengan batas shear zone, mereka akan terotasi lebih cepat dan akan menjadi tidak
aktif lebih cepat juga dibandingkan R-shear. Secara umum, R-shear yang paling umum
didapatkan dalam observasi mungkin karena rekahan ini mempunyai pergeseran yang lebih
besar.Riedel shear akan sangat berguna untuk menentukan arah pergerakan pada zona sesar
brittle.
Rekahan terbuka (extension crack) akan sangat berguna karena untuk kasus tertentu rekahan
ini akan membentuk sudut 45 dengan batas dari zona sesar (Gambar 76).
Gambar 76.A) Orientasi rekahan terhadap zona sesar utama, B) rotasi dari blok didalam
zona sesar menghasil pergerakan yang berlawanan arah dengan sesar utama.
Rupture dan Post-Rupture Structures
Rupture didefinisikan pada proses pensesaran atau proses dimana sesar muncul
dipermukaan. Pada saat rupture, pasangan rekahan baru terbentuk yang dinamakan sebagaiP-shears untuk simetri dariR-shear (Gambar 77). Dimana rekahan ini mempunyai tendensi
untuk bersatu dengan R-shear membentuk zona sesar yang menerus.
7/26/2019 BAB 6 SESAR
15/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 77.Perkembangan rekahan baru dalam sistem zona sesar
MENENTUKAN PERGERAKAN SESAR (SENSE OF SLIP)
Untuk mengerti kinematik dari deformasi sesar, kita harus menentukan pergerakannya (slip).
Vektor slip terdiri dari dua yaitu: (1) orientasi dari garis atau struktur linear dalam blok yangtelah bergerak, (2) arah pergerakan (sense of slip) atau pergerakan relative blok satu dengan
lainnya.
Data geologi biasanya memberikan salah satu dari bukti diatas. Urutan daftar dibawah ini
adalah bentuk struktur yang umum dijumpai dilapangan yang dapat digunakan untuk
menentukan pergerakan sesar.
Orientasi
Untuk sesar Frictional-cataclastic (brittle fault)
Torehan (grooves), cermin sesar (slickensides), gores garis (slickenlines)
Untuk sesar Crystal Plastic (ductile shear zone)
Liniasi mineral
Pergerakan (sense of slip)
Untuk sesar Frictional-cataclastic (brittle fault)
RekahanRiedel shear, struktur tangga (steps), tool marks, rekahan terisi (sigmoidal gash
fractures), drag fold, curved mineral fibers.
Untuk sesar Crystal Plastic (ductile shear zone)
Sheath folds, S-C fabrics, asymmetry c-axis, mica fish, asymmetry augen, rekahan dan
mineral yang terotasi.
7/26/2019 BAB 6 SESAR
16/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 78.Analisa pe.rgerakan untuk jenis brittle fault (Allmendinger, 2003)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
17/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 79.Analisa pergerakan untuk jenis brittle fault (Allmendinger, 2003)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
18/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Gambar 80.Analisa pergerakan untuk jenis ductile fault (Allmendinger, 2003)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
19/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
PENGENALAN DAN GEJALA UMUM SEBAGAI BUKTI SESAR
Dari peta topografi, foto udara atau citra satelit :
- Berupa kelurusan gawir, bukit, lembah, sungai.
- Pergeseran bentuk morfologi/ geologi (bukit, lembah, sungai, lapisan)
Gambaran fisik di lapangan :
- Kelurusan gawir, bukit, lembah, sungai.
- Gawir dengan Triangular Facet, bentuk segitiga dari muka punggungan akibat terpotong
sesar (terutama pada sesar aktif).
- Mata air panas.
- Kelurusan mata air atau mata air panas
- Hancuran (breksiasi, milonit, gouge)
- Rekahan-rekahan (rekahan gerus, rekahan tarikan)
- Lipatan (minor)- Bidang sesar dan cermin gores-garisnya (slikencsides, striation, groove)
- Lipatan seretan (drag fold)
- Ketidak teraturan stratigrafi; terpotongnya lapisan, hilang atau berulangnya lapisan atau
kedudukan yang tidak teratur.
Dinamik dan Kinemati Sesar
Perlu diingat bahwa proses pemebentukan sesar dari batuan yang homogen dan tidak ada
rekahan dapat digambarkan oleh lingkaran Mohr (Gambar 81) untuk stress yang menyentuhkurva pecahnya batuan (failureenvelop).
