Upload
firdaus
View
986
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ANALISA SESAR II
(Analisa Dinamik Dari Suatu Pecahan)
Pendahuluan
Banyak skema klasifikasi untuk sesar yang dikembangkan atas dasar kemiringan
bidang sesar dan arah pergeserannya (bidang sesar utama), antara lain klasifikasi Richard.
Seperti kita ketahui, dalam banyak kasus yang, jarang ditemukan sesar yang berupa
rekahan tunggal (Fault Plane), tetapi lebih sering berupa jalur sesar (Fault Zone). Karena
itu jarang sekali kita dapat menentukan pergeseran secara pasti seperti kasus pada analisa
sesar 1. Apalagi jika kita akan menetukan arah pergeseran suatu bidang sesar yang tidak
tersingkap.
Dalam bab ini kita akan membahas analisa dinamik dari suatu patahan, yaitu
suatu pengertian tentang mengapa patahan daapat dikategorikan menjadi 3 jenis sesar,
yaitu: sesar mendatar, sesar naik, dan sesar normal.
Pada dasarnya analisa dinamik mempelajari 2 hal, yaitu :
1. Kondisi Tegasan dimana batuan dapat pecah.
2. Pola – pola struktur yang berkembang akibat suatu sistem tegasan. (Praktikum
lebih ditekankan pada poin 2.
Serangkaian percoban telah dilakukan oleh para ahli dalam analisa dinamik ini.
Percobaan-percobaan tersebut menghasilkan suatu pemodelan yang melukiskan
karakteristik hubungan geometri antara sistem tegasan, struktur utama beserta unsur-
unsur struktur penyertanya (struktur minor). Pemodelan ini sangat membantu kita dalam
menganalisa suatu patahan atau zona patahan, sehingga semua data unsur-unsur struktur
geologi (tidak hanya bidang patahan utamanya saja) dapat digunakan dengan
mengolahnya dengan metode statistik dan memplotnya dalam stereonet sehingga dapat
kita ketahui hubungan sudut antar bidang.
Dasar dari suatu pemodelan struktur geologi adalah percobaan Anderson (1951),
yang melukiskan karakteristik hubungan geometri antara sistem tegasan dan pola
pecahan. Analisa Anderson ini kemudian dikembangkan oleh Moody dan Hill (1952) dan
Harding (1973) yang membuat suatu pemodelan dengan melibatkan unsur-unsur struktur
minor.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Gbr.1 Peta Struktur Regional, menunjukkan distribusi dan orientasi sesar-sesar pada zona
sesar di baratlaut Amerika.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Davis Fig 6. 117Hal 345
Gbr 2. Peta yang menunjukkan suatu daerah yang dirobek-robek oleh sesar.
Gbr 3. Blok diagram yang menggambarkan hubungan antara lipatan, sesar naik dan sesar mendatar.
Pemodelan – pemodelan lain juga dibnuat antara lain oleh Madin dan Hager
(1957), Domath (1961), Mc Kinstry (1953), Tjia H.D. (1971), Mason L. Hill (1976).
A. Teori Anderson Tentang Patahan
Anderson (1951) mengenali sifat dari arah tegsan utama (1) , dalam hubungannya
dengan “Hukum Coulomb”, mengenai batas kekuatan suatu massa yang “menyiratkan”
bahwa patahan mendatar, naik, dan normal terbentuk pada atau dekat permukaan bumi.
Dengan kata lain gaya-gaya yang menyebabkan struktur geologi terdapat pada kerak
bumi, dimana terdapat 3 arah tegasan dengan 2 arah tegasan horisontal dan 1 arah tegasan
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Davis Fig 6. 105Hal 335
Davis Fig 6. 106Hal 335
vertikal (gbr 4). Anderson berteori bahwa dalam bidang ketidakselarasan antara tanah dan
udara di setiap titik pada permukaan bumi adalah nol. Sebagai contoh:
Angin Tornado mampu mengobrak-abrik rumah, pepohonan, gedung-
gedung, mobil, dll tapi tidah dapat menggerakkan tanah!!!!!!!!!!
Gbr. 4 Arah-arah tegasan, 2 arah horisontal dan 1 arah vertikal.
