1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Secara umum pengertian geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari tentang
bentuk arsitektur batuan sebagai bagian dari kerak bumi serta menjelaskan
bagaimana proses pembentukannya. Beberapa kalangan berpendapat bahwa
geologi struktur lebih ditekankan pada studi mengenai unsur-unsur struktur
geologi, seperti perlipatan (fold), rekahan (fracture), patahan (fault), dan
sebagainya yang merupakan bagian dari satuan tektonik (tectonic unit).
Sebagaimana diketahui bahwa batuan-batuan yang tersingkap dimuka bumi
memperlihatkan bentuk-bentuk arsitektur yang bervariasi dari satu tempat ke
tempat lainnya. Bentuk arsitektur susunan batuan di suatu wilayah pada umumnya
merupakan batuan-batuan yang telah mengalami deformasi sebagai akibat gaya
yang bekerja pada batuan tersebut. Deformasi pada batuan dapat berbentuk lipatan
maupun patahan atau sesar. Ternyata proses yang menyebabkan batuan-batuan
mengalami deformasi adalah gaya yang bekerja pada batuan batuan tersebut.
1.2 Ruang Lingkup Kajian 1. Pengertian Sesar 9. Sesar Naik
2. Penyebab Sesar 10. Ciri Morfologi Sesar Naik
3. Anatomi Sesar 11. Thrust System
4. Kriteria Pensesaran 12. Hubungan Sesar dan Lipatan
5. Ciri-Ciri Umum Sesar 13. Bahaya Sesar
6. Bentang Alam Pegunungan Sesar 14. Manfaat Sesar
7. Klasifikasi Sesar 15. Sesar Naik di Indonesia
8. Jenis Pergerakan Sesar
2
1.3 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan ini adalah untuk memberi pemahaman mengenai prinsip awal
terjadinya sesar beserta penyebab-penyebab yang mengakibatkan terjadinya sesar.
Di sisi lain tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memberikan pengetahuan
tentang bahaya yang dapat di timbulkan serta keuntungan yang dapat kita
manfaatkan dari adanya salah satu struktur geologi ini.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Sesar
Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran
relatif (displacement) satu blok terhadap blok batuan lainnya, Billing (1959).
Sesar merupakan suatu bidang rekahan yang telah mengalami pergeseran, Ragan
(1973).
Sesar adalah suatu bidang pecah (fracture) yang memotong suatu tubuh batuan
dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya,
Park (1983).
Secara umum sesar (fault) adalah suatu rekahan yang terjadi pada lapisan batuan
yang telah memperlihatkan adanya bukti pergerakan (shear displacement) atau
off-set. Sesar (fault) merupakan suatu zona (fault zone) yang terdiri dari banyak
bidang-bidang sesar yang sejajar dan saling berhubungan (net-work).
Sesar mempunyai bentuk dan dimensi yang bervariasi. Ukuran dimensi sesar
dapat mencapai ratusan kilometer panjangnya (Sesar Semangko) atau hanya
beberapa sentimeter saja. Arah singkapan suatu sesar dapat lurus atau berliku-liku.
Sesar boleh hadir sebagai sempadan yang tajam, atau sebagai suatu zona, dengan
ketebalan beberapa milimeter hingga beberapa kilometer.
2.2 Penyebab Sesar
Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus menerus
mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan 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), gaya tegasan ini
4
umumnya terbagi dalam dua jenis yaitu gaya tegasan seragam dan gaya tegasan
yang tidak seragam. Untuk sistem sesar sendiri disebabkan oleh adanya gaya
tegasan yang sifatnya tidak seragam. Gaya tegasan yang tidak seragam itu dapat
di kelompokan menjadi 3 jenis yaitu:
1. Tegasan tensional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami
peregangan atau mengencang.
2. Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan
mengalami penekanan.
3. Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya dan
berpindahnya batuan.
Gambar 1
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).
5
2. Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation) terjadi apabila sifat gaya
tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible).
3. Retakan atau rekahan (Fracture) terjadi apabila sifat gaya tariknya yang tidak
kembali lagi ketika batuan pecah/retak.
