geologi struktur

download geologi struktur

of 54

Transcript of geologi struktur

GEOLOGICAL HANDBOOK

GEOLOGI STRUKTUR

OLEH: MAULANA ARSYAD

PENGENALAN Apa itu geologi struktur? Kajian mengenai canggaan yang berlaku ke atas batuan, termasuk asal-usulnya, geometri dan kinetiknya. Memahami proses-proses geologi dan mekanisma pembentukan struktur seperti kekar, retakan, sesar dan lipatan. Semua struktur ini terbentuk sebagai respon daripada canggaan akibat pergerakan dan interaksi kerak bumi. Dalam ayat lain, seorang pakar geologi struktur ingin tahu apa itu struktur, bila ia terbentuk dan dalam keadaan macam mana ia terhasil.

Apa kepentingannya? Memahami bagaimana struktur dalam sesuatu batuan terbentuk membantu mengetahui sejarah yang pernah dilalui oleh batuan itu. Ini membantu dalam pemahaman proses pemerangkapan sumber semulajadi seperti air, petroleum, gas dan mineral lain. Mengetahui kewujudan struktur pada sesuatu batuan memberitahu kita tentang keadaan batuan itu, samada ia tercangga dengan hebat atau tidak, samada masih aktif atau tidak. Dengan mengetahui tahap canggaan ini kita dapat meramal kekuatan atau ketahanan batuan itu secara am terhadap canggaan yang mungkin dikenakan ke atasnya pada masa akan datang, terutama dalam kerja kejuruteraan dan sewaktu berlaku gegaran akibat gempa bumi.

Dengan mengetahui jenis struktur yang ada, seperti adanya lipatan atau sesar, kita boleh memahami keadaan bentuk muka bumi dengan lebih baik. Ini seterusnya membantu kita untuk mengetahui kesesuaian atau kestabilan sesuatu kawasan untuk tujuan membuat sebarang struktur bangunan. Contohnya, sebesar mana, sejauh manakah sesar itu, adakah ia mengganggu struktur bangunan itu? Dengan bergabung dengan kursus geologi lain seperti sedimentologi, geomorfologi, geofizik dan geologi kejuruteraan ia berguna dalam pengurusan penggunaan tanah, eksplorasi air tanah dan pengawalan alam sekitar.

Apakah hubungannya dengan bidang sains lain? Bidang fizik, kimia dan matematik sangat penting dalam memahami mekanisma dan mengira daya canggaan batuan. Sekarang banyak tafsiran canggaan batuan dibantu oleh program komputer.

Apakah hubungannya dengan bidang geologi lain? Agak sukar mengkaji struktur tektonik tanpa pengetahuan stratigrafi, sedimentologi dan paleontologi. Ketiga-tiga kursus ini memberi asas mengenai pengenalpastian kedudukan asal sesuatu jujukan batuan. Tafsiran urutan canggaan batuan banyak dibantu oleh subjek ini. Petrologi dan geokimia membantu dalam dalam pengenalpastian asal-usul struktur. Pengetahuan geomorfologi penting untuk mengetahui aktiviti struktur geologi yang resen.

Geofizik, oseonografi dan geologi bawah tanah membantu dalam kajian struktur bawah tanah dan struktur dasar laut. Pendek kata, geologi struktur sangat berkait rapat dengan subjek geologi lain.

Bagaimana cara mempelajarinya? Banyak memerlukan pengetahuan 3 dimensi seperti dalam bidang arkitek. Menggunakan peta topografi, gambarfoto dan imej lain seperti satelit dan radar, data geofizik. Kerja lapangan dan makmal (simulasi), iaitu melihat sendiri di mana, bagaimana, berapa besar hasil canggaan. Misalnya melalui pengelpastian, pencerapan, pengukuran dan pentafsiran. Mengaitkan hubungan struktur kecil (mikro) dengan struktur besar di lapangan (meso atau makro). Setiap struktur itu berkait rapat dengan struktur lain di sebelahnya. Dalam kursus ini kita akan bermula dengan melihat struktur bukan tektonik supaya tidak keliru dengan struktur tektonik, kemudian melihat mekanik canggaan, supaya kita dapat memahami asal-usul struktur geologi yang berbagai.

Struktur Bukan Tektonik/Struktur Primer Apa itu struktur primer? Struktur yang terbentuk semasa proses pengendapan, dan semasa batuan igneus mengalir atau menyejuk. Tidak ada canggaan yang terlibat. Contohnya: perlapisan, rekahan lumpur, riak, struktur beban, vesikel dlln.

Apa kepentingannya? Struktur primer penting sebagai penentu kedudukan atau orientasi asal sesuatu batuan yang tercangga, terutama dalam batuan sedimen.

Apa masalah yang biasa timbul? Dalam kajian batuan yang tercangga, kita perlu bezakan antara struktur primer dan struktur tektonik, sebab kedua-duanya ada persamaan dan perbezaan. Membezakan antara kedua-duanya agak mudah sekiranya kita memahami pembentukannya. Struktur primer biasanya terbentuk dahulu kemudian ditindih oleh struktur tektonik. Biasanya struktur tektonik mempunyai trend tertentu akibat daya canggaan daripada satu arah tertentu, sementara struktur primer mempunyai trend yang berlainan, sebab ia bergantung kepada persekitaran pengendapan.

Struktur Primer Utama atau Biasa Perlapisan Sebab ia selalu terbentuk secara mendatar, ia menjadi rujukan pertama untuk mengetahui kedudukan asal sesuatu batuan sedimen. Satah perlapisan merupakan zon mekanikal yang lemah bila sedimen mengeras.

Laminasi Seperti lapisan juga tetapi pada skala yang lebih kecil.

Lapisan berperingkat Merujuk kepada perubahan saiz butiran dalam lapisan batu pasir atau konglomerat.

Lapisan silang Lapisan yang terendap di kawasan di mana terdapat persilangan/pemotongan.

Rekahan Lumpur

Sedimen halus, seperti lumpur yang terdedah kepada atmosfera akan mengecut membentuk rekahan.

Riak Simetri dan riak bukan simetri Terbentuk bila ada arus yang menggerakkan sedimen samada satu arah atau dua hala.

Kesan hujan Terbentuk bila hujan jatuh ke atas sedimen halus dan ada pengawetan yang baik. Ia jarang-jarang terbentuk.

Fasies batuan sedimen Merujuk kepada kumpulan lapisan atau jujukan yang mempunyai ciri-ciri khas. Ia sentiasa berubah-ubah bila sekitaran pengendapan berubah.

Ketakselarasan Rumpang dalam rekod sedimen akibat episod canggaan. Boleh terhasil bila ada hakisan dan pengendapan berlaku.

Ada tiga jenis yang penting iaitu:

(i) Disselarasan (disconformity), (ii) Ketakselarasan sudut (angular unconformity), dan (iii) Ketidakselarasan (nonconformity) Struktur primer batuan igneus Pluton igneus berbentuk tabular, begitu juga dengan aliran lava (equidimensional). Jaluran dalam batuan gabro akibat segregasi mineral. Vesikel/rekahan dalam aliran lava atau aliran basalt. Struktur bantal dalam aliran batuan basalt.

Kesan peninggalan tapak organisma Berat sesuatu organisma meninggalkan kesan seperti tapak kaki burung. Korekan atau lobangan oleh organisma juga meninggalkan kesan. Ia boleh terbentuk di permukaan, di dalam atau di tapak lapisan.

Kesan tapak, korekan atau hakisan arus Ada berbagai bentuk akibat korekan arus dan heretan pebel-pebel.