Gbr.5 Hubungan antara gaya geser dan gaya normal
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Davis Fig 2.52Hal 78
DavisFig 5.46 B
Hal 240
Dari hasil percobaan, Anderson menyimpulkan ,jika :
Gbr. 6 A. 1 vertikalB. 2 vertikalC. Peregangan
Gbr. 7 Percobaan uji tekan dengan gaya yang sama pada 3 batuan yang berbeda :
A. Patahan pada Batu Sabak (Slate)
B. Patahan Conjugate pada Batupasir
C. Sifat Auctile pada Batugamping
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
1 vertikal terjadi patahan normal
2 vertikal terjadi patahan mendatar
3 vertikal terjadi patahan naik
DAVIS,Pig 3.28 hal 125
DAVISFig 3.26Hal 123
Percobaan-percobaanlain yang menjelaskan hubungan antara sistem tegasan
dengan bidang patahan adalah percobaan paa kotak pasir. Pada gambar 7, sebuah kotak
diisi berselingan antara lempung (hitam) & pasir (putih). Di tengah kotak itu diletakkan
papan penyekat yang dapat digerakan maju mundur dengan menggunakan ulir.
Gb 9. Sandbox Experiment
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Davis fig 6.66 hal309Davis fig 6.66 hal309
Gb 10. Sandbox Experiment tooo!
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Davis fig 1.39 hal 30
Gbr 8 Klasifikasi dinamik Anderson’s
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
B. SESAR DAN STRUKTUR PENYERTA
Gejala sesar seringkali disertai dengan gejala struktur yang lain, misalnya kekar, lipatan,
lipatan seret (dragfold), breksiasi, milonitisasi, dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat
membantu dalam penentuan jenis pergeseran dari suatu sesar.
B.1 KEKAR
Kekar adalah gejala yang umum terdapat pada batuan. Kekar dapat terbentuk karena
tektonik (deformasi) dan dapat terbentuk juga secara non tektonik (Gb. 11 dan Gb. 12). Dalam
hal ini kita membatasi pada jenis kekar yang terbentuk secara tektonik.
Gb. 11 Kekar melembar (foliation/sheeting jointing) akibat pendinginan batuan pada saat pembentukannya
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVIS,FIG 1.7HAL 7
Gb. 12 Kekar meniang (Columnar Jointing)
KLASIFIKASI KEKAR
Berdasarkan :
1. Bentuk : a. Sistematik : Joint set, Joint system.
b. Tak sistematik.
a. Kekar Sistematik
Dijumpai berpasangan.
Arahnya sejajar atau hampir sejajar.
Mempunyai bidang-bidang kekar yang rata atau sedikit melengkung.
Gb.13 Kekar Sistematik dengan bidang-bidangnya yang sejajar
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVIS,Fig 5.23Hal 222
DAVIS,Fig. 5.1,Hal 205
Gb.14 Kekar sistematik membentuk blok yang mirip buatan manusia
Gb.15 Kekar sistematik yang mempunyai pola belah ketupat
2. Ukuran :
Master Joint : puluhan sampai ratusan meter
Master Joint : beberapa meter
Minor Joint
Micro Joint (<1 inch)
Gb.16A Foto udara dari dua set kekar yang cenderung membentuk pola kotak-kotak
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVIS,Fig 5.3Hal 206
DAVIS,Fig 5.30Hal 225
DAVISFig 5.3 BHal 206
Gb.16B Foto udara memperlihatkan Master Joint dengan set tunggal. Jarak antara kekar satu dengan yang lainnya sekitar 20-50 m.
Gb.17 Foto udara memperlihatkan dua set Master Joint berpola belah ketupat
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVISFig 5.3AHal 206
DAVISFig 1.32Hal 24
Gb.18 Besaran Relatif dan Kontinuitas Rekahan
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Diktat kuliah ITB96.. bla..blaa..
njiss tunduh euy….