Gambar 2
Gambar 3
6
Sistem sesar terjadi saat tahapan deformasi batuan telah mencapai kondisi
terjadinya rekahan (fractures), dimana pada kondisi ini batuan yang diberikan
gaya tegasan tidak mampu lagi menahannya. Saat batuan yang mengalami
rekahan ini belum mengalami pergeseran maka hal tersebut dinamakan kekar dan
apabila kondisi rekahan ini telah mengalami pergeseran maka hal tersebut
dinamakan sesar. Pada umumnya semua kekar akan membentuk suatu sesar,
apabila secara terus-menerus mengalami pergeseran.
2.3 Anatomi Sesar
Arah pergerakan yang terjadi disepanjang permukaan suatu sesar dikenal sebagai
bidang sesar. Apabila bidang sesarnya tidak tegak, maka batuan yang terletak di
atasnya dikenali sebagai dinding gantung (hanging wall), sedangkan bagian
bawahnya dikenal dengan dinding kaki (footwall).
Gambar 4
Ada dua jenis gelinciran sesar, satu komponen tegak (dip-slip) dan satu komponen
mendatar (strike-slip). Kombinasi kedua-dua gelinciran dikenal sebagai gelinciran
oblik (oblique slip).
7
Gambar 5
Pada permukaan bidang sesar terdapat gores-garis sesar (slicken-side) yang
dicirikan oleh permukaan yang licin, pertumbuhan mineral dan tangga-tangga
kecil. Arah pergerakan sesar dapat ditentukan dari arah gores garisnya.
Gambar 6
8
2.4 Kriteria Pensesaran
a) Sesar Aktif
Sesar yang aktif ditunjukkan oleh rayapan akibat gempa bumi dan pecahan dalam
tanah.
b) Sesar Tidak Aktif
Sesar yang tidak aktif dapat dilihat dari peralihan pada kedudukan lapisan,
perulangan lapisan, perubahan secara tiba-tiba suatu jenis batuan, kehadiran
milonitisasi atau breksiasi, kehadiran struktur seretan (drag-fault), bidang sesar
(fault-plane).
2.5 Ciri-Ciri Umum Sesar
a. Gerak geser dapat lebih cepat daripada erosi sehingga menghasilkan rombakan yang bersatu (bercampur) dengan breksi sesar
b. Gejala seretan, dan pembentukan sesar-sesar sekunder sangat umum
c. Di lapangan sulit dikenal, dan rentan erosi
d. Kedudukan sukar ditentukan dan jalur sesarnya rumit
2.6 Bentang Alam Pegunungan Sesar
1. Punggungan blok sesar (dengan gawir sesar, gawir jalur sesar, faset segitiga,
faset trapezoid).
2. Perbukitan atau Punggungan Horst.
3. Perbukitan atau Punggungan Zona Sesar.
4. Perbukitan atau Punggungan Bancih (Melange).
5. Lembah Graben.
6. Dataran Denudasional Struktur Patahan.
9
Gambar 7
Gambar 8
2.7 Klasifikasi Sesar
Klasifikasi Anderson (1951)
Klasifikasi sesar ini berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab
terbentuknya sesar. Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu
10
sesar naik (reverse and thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar
mendatar (wrench fault).
Gambar 9
Gambar 10
11
Angelier (1979)
Klasifikasi sesar ini berdasarkan gerak relatifnya dan unsur geometrinya, berupa
gores-garis, pitch, sudut kemiringan bidang sesar, pergeseran transversal atau
heave dan pergeseran longitudinal.
Rickard (1972)
Klasifikasi sesar ini berdasarkan dip of fault dan pitch of net slip. Berdasarkan
parameter tersebut jenis sesar ada 6 kelompok besar, yaitu Left slip, Right slip,
Thrust slip, Reverse slip, Normal slip dan lag slip.
Gambar 11
Spencer (1988)
Klasifikasi sesar ini berdasarkan tipe gerakannya, yaitu sesar translasi dan sesar
rotasi. Sesar translasi adalah jenis sesar yang pergerakannya sepanjang garis lurus.