Gambar 81. Diagram Mohr yang memenggambarkan mekanisme pensesaran
7/26/2019 BAB 6 SESAR
20/33
PRINSIP
Dalam k
dikenal
matemat
Apa ya
mempun
Lebih ja
kemung
Fault ter
Interpret
tumpul.
DASAR GE
ondisi dang
ebagai Co
isnya dapat
g digamba
yai sudut
maka sesar
Gambar
uh lagi li
inan orient
Gamb
sebut diken
asi standart
LOGI STRU
al, kurva p
lomb Failu
digambarka
kan dalam
ter
juga harus
82.Hubung
gkaran M
si sesar yan
ar 83.Conj
al sebagai c
adalah 1 a
KTUR
cahanya ba
re Criteria
sebagai be
hubungan
adap 1 (
erbentuk 3
an antara
hr mempe
g simetris p
gate fault d
onjugate fa
kan memba
tuan akan
(untuk lebi
rikut:
diatas ada
ambar 82)
terhadap
dan sudu
lihatkan b
ada 1 (Ga
an hubunga
ult sets da
gi sudut lan
empunyai l
h jelas liha
ah, dalam
. Karena u
aksimum s
t pembentu
hwa dala
bar 83).
nnya denga
sangat um
cip dan 3
ereng yang
Bab 4) ya
kondisi ini
tuk keban
tress,1.
an sesar
dua dime
arah .
m dijumpa
akan memb
konstan ya
ng hubunga
sesar har
akan batua
.
nsi ada d
i dilapanga
gi dua sud
g
n
s
,
a
.
t
7/26/2019 BAB 6 SESAR
21/33
PRINSIP
Teori Se
Anderso
menyim
bekerja.sumbu s
bekerja.
Batasan
berikut:
DASAR GE
sar Anders
(1951) me
ulkan kare
Sehingga, sress utama
ua sumbu
Ga
ini memberi
Gam
LOGI STRU
on (1951)
nyadari kep
a permuka
lah satu da(principal st
tama lainn
bar 84.Ge
kan beberap
ar 84.Hub
KTUR
entingan da
n bumi ada
i tiga stressess) selalu
a pasti akan
ometri stres
a hubungan
ngan antara
i Coulomb
lah permuk
utama akategak lurus
sejajar per
yang beker
khusus ant
jenis sesar
Failure Cri
aan bebas j
tegak lurusada bidang
ukaan terse
a disuatu p
ra stress da
an stress ya
eria dan le
adi tidak ad
permukaandimana she
ut (Gamba
rmukaan
n geometri
ng bekerja
ih dari itu,
a stress ya
bumi karear stress tida
84).
esar, sebag
a
g
ak
ai
7/26/2019 BAB 6 SESAR
22/33
PRINSIP
Teori A
suatu te
pernah
bahwa s
walaupu
Ada dua
Ba
fai
per
Jik
tet
Se
adaDa
ya
Gambar
Anderso
hampir s
ahli geo
sesar. A
DASAR GE
derson (19
ri yang ber
enjumpai
esar jenis i
tidak ada
masalah uta
uan dialam
ure, padah
lapisan, foli
2lebih b
pi bila lebi
ara jelas ba
strain yanam strain ti
g ditunjuka
86. Gam
terda
teori um
elalu memp
logi struktu
a dua cara
LOGI STRU
1) telah ter
laku umum.
esar norma
i banyak
alam teori.
ma yang be
tidak bersi
umumnya
asi pada bat
esar dari 60
kecil slip a
hwa Ander
terjadi dalga dimensi
oleh Z. Re
aran geom
at 4 buah s
mnya terla
unyai rekah
r mengemb
ntuk memp
KTUR
ukti kegun
Sebagai c
l bersudut
ijumpai. S
kaitan den
at homoge
selalu me
uan metam
pada bida
kan terjadi s
on teori be
m arah
2.Gambar 86
nches (198
tri strain
sar bukan d
lu terbatas
an dengan
angkan ber
elajari popu
aanya tetap
ntoh, teori
endah dipe
lain itu se
an teori An
ous seperti
mpunyai a
rfik, dan re
g-2 anisotr
ejajar deng
rasumsi pla
Sehingga h, akan ada
).
