Deformasi adalah perubahan bentuk, dimensi dan posisi dari suatu materi baik

merupakan bagian dari alam ataupun buatan manusia dalam skala waktu dan ruang.

Perubahan struktur bentuk batuan dapat berupa kekar, sesar dan lipatan.

Kekar

Kekar adalah suatu fracture (retakan pada batuan) yang relatif tidak mengalami

pergeseran pada bidang rekahnya, yang disebabkan oleh gejala tektonik maupun non

tektonik. Kekar merupakan salah satu struktur yang paling umum dijumpai pada

batuan. Kekar atau joint adalah rekahan-rekahan pada batuan yang berbentuk lurus,

planar dan tidak terjadi pergeseran.Joint set adalah kumpulan kekar pada satu tempat

atau pada suatu batuan yang memiliki ciri khas yang dapat dibedakan dengan joint

set lainnya. Kekar adalah struktur retakan/rekahan terbentuk pada batuan akibat suatu

gaya yang bekerja pada batuan tersebut dan belum mengalami pergeseran. Secara

umum dicirikan oleh:

a) Pemotongan bidang perlapisan batuan; 

b) Biasanya terisi mineral lain (mineralisasi) seperti kalsit, kuarsa dsb;

c) Kenampakan breksiasi. Struktur kekar dapat dikelompokkan berdasarkan

sifat dan karakter retakan/rekahan serta arah gaya yang bekerja pada batuan

tersebut. 

Perbedaan kekar dengan struktur retakan biasa adalah, kekar terjadi dalam pola-pola

yang teratur. Biasanya berupa garis lurus yang arahnya tegak lurus vektor tegasan

(stress). Terkadang beberapa kekar saling berpotongan, membagi sebuah batuan

besar menjadi balok-balok yang saling terpisah. Kekar terjadi pada lingkungan

geologi yang bertekanan rendah.

Kekar memegang peranan penting di geofisika, misalnya sebagai jalur migrasi

minyak bumi atau air tanah. Apabila kekar dilewati larutan hidrotermal, maka

mineral dapat mengendap di sana, membentuk urat mineral. Selain itu, pemetaan

kekar sangat penting dilakukan sebelum membuat desain waduk.

Kekar umumnya terdapat sebagai rekahan tensional dan tidak ada gerak sejajar

bidangnya. Kekar membagi-bagi batuan yang tersingkap menjadi blok-blok yang

besarnya bergantung pada kerapatan kekarnya. Dan merupakan bentuk rekahan

paling sederhana yang dijumpai pada hampir semua batuan. Biasanya terdapat

sebagai dua set rekahan, yang perpotongannya membentuk sudut berkisar antara 45

sampai 90 derajat.

Kekar mungkin berhubungan dengan sesar besar atau oleh pengangkatan kerak yang

luas, dapat tersebar sampai ribuan meter persegi luasnya. Umumnya pada batuan

yang getas. Kebanyakan kekar merupakan hasil pembubungan kerak atau dari

kompresi atau tarikan (tension) berkaitan dengan sesar atau lipatan. Ada kekar

tensional yang diakibatkan oleh pelepasan beban atau pemuaian batuan. Kekar kolom

pada batuan volkanik terbentuk oleh tegasan yang terjadi ketika lava mendingin dan

mengkerut.Kekar juga mempunyai nilai ekonomis. Dapat memperbesar permeabilitas

yang penting bagi migrasi dan menampung air tanah dan minyak bumi.

Analisa kekar sangat diperlukan dalam eksplorasi dan pengembangan sumber daya

alam. Rekahan-rekahan mengontrol endapan mineral, tembaga, timbal, seng,

merkuri,perak,emas dan tungsten.

Larutan hidrotermal yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku mengalir sepanjang

kekar-kekar dan mengendapkan mineral-mineral sepanjang dinding kekar,

membentuk urat-urat mineral (mineral veins).

Kekar dapat terjadi pada semua jenis batuan, dengan ukuran yang bervariasi dari

beberapa millimeter (kekar mikro) hingga ratusan kilometer (kekar mayor).

Sedangkan yang berukuran beberapa meter disebut dengan kekar minor.Kekar dapat

terjadi akibat adanya proses tektonik, proses perlapukan dan perubahan temperature

yang signifikan.Kekar merupakan jenis struktur batuan yang berbentuk bidang pecah.