Struktur ini terdapat sebagai acuan pada dasar lapisan batu pasir. Contohnya struktur flut.

Struktur pengeluaran air atau struktur beban Fosil Kedudukannya boleh digunakan untuk menentukan kedudukan asal lapisan. Ia juga boleh digunakan untuk menentukan kesan terekan dalam batuan. Akibat tarikan graviti--beban sedimen mengeluarkan airakhirnya membentuk bonjolan.

Kesan reduksi daripada kehadiran tumbuhan Biasa terdapat pada batuan yang terluluhawa.

Struktur akibat daripada graviti atau gelonsoran Akibat tanah runtuh dan aliran graviti, di mana terdapat percampuran berbagai jenis batuan dalam matriks lumpur.

Struktur garam Contohnya, evaporit, anhidrit, gipsum. Ia bersifat plastik dan dapat mengalir.

Struktur hentaman Seperti pada permukaan bulan dan planet-planet lain. Biasanya berbentuk elips/bulat. Misalnya di gurun Arizona.

LIPATAN Geometri dan Pengelasan Lipatan Lipatan merupakan struktur seperti gelombang yang terhasil akibat canggaan perlapisan, foliasi dan permukaan planar yang lain pada skala yang berbagai. Lipatan terbentuk di persekitaran canggaan yang berbagai, daripada permukaan kerak bumi yang rapuh hingga ke bahagian dalam bumi yang mulur. Lipatan boleh berbentuk secara terbuka dan landai hingga ke sangat ketat dan berlaku secara berasingan atau berkumpulan. Batuan mungkin mengalami satu episod perlipatan atau lebih, sehingga menyebabkan pertindihan beberapa generasi lipatan. Semasa mengkaji lipatan, ada tiga skala digunakan untuk memudahkan penerangan, iaitu struktur mikroskopik (dilihat di bawah mikroskop), mesoskopik (saiz daripada sampel tangan hingga singkapan) dan makroskopik (saiz peta atau lebih besar).

Kebanyakan kajian geometri lipatan melibatkan pengukuran pada skala mesoskopik, dan skala yang lain menguatkan lagi cerapan kita. Biasanya struktur berskala kecil akan menyerupai struktur berskala besar dan sebaliknya.

Anatomi Lipatan Ringkas Rabung Crest; Palung Trough; Sayap Limb; Engsel Hinge; Garis Engsel Hinge Line; Paksi Lipatan Fold Axis; Garis Paksi Axial Line; Satah Paksi Axial Plane; Tunjaman Plunge; Lipatan Menunjam Plunging Fold; Arah rebahan lipatan tidak simetri Vergence; Jenis Lipatan Antiklin Anticline; Antiforn Antiform; Sinklin Syncline; Sinform Synform; Kubah Dome; Lembangan Basin; Sinklin antiform Antiformal syncline; Antiklin sinform Synformal anticline; Homoklin Homocline; Monoklin Monocline; Teres Terrace; Lipatan berbentuk silinder Cylindrical fold; Lipatan tidak berbentuk silinder Noncylindrical fold; Lipatan tegak Upright fold; Lipatan terbalik Overturned fold; Lipatan rebah Recumbent fold; Lipatan tidur Reclined fold; Lipatan terbuka Open fold; Lipatan ketat Tight fold; Lipatan isoklinal Isoclinal fold; Lipatan selari Parallel fold; Lipatan membulat Concentric fold; Lipatan berbentuk usus Ptygmatic fold; Lipatan serupa Similar fold; Lipatan chevron Chevron fold; Lipatan kink Kink fold; Lipatan tidak harmoni Disharmonic fold

Pengelasan Lipatan Ada beberapa pengelasan yang digunakan oleh pengkaji tertentu dengan penekanan yang berbeza. Ada yang berdasarkan kepada bentuknya dan ada berdasarkan kepada mekanisma pembentuknya. Antara yang lebih terkenal adalah pengelasan John Ramsay, di mana beliau menggunakan isogon sebagai petunjuk secara tidak bias kelas lipatan tertentu. Isogon adalah garis yang menyambung titik pada sayap lipatan yang mempunyai kemiringan yang sama. Taburan garis isogon ini samada selari, mencapah atau menumpuh menjadi asas pengelasan ini. Mengikut pengelasan Ramsay ada 3 kelas lipatan. Kelas pertama menunjukkan isogon yang menumpuh, sementara kelas 2 dan 3 menunjukkan isogon yang selari dan mencapah, masingmasing.

Mekanik Lipatan Perlipatan dipengaruhi oleh suhu, tekanan, cecair dan sifat badan batuan (komposisi, tekstur dan sifat setiap lapisan).

Mekanisma perlipatan merangkumi pemampatan atau pemendekkan (buckling), pembengkokkan (bending), aliran fleksur (flexural flow) dan aliran pasif (passive flow). Setiap mekanisma ini disertai oleh gelincir fleksur (flexural slip). Untuk lapisan mengekalkan ketebalannya semasa ia dilipat, gelincir fleksur berlaku sepanjang sempadan perlapisan. Kesan gelinciran ini diperhatikan daripada kehadiran kesan gores-garis (slickenside) pada permukaan lapisan. Mekanisma pembengkokkan melibatkan arah canggaan yang tegak dengan sesuatu lapisan dan biasanya menghasilkan lipatan yang terbuka, seperti kubah, lembangan dan gerbang. Pembengkokkan boleh berlaku bila ada objek tertentu (seperti intrusi batuan igneus, struktur dupleks) berada di bawah sesuatu lapisan. Pemampatan/Pemendekkan (buckling) melibatkan arah canggaan yang selari dengan perlapisan. Pada suhu yang rendah, buckling disertai oleh gelincir fleksur. Sebelum buckling berlaku lapisan biasanya dipendekkan secara mendatar dan ditebalkan secara menegak dengan lapisan.

Variasi daripada buckling adalah kinking. Kinking ini biasanya berasosiasi dengan batuan skis dan membentuk lipatan chevron. Ia terhasil akibat daripada proses gelincir fleksur yang terkekang. Mekanisma aliran fleksur (flexural flow) berlaku bila sebahagian lapisan bersifat mulur dan sebahagian bersifat rapuh. Lapisan yang bersifat rapuh mempengaruhi bentuk lipatan yang terhasil. Mekanisma aliran pasif (passive flow) melibatkan aliran mulur pada keseluruhan batuan. Perlapisan, foliasi atau jalur hanya menjadi lapisan petunjuk. Aliran pasif ini hanya berlaku pada batuan di mana tidak ada perbezaan kemuluran antara lapisan dan menghasilkan lipatan serupa. Kombinasi antara beberapa mekanisma di atas sering berlaku atau bersaingan pada persekitaran tekanan dan suhu yang berbagai. Dekat permukaan bumi, gelincir fleksur dan buckling biasa berlaku. Bila lipatan menjadi lebih ketat, geseran antara lapisan meningkat dan gelinciran sukar berlaku. Pada peringkat ini mekanisma yang menghasilkan ira mengambilalih untuk proses canggaan seterusnya.

Lipatan Kompleks Lipatan kompleks berlaku apabila satu set lipatan ditindih oleh satu atau lebih set lipatan baru, samada akibat arah daya yang sama atau berlainan. Bentuk lipatan bertindih ini adalah berkaitan dengan orientasi kedua-dua set lipatan itu dan juga sifat fizikal batuan yang tercangga. Dua episod perlipatan boleh dipisahkan oleh masa beberapa saat sahaja atau berjuta tahun, atau berlaku secara berterusan. Batuan bersifat mulur membolehkan lipatan kompleks terhasil. Keadaan ini biasanya terdapat di kawasan teras pergunungan, di kawasan zon subduksi dan kawasan sesar transform di mana mampatan, metamorfisma dan ricihan berterusan berlaku. Secara amnya ada tiga jenis lipatan bertindih.