alam 3D
ua seperti d
untuk ban
rientasi ya
bagai tehni
lasi sesar:
perlu diin
mempredik
rmukaan b
ar naik su
erson:
yang diga
isotropy p
kahan yang
pytersebut
n anisotrop
ne strain, d
anya dua arua pasanga
ang memp
lam Ander
ak kasus
g bermaca
baru unt
at bahwa te
si bahwa ki
mi, tetapi
ut tinggi j
barkan dal
lanar. Ter
sudah ada
maka tidak
ytersebut.
imana diasu
ah sesar yan conjugate
erlihatkan
on (1951).
ipermukaa
-macam. S
k mengana
ori ini buka
ta tidak aka
enyataann
ga dijump
am Coulom
asuk bida
alam batua
ada masala
msikan tida
g diprediksfaults sepe
emungkina
bumi ya
ehingga pa
lisa popula
n
n
a
i
b
g
.
,
k
i.ti
n
g
a
si
7/26/2019 BAB 6 SESAR
23/33
PRINSIP
1. M
ki
2. Me
an
Kedua
memerlu
Orienta
Hubunga
(1951)
mempen
ternyatauntuk m
yang dili
Gambar
Variasi s
yang sa
(confini
kurvaM
compres
menghas
mempun
DASAR GE
mberlakuk
ematik ana
mpelajari p
alisis.
etoda diata
kan data je
i Sesar da
n yang pra
hanya ber
garuhi orie
juga merupenggambar
hat pada Ga
87. Model
sesar
dala
udut awal s
a, dikare
g pressure
hr failure
sional den
ilkan bida
yai sudut 3
LOGI STRU
n data ses
lisis
opulasi sesa
s mempuny
is pergeraka
Stress Tra
tis antara
aku dekat
tasi sumbu
akan orientan stress tr
mbar 87.
teoritis be
normal (ga
dua dimen
esar mungk
akan meni
). Perubaha
envelop ter
gan perub
g sesar ya
dan berge
KTUR
r sebagai
r dalam be
i kekurang
n dari semu
ectories
rientasi su
permukaa
-2 stress, s
si dari sesajectories y
upa stress
is terputus-
i (Park, 19
in sudah te
ngkatnya e
n ini diperl
tama ketik
han kedal
ng cekung
ak keperm
strain yang
tuk stress
an dan kele
a sesar yan
bu stress
n. Dikedal
ehingga me
r. Dalam kang berhub
trajectorie
putus) seba
9).
prediksi ba
fek kebaw
ihatkan de
stress hori
aman. Wa
(listric).
kaan denga
dihasilkan
ang menye
bihan masi
akan diana
an jenis st
aman ban
mpunyai ar
ondisi terteungan deng
(yang ber
gai hasil da
kan dalam
h dari dal
gan oleh p
zontal beru
laupun efe
Suatu sesa
sudut yan
dari prose
babkannya
g-2 dan un
lisa.
uktur menu
ak faktor
ah yang be
tu variasi tan model t
arna) dan
ri pergerak
orientasi st
am tekana
rubahan le
ah dari ten
ini tida
waktu m
relatif sam
pensesara
atau dinami
uk keduan
rut Anders
yang ak
rvariasi ya
ersebut daporitis sepe
orientasi
n keatas
ess yang
batuan
eng dari
ional ke
k selalu
lai bisa
a.
,
k
a
n
n
g
atti
7/26/2019 BAB 6 SESAR
24/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Sesar dan Gempabumi
Ketika batuan tertekan dalam kondisi brittle, efek strain akan bekerja sebelum batuan tersebut
terkekarkan. Perubahaan ini penting untuk digunakan dalam memprediksi gempabumi. Strain
permulaan akan bersifat elastik, tetapi ketika shear stress mencapai harga setengah dari
kekuatan batuan, batuan akan mulai memperlihatkan sedikit deformasi yang bersifat
permanen yang diakibatkan pergerakan dan regangan rekahan kecil dalam zona strain
terbesar dimana pada akhirnya sesar terjadi. Intensitas rekahan ini bertambah ketika
mendekati nilai kekuatan shear. Bukaan dari rekahan menyebabkan peningkatan volume atau
dilation dalam batuan yang berasosiasi dengan peningkatan kandungan fluida ketika air tanah
mengisi rekahan-rekahan tersebut. Peningkatan tekanan fluida mempunyai efek melemahkan
batuan (efective stress).
