PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR

I

PRINSIP DASAR PENDAHULUAN Bumi adalah planet yang sangat dinamis. Beberapa bukti diantaranya adalah peristiwa terjadinya gempa bumi dan kegiatan gunung berapi yang terjadi di berbagai tempat di penjuru dunia. Bukti geologi dalam batuan menunjukan bahwa kegiatan ini terjadi terus menerus dalam sejarah bumi. Aktifitas ini telah berlangsung beratus-ratus juta juta tahun dan memperlihatkan bukti kedinamisan bumi yang konstan.

Tujuan utama dalam mempelajari geologi struktur dan tektonik adalah merekonstruksi gaya-gaya yang menyebakan proses perubahan dan evolusi dari muka bumi. Secara umum, pengertian geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari batuan yang terdeformasi yang membentuk lapisan atas dari bumi. Kata Struktur berasal dari bahasa latin yang berarti membangun. Deformasi atau deformation adalah proses yang merubah bentuk atau ukuran dari batuan dan meninggalkan hasil yang permanen di batuan. Sebagai contoh adalah proses patahan pada kerak bumi yang dapat menimbulkan timbulnya struktur penyerta dalam batuan seperti perlipatan, rekahan dan patahan-patahan kecil. . Struktur penyerta ini dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan struktur geologi suatu daerah.

Geologi struktur telah berkembang mulai dari ilmu yang sangat diskriptif menjadi yang lebih kuantitatif dengan memakai prinsip continuum mechanics untuk mempelajari proses deformasi dan pembentukan struktur geologi (Twiss dan Moore,1992). Dalam mempelajari semua ilmu yang ada di dalam geologi struktur akan sangat tergantung pada observasi batuan yang terdeformasi di lapangan. Observasi ini dapat dilakukan pada berbagai skala, mulai dari skala singkapan yang besar kilometer, meter, centimeter, hingga millimeter, dan bahkan sampai mikroskopik. Pengertian akan struktur geologi akan lebih meningkat apabila dalam penelitiannya dapat mengintegrasikan di semua skala yang ada dibumi kita ini. Tetapi hal tersebut tidak mungkin dilakukan. Untuk lebih mempertajam arti dan interpretasi, struktur geologi moderen banyak melakukan percobaan laboratorium maupun simulasi matematika (Davis dan Reynolds, 1996; Twiss dan Moore,1992 dan Suppe,1985). Pada umumnya penelitian geologi struktur dan tektonik terkonsentrasi di permukaan atau di bagian luar kerak bumi. Karakteristik kerak bumi pada umumnya secara langsung atau tidak langsung diakibatkan oleh pergerakan lithosfir. Pergerakan ini, dinyatakan dalam teori tektonik lempeng yang juga banyak menjelaskan aktivitas tektonik dibumi saat ini maupun yang tercatat dalam batuan di cekungan-cekungan laut. Kebanyakan bukti-bukti proses tektonik dan pergerakan didapatkan di kerak samudra dimana pematang tengah samudra didalam proses peregangannya menghasilkan materi baru untuk menambah komposisi lithosfir. Namun demikian umur kerak samudra yang paling tua yang didapatkan adalah 180 juta tahun yang lalu, sehingga lebih dari 96% sejarah tektonik bumi harus didapatkan dari kerak benua.

PRINSIP

Penelitianarah yanpola-polajuga menpemaham

Ga

UNSUR Secara umyaitu: bidjenis batuberupa; kbidang se Struktur dengan plokal darsedimen pada batuCatatan sediment

Struktur pembentu

DASAR GEO

n geologi mng linear yana struktur di nyatakan bahman tentang t

ambar 1. Ditek(m

R-UNSUR S

mum dalamdang kontak,uan, yang mkontak sedimesar atau zon

Primer adalproses pembei lingkunganstruktur sediupasir. Struk: Struktur

tologi, misaln

Sekunder ukan batuan

OLOGI STRU

memperlihatkang berasosiakerak benuahwa dalam mtektonik lemp

istribusi darktonik di d

modifikasi dar

STRUKTU

m geologi ada, stuktur prim

mencerminkamentasi (normna sesar atau

lah struktur entukannya (n pengendapimen seperti ktur kekar ko

primer dalanya superpos

adalah strutersebut, bai

UKTUR

an bahwa keasi dengan ba yang tua kimempelajaripeng.

ratan, batas dunia serta ri USGS Wo

UR GEOLO

a tiga jenis mer dan stru

an suatu prosmal), ketidakshear zone.