Jenis 1 - Struktur Kotak Telur atau Corak Kubah dan Lembangan. Ia berlaku bila dua set lipatan tegak bertemu atau berinteraksi pada sudut besar.

Jenis 2 - Corak Boomerang Ia berlaku bila lipatan yang dengan paksi permukaan miring (e.g. lipatan isoklinal) dan lipatan dengan paksi permukaan tegak (e.g. lipatan tegak) bertemu/berinteraksi pada sudut yang besar. Jenis 3 - Corak Hook Ia berlaku bila lipatan isoklinal yang ketat dilipat semula pada paksi yang sama, pada berbagai skala. Kombinasi ketiga-tiga jenis di atas juga boleh berlaku. Satu jenis boleh bertukar secara beransuransur ke jenis yang lain. Lipatan yang bertindih ini penting untuk menentukan sejarah canggaan sesuatu kawasan. Kita boleh mengenalpasti pertindihan lipatan ini bila kita membuat permerhatian dan pemetaan struktur secara terperinci sesuatu kawasan. Biasanya, satu kawasan yang telah mengalami dua arah perlipatan menunjukkan perubahan arah jurus dan miringan yang agak mendadak tetapi sistematik.

Ira dan Foliasi (Cleavage and Foliation) Ira dan foliasi merupakan sebarang struktur planar dan linear yang terdapat pada batuan akibat canggaan dan metamorfisma (Berlainan daripada struktur laminasi). Istilah "fabrik" digunakan untuk menerangkan struktur ini. Ira dan foliasi ini biasanya terbentuk bila mineral tertentu seperti mika mengalami penyusunan pada arah tertentu. Mekanisma pembentukkannya melibatkan penghabluran semula dan tekanan pelarutan. Ira biasanya merujuk kepada fabrik yang terbentuk pada batuan tidak termetamorf hingga termetamorf rendah (e.g. ira sabak, ira krenulasi, ira retakan) . Sementara foliasi merujuk pada fabrik yang terbentuk pada darjah metamorf yang lebih tinggi (e.g. foliasi sekis, foliasi gnais, foliasi milonit). Kebanyakan foliasi dan ira ini bersifat menembus (penetrative), iaitu ia mempengaruhi seluruh batuan, bukan seperti kekar atau sesar yang terhad pada lapisan tertentu sahaja. Permukaan planar dalam batuan diletakkan sebagai permukaan S (selain daripada kekar dan retakan). Lapisan diletakkan sebagai So; ira yang pertama S1; ira yang kedua S2, dan seterusnya. Set-set lipatan pula diletakkan sebagai F1; F2 dan sebagainya. Sementara canggaan diletakkan sebagai D1; D2 dan sebagainya. Ira atau foliasi pada batuan mungkin bersambungan (continuous) atau berpisah (spaced). Ira bersambungan melibatkan seluruh batuan (e.g. sabak), sementara ira berpisah hanya terdapat pada zon-zon tertentu sahaja (e.g. batu kapur).

Ira sabak merupakan fabrik yang terdapat pada batuan berbutiran halus seperti batu lumpur dan debu volkanik akibat penyusunan mineral lempung pada darjah metamorfisma rendah. Ira sabak pertama boleh mengalami canggaan seterusnya menghasilkan ira krenulasi iaitu keredut pada ira pertama. Ira kedua ini biasanya jenis terpisah. Ira retakan terdiri daripada retakan yang hampir selari dan terpisah antara 1-3 sentimeter. Ia terbentuk akibat mekanisma rapuh. Foliasi bersisik (scaly foliation) ditunjukkan oleh permukaan yang licin pada batuan yang separa keras akibat gelinciran sesar. Ini bukan ira. Foliasi pada batuan yang lebih kasar seperti sekis dan gnais terbentuk bila terdapat penyusunan mineral mika, amfibol dan kuarza yang dileperkan.

Hubungan Ira dan Lapisan/Perlipatan Satah Ira biasanya terbentuk selari dengan jurus perlapisan atau selari dengan paksi lipatan. Walau bagaimanapun ia memotong lapisan pada berbagai sudut (tinggi ke rendah). Nilai sudut ini boleh digunakan untuk menentukan kedudukan sayap lipatan samada normal atau terbalik. Orientasi ira dengan perlapisan biasanya mencapah seperti kipas. Ira juga membias apabila menemui perlapisan dengan ketahanan yang berbagai. Pertemuan permukaan ira (S1) dengan satah lapisan (S0) membentuk lineasi (L1) selari dengan paksi lipatan. Ira yang terbentuk lebih awal boleh terputar selari dengan lapisan atau paksi lipatan. Fenomena ini dikenali transposisi.

Di kawasan di mana terdapat lebih dari satu canggaan, ira pertama (S 1) dilipat semula dan ira baru (S2) iaitu biasanya ira krenulasi terhasil. Pertemuan antara kedua-dua ira ini menghasilkan lineasi krenulasi (L2). Ira boleh memotong sesuatu lipatan dengan arahnya tidak selari dengan paksi lipatan. Ini berlaku jika lipatan terbentuk dahulu, dan ira dihasilkan oleh canggaan yang berlainan arah. Pengelasan dan Mekanisma Sesar

Pengenalan Sesar merupakan retakan yang mempunyai pergerakan ketara selari dengan satah retakan. Saiz pergerakan ini adalah relatif, dan kepentingannya juga relatif. Sesar mempunyai bentuk dan dimensi yang berbagai. Ia mungkin beratus kilometer panjang atau beberapa sentimeter sahaja. Sirihan singkapan mungkin lurus atau berliku-liku. Sesar boleh hadir sebagai sempadan yang tajam, atau sebagi zon ricih, berketebalan beberapa milimeter hingga beberapa kilometer. Ia mungkin bersifat rapuh atau mulur.

Anatomi Sesar Pergerakan berlaku sepanjang permukaan bergerak dikenali sebagai satah sesar. Sekiranya satah sesar tidak tegak, batuan yang berehat di atasnya dikenali sebagai dinding gantung, sementara yang di bawahnya adalah dinding kaki (Rajah). Ada dua jenis gelinciran sesar, satu komponen tegak (dip-slip) dan satu komponen mendatar (strike-slip). Kombinasi kedua-dua gelinciran dikenali sebagai gelinciran oblik (oblique slip). Pada permukaan satah sesar terdapat gores-garis sesar yang dicirikan oleh permukaan yang licin, pertumbahan mineral dan tangga-tangga kecil. Arah pergerakan sesar boleh ditentukan daripadanya.

Pengelasan Ada tiga kategori utama sesar mengikut Anderson (1942), iaitu sesar normal atau sesar turun (normal fault), sesar sungkup (thrust fault) dan sesar mendatar (wrench fault atau strike-slip fault). Sesar normalada graben dan horst, ada juga berbentuk listrik (Rajah). Sesar sungkupjuga dirujuk sebagai sesar naik (Rajah).

Sesar mendatarpergerakan dekstral atau sinistral. Dikenali juga sebagai sesar transform sekiranya berlaku bila dua keping benua berinteraksi (Rajah). Terdapat juga sesar jenis en echelon, sesar radial, sesar membulat dan sesar sepanjang perlapisan (Rajah).