Sesar rotasi adalah jenis sesar yang sifat pergeserannya mengalami perputaran.
12
2.8 Jenis Pergerakan Sesar
1. Apparent Relative Movement
Ditentukan atau diamati sebagai jarak antara dua bagian bidang penunjuk (lapisan,
korok dsb) yang dipotong oleh sesar dinyatakan sebagai separation
2. True Relative Movement
Dinyatakan sebagai slip (net slip) yakni jarak sesungguhnya antara 2 titik yang
tadinya berhimpit. Berdasarkan gerak sebenarnya (slip), sesar dapat dibagi
menjadi dua yaitu dip-slip dan strike-slip, sedangkan oblique-slip apabila
gerakannya mempunyai komponen strike-separation dan dip-separation.
Gambar 12
13
Gambar 13
Gambar 14
Heave : Jarak pergeseran pada bidang horizontal yang memisahkan bagian-bagian dari lapisan.
Throw : Jarak pergeseran pada bidang vertical dari total throw.
14
2.9 Sesar Naik
Sesar yang merupakan hasil dari gaya tegasan kompresional, dimana bagian
hangingwall bergerak relatif kebagian atas dibandingkan footwallnya.
Berdasarkan sudut kemiringannya, sesar naik ini terbagi ke dalam 2 jenis yaitu:
a. Reverse Fault : Sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan curam.
b. Thrust Fault : Sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan landai.
Gambar 15
Gambar 16
15
Gambar 17
2.10 Ciri Morfologi Sesar Naik
Tahap Muda : Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga dengan gejala longsoran
Tahap Dewasa : Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga dengan gejala longsoran
yang lebih intensif; relief lebih rendah
Tahap Tua : Pada sesar naik, gawir-gawir bertangga terdatarkan, gejala
longsoran mulai menghilang; relief hampir datar.
2.11 Thrust System
Sejumlah sesar naik (Thrust zone) yang terbentuk pada periode tektonik yang
sama dinamakan sebagai Thrust Systems (Boyer dan Elliott, 1982). Pada Thrust
System ada dua jenis pola sesar utama, yaitu:
16
Imbricate Fan: Imbricate Fan dicirikan dengan adanya Thrust sheet yang di
dalamnya berkembang struktur lipatan asimetri dan rebah mengikuti arah
Tectonic transport (Boyer dan Elliott, 1982).
Sesar naik dengan pola Imbricate fan atau pola susun genteng dibedakan menjadi
2 (dua) jenis, yaitu Trailling imbricate fan dan Leading imbricate fan. Kedua
jenis pola sesar tersebut dibedakan berdasarkan besarnya jarak pergeseran
(Dispclacement). Trailling imbricate fan dicirikan oleh adanya displacement yang
besar pada bagian paling belakang dari seluruh sesar naik (dilihat dari Tectonic
transport), sebaliknya dinamakan Leading imbricate fan.
Gambar 18
Duplex: Di dalam pola duplex (duplikasi), thrust sheet dilingkupi oleh sesar-sesar
seperti menumpuk. Pada umumnya pola duplex ini sulit dikenali secara visual,
(Boyer dan Elliott, 1982).
17
Gambar 19
Berdasarkan pada posisi bidang sesar terhadap sumbu lipatan dan arah tectonic
transport. Sesar naik yang terbentuk dibagian belakang sumbu lipatan dinamakan
sebagai Forelimb thrust, sedangkan yang berkembang dibagian depan sumbu
lipatan dinamakan sebagai Backlimb thrust.
Berdasarkan pada tectonic transportnya, sesar naik dibedakan menjadi Back thrust
dan Fore thrust. Apabila gerak relatif dari sesar naik searah dengan pada tectonic
transportnya,maka sesar naik tersebut dinamakan sebagai Fore Thrust dan
sebaliknya dinamakan sebagai Back thrust. Back thrust yang terbentuk di dalam
Thrust system maka hal tersebut dapat membentuk Pop-up dan Triangle zone.