SE SAR NOR MAL (Sesar Turun)
Pergerakan di sepanjang sesar dapat seperti pelepasan tegasan dengan memperpanjang kerak
secara horisontal pada arah tegasan normal terkecil dan perpendekan pada arah tegasan
normal terbesar, misalnya pergerakan dapat berupa dip-slip normal saat hangging wall
bergerak relatif turun terhadap footwall, dan sesar dapat berupa sesar normal. Karena arah
vertikal merupakan arah dasar dari bidang gravitasi bumi, suatu sesar dapat menjadi sesar
gravitasi, tapi sesar normal dengan orientasi serupa dapat berasal dari kekuatan lain selain
kekuatan gravitasi. Sesar gravitasi dipercaya oleh kebanyakan ahli geologi sebagai penyebab
dari terbentuknya graben dan rift valley di seluruh dunia, seperti East African Rift, Dead Sea
dan Rhine Graben, dan topografi spesial seperti Basin and Range of Nevada.
Keterdapatan Umum :
- Didaerah dengan keadaan geologi beragam
- Didaerah dengan gejala tektonik tarikan
- Pegunungan lipatan
- Bagian luar suatu jalur orogen
- Bagian puncak kubah atau lipatan
- Sebagai pencerminan diatas permukaan dari gejala sesar yang letaknya lebih dalam.
Sifat-sifat umum:
- Mempunyai kemiringan bidang sesar yang besar (< 45)
- Terdapat bersejajaran dengan bentuk tangga
- Bidang sesar dengan cermin sesar dan gores garis, agak umum dijumpai
- Terdapat gawir sesar
- Sering memperlihatkan adanya "reverse-drag"
- Terdapatnya "antithetic fault".
7/26/2019 BAB 6 SESAR
25/33
PRINSIP
Gamb
DASAR GE
r 88. Jenis
exte
listrilistri
nor
Sesa
LOGI STRU
dan geomet
sion, mode
c, C) Sesarc dengan st
al jenis lis
normal de
KTUR
ri dari sesar
l dari Werni
normal listruktur geo
ric, F) Ses
gan transf
normal (ex
cke (1985),
ic denganetri collap
r normal li
r zone (m
ensional f
B) Geomet
eometri flae, E) Sala
stric yang
difikasi dari
ult). A)In
ri dari sesar
-ramp, D)satu evol
embentuk
Park, 1989
racontinent
normal jen
Sesar normsi dari ses
"duplex",
.
l
is
lr
)
7/26/2019 BAB 6 SESAR
26/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
SESAR NAIK (Reverse & Thrust)
Pergerakan yang terjadi pada sesar naik melepaskan tegasan dengan cara ekspansi kearah atas
kerak bersamaan dengan pemendekan secara horisontal, pergerakan berupa reverse slip dimana
hanging wallbergerak relatif naik terhadapfootwall, dan sesar berupa sesar naik/reverse fault.
Sesar ini telah lama disebut sebagai thrusts, atau lebih spesifik sebagai low-angle thrust faults,
untuk membedakannya dengan up thrust atau high-angle thrusts, yang terbentuk dari rejim
tegasan yang berbeda. Perlipatan biasanya terjadi bersamaan dengan thrust faulting. Sumbu
lipatan berorientasi sejajar terhadap arah sumbu tegasan normal menengah dan sejajar dengan
strike dari thrust fault. Transisi dari lipatan dan thrust diobservasi di berbagai dataran geologi:
suatu lipatan terbalik pada arah tertentu dan sayap yang terbalik tersebut tertarik dan menjadi
rekahan/patahan dan kemudian membentuk thrust.
Keterdapatan umum :
- Daerah dengan pegaruh tekanan pegunungan lipatan yang muda
- Daerah dengan endapan cekungan yang tebal (back-arc basin)
Sifat-sifat dan gejala di lapangan :
1. Kebanyakan sesar naik mempunyai kemiringan bidang sesar
7/26/2019 BAB 6 SESAR
27/33
PRINSIP
Gamba
DASAR GE
89. Geo
Faul
perk
perk
up g
LOGI STRU
etri dan
-bend-fold
embangan
embangan
ometri pad
KTUR
odel Sesar
geometri,
kedepan,
ebelakang,
a thrust syst
Naik (Par
C) Geome
) Geomet
E) Sesar na
em, G) Per
, 1989). A
ri thrust-fa
i thrustfa
ik dengan
embangan
Geometri
ult terimbr
lt terimbri
eometri du
ack-thrust
flatramp,
ikasi denga
kasi denga
lex, F) Po
system.