Kriteria Penyesaran Sesar yang aktif ditunjukkan oleh rayapan akibat gempa bumi dan pecahan dalam tanah. Yang tidak aktif boleh dilihat daripada peralihan pada kedudukan lapisan, perulangan lapisan, perubahan secara tiba-tiba sesuatu jenis batuan, kehadiran milonit atau kataklas, kehadiran struktur seretan, dinding sesar (Rajah-rajah). Kekar dan Retakan Ricih Kekar adalah retakan di mana tidak terdapat peralihan yang ketara selari dengan retakan dan sedikit pergerakan tegak kepada satah retakan. Kekar terhasil apabila terdapat canggaan dalam batuan yang agak rapuh. Jenis kekar yang terbentuk bergantung samada ia adalah akibat daya tarikan atau daya mampatan.

Sekiranya akibat tarikan, ia biasanya merupakan pembukaan dalam batuan. Sekiranya akibat mampatan, ia merupakan koyakan pada batuan, dan dikenali sebagai retakan ricih. Kekar merupakan struktur yang paling biasa dalam batuan, samada yang sudah keras atau masih peroi. Oleh yang demikian kekar kerap digunakan untuk menganalisis punca sesuatu canggaan serta keadaan bahan itu semasa tercangga. Kekar boleh menjadi perangkap bagi mineral industri tertentu. Ia juga menjadi saluran untuk air tanah bergerak, terutama dalam batuan igneus dan metamorf. Orientasi kekar pada singakapan jalan boleh mempengaruhi pembinaan dan penyelenggaraannya. Kekar merupakan permukaan planar yang tidak seragam dan boleh terbentuk secara sistematik atau tidak sistematik. Kekar yang sistematik mempunyai orientasi yang selari dan "spacing" yang seragam. Kekar yang mempunyai orientasi yang sama dikenali sebagai set kekar. Sekiranya ada lebih daripada dua set kekar, maka terbentuk sistem kekar. Kekar yang tidak ada orientasi tertentu dikenali sebagai kekar tidak sistematik, dan biasanya jarang dijumpai.

Kekar sistematik mungkin terbuka dan tidak diisi oleh sebarang mineral. Biasanya ia merupakan kekar yang agak mudah. Kekar dan retakan ricih yang diisi oleh mineral tertentu dikenali sebagai telerang. Mineral yang mengisi biasanya terdiri daripada kuarza, kalsit, feldspar, klorit, zeolit, bergantung pada suhu pembentukannya. Kedua-dua retakan, samada yang berisi atau tidak, hadir secara berpasangan, atau bersistem konjugat. Syaratnya, ia terbentuk pada masa yang hampir sama. Set Konjugat ini boleh dihasilkan oleh mampatan dan tarikan. Kebanyakan bertemu pada sudut kecil dan mewakili retakan ricih. Kebanyakan set kekar dianggap sebagai set konjugat, sekiranya tidak ada bukti yang menunjukkan bahawa ia terbentuk pada masa yang berlainan. Biasanya kehadiran set konjugat yang lain akan memotong set konjugat yang awal.

Analisis Retakan Kajian mengenai kekar pada suatu kawasan memberitahu kita mengenai urutan, masa dab arah sesuatu canggaan rapuh sesuatu batuan.

Kajian orientasi kekar sistematik memberi maklumat mengenai orientasi satu atau lebih tegasan utama yang telah bertindak. Orientasi kekar boleh ditentukan dengan mengukur jurus dan miringan satahnya pada kawasan yang luas. Penentuan am bagi orientasi rantau kekar boleh dilakukan dengan mengukur jurus bagi bahagian anak sungai yang lurus melalui peta topografi, gambar fotoudara atau imej satelit. Data di atas boleh dianalisis untuk membantu kita memahami hubungan antara kekar dan pengaruhnya terhadap perkembangan saliran serta bentuk topografi yang lain. Pada kawasan yang masih aktif, data kekar dan retakan memberi tahu kita mengenai orientasi lapangan tegasan dan hubungan mereka dengan struktur utama. Data biasanya diplot menggunakan jaringan kawasan sama luas, sekiranya bersudut kecil atau menggunakan rajah ros sekiranya bersudut besar.

Mekanisma Pembentukan Retakan Ada cadangan bahawa orientasi kekar pada sedimen penutup mungkin dikawal oleh tegasan yang terdapat pada besmen berhablur di bawahnya.

Walau bagaimanapun ada yang berpendapat bahawa kebayakan kekar yang ada di permukaan bumi sekarang adalah hanya akibat dari lapangan tegasan sekarang. Retakan biasanya terbentuk semasa berlaku perlipatan rapuh. Ia mungkin terbentuk secara menegak, selari atau oblik dengan paksi lipatan dan satah paksi, bergantung kepada keadaan tegasan (Rajah). Kekar biasa juga terbentuk berdekatan dengan sesar rapuh. Pergerakan sepanjang sesar biasanya menghasilkan suatu siri kekar secara sistematik, di mana jarak antara mereka menjadi lebih kecil dan bilangan meningkat dekat dengan sesar.

Mekanik Kekar dan Retakan Ricih Teori dan kajian di lapangan menunjukkan bahawa bendalir memainkan peranan yang penting dalam pembentukan kekar. Kekar lebih senang terbentuk sekiranya bendalir hadir, melalui pemecahan hidraulik (hydraulic fracturing). Bendalir bertekanan tinggi boleh masuk ke dalam retakan kecil (kecacatan sedia ada) dan meneruskan propagasi retakan yang lebih meluas. Propagasi sesuatu kekar itu boleh terhalang akibat perubahan jenis batuan di sebelahnya.

Mengikut Engelder (1985) ada empat kategori kekar berdasarkan kepada persekitaran dan mekanisma pembentuknya, iaitu tektonik, hidraulik, pengurangan beban (unloading) dan kekar pelepasan (release joints). Kekar tektonik dan hidraulik terbentuk pada kawasan dalam, akibat tekanan bendalir yang abnormal. Kekar hidraulik terbentuk semasa penimbusan dan pemampatan menegak sedimen lebih daripada 5 km dalam. Pada kawasan dalam bendalir tidak dapat lari dengan mudah kerana ketelapan adalah kurang. Kekar tektonik juga terbentuk pada keadaan yang sama, tetapi tegasannya datang daripada mampatan mendatar. Kekar tektonik boleh terbentuk pada kedalaman kurang 3 km. Contohnya, kekar pada batuan terlipat dan tersesar. Kekar pengurang beban dan pelepasan terbentuk dekat dengan permukaan, semasa hakisan mengeluarkan bebanan permukaan, dan bila berlaku pengecutan termo-elastik. Kekar pengurangan beban berlaku bila separuh daripada beban permukaan asal dikeluarkan daripada batuan pada kedalam sekitar 200-500 meter. Tegasan semasa atau sisa tegasan kuno membantu mengawal orientasi kekar ini. Contonya, kekar dalam batuan pluton terdedah yang selari dengan permukaan (sheeting).

Kekar pelepasan biasanya dikawal oleh fabrik asal batuan. Ia terbentuk akibat pelepasan tegasan utama dalam suatu batuan, dan biasanya berorientasi tegak dengan arah mampatan asal. Contohnya, kekar pada batuan terlipat. Selain daripada tiga kategori kekar di atas, ada juga kekar yang terbentuk akibat penyejukan magma. Batuan pluton membentuk kekar kolum. Kekar kolum boleh ditindih oleh set kekar lain kemudian. Mekanik Sesar

Sesar terbentuk akibat daripada tegasan prinsipal dan tegasan ricih. Perbezaan kekuatan 3 tegasan prinsipal, iaitu P1, P2 dan P3, yang bertindak daripada atas dan tepi akan menghasilkan jenis sesar tertentu. Anderson mengenalpasti tiga kumpulan sesar yang mungkin terbentuk, iaitu sesar sungkup, sesar mendatar dan sesar normal. Sesar sungkup terhasil apabila tegasan maksima dan tegasan perantaraan berorientasi secara mendatar, dengan tegasan minima berorientasi menegak (Rajah).