3. Kerapatan
Kerapatan kekar dinyatakan dengan :
Jumlah persatuan jarak lintasan pengamatan yang dibuat tegak lurus
4. Kejadiannya (secara tektonik)
Secara kejadiannya, kekar dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :
Shear (Kekar Gerus)
Tension (Kekar Tarikan)
a. Kekar Gerus
Ciri-ciri lapangan :
Biasanya bidangnya licin
Memotong seluruh batuan
Memotong komponen batuan
Biasanya ada gores garis
Adanya joint set berpola belah ketupat
Gb.19 Kekar gerus dalam Batupasir berumur Kapur di Pegunungan Tucson, Arizona.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVISFig 5.6Hal 209
Gb.20 Slicken line atau gores garis di atas kekar gerus
b. Kekar Tarikan (Tension)
Bidang kekar tidak rata
Selalu terbuka
Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur biasanya akan berpola kotak-
kotak (Gb.14B)
Karena terbuka, maka dapat terisi mineral atau dengan kata lain Kekar
Tension yang terisi mineral disebut “VEIN”.
Kekar tarikan dapat dibedakan sebagai :
o Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahnya searah
dengan tegasan lihat a, Gb.22
o Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya
atau pengurangan tekanan, orientasinya tegaklurus terhadap gaya
utama. Struktur ini biasa disebut dengan “STYLOLITE” lihat b,
Gb.22.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVID eh DAVISHal 209
8=o gbr naon cik tebagh ??
Gb.22 Ketika sedang mengunjungi Museum di Washington DC, keluarga Davis memusatkan perhatian pada
pembentukan Struktur Stylolite dalam Batugamping penyusun gedung.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVISFig 2.56Hal 82
Gb.21 VEIN
Gb.23 STYLOLITE
Gb.24 Hubungan antara pola tegasan, tension fracture dan release fracture (stylolite)
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
DAVISFig 4.38Hal 176
Dictionare De GeologieHal. 314
Diktat kuliah ITB
Gb.25 Pola kekar, rekahan, sesar minor dan stylolites pada system lipatan silindris
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Diktaatttttt ITB
Gb.26 Hubungan jenis-jenis kekar dengan pola
tegasan
Kekar merupakan salah satu struktur yang sulit untuk diamati, sebab kekar dapat
terbentuk pada setiap waktu kejadian geologi, misalnya sebelum terjadianya suatu lipatan.
Kesulitan lainnya adalah tidak adanya atau relatif kecil pergeseran dari kekar, sehingga tidak
dapat ditentukan kelompok mana yang terbentuk sebelum atau sesudahnya.
Walaupun demikian, di dalam analisa, kekar dapat dipakai untuk membantu menentukan
pola tegasan, dengan anggapan bahwa kekar-kekar tersebut pada keseluruhan daerah terbentuk
sebelum atau pada saat pembentukan sesar. Dalam penentuan jenis sesar cara ini sangat lemah
dan data yang dipakai tidak hanya kekar, tetapi juga jalur sesar yang dapat diamati dari peta
topografi, foto udara dan citra landsat.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Diktat ITBGb 11-15 hal 106
Gbr. 27. Pola kekar yang dapat
dipakai untuk menentukan
gerak sesar.
a. Pola kekar “pinnate”
(struktur bulu ayam)
b. Pola kekar Enchelon
B.2. Analisa Kekar
Seperti dikemukakan oleh beberapa penulis,dan secara tegas oleh Bott (1959) bahwa
pergerakan sesar akan mengikuti arah rekahan gunting (Conjugate Shear). Dengan analisa kekar
dalam penentuan jenis sesar hal ini dapat diterapkan dengan menggunakan pemodelan Anderson
(gbr. 6), dengan patokan sebagai berikut :
1 berada pada titik tengah perpotongan 2 bidang Conjugate Shear yang
mempunyai sudut sempit
2 berada pada titik perpotongan antara 2 bidang Conjugate Shear
3 berada padattitik tengah perpotongan 2 bidang Cojugate Shear yang
mempunyai sudut tumpul.
1 2 3
Orientasi tensional joint searah dengan orientasi 1
Orientasi stylolites dengan orientasi 1 atau searah dengan
orientasi 3
Bidang shear dan tensional membentuk sudut sempit
Bidang shear dengan realease membentuk sudut tumpul
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Diktat Praktikum ITB hal 107
Contoh kasus :
1. Diketahui hasil pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang kekar
tensional menunjukkan titik maxima dengankedudukan 180, N 2680 E. Hasil
pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang stylolites menunjukkan
titik maxima dengan kedudukan 60, 3590 E. Dari hasil analisa topografi terlihat
adanya kelurusan punggungan tunggal yang diduga adalah sesar dengan trend N 290
E. Bila sesar tersebut mengikuti srah punggungan terebut ,
Tentukan : a. Bidang sesarnya
b. Pitch
c. Jenis Sesarnya.