Didalam Thrust system, berdasarkan posisi bidang sesarnya dapat relatif sejajar
dengan bidang lapisan batuan yang dinamakan sebagai Flat dan apabila
memotong bidang lapisan dinamakan sebagai Ramp. Apabila posisi flat searah
dengan Tectonic transport dinamakan frontal ramp dan sebaliknya dinamakan
sebagai back thrust. Gerak relatif suatu blok terhadap blok yang lainnya dapat
terjadi sepanjang flat dan ramp. Blok hanging wall yang menumpang di atas flat
dinamakan sebagai hangingwall ramp sedangkan blok foot wall yang berada di
bagian ramp dinamakan sebagai footwall ramp.
18
Terbentuknya sejumlah sesar naik tidak terjadi secara bersamaan melainkan
terbentuk secara berurutan (Sequence of thrusting). Apabila urutan pembentukan
sesar naiknya makin muda ke arah hanging wall dinamakan sebagai Overstep dan
jika terjadi sebaliknya dinamakan sebagai Piggyback. Pembentukan sesar naik
selalu berasosiasi dengan pembentukan lipatan, oleh karenanya pola lipatan dan
sesar naik yang terbentuk relatif bersamaan dinamakan sebagai lipatan anjakan
(Thrust Fold Belt atau Fold Thrust Belt).
Gambar 20
19
Gambar 21
2.12 Hubungan Sesar dan Lipatan
Batuan yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda terhadap gaya tegasan
yang bekerja pada batuan batuan tersebut, dengan demikian kita juga dapat
memperkirakan bahwa beberapa batuan ketika terkena gaya tegasan yang sama
akan terjadi retakan atau terpatahkan, sedangkan yang lainnya akan terlipat.
Geometri dari perlipatan lapisan batuan yang terkena tegasan diperlihatkan
dimana pada tahap awal perlapisan batuan akan terlipat membentuk lipatan
sinklin-antiklin dimana secara geometri bentuk lengkungan bagian luar (outer arc)
akan mengalami peregangan sedangkan lengkungan bagian dalam akan
mengalami pembelahan (cleavage).Apabila tegasan ini berlanjut dan melampaui
batas elastisitas batuan, perlipatan akan mulai terpatahkan (tersesarkan) melalui
bidang yang terbentuk pada sumbu lipatannya.
20
Pada bidang patahan, gaya tegasan akan berubah arah. Ketika batuan batuan yang
berbeda tersebut berada di area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur
menutupi batuan yang bersifat retas, maka batuan yang retas kemungkinan akan
terpatahkan dan batuan yang lentur mungkin hanya melengkung atau terlipat
diatas bidang patahan. Demikian juga ketika batuan batuan yang bersifat lentur
mengalami retakan dibawah kondisi tekanan yang tinggi, maka batuan tersebut
kemungkinan terlipat sampai pada titik tertentu kemudian akan mengalami
pensesaran, membentuk suatu patahan.
Gambar 22
Gambar 23
21
Gambar 24
2.13 Bahaya Sesar a. Terjadinya Tsunami
Proses terjadinya tsunami yang disebabkan oleh adanya sesar. saat terjadi
patahan di dasar laut kemudian bergerak karena adanya tekanan yang
besar kemudian membuat air masuk kedalam celah yang dibuat oleh
pergerakan sehingga membuat laut menjadi dangkal setelah terakumulasi
air keluar celah dengan energi yang terakumulasi dan membuat gelombang
besar mendekati daratan, gelombang menjadi tinggi karena dasar laut yang
dangkal
b. Terjadinya Gempa Tektonik
Gempa bumi biasanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik
dan terjadi di sekitar batas lempeng tektonik. Gempa bumi terjadi apabila
tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat
ditahan oleh lempeng tektonik tersebut, sehingga terjadi sebuah rekahan
dan bahkan rekahan tersebut mengalami pergeseran.
22
Gambar 25
Gambar 26
23
2.14 Manfaat Sesar a. Dapat mengetahui posisi stratigrafi suatu batuan dengan batuan yang lain.
b. Minyak dan gas alam terbentuk dan ditemukan terjebak di dalam lipatan
bawah permukaan.
c. Faults, joint, dan fractures dapat berperan sebagai lorong untuk tanah dan
rumah untuk deposit mineral-mineral industri yang berharga sebagai bijih
emas, perak, tembaga.
d. Unconformities dapat digunakan untuk menandai batas-batas waktu
geologi untuk era, periode, dan zaman.