Sifat dari bidang ini memisahkan batuan menjadi bagian-bagian yang terpisah. Tetapi

tidak mengalami perubahan posisinya. Sehingga menjadi jalan atau rongga atau

kesarangan batuan yang dapat dilalui cairan dari luar beserta materi lain seperti air,

gas dan unsur-unsur lain yang menyertainya.

Gambar 1 : contoh kekar

Sesar

adalah struktur rekahan yang telah mengalami pergeseran. Umumnya disertai oleh

struktur yang lain seperti lipatan, rekahan dsb. Adapun di lapangan indikasi suatu

sesar/patahan dapat dikenal melalui :

a) Gawir sesar atau bidang sesar

b) Breksiasi, gouge, milonit,

c) Deretan mata air

d) Sumber air panas

e) Penyimpangan / pergeseran kedudukan lapisan

f) Gejala-gejala struktur minor seperti: cermin sesar, gores garis, lipatan dsb.

Berdasarkan pergeserannya, struktur sesar dalam geologi dikenal ada 3 jenis yaitu:

Sesar Mendatar (Strike slip faults)

Sesar Naik (Thrust faults)

Sesar Turun (Normal faults).

Gambar 2 : Jenis-jenis Sesar Berdesararkan pergesarannya

Lipatan

adalah deformasi lapisan batuan yang terjadi akibat dari gaya tegasan

sehingga batuan bergerak dari kedudukan semula membentuk

lengkungan.Unsur-unsur yang terdapat pada struktur ini dapat diketahui

dengan menafsirkan kedudukan lapisan batuannya. Kedudukan lapisan

batuan(dalam hal ini arah kemiringan lapisan batuan) pada peta topografi,

akan berlawanan arah dengan bagian garis kontur.

Berdasarkan bentuk lengkungannya lipatan dapat dibagi dua, yaitu :

a). Lipatan Sinklin adalah bentuk lipatan yang cekung ke arah atas.

b). Lipatan antiklin adalah lipatan yang cembung ke arah atas.

Berdasarkan kedudukan garis sumbu dan bentuknya, lipatan dapat

dikelompokkan menjadi :

Lipatan Paralel adalah lipatan dengan ketebalan lapisan yang tetap.

Lipatan Similar adalah lipatan dengan jarak lapisan sejajar dengan

sumbu utama.

Lipatan harmonik atau disharmonik adalah lipatan berdasarkan

menerus atau tidaknya sumbu utama.

Lipatan Ptigmatik adalah lipatan terbalik terhadap sumbunya

Lipatan chevron adalah lipatan bersudut dengan bidang planar

Lipatan isoklin adalah lipatan dengan sayap sejajar

Lipatan Klin Bands adalah lipatan bersudut tajam yang dibatasi oleh

permukaan planar.

Gambar 3: Jenis Lipatan

Sumber : http://www.scribd.com/doc/168492626/Tugas-Makalah-Geologi-

Struktur#download

Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus menerus

mendapat gaya berakibat pada tubuh batuan yang dapat mengalami pelengkungan

atau keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak, maka kita menyebutnya

batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan ukurannya). Penyebab deformasi

pada batuan adalah gaya tegasan (gaya/satuan luas). Oleh karena itu untuk

memahami deformasi yang terjadi pada batuan, maka kita harus memahami konsep

tentang gaya yang bekerja pada batuan.

Sumber : http://theotherofmyself.wordpress.com/2012/05/03/prinsip-dasar-

mekanika-batuan-gaya-tegangan-tensional-force/

jarak antara sejumlah monumen-monumen survei di Yunani diukur dengan

sangat akurat. Pada tahun 1988 team ilmiah mengukur kembali jarak-jarak tersebut,

dan menemukan bahwa Yunani menjadi lebih panjang satu meter. Mereka juga

mendapatkan bahwa Yunani sedang terpelintir (twisted), di bagian ujung sebelah

Selatan, Pelponnesus, bergerak ke arah Baratdaya. Penyebab dari pemanjangan dan

pelintiran ini adalah tektonik lempeng. Afrika bergerak ke utara, perlahan-lahan

mendorong sebagian lantai dasar laut Mediteran ke bawah Yunani.