Satah sesar ideal yang terbentuk akibat daripada tegasan horizontal adalah berkedudukan 45 darjah atau lebih kecil terhadap arah tegasan, dengan jurusnya selari dengan paksi tegasan itu (Rajah). Sudut antara satah sesar yang terhasil biasanya lebih kecil kerana ketidakseragaman dalam batuan. Perantaraan-dua satah ricih berpotensi menjadi sesar, walau bagaimanapun hanya satu satah rich dominan yang menjadi sesar. Satah ricih yang lain akan menjadi kekar atau sesar dengan pergerakan kecil. Satah mendatar terhasil apabila tegasan maksima dan tegasan minima berorientasi horizontal, sementara tegasan perantaraan berorientasi menegak (Rajah). Sesar mendatar juga mengandungi satah ricih yang bersudut 45 darjah atau lebih kecil terhadap paksi tegasan minima (Rajah). Sudut antara satah sesar juga lebih kecil daripada yang sepatutnya oleh kerana ketidakseragaman dalam batuan. Sesar normal melibatkan ekstensi pada satu arah horizontal, dengan tegasan maksimum berorientasi tegak.

Satah ricih juga terbentuk sekitar 45 darjah daripada paksi tegasan maksima dan minima. Sudut sebenar lebih kecil.

Peranan Bendalir dalam Penyesaran Bendalir bertindak sebagai pelincir pada satah sesar. Ia dapat mengurangkan tegasan ricih yang diperlukan untuk membolehkan sesar menggelincir (iaitu ia mengurangkan tegasan normal pada satah sesar). Kesan bendalir ke atas pergerakan biasa dilihat pada tanah runtuh. Kehadiran air yang banyak dalam bahan mengurangkan tegasan normal bahan itu dan lebih mudah gagal atau runtuh. Geseran yang wujud antara dua bahan yang tersesar juga akan mengurang sekiranya bendalir hadir.

Mekanisma Pergerakan Sesar Pergerakan pada sesar berlaku dengan dua cara; iaitu secara berhenti-henti (stick slip) dan secara berterusan (stable sliding).

Pergerakan yang berhenti-henti ini melibatkan pergerakan mengejut pada sesar selepas ia menyimpan atau mengumpul tegasan pada jangka yang panjang. Mekanisma ini yang menyumbang kepada penghasilan gempa bumi. Pergerakan berterusan membolehkan tegasan dilepaskan secara berterusan maka ia tidak akan terkumpul. Kehadiran air di segmen berlainan pada satah sesar yang sama boleh menerbitkan kedua-dua jenis pergerakan ini.

Pemanasan Ricih atau Geseran pada Zon Sesar Permukaan satah sesar antara dua blok biasanya tidak rata dan licin terutama pada skala mikro. Ketidakseragaman permukaan ini (dikenali sebagai asperities) menghalang pergerakan secara mudah pada peringakt awal pergerakan. Suhu geseran diterbitkan semasa sesar bergerak. Ini dilihat daripada kehadiran pertumbuhan mineral seperti kuarza yang membentuk telerang dan proses metamorfisma di kawasan zon subduksi. Walau bagaimanapun terdapat juga penurunan suhu pada zon sesar bila terdapat banyak bendalir yang melaluinya sehingga mineral tertentu (terbentuk pada suhu lebih rendah) boleh diangkut daripada tempat lain.

Sesar-sesar Rapuh dan Mulur/Duktil Sesar yang terbentuk di bahagian atas kerak bumi (5-10 km) biasanya bersifat rapuh dan hadir sebagai satu atau lebih permukaan pergerakan (Rajah). Sesar individu mungkin mempunyai sempadan yang tajam, atau mungkin terdiri daripada zon kataklas (Rajah). Sesar rapuh-mulur berlaku sekitar 10-15 km dalam kerak bumi, tetapi juga boleh berlaku dekat dengan permukaan bila terdapat cecair dan suhu yang cukup. Sesar horizontal yang besar, seperti Sesar San Andreas bersifat rapuh di permukaan tetapi mungkin bersifat mulur di bahagian dalam.

Zon Ricih Zon ricih dihasilkan oleh ricih ringkas yang homogen atau tidak homogen, atau pergerakan oblik. Ia biasanya dirujuk sebagai zon mulur, walaupun ia juga digunakan untuk zon rapuh. Ramsay (1980) mengenalpasti dua ciri utama zon ricih; iaitu (i) zon ricih mempunyai tepi yang selari, (ii) struktur berskala kecil dan profil terekan yang merentasi zon ricih mempunyai bentuk yang serupa.

Petunjuk Pergerakan Ricih Petunjuk pergerakan ricih sepanjang zon rich mulur penting untuk menganggarkan jarak peralihan yang telah berlaku. Pada zon ricih berskala besar, petunjuk pergerakan mungkin sukar diperhatikan, maka petunjuk berskala meso dan mikro perlu digunakan. Beberapa struktur boleh digunakan untuk menentukan arah pergerakan, seperti kehadiran putaran pada porfiroklas, hablur mineral, bayangan tekanan dan butiran terpecah; seretan lipatan; dan gabungan foliasi. Porfiroklas merupakan peninggalan butiran besar yang tahan berbanding dengan matriksnya, dan bertindak seperti ball-bearing, di mana matriks yang lebih lembut boleh mengalir melaluinya. Semasa porfiroklas ini berputar, ia akan membentuk ekor (tail) atau bayangan tekanan tidak simetri (pressure shadow). Foliasi merupakan penyusunan selari mineral leper atau jalur dalam batuan metmorf. Ia terhasil akibat daripada tegasan ricih yang berterusan. Ada dua jenis foliasi yang utama, satu foliasi asal (S-surface) dan satu lagi foliasi ricih (C-surface). Biasanya foliasi S adalah selari dengan dinding zon ricih, sementara foliasi C adalah bersudut sekitar 18-25 darjah dengan dinding zon ricih. Foliasi baru pada orientasi begini akan terus

terbentuk dan mengalami putaran sehingga selari dengan dinding zon ricih bila pergerakan berterusan. Ira krenulasi ekstensi adalah berkaitan dengan foliasi S dan foliasi C yang terhasil daripada ekstensi dan putaran bila zon ricih bergerak. Ira ini meyerupai lipatan antara foliasi bersakla kecil di mana foliasi S dipendekkan sementara foliasi C dipenjangkan.

Ricih Riedel dan Ricih Anti-Riedel Ricih Reidel berpasangan dengan Ricih anti-Riedel terbentuk pada awal pergerakan retakan ricih rapuh (brittle shear fractures). Ricih Reidel berorientasi hampir selari dengan sempadan zon ricih sementara Ricih anti-Reidel berorientasi hampir tegak dengannya Sesar Normal Sesar normal dikenali juga sebagai sesar graviti, merujuk kepada graviti sebagai daya utama yang menggerakkananya. Ia juga dikenali sebagai sesar ekstensi sebab ia memanjangkan perlapisan, atau menipis kerak bumi.