)
n
n
-
7/26/2019 BAB 6 SESAR
28/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
SESAR GESER MENDATAR
(Rifts - Strike Slip - Transcurrent - Wrench - Transversal - Mega Shear)
Pergerakan sepanjang sesar geser terjadi dengan pelepasan tegasan secara lateral pada arah
sumbu tegasan normal terkecil dan pemendekan pada arah sumbu tegasan normal terbesar,pergerakan yang terjadi berupa strike-slip/pergeseran. Anderson (1951) menamakan sesar ini
sebagai sesar transcurrent/transcurrent fault namun kemudian istilah wrench fault yang
digunakan oleh Kennedy diterima penggunaanya. Flaws dan tear faults merupakan sinonim
yang kurang lebih sama artinya. Lipatan dan thrust diakibatkan oleh suatu bidang tegasan
sebelumnya dan berbeda atau rejim yang sebelumnya membentuk wrench fault. Pada dataran
yang seperti itu, sumbu lipatan dan thrust fault terpotong secara oblique oleh sesar wrench,
sumbu lipatan dan trusts berada pada arah sumbu tegasan normal menengah dari orientasi
tegasan sebelumnya dimana relief tegasan ke arah atas dan tidak berdampingan seperti pada
rejim wrench terakhir. Perubahan rejim tegasan seperti ini biasa terdapat di mountain-built
belts sebagai bentukan orogenic. Contoh luar biasa dari wrench faulting dapat ditemukan diNorthwest Highlands di Skotlandia dan Jura Mountain di Perancis. Sesar Semangko di
Sumatra dan San Andreas Fault di California merupakan wrench fault terbesar di dunia.
Sifat-sifat umum :
1. Panjang, lurus atau lengkung - lebar, sepanjang jejaknya.
2. Kemiringan terjal / curam yang beragam.
3. Lebar, jalur teranyam dengan gouge / mylonit dan gores-garis horizontal.
4. Berukuran panjang dan arahnya hampir lurus - mudah dikenal difoto udara.
5. Sembul dan terban yang tak sistimatis.
6. Lipatan-lipatan seretan yang menunjam dan merencong.
7. Tataan stratigrafi yang saling menindih dan tidak sama.
8. Merupakan jalur peka erosi
9. Yang berukuran besar, mempunyai jumlah pergeseran yang besar : San andreas 500 km
dan Semangko 25-100 km.
10. Diatas permukaan, jalur penggerusan/ pelenturan - lebar beberapa ratus ribu meter.
11. Pembentukan depresi dan pembubungan - pembubungan akibat penyimpangan pada arah
secara merencong.
12. Struktur penyerta; rekahan, lipatan, struktur bentuk bunga (flower structure).
Struktur penyerta pada sesar mendatar
(Secara teoritis terbentuk pada saat yang bersamaan)
- Lipatan merencong (en echelon fold);
- Umumnya yang pertama terbentuk - Sejajar poros panjang elip keterakan
- Jalur sesar-sesar mendatar ; proses yang terjadi di bagian yang dalam, batuan dasar akan
terlibat sesar merambat ke atas melalui sedimen-sedimen tertutup.
7/26/2019 BAB 6 SESAR
29/33
PRINSIP
Sub Tipe
- Sesar t- Sepasa
Cara me
1. Studi
2. Perges
3. Perges
4. Bentu
5. Sifat-s
6. Pence
7. Hubu
Jenis Se
- Sesar
Adalah s
tersebut
bahagian
dilantai
mengges
(King P.