dalam batu(Gambar 3). an batuan tegradded-bed

olom, ropy dam batuan sisi dan kesin

uktur yang ik itu batuan

ebanyakan dbatasbatas lemita dapat meni geologi str

benua, cekubukti defo

orld Topograp

OGI

struktur geouktur sekundses geologi. kselarasan, k

uan yang bePada umum

ersebut. Contdding, cross-dan vesiculasedimen ak

nambungan l

terbentuk an beku, batua

deformasi di mpeng saat ngerti prosesruktur tidak

ungan laut ormasi berdphic map 20

ologi yang teder. Bidang K

Bidang konkontak intrus

erkembang pmnya struktur

tohnya bidan-bedding, ripr (gas vesiclkan mengiklateral.

akibat gayaan sedimen m

kerak benuaini (Gamba

s tektonik sadapat dipisa

dalam dan dasarkan keg003).

erobservasi Kontak adalantak (Gambasi, kontak tek

pada saat atar ini mereflekng perlapisanple marks danle) pada lava

kuti hukum-

a (force) semaupun batu

a terjadi padar 1). Dengaaat ini. Hal inahkan denga

lempeng gempaan

dari lapangaah batas ant

ar 2) ini dapktonik berup

au bersamaaksikan kondin pada batuan curent riplea (Gambar 2-hukum das

etelah proseuan metamor

da an ni an

an ar at pa

an isi an es

2). ar

es rf.

PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR

Mempelajari proses-proses pembentukan struktur sekunder ini yang akan menjadi fokus utama didalam geologi struktur. Tetapi untuk beberapa kasus seringkali sangat sulit untuk membedakan struktur primer dan sekunder, karena adanya unsur interpretasi misalnya pada saat pembentukan struktur bantal pada lava. Dimana pada saat pembentukannya sebagai suatu struktur primer mungkin berkaitan dengan suatu proses tektonik regional yang significant.

Struktur sekunder terdiri dari: fractures antara lain joint, shear fractures (kekar gerus), Slickenlines (gores-garis), vein, fault (sesar), fold (perlipatan), cleavage, foliasi, dan lineasi (Gambar 4): Struktur-shuktur ini dibedakan berdasarkan geometri, cara terbentuknya, bahan dasar (rheology) serta kondisi deformasinya. Pembahasan dan pernerian lebih detail untuk setiap jenis struktur sekunder akan diberikan pada bab-bab selanjutnya. Joint dan shear fractures (kekar gerus) dicuikan dengen bidang yang planar cian licin yang memotong batuan. Joint terbentuk oleh gaya regangan diakibatkan oleh stress tektonik dan temperatur. Pada umumnya dialam joint ditemukan berkelompok dengan spasi (jarak antar joint) yang teratur dan konsisten (Gambar 4).

Berbeda dengart joint, kekar gerus terbentuk karena proses penggerusan dengan pergerakan yang hanya sedikit dan sejajar bidang kekar. Kekar gerus banyak ditemukan pada batuan yang terlipat, tetapi juga umum dihasillcan akiba't dari proses pembebanan tektonik. Sedangkan joint umum dijumpai di berbagai lingkungan. Gores-garis dihasilkan akibat pentorehan pada bidang kekar akibat pergerakdn. Pergerakan pada kekar gerus sangat kecil sehingga sukar untuk diamati oleh mata biasa. Vein terbentuk akibat fluida yang masuk kedalam kekar karena adanya perubahan tekanan fluida didalam batuan (Gambar 4). Lipatan adalah struktur yang berbentuk melengkung. Lipatan memiliki bentuk dan ukuran yang beragam dimana struktur dalamnya seringkali merefleksikan kondisi deformasinya (Gambar 4C-D). Lipatan umumnya terbentuk dalam batuan sedimen yang belum terlitifikasi, contohnya lipatan longsoran (slump) yang banyak dijumpai pada endapan turbidit.

Sesar adalah suatu bidang yang diskrit atau merupakan suatu zona dimana batuan bergerak (Gambar 4E-F). Pergerakan sesar menghasilkan berbagai produk termasuk gouge, cermin sesar dan gores-garis. Dewasa ini banyak study sesar dilakukan terutama dikonsentrasikan pada sesar aktif untuk mencoba memprediksi bencana gempa bumi.

Bidang belah (cleavage), foliasi dan lineasi adalah struktur produk dari deformation tempature dan atau tekanan tinggi. Foliasi adalah bidangbidang planar yang rapat yang terdiri dari mineral-mineral seperti mika, bidang geser dan pengarahan fragmen kwarsa. Kelompok khusus dari foliasi adalah bidang belah atau cleavage yang mempunyai karakter khusus yaitu kalau pecah akan mengikuti bidang belahnya. Bidang belah terbentuk sebagai respon terhadap deformasi (flattening dan shortening) yang biasanya berasosiasi dengan perlipatan. Lineasi adalah pengarahan umum dari mineral-mineral pipih seperti hornblenda, agregat mineral, lipatan-lipatan micro dan gores-garis.