Sesar normal yang mempunyai satah yang menjadi datar di bahagian dalam bumi dikenali sebagai sesar listrik. Sesar listrik ini juga dikaitkan dengan sesar tumbuh (growth fault), di mana pengendapan dan pergerakan sesar berlaku serentak. Satah sesar normal menjadi datar ke dalam bumi, sama seperti yang berlaku ke atas sesar sungkup. Pada permukaan bumi, sesar normal juga jarang sekali berlaku secara bersendirian, tetapi bercabang. Cabang sesar yang turun searah dengan sesar utama dikenali sebagai sesar sintetik, sementara sesar yang berlawanan arah dikenali sebagai sesar antitetik. Kedua-dua cabang sesar ini bertemu dengan sesar utama di bahagian dalam bumi. Sesar normal juga boleh dikaitkan dengan perlipatan. Misalnya, sesar di bahagian dalam bumi akan bertukar menjadi lipatan monoklin di permukaan. Sesar normal boleh mengalih batuan besmen, tetapi menghilang ke atas pada penutup batuan sedimen menghasilkan lipatan monoklin. Lipatan seretan dan lipatan seretan terbalik terbentuk akibat geseran pada satah sesar. Lipatan ini baik untuk menentukan arah pergerakan sesar. Sesar normal yang besar berasosiasi dengan zon pemuaian di mana terdapat ekstensi pada kerak bumi.

Sesar normal bukan sahaja terbentuk akibat daya graviti, tetapi pembentukan berkait rapat dengan pergerakan sesar mendatar dan perlipatan. Sesar Sungkup

Berlaku semasa batuan mengalami mampatan horizontal, akibat proses tektonik atau graviti. Ia merupakan mekanisma yang berkesan untuk memendekkan sesuatu lapisan, selain daripada mekanisma lipatan, terutama pada skala yang sangat besar seperti yang berlaku pada zon perlanggaran benua dan pada zon subduksi. Oleh itu banjaran gunung-ganang di dunia kebanyakan terdiri daripada sesar sungkup yang berasosiasi dengan lipatan. Misalnya, Banjaran Crocker terdiri daripada jujukan batuan sedimen yang tersungkup dan terlipat. Sungkupan boleh bersifat cetek (thin-skinned), iaitu melibatkan batuan permukaan sahaja, atau bersifat dalam (thick-skinned) di mana ia melibatkan batuan dasar. Sesar sungkup biasanya memotong satah perlapisan melalui tangga dinding kaki (footwall ramp) walaupun ada juga yang mengikuti satah perlapisan (flat or bedding thrust).

Pada pandangan atas, sesar sungkup boleh dicirikan oleh tangga depan (frontal ramp) dan tangga tepi dan tangga oblik (sidewall/lateral ramp dan oblique ramp). Sesar sungkup biasanya berakhir bila ia bertemu dengan sesar mendatar. Dekolmen (Decollement) merupakan satah lemah (biasanya batu lumpur, syal, evaporit) di mana blok yang tersesar (dinding gantung) bergerak di atasnya. Dekolmen mengikuti satah lapisan dan tangga. Pergerakan ke hadapan mungkin mencapai ratusan kilometer. Sekiranya blok ini merupakan sayap lipatan, ia dikenali sebagai "nappe". Pergerakan sesuatu sesar sungkup mengikuti jalan yang berbagai, bergantung pada jenis bahan. Misalnya perselangan antara lapisan kompeten dan tidak kompeten mempengaruhi pembentukan tangga-tangga. Sesar sungkup boleh terbentuk secara bersendirian, tetapi kebanyakan terbentuk secara berkumpulan, di mana ada satu sesar utama bersama dengan sesar-sesar kecil. Sesar-sesar kecil ini dikenali sebagai sesar sungkup imbrikat (imbricate thrusts). Perulangan sesuatu jujukan lapisan akibat sesar sungkup boleh menghasilkan susunan imbrikat (imbricate stack).

Pada zon subduksi, baji tokokan (accretionary wedge) terhasil bila sedimen dikikis daripada keping kerak lautan yang turun. Baji totokan ini terdiri daripada sesar sungkup dengan susunan imbrikat. Struktur dupleks (duplex) berlaku apabila sesar sungkup mempunyai susunan imbrikat yang tertutup. Keadaan ini terjadi apabila ada satah sesar sungkup terletak di bawah (floor thrust) dan di atas (roof thrust) susunan imbrikat. Sesar Mendatar

Pergerakan mendatar dengan satah yang hampir menegak. Pada masa sekarang ia selalu berasosiasi dengan aktiviti gempa bumi. Pergerakan sesar mendatar samada sinistral atau dekstral dapat ditentukan daripada peralihan fitur topografi, seperti sungai dan permatang. Kebanyakan sesar mendatar berlaku sebagai struktur akomodasi pada sempadan plet di mana blok kerak berinteraksi. Ia juga berlaku pada kawasan di mana terdapat pertembungan tepi benua yang oblik. Kebanyakan sesar mendatar berlaku bukan secara bersendirian tetapi terdiri daripada beberapa siri sesar mendatar yang lebih kecil. Gugusan sesar ini hadir sebagai zon kataklas.

Kebanyakan sesar mendatar yang ada sekarang menunjukkan sejarah pergerakan yang panjang. Ia kerap diaktifkan semula bila terdapat sebarang perubahan pada daya di permukaan bumi. Semasa sesar mendatar memindahkan pergerakannya, terdapat struktur lain seperti sesar sungkup (kawasan termampat) dan sesar normal (kawasan ektensi) yang turut terhasil. Akibat daripada interaksi antara ketiga-tiga struktur ini, berbagai jenis struktur boleh terhasil. Antaranya adalah lembangan "pull-apart" atau graben jenis rhombohedral, dan banjaran "pushup". Pada pertembungan oblik plet tektonik, pergerakan sesar mendatar boleh menghasilkan daya mampatan dan daya ekstensi yang oblik, dikenali masing-masing sebagai "transpression" dan "transtension". Biasanya sesar mendatar berakhir dengan cara membahagi menjadi sesar-sesar kecil; atau bertukar arah dan bertukar menjadi sesar sungkup atau sesar normal; atau hilang secara beransuransur sepanjang jurusnya. Pada keratan rentas cabang-cabang sesar mendatar berubah bentuk dari permukaan ke bahagian dalam. Biasanya ia membentuk struktur bunga (flower structure) di mana cabang-cabang sesar di permukaan menjadi satu di bahagian dalam.

Prinsip Asas Mekanik Batuan Pengenalpastian dan pentafsiaran mengenai asal-usul dan mekanisma pembentukan sesuatu struktur menjadi lebih jelas sekiranya kita faham prinsip asas mekanik batuan, yang melibatkan konsep daya, tegasan, terekan dan faktor-faktor yang mengawal tingkah laku sesuatu bahan.

Daya Graviti merupakan daya utama yang bertindak ke atas kita dan seluruh bahan di sekeliling kita. Daya merupakan suatu vektor yang boleh mengubah halaju dan arah pergerakan sesuatu jasad. Daya boleh bertindak secara seimbang terhadap suatu jasad (seperti kesan graviti dan elektromagnetik) atau bertindak hanya pada bahagian tertentu suatu jasad (misalnya daya-daya yang bertindak di sepanjang sesar di permukaan). Magnitud bagi daya graviti adalah selaras dengan jumlah jasad yang ada, tetapi magnitud bagi daya permukaan tidak bergantung pada luas kawasan yang terlibat. Satu daya boleh dibahagikan kepada 2 komponen yang bertindak pada arah tertentu, dengan melukis "parallelogram", di mana diagonalnya mewakili jumlah daya itu.