- Sesar u
(Sesar S
DASAR GE
; a. Par
b. Co
c. Div
run / rekahag sesar-ses
pelajari Se
ekanisma
eran bentuk
eran dari titi
-bentuk str
ifat jalur ses
minan topo
gan secara
ar Mendata
ransform:
esar yang t
emotong s
sesar terda
samudra d
ernya deng
,1967).
ama di Ind
matra, Ses
Pe
LOGI STRU
allel
vergent
ergent
n tarikan ter mendatar
sar Mendata
empa
geologi yan
k-titik atau
ktur yang p
ar yang tela
rafi dari gej
egional yan
r utama :
gak yang b
erta mengge
pat diantara
n tidak te
n arah me
nesia
r Palu-Koro
bedaan Ant
KTUR
ak lurus podextral dan
:
g teramati
entuk lainn
sti diakibat
terbukti se
ala sesar me
menunjuk
rakhir seca
ser pematan
kedua pe
rdapat kes
datar yang
, Sesar Soro
ra Sesar Tr
os lipatansinistral)
a yang dip
an oleh gej
agai diakib
ndatar penc
an ke arah
a mendada
samudra ;
atang itu s
mannya di
berlawana
ng)
ansform Ses
roleh denga
ala sesar me
atkan oleh s
rminan
esar mendat
pada bent
gejala strike
ja. Sekelo
benua. M
dengan a
ar Jurus -
cara rekon
datar
sar mendat
ar.
k struktur l
- slip hanya
pok sesar
emotong p
ah pergese
endatar
struksi
r
ainnya. Ses
terbatas pa
ang terdap
ematang da
an pemata
r
a
at
n
g
7/26/2019 BAB 6 SESAR
30/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Status Sesar
Penyajian struktur sesar dalam peta tergantung dari status (tingkat keabsahannya)
1. Pasti adalah bukti-bukti cukup, arah dan jenis pergeseran dapat ditentukan.
2. Ditafsirkan / Diperkira bukti-bukti cukup, arah dan / atau jenis pergeseran sebenarnyabelum dapat ditentukan.
3. Diduga bukti kurang, gejala ada, belum pasti tentang ada tidaknya
7/26/2019 BAB 6 SESAR
31/33
PRINSIP
Gambar
DASAR GE
90. Geom
terbe
sesar
yang
geser.
LOGI STRU
etri dan M
tuk dalam
geser, C)
diakibatkan
KTUR
del Sesar
istem sesar
volusi pem
oleh sesar
eser (Park
geser meng
bentukan z
geser, E)
, 1989). A)
anan, B) Je
na sesar g
Struktur du
Struktur p
is-jenis ter
ser, D) Je
lex dalam
enyerta ya
inasi siste
is morfolo
sistem ses
g
i
r
7/26/2019 BAB 6 SESAR
32/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
Catatan Khusus Teori Pensesaran
Teori Anderson (1951) tentang pensesaran berdasarkan pada perkiraan utama dimana
material yang mengalami tegasan tertentu bersifat homogeneous, suatu kondisi yang sangat
jarang terdapat pada kerak. Inhomogenitas terbentuk dimana-mana, perlapisan, dike danrekahan/patahan tua sering terdapat di setiap dataran geologi. Inhomogenitas pada semua
skala sangat universal, pada kenyataannya, ditemukan secara mengejutkan bahwa banyak
sesar memiliki strike, dip, net slip dan pola yang konsisten dengan teori. Kebanyakan sesar
normal memiliki kemiringan 600-650 dan sesar strike slip kemiringannya vertikal. Secara
keseluruhan, terlihat bahwa kebanyakan massa batuan dari litologi dan struktur yang berbeda
bereaksi terhadap tegasan lebih pada bentuk seragam/ sama daripada secara intuitif berasal
dari pemeriksaan variasi litologi dan struktur. Pada massa lain bidang lemah yang belum
tersesarkan memiliki pengaruh pada terbentuknya sesar, dan percobaan telah membuktikan
adanya kejadian ini. Pengecualian lain memerlukan pertimbangan khusus, tapi penjelasan,
meski tidak sempurna, paling tidak telah memuaskan pengetahuan saat ini secara sepintas.Beberapa sesar yang tidak sesuai dengan harapan teoritis dapat dijelaskan secara mendasar
bahwa deformasi berikutnya atau tilting dari suatu sesar telah terjadi jauh setelah sesar-sesar
tersebut terbentuk. Hal ini bukan merupakan kondisi yang jarang, thrust fault secara khusus
sering terlipat.