Gaya tektonik secara kontinu akan menekan, menarik, melengkungkan dan

mematahkan batuan di litosfer. Sumber energi tektonik berasal dari energi panas

bumi yang diubah menjadi energi mekanik oleh arus konveksi. Aliran konveksi

tersebut sangat besar, batuan panas di dalam mesosfir dan astenosfir perlahan-lahan

menyeret dan melengkungan litosfir secara kontinu yang akhirnya menyebabkan

batuan terdeformasi. Deformasi batuan litosfir terlalu lambat dan terlalu dalam untuk

diamati. Contohnya adalah lempeng India-Australia yang mendesak lempeng

Eurasia, tercermin pada sesar Sumatera. Gerakannya tidak teramati tetapi hasilnya

berupa Bukit-barisan dan seringnya terjadi gempa bumi di daerah ini.

Sumber : http://deovell.blogspot.com/2012/06/deformasi-batuan.html

Karena gaya-gaya terdapat dalam bumi tersebut batuan mengalami keadaan

yang dinamakan strain (regang) dan stress (tegang) sehingga mengakibatkan

deformasi batuan (perubahan bantuk maupun struktur batuan)

Strain (Regang)

Tegangan yang terjadi akibat gerakan tektonik tersebut mempunyai arah sejajar

permukaan bumi (mendatar) dari segala arah dan tegangan yang lain berasal dari

dalam bumi ke arah permukaan bumi (vertikal). Kekuatan tegangan-tegangan

tersebut berbeda satu sama lain baik arah mendatar maupun yang berarah vertikal,

oleh karenanya tegangan ini sering dikenal dengan tegangan utama (principal stress).

Berdasarkan perbedaan kekuatan tegangan tersebut dibedakan menjadi 3 bagian yaitu

(s1) Tegangan utama maksimum, (s2) Tegangan utama menengah, dan (s3). Faktor

lain yang berpengaruh adalah sifat fisik dan mekanik batuan, seperti misalnya bila

batuan bersifat plastis maka batuan akan mengalami pelipatan tetapi bila batuan

bersifat tegar (rigid) maka batuan akan retak/pecah.

Sumber : http://www.scribd.com/doc/93462194/DEFORMASI-BATUAN

Uniform atau differential stress yang menyebabkan terdeformasinya litosfir

diakibatkan oleh gaya-gaya tektonik yang bekerja sepanjang waktu. Batuan yang

terkena stress akan mengalami regangan atau perubahan bentuk dan atau volume

dalam keadaan padat yang disebut strain atau regangan.

Sumber : http://deovell.blogspot.com/2012/06/deformasi-batuan.html

Stress (Tegang)

Stress adalah gaya yang bekerja pada satuan luas. Terdapat dua bentuk stress yaitu :

o Stress uniform akan menekan dengan besaran yang sama dari segala arah.

Dalam batuan dinamakanconfining stress karena setiap tubuh batuan dalam

litosfir dibatasi oleh batuan lain di sekitarnya dan ditekan secara merata

(uniform) oleh berat batuan di atasnya.

o Stress diferensial menekan tidak dari semua jurusan dengan besaran yang

sama. Dalam sistem ortogonal dapat diuraikan menjadi stress utama, yang

maksimum, yang menengah, dan yang paling kecil besarannya. Biasanya

differential stress ini yang mendeformasi batuan dan dikenal 3 jenis

diferrential stress, yaitu tensional stress, compressional stress dan shear stress.

Gambar 4. Deformasi batuan akibat berbagai bentuk stress. Panah

menunjukkan arah tegasan utama (maximum stress).

Tensional stress, arahnya berlawanan pada satu bidang, dan sifatnya

menarik (stretch) batuan.

Compressional stress, arahnya berhadapan, memampatkan atau

menekan batuan.

Shear stress, bekerja berlawanan arah, tidak dalam satu bidang, yang

menyebabkan terjadinya pergeseran dan translasi.

Sumber : http://deovell.blogspot.com/2012/06/deformasi-batuan.html

Three Stages of Deformation

three stages of deformation yang merupakan sifat deformasi suatu benda terhadap

gaya berdasarkan tingkat elastisitas benda tersebut. Ketiga tingkatan tersebut adalah :

1. Elastic

Benda dikatakan elastic jika suatu benda dikenai gaya, maka akan mengalami

deformasi, tetapi jika gaya dilepas (hilang), maka benda tersebut akan kembali

lagi pada bentuk dan ukuran semula. Batas dimana suatu benda masih dapat

kembali seperti semula jika gaya dilepas, disebut elastic limit. Maka jika besar

gaya yang bekerja melebihi elastic limit, benda tersebut tidak akan kembali pada

bentuk semula, jika gaya hilang.