PRINSIP

GapuRepro

DASAR GEO

ambar 2. Butih, abu-abekonstruksi oses deform

OLOGI STRU

Bidang konbu dan kembalik bidan

masinya. Fot

UKTUR

ntak antar bmerahan) yg-bidang ko

to singkapan

berbagai jenyang saling ontak tersebn granit Lasi

nis batuan bpotong-me

but dapat mei, Sumatera

beku (yang emotong (AenggambarkBarat.

berwarna A, B, C). kan sejarah

PRINSIP

Gambamempemempe(turbidiHorizopembek

DASAR GEO

ar 3. Strukterlihatkan baerlihatkan bait) yang daontality). Ekuan; struktu

OLOGI STRU

tur primer batas lithologiatuan denga

apat digunakE dan F struur bantal (E)

UKTUR

berupa bidani yang merupan struktur pkan untuk muktur primer ) dan kekar k

ng perlapisaupakan kontrprimer berumenentukan pada batuan

kolom (F).

an pada baturast kekuatanupa struktur

kedudukann beku yang

uan sedimenn dan sifat b

sedimen sen awal batug berkaitan d

n (A-D) yanatuan. Foto

ekuen Boumuan (Orginadengan prose

ng B

ma al es

PRINSIP

Gambarpensesara

DASAR GEO

r 4. Struktuan skala bes

OLOGI STRU

ur sekunder ar (singkapa

UKTUR

akibat defan) pada batu

formasi beruuan sedimen

upa rekahann.

n, kekar, peerlipatan da

an

PRINSIP DASAR GEOLOGI STRUKTUR

ANALISA DETAIL GEOLOGI STRUKTUR

Untuk memecahkan masalah-masalah geologi struktur yang kompleks digunakan metoda pemetaan detail unsur geologi struktur. Secara umum yang paling penting dalam mempelajari struktur geologi adalah geometri dari unsur struktur. Hal ini sangat penting, karena menyangkut lokasi pembentukannya, karakteristik, orientasi dan juga evolusi dari unsur-unsur struktur tersebut. Untuk lebih mengerti proses yang terjadi di bumi ini kita perlu mengerti bagaimana proses pembentukan geometri unsur struktur tersebut, sebagai contoh adalah struktur lipatan. Sehingga berdasarkan pendekatan geometri analisa geologi struktur dapat dibagi menjadi tiga yaitu analisa deskriptif, kinematika dan dinamik.

Analisa deskriptif merupakan hasil langsung observasi lapangan, laboratorium untuk mendeskripsi unsur struktur seperti karakter fisik, orientasi, dll. Sehingga analisa ini sangatlah penting karena merupakan hasil pengamatan langsung dari lapangan. Analisa kinematik adalah merekonstruksi pergerakan yang terjadi didalam batuan akibat proses deformasi. Analisa ini murni berdasarkan pada urutanurutan pembentukan geometri unsur struktur tanpa didasarkan pada gayagaya penyebabnya. Analisa ini dikenal sebagai analisa keterakan atau strain analysis.

Deformasi mengakibatkan perubahan bentuk, volume, ukuran maupun pergerakan dari batuan yang dapat dideskripsi dan dianalisa kinematikanya dari data lapangan. Tetapi bagaimana dan berapa besar gaya atau stress yang menyebakan pembentukan struktur tersebut merupakan analisis dinamik.

Analisa dinamik bertujuan menginterpretasi stress pada batuan yang disebabkan oleh proses deformasi, mendiskripsi arah umum dari gaya yang menyebabkan stress dan mengevaluasi hubungan antara stress and strain, dan kekuatan batuan.

Konsep yang sangat penting dalam menginterpretasi geologi struktur melalui analisa detail adalah waktu dan skala. Baik itu dalam konteks skala waktu absolut (waktu geologi) maupun relatif. Konsep waktu sangatlah penting untuk membuat sejarah deformasi, paling tidak waktu relatif yang dapat dihasilkan dari bukti potong memotong struktur di lapangan. Contohnya perlipatan sesar A dipotong oleh sesar B kemudian terpatahkan oleh sesar C. Sehingga urut-urutan kejadian deformasi adalah A, B, C (lihat Gambar 1). Konsep waktu relatif ini sangat berguna, apalagi bagi daerah-daerah yang sangat sulit untuk menentukan umur absolutnya misal kompleks batuan metamorfik.

Mempelajari sejarah deformasi kerak bumi adalah seperti pekerjaan detektif. Dimana semua bukti yang dihasilkan secara langsung maupun dengan bantuan metoda lain seperti geofisika harus dianalisa yang intinya, dibandingkan atau dimodelkan baik itu laboratorium maupun pemodelan numerik. Sehingga dari data ini bisa dihasilkan suatu interpretasi dari sejarah deformasi clan lingkungan tektonik yang paling logis dan tepat.