Hafner (1951) menjelaskan orientasi lain dari sesar dan slip dengan melawan perkiraan dasar
Anderson (1951) mengenai orientasi bidang tegasan dengan sumbu tegak lurus terhadap
seluruh permukaan kerak dan memiliki intensitas dan orientasi seragam diseluruh massa
kerak. Bidang tegasan secara umum sangat mungkin bervariasi baik pada intensitas maupun
orientasi diseluruh bagian kerak, dan oleh karenanya, sumbu tegasan tidak akan benar-benar
tepat horisontal dan vertikal tetapi akan mengikuti jalur tegasan. Maka, sebagai sumbu
tegasan normal terbesar yang memiliki variasi inklinasi dari horisontal pada bidang tegasan
naik (thrust stress fields), maka kemiringan dari sesar pun akan bervariasi. Hafner telah
mengerjakan beberapa variabel teoritis bidang tegasan dan arah tegasan utama yang dapat
menjelaskan secara baik mengenai inkonsistensi kemiringan, slip atau orientasi dari beberapa
sesar, seperti contohnya upthrust atau reverse fault dengan kemiringan curam.
Tipe sesar lain yang memerlukan penjelasan khusus diantaranya great flat-lying thrust,
overthrust, atau nappe thrust. Pada saat kekuatan dari material membentuk hanging wall
atau blok overthrust (yang mungkin memiliki lebar puluhan mil) dipertimbangkan, maka
sangat jelas bahwa blok yang sangat besar seharusnya tidak tergeser pada ukuran jarak
puluhan mil dikarenakan batuan dari blok tadi secara sederhana tidak cukup kuat untuk
meneruskan kekuatan yang mendorongnya tapi dapat gagal disepanjang beberapa sesar
tambahan, suatu kondisi yang tidak diteliti. Hubbert dan Rubey (1959) telah menyarankan
bahwa kebanyakan dari blok overthrust mungkin telah bergerak pada jarak yang jauh
dikarenakan blok thrust benar-benar terapung secara hidrostatik pada zona tertutup jenuh air
atau lapisan batuan sedimen dan kemudian bergeser atau meluncur diatas blok dasar dengan
7/26/2019 BAB 6 SESAR
33/33
PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR
ringan yang dapat saja tidak mungkin terjadi bila permukaan sesar berada pada kontak
normal. Tekanan pori tinggi bisa terdapat pada bagian kerak lebih dalam secar tidak normal.
Tekanan tinggi itu mengurangi hampir sampai nol dari efektivitas tegasan normal pada
bidang datar. Pengurangan efektivitas tegasan normal pada akhirnya menunjukkan
pengurangan friksi peluncuran (sliding friction) disepanjang permukaan sesar, oleh karenaitu hanya tegasan shearing yang relatif kecil yang dihasilkan dari pergerakan besar. Tipe lain
dari low-angle fault atau nappe yang biasa terdapat dihasilkan dari blok yang meluncur
kebawah dengan lapisan sedimen yang telah terdeformasi dibawah pengaruh gravitasi,
misalnya oleh gravitasi tektonik. Mekanisme dari Hubbert dan Ruby (1959) diterapkan
secara sama/ equal pada variasi pensesaran ini.
Akhirnya, di berbagai daerah pensesaran geser (wrench faulting), telah ditemukan bahwa
sistem dasar dari wrench fault berorientasi pada arah tegasan terbesar berdasarkan pada
teori, tapi pada sesar sekunder lainnya, tidak memiliki orientasi. McKinstry telah
menyarankan mekanisme dari shearing orde kedua untuk menjelaskan perbedaan strike ini,dan sarannya juga telah diperkuat dalam sistem wrench fault yang lengkap oleh Moody dan
Hill (1956). McKinstry mendalilkan bahwa arah tegasan maksimum sekunder terbentuk
dalam blok yang bergerak. Bidang tegasan sekunder ini pada akhirnya menghasilkan sistem
sesar orde kedua yang baru dan juga suatu arah dari lipatan baru. Pergerakan sepanjang sesar
orde kedua pada akhrinya dapat menciptakan sesar orde ketiga, tapi kebanyakan dari sesar ini
tidak dapat dikenali karena orientasi dan gejala pergerakannya serupa dengan sesar orde
pertama. Pembentukan urutan teratur dari rejim tegasan utama dan sekunder dan berkaitan
dengan sesar tentu saja sangan jarang, kalaupun ada, hal ini disebabkan oleh inhomogenitas
pada kerak.