Penyelesaian :
A. Penentuan Bidang Maxima
maka kita dapatkan titik perpotongan antara 2 bidang tersebut yang diasumsikan sebagai
2 .
B. Menentukan bidang sesar :
- plot kelurusan N 290 E
- karena pada pemodelan Anderson semua bidang – bidang struktur akan berpotongan
di titik 2 , maka tentukan bidang sesar dengan strike N 290 E dan kemiringan yang
memotong 2.
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
C. Menentukan pitch
Pitch adalah perpotongan antara bidang normal dengan bidang sesar, maka tentukan bidang
normal yang pole-nya adalah 2 .
Bidang normal N 2000 E/ 200, maka pitch nya 150 NW.
D. Menentukan Jenis Sesar
INGAT !!!! dengan pemodelan :
- Shear yang mempunyai sudut sempit dengan
tensional joint
- Dari bidang sesar yang ada dan setelah melihat
pemodelan, maka sesar memiliki unsur strike slip dekstral dengan pitch 150 NW, dan dip
slipnya naik
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
- Sesar yang diperkirakan :
2. Diketahui :
Hasil pengkonturan proyeksi kutub (pole) dari data bidang-bidang kekar gerus menunjukkan 2
titik maksima, yaitu :
a. 300, N 2900 E
b. 300, N 1200 E
Terlihat kelurusan topografi berarah TL – BDFF, tentukan :
1. Kedudukan 1 ,2 , dan 3
2. Tentukan bidang sesar
3. Tentukan Pitch
4. Tentukan jenis pergerakannya
Penyelesaian :
1. Menentukan kedudukan 1 ,2 , dan 3
1.a gambar kedudukan bidang – bidang ,maksima
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
N 3290 E/780
Pitch 150 NW
Jenisnya Naik Dekstral
Didapat 2 dengan kedudukan 240, N 186
1.b Menentukan 1 dan 3
Ingat !!!!! bahwa 1 berada pada titik tengah dua bidang kekar gerus yang
mempunyai sudut sempit (<900) dan 3 diapit oleh sudut tumpul (>900) dua bidang
kekar gerus.
Tentukan terlebih dahulu bidang normal dimana garis 1 dan 3 terdapat.
Didapat : Bidang normal = N 2760 E/660
Sudut antara 2 bidang diukur mengguanakan “smallcircle” diantara
perpotongan 2 bidang kekar gerus dengan bidang normal, didapat 680
Karena sudut antara 2 bidang shear joint tersebut kurang dari 900, maka 1
terdapat di tengah zona tersebut, dan 3 diukur 900 dengan
menggunakan small circle dari 1 .
Maka didapat 1 = 660, N 20 E
3 = 00, N 960 E atau 00, N 2760 E
2. Menentukan Bidang Sesar
Karena ada kelurusan berarah TL – BD maka bidang pecah yang berkembang dari
“conjugate shear system” adalah bidang a (N200E/600)
3. Menetukan Pitch
Pitch merupakan perpotongan antara bidang kekar gerus dan bidang normal, dihitung
dengan menggunakan small circle, didapat pitch = 620 NE
4. Menentukan Jenis Sesar
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Ingat Pemodelan !!
Kalau 1 relatif ditengah maka sesar relatif bersifat normal. Karena bidang N 200/600
dengan pitch 620 NE mempunyai unsur dip slip normal maka unsur strike slipnya
adalah sinistral. Jadi jenis sesar adalah normal sinistral
(TO BE CONTINUED)
“teori adalah suatu hal yang praktis……
kesukaran ada pada penerapan
dalam realita
karena,
banyak penyimpangan dari teori,
yang bisa terjadi
adalah kebenaran
yang belum terumuskan…..” (he..he..he..he…
he. weleh weleh
uhuk-uhuk……..!)
(Armandita 2000)
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08
Lab. GeodinamikHand Out Praktikum Modul #08