2. Plastic

Benda dikatakan plastic jika gaya yang bekerja mencapai elastic limit. Benda

yang terkena gaya hanya sebagian yang dapat kembali pada bentuk semula, jika

gaya dihilangkan.

3. Brittle and Ductile

Benda dikatakan brittle, jika benda sudah pecah sebelum gaya yang bekerja

mencapai titik plastis. Benda dikatakan ductile, jika benda pecah/hancur setelah

gaya melewati titik elastic.

Sumber : http://www.scribd.com/doc/168492626/Tugas-Makalah-Geologi-

Struktur#download

Tahapan Deformasi

Ketika batuan terdeformasi maka batuan mengalami tarikan. Gaya tarikan akan

merubah bentuk, ukuran, atau volume dari suatu batuan. Tahapan deformasi terjadi

ketika suatu batuan mengalami peningkatan gaya tegasan yang melampaui 3 tahapan

pada deformasi batuan.

1. Deformasi yang bersifat elastis (Elastic Deformation) terjadi apabila sifat gaya

tariknya dapat berbalik (reversible). Begitu stress hilang, batuan kembali

terbentuk dan volume seperti semula. Seperti karet yang ditarik akan melar tetapi

jika dilepas akan kembali ke panjang semula. Elastisitas ini ada batasnya yang

disebut elastic limit, yang apabila dilampaui batuan tidak akan kembali pada

posisi awal. Di alam tidak pernah dijumpai batuan yang pernah mengalami

depformasi elastis ini, karena tidak meninggalkan jejak atau bekas, karena

kembali ke keadaan semula, baik bentuk maupun volumenya. Sir Robert Hooke

(1635-1703) adalah orang pertama yang memperlihatkan hubungan antara stress

dan strain yang sesuai dengan jenis batuannya. Hukum Hooke yang mengatakan

bahwa sebelum melampaui batas elastisitasnya hubungan stress dan strain suatu

material adalah linier.

2. Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation) terjadi apabila sifat gaya

tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible). Untuk mempermudah

membayangkannya dapat dilihat diagram strain-stress Gambar 2 yang di dapat

dari percobaan dengan menekan contoh batuan berbentuk silindris. Mula-mula

kurva stress-strain naik tajam sepanjang daerah elastis sesampai pada elastic limit

(Z), kurvanya mendatar. Penambahan stress menyebabkan terjadinya deformasi

ductile. Bila proses stress dihentikan pada titik X silinder akan kembali sedikit ke

arah semula. Strain menurun sepanjang kurva X ’ Y. Strain permanennya adalah

XY yang merupakan deformasi ductile.

3. Fracture tejadi apabila batas atau limit elastik dan ducktile deformasi dilampaui.

Perhatikan Gambar 2yang semula stress dihentikan pada X ‘ , disini dilanjutkan

dengan menaikkan stress. Kurva stress-strain berlanjut sampai ke titik F dan

batuan akan pecah melalui rekahan. Deformasi rekah (fracture deformation) dan

lentur (ductile deformation) adalah sama, menghasilkan regangan (strain) yang

tidak kembali ke kondisi semula.

Gambar 7-2 Kurva hubungan tegasan (stress) dan tarikan (strain) terhadap

batuan, dimana tegasan dan tarikan semakin meningkat maka batas elastisitas

akan dilampaui dan pada akhirnya mengalami retak.

Sumber : http://www.scribd.com/doc/186795359/56214888-7-GEOLOGI-

STRUKTUR-pdf#download

Pengontrol Deformasi

Percobaan-percobaan di laboratorium menunjukkan bahwa deformasi batuan, selain

tergantung pada besarnya gaya yang bekerja, juga kepada sifat fisika dan kompisis

batuan serta lingkungan tektonik dan waktu.

Faktor-faktor yang mengontrol terjadinya deformasi adalah :

Suhu

Makin tinggi suhu suatu benda padat semakin ductile sifatnya dan keregasannya

makin berkurang. Misalnya pipa kaca tidak dapat dibengkokan pada suhu udara

normal, bila dipaksa akan patah, karena regas (brittle). Setelah dipanaskan akan

mudah dibengkokan. Demikian pula halnya dengan batuan. Di permukaan, sifatnya

padat dan regas, tetapi jauh di bawah permukaan dimana suhunya tinggi, bersifat

ductile.