Daya yang bertindak ke atas satah permukaan boleh dibahagikan kepada 2 komponen menegak: satu tegak kepada permukaan dan satu selari dengan permukaan. Pada keadaan 3-dimensi, setiap komponen ini boleh dibahagikan lagi kepada dua komponen yang bersudut tepat antara satu dengan yang lain. Tambahan pula, setiap daya, tidak kira orientasinya boleh dipisahkan kepada tiga komponen selari dengan paksi X, Y dan Z.

Tekanan Mengekang atau Tekanan Litostatik Tekanan yang terdapat pada jasad dalam air dikenali sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan yang dialami adalah selaras dengan berat kolum air yang bertindak ke atasnya. Batuan dalam bumi juga mengalami tekanan yang serupa, tetapi lebih hebat lagi sebab ia mempunyai ketumpatan yang lebih. Tekanan litostatik ini juga bertindak pada semua arah dam meningkat dengan kedalaman.

Tegasan Tegasan adalah daya yang diaplikasikan kepada suatu keluasan kawasan. Ia juga boleh difikir sebagai suatu keadaan dalam batuan yang terbentuk sebagai respons kepada daya-daya luar.

Daya boleh ditukar kepada tegasan dengan membahagikannya dengan keluasaan kawasan yang ia bertindak: Tegasan (P)= Daya (F) / keluasan (A).

Tegasan yang bertindak pada satah yang mempunyai komponen rich kosong merupakan tegasan prinsipal atau tegasan utama, iaitu terdiri daripada 3 komponen, iaitu , dan atau P, Q dan R. Ketiga-tiga tegasan terletak secara bersudut tepat antara satu dengan yang lain di mana > > atau P>Q>R. Tegasan pembeza adalah perbezaan antara tegasan maksima (P) dan tegasan minima (R). Sekiranya pembeza melampaui kekuatan batuan maka canggaan berkekalan akan berlaku kepada batuan itu. Maka kekuatan sesuatu batuan merupakan tegasan yang diperlukan untuk menghasilkan cangaan berkekalan. Pada satah yang dimiringkan, pengenalpastian tegasan adalah lebih rumit, sebab ia melibatkan perubahan ketinggian kolum bahan yang juga dikawal oleh sudut antara satah dan arah tegasan utama.

Daya yang dikenakan atas permukaan miring boleh dibahagikan kepada tegasan normal (Pn ) dan tegasan ricih (Ps). Tegasan normal dan tegasan ricih boleh bersifat menarik (tensional) atau memampat (compressional). Keadaan bertambah lebih rumit lagi apabila kita mengambil kira bentuk 3 dimensi, iaitu terdapat juga tegasan horizontal yang terhasil akibat pengembangan bila terdapat mampatan vertikal. Hubungan antara tegasan utama dan tegasan-tegasan normal dan ricih pada suatu satah dihubungkaitkan oleh Bulatan Mohr, iaitu ciptaan seorang jurutera German pada 1882. Perubahan saiz Bulatan Mohr dicirikan oleh envelop Mohr yang khas. Bentuk envelop Mohr berkait rapat dengan sifat bahan itu (samada mulur atau rapuh).

Terekan Terekan merupakan canggaan yang dihasilkan oleh tegasan, dan melibatkan samada perubahan panjang, bentuk (distortion) atau isipadu (dilation) atau ketiga-tiganya. Bila terdapat perubahan tekanan litostatik, jasad isotropik (homogen) berubah isipadunya tetapi bukan bentuknya. Misalnya, batuan gabro akan mengembang bila daya hidrostatik diturunkan.

Perubahan bentuk biasanya berlaku semasa terdapat daya yang terarah. Bila jasad dikenakan dengan daya terarah, ia biasanya melalui tiga fasa canggaan, iaitu fasa elastik, plastik dan pecah. Bahan rapuh biasanya pecah sebelum fasa plastik, sementara bahan mulur mempunyai selang yang besar antara had elastik dan had pecah. Perhubungan ini ditunjukkan oleh rajah tegasan dan terekan. Kekuatan batuan, biasanya dirujuk kepada daya yang diperlukan untuk memecahkannya pada suhu dan tekanan permukaan. Pada keadaan ini kebanyakan batuan bersifat rapuh. Setiap batuan mempunyai kekuatan yang berbeza-beza, walaupun terdiri daripada jenis yang sama. Ini adalah kerana keadaan pembentukannya adalah berbeza-beza. Walau bagaimanapun secara am, batuan sedimen (batu pasir, batu kapur, batu lumpur) kurang kuat berbanding dengan batuan metamorf (kuarzit) dan batuan igneus basik (basalt, felsit). Struktur primer seperti fosil, bentuk bantal, lobang organisma dan pebel boleh digunakan sebagai petunjuk keterekan. Pertumbuhan serabut kuarza dan kalsit dalam rongga sesar atau kekar juga petunjuk yang baik.

Faktor-faktor mengawal tingkahlaku bahan Tekanan Mengekang atau tekanan litostatik Dengan meningkatnya tekanan mengekang, kekuatan batuan juga meningkat. Bahan yang rapuh menjadi mulur sekiranya tekanan dinaikkan. Oleh itu batuan yang berada dekat dengan permukaan lebih rapuh berbanding dengan yang berada jauh lebih dalam.

Suhu Perubahan suhu mengubah kekuatan batuan. Besi keluli panas mengalami canggaan plastik dengan lebih senang berbanding dengan yang sejuk. Canggaan plastik berlaku pada bahagian dalam bumi kerana di sini batuan adalah dalam keadaan suhu yang lebih tinggi.

Masa dan kadar cangaan

Tegasan yang dikenakan beberapa kali tanpa mengakibatkan kegagalan, sekiranya diulang banyak kali boleh menghasilkan pecahan. Setiap batuan mempunyai had ketahannya terhadap tegasan tertentu. Tegasan kecil-kecilan, jika bertindak secara berterusan pada jangka masa yang panjang mampu memberi canggaan kepada sebarang batuan. Contohnya, proses rayapan, di mana kesan gabungan terekan elastik dan tegasan berkekalan bertindak pada batuan di permukaan. Jumlah canggaan plastik sebelum ia pecah adalah kurang sekiranya tegasan dikenakan secara perlahan-lahan. Begitu juga tegasan yang diperlukan untuk membuat sesuatu batuan pecah adalah lebih rendah sekiranya dikenakan secara perlahan-lahan.

Larutan Batuan yang terdedah kepada sebarang larutan mempunyai ketahanan yang lebih rendah. Misalnya kandungan air yang tinggi dalam batuan membuatnya lebih senang gagal berbanding dengan yang kering.

Ketidakhomogenan Kenyataan yang diberikan sebelum ini merujuk kepada batuan yang homogen, atau isotropik.

Pada batuan tidak homogen, di mana terdapat perlapisan, jaluran dan foliasi, kekuatannya bergantung kepada orientasi daya yang dikenakan kepada struktur planar dalam batuan. Dalam keadaan mampatan, batuan tidak homogen lebih senang pecah sekiranya tegasan yang dikenakan adalah selari dengan struktur planar.

Mekanik Canggaan Plastik Bagaimanakah batuan yang keras dapat berubah bentuk tanpa memperlihatkan sebarang retakan? Ini biasanya dibantu oleh pergerakan mikro dalam mineral atau butiran.

Pergerakan antara butiran Pergerakan ini melibatkan peralihan antara butiran individu. Butiran individu masih mengekalkan bentuk dan saiz mereka. Butiran boleh berputar secara sendirian. Sebenarnya pada batuan di mana hablur butiran saling mengunci, hablur yang besar dipecahkan dahulu sebelum perlalihan antara butiran berlaku.

Pergerakan dalam butiran

Pergerakan di sini menggunakan satah gelinciran yang ada pada hablur mineral tertentu. Pergerakan sepanjang satah gelincir mengubah bentuk mineral, dan seterusnya mengubah bentuk batuan.