Waktu dan strain rate

Pengaruh waktu dalam deformasi batuan sangat penting. Kecepatan strain sangat

dipengaruhi oleh waktu. Strain yang terjadi bergantung kepada berapa lama batuan

dikenai stress. Kecepatan batuan untuk berubah bentuk dan volume disebut strain

rate, yang dinyatakan dalam volume per unit volume per detik, di bumi berkisar

antara 10-14/ detik sampai 10-15/ detik. Makin rendah strain rate batuan, makin besar

kecenderungan terjadinya deformasi ductile.

Pengaruh suhu, confining pressure dan strain rate pada batuan, seperti ciri pada

kerak, terutama di bagian atas dimana suhu dan confining pressure rendah tetapi

strain rate tinggi, batuan cenderung tegas ( brittle) dan patah. Sedangkan bila pada

suhu tinggi, confining pressure tinggi dan strain rate rendah sifat batuan akan

menjadi kurang regas dan lebih bersifat ductile. Sekitar kedalaman 15 km, batuan

akan bersifat regas dan mudah patah. Di bawah kedalaman 15 km batuan tidak

mudah patah karena bersifat ductile. Kedalaman dimana sifat kerak berubah dari

regas mulai menjadi ductile, disebut brittle-ductile transition.

Komposisi

Komposisi batuan berpengaruh pada cara deformasinya. Komposisi mempunyai dua

aspek. Pertama, jenis dan kandungan mineral dalam batuan, beberapa mineral (seprti

kuarsa, garnet dan olivin) sangat brittle, sedangkan yang lainnya (seperti mika,

lempung, kalsit dan gypsum) bersifat ductile. Kedua, kandungan air dalam batuan

akan mengurangi keregasannya dan memperbesar keduktilannya. Pengaruh air,

memperlemah ikatan kimia mineral-mineral dan melapisi butiran-butiran mineral

yang memperlemah friksi antar butir. Jadi batuan yang ‘basah’ cenderung lebih

ductile daripada batuan ‘kering’. Batuan yang cenderung terdeformasi ductile

diantaranya adalah batu gamping, marmer, lanau, serpih, filit dan sekis. Sedangkan

yang cenderung brittle daripada ductile, batupasir, kuarsit, granit, granodiorit, dan

gneiss.

Struktur batuan adalah bentuk dan kedudukan batuan yang dapat dilihat saat ini

sebagai hasil dari 2 macam proses , yaitu :

1. Proses yang berhubungan dengan pembentukan batuan tersebut yang akan

menghasilkan struktur-struktur primer.

2. Proses yang bekerja kemudian (setelah batuan tersebut terbentuk), yaitu berupa

deformasi mekanis atau perubahan kimiawi yang mempengaruhi batuan setelah

terbentuk. Proses ini akan menghasilkan struktur sekunder.

Spencer (1988) berpendapat bahwa yang dipelajari pada geologi struktur meliputi

struktur primer dan struktur sekunder. Namun pada umumnya ilmu ini khusus

mempelajari struktur sekunder saja, tetapi harus diketahui mengenai struktur

primernya.

Deformasi yang terjadi pada kerak, yang kita amati sekarang ini adalah jejak

deformasi yang telah terjadi beberapa ratus atau juta tahun yang lalu, dan dikenal

sebagai struktur geologi. Dalam struktur geologi, deformasi yang terjadi akibat gaya

tektonik dikelompokkan sebagai struktur sekunder dan dibedakan dari struktur yang

terbentuk pada saat atau sebelum batuan terbentuk yang dinamakan struktur

primer. Yang termasuk dalam struktur primer adalah struktur-struktur pada batuan

sedimen, seperti bidang perlapisan, lapisan bersusun (graded beding), lapisan silang

siur (cross beding) dan jejak binatang. Sedangkan pada batuan beku adalah rekahan-

rekahan yang terbentuk akibat pendinginan, dinamakan kekar kolom (columnar

joints). Arah rekahan-rekahan yang tegak lurus terhadap bidang pendinginan,

permukaannya segi enam, struktur aliran pada lava dan sebagainya. Struktur

sekunder yang terbentuk setelah batuan terbentuk, adalah lipatan (fold), kekar (joint)

dan sesar (fault).

Sumber : http://deovell.blogspot.com/2012/06/deformasi-batuan.html