Penghabluran semula dan pelarutan tekanan Penghabluran melibatkan perubahan saiz hablur pada mineral tertentu apabila ia mengalami peningkatan tekanan dan suhu. Biasanya jumlah hablur pada unit kawasan tertentu mengurang, tetapi saiz hablur meningkat. Pada keadaan tekanan yang berbeza sebahagian batuan mungkin dipendekkan dan sebahagian dipanjangkan. Ini disebabkan pada bahagian yang mengalami tekanan yang tinggi, pelarutan bahan berlaku, sementara pada bahagian yang kurang termampat, pemendakan bahan berlaku. Pelarutan tekanan merupakan mekanisma bagi pembentukan ira sabak dan telerang-telerang kuarza dan kalsit pada batuan termetamorf.

Canggaan di kulit luar bumi Batuan-batuan pada kulit luar bumi mengalami ketiga-tiga jenis cangaan, iaitu elastik, plastik dan pecahan.

Secara am, bahagian teratas kerak bumi (maksimum 15 km ketebalan) bersifat rapuh, sementara bahagian terbawah kerak bumi bersama dengan mantel bersifat mulur. Di antaranya terdapat zon transisi, iaitu bersifat rapuh-mulur. Canggaan elastik biasanya dikaitkan dengan gelombang gempa bumi dan terekan pasang surut di mana tidak ada kesan terekan berkekalan yang direkod. Canggaan plastik melibatkan pembentukan lipatan, berbagai jenis ira dan perubahan kepada bentuk jasad batuan tertentu. Pecahan melibatkan pembentukan kekar, sesar dan jenis ira tertentu. Canggaan rapuh atau canggaan kataklas biasanya tertumpuh di sepanjang permukaan yang bergerak. Ia dicirikan oleh kehadiran megabreksia, mikrobreksia, retakan mikro dan bubuk (gouge

Struktur dalaman dan plet tektonik Struktur dalaman Kajian keatas aktiviti seismos dan gempa bumi membolehkan kita menyiasat dengan lebih terperinci struktur dalaman planet kita. Gemparan bumi yang dapat dikesani dibeberapa kedudukan di Bumi membolehkan kita menjangka arah pergerakan gelombang seismos tersebut. Arah pergerakan ini bergantung kepada jenis bahan yang ditemui. Ini dapat mendedahkan struktur dalaman Bumi. Satu lagi cara mengkaji struktur ini ialah dengan menggunakan analisis keatas pinggiran gunung berapi yang mendedahkan campuran kimia yang terdapat didalam lapisan dalaman Bumi. Cara kajian seperti ini mendedahkan bahawa Bumi adalah terdiri daripada tiga lapisan yang berbeza terutamanya dari segi campuran kimia. Lapisan pertama yang meliputi Bumi mempunyai ketebalan yang agak nipis. Di dasar laut lapisan ini mempunyai ketebalan berpuluhan km manakala di benua pula ia lebih-kurang berketebalan 40 km. Lapisan ini terdiri daripada batuan sedimen, granit dan basalt. Bahan-bahan ini bercampur akibat pengaruh aktiviti geologi Bumi yang kuat. Dibawah lapisan ini terdapat satu lapisan pejal yang berketebalan 3000 km. Ia terdiri daripada enapan silika yang kaya dengan besi dan magnesium. Lapisan terahkir sekali ialah teras Bumi yang terbentuk terutamanya dari besi dan sedikit nikel. Sebenarnya, teras Bumi sendiri adalah terdiri daripada dua bahagian, bahagian luar teras yang cair dan bahagian pusat yang pejal. Di pusat Bumi, suhu mencapai tahap 5000 darjat

Celcius dan tekanan pula mencapai tahap berjuta kali ganda tekanan di permukaan Bumi. Plet tektonik Satu daripada ciri-ciri keistimewaan Bumi ialah keujudan plet tektoniknya. Kerak dan bahagian luar membentuk lapisan yang mempunyai ketebalan berpuluhan km. Lapisan ini dipanggil Litosfera yang terkenal melalui kekerasannya. Di bawah lapisan ini terdapat pula lapisan Astenosfera, yang kurang keras dan membolehkan lapisan Litosfera di atasnya bergerak secara perlahan. Litosfera terbahagi kepada beberapa plet dimana setiap satunya boleh bergerak dan bergelingsir di atas lapisan Astenosfera.

Gambar banjaran gunung Himalaya sebagai hasil plet tektonik yang paling menakjubkan yang telah diambil oleh misi Mercury 9 dalam tahun 1963. Kredit : NASA

Plet-plet ini bergerak akibat proses perolakan di lapisan dalaman Bumi. Tenaga janaan hasil pecahan teras radioaktif di pusat Bumi dibawa keluar melalui fenomena yang dipanggil perolakan. Dalam proses ini magma bergerak kepermukaan, batuan tersebut menjadi sejuk dan turun semula kedalam. Pergerakan bahan-bahan tersebut di lapisan Astenosfera menyebabkan plet bergerak di lapisan Litosfera yang juga dikenali sebagai plet tektonik. Sebagai contoh, ia telah menyebabkan perpisahan benua Amerika Selatan dari benua Afrika dengan kelajuan tiga sentimeter setahun. Plet tektonik ini telah bertanggung-jawab dalam kebanyakan pembentukan geologi di Bumi. Oleh yang demikian, akibat perlanggaran dua plet, satu banjaran terbentuk. Perlanggaran antara plet yang membawa India dan China telah menghasilkan banjaran gunung Himalaya. Subduksi berlaku bila satu plet terbenam kebawah satu plet yang lain dan meninggalkan satu kesan yang sama. Sebagai contoh, Subduksi telah menghasilkan banjaran gunung Andes. Satu daripada kesan-kesan plet tektonik yang paling penting ialah pembaharuan permukaan Bumi. Di tengah lautan Atlantik terdapat satu siri puncak yang dipanggil Oceanic Ridge. Di sini, rekahan dua plet-plet membolehkan magma di lapisan bawah timbul kepermukaan. Fenomena bertentangan pula berlaku di kawasan Subduksi dimana plet di lapisan atas terbenam semula kebahagian dalaman. Keduadua fenomena ini membolehkan lapisan tersebut bergerak ke permukaan Bumi sebelum terbenam semula ke bahagian dalaman dalam jangka masa beratus juta tahun. Akibatnya, terjadilah pembaharuan permukaan yang berterusan yang tidak berlaku dimana-mana planet yang lain di dalam Sistem Suria kita. Ini dapat menjelaskan terutamanya persoalan kenapa walaupun Bumi mengalami hentaman

meteorit yang kuat pada masa dulu, kesan kawah hentaman tersebut sukar didapati di permukaan Bumi pada masa sekarang ini. Hasil sampingan fenomena tersebut ialah kestabilan kuantiti gas karbon-dioksida di dalam udara kita. Hujan dengan senangnya boleh meyerap karbon-dioksida di dalam udara dan menhalir ke dalam Bumi dalam bentuk karbonat atau dihalirkan kelaut. Jika tidak disebabkan oleh aktiviti volkano yang mengeluarkan kembali karbon-dioksida tersebut keudara, kesan Greenhouse Effect akan menurun ketahap yang amat rendah menyebabkan suhu juga menurun seperti yang terjadi di permukaan Marikh. Pengeluaran semula gas karbon-dioksida yang terperangkap di dalam lava volkano kedalam atmosfera kita membolehkan kuantiti gas ini menjadi stabil dan suhu menjadi sederhana.