Gambar 27
24
Gambar 28
Gambar 29
25
Gambar 30
2.15 Sesar Naik di Indonesia
Sesar Bali adalah sesar yang berada pada daerah kepulauan bali dan sekitarnya,
yang terkonsentrasi di selatan busur kepulauan sekitar Jawa Timur Bali dan
Nusatenggara. Pergerakan sesar di daerah ini mecapai 7 9 cm pertahun yang di
pengaruhi aktifitas subduksi lempeng dan aktifitas sesar.
Gambar 31
26
Sesar flores berada pada utara pulau flores Sesar segmen barat dikenal sebagai
Sesar Naik Flores (Flores Thrust) yang membujur dari timur laut Bali sampai
dengan utara Flores.
Gambar 32
Sesar Wetar dikenal sebagai Sesar Naik Wetar (Wetar Thrust) yang membujur
dari utara Pulau Alor hingga Pulau Roman. Sesar ini terjadi desakan lempeng
Indo-Australia, dan di sebelah utara Alor, terdapat sesar aktif busur belakang
(Wetar Thrust).
Gambar 33
27
BAB III
KESIMPULAN
Setiap batuan mempunyai sifat yang berbeda-beda terhadap gaya tegasan yang
bekerja pada batuan tersebut. Suatu batuan retas ketika terkena gaya tegasan yang
sama akan terjadi retakan atau terpatahkan sedangkan batuan yang lentur akan
terlipat. Geometri dari perlipatan lapisan batuan yang terkena tegasan telah
diperlihatkan dimana pada tahap awal perlapisan batuan akan terlipat membentuk
lipatan sinklin dan antiklin dimana secara geometri bentuk lengkungan bagian luar
(outer arc) akan mengalami peregangan sedangkan lengkungan bagian dalam akan
mengalami pembelahan (cleavage). Apabila tegasan ini berlanjut dan melampaui
batas elastisitas batuan, perlipatan akan mulai terpatahkan (tersesarkan) melalui
bidang yang terbentuk pada sumbu lipatannya.
Pada bidang patahan, gaya tegasan akan berubah arah. Ketika batuan batuan yang
berbeda tersebut berada di area yang sama, seperti batuan yang bersifat lentur
menutupi batuan yang bersifat retas, maka batuan yang retas kemungkinan akan
terpatahkan dan batuan yang lentur mungkin hanya melengkung atau terlipat
diatas bidang patahan. Demikian juga ketika batuan batuan yang bersifat lentur
mengalami retakan dibawah kondisi tekanan yang tinggi, maka batuan tersebut
kemungkinan terlipat sampai pada titik tertentu kemudian akan mengalami
pensesaran, membentuk suatu patahan. Sesar merupakan suatu rekahan yang
memperlihatkan adanya sebuah pergeseran. Dari hal tersebut didapat 3 jenis sesar
yaitu:
1. Sesar normal merupakan dimana bagian hanging wall relative turun
terhadap footwallnya.
2. Sesar naik merupakan dimana bagian hanging wall relative naik terhadap
footwallnya.
3. Sesar mendatar merupakan bagian yang terpisah bergerak relative
mendatar pada bidang sesar umumnya tegak (900).
28
Pada sesar naik berdasarkan sudut kemiringan.sesar naik terbagi menjadi 2 jenis
yaitu:
a. Reverse fault : sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan curam.
b. Thrust fault : sesar naik yang mempunyai sudut kemiringan landai.
Sesar juga mempunyai bahaya dan juga keuntungan yang didapatkan dari
keberadaan sesar
1. Bahaya sesar, yaitu:
a. Terjadinya Tsunami
Proses terjadinya tsunami yang disebabkan oleh adanya sesar. saat terjadi
patahan di dasar laut kemudian bergerak karena adanya tekanan yang
besar kemudian membuat air masuk kedalam celah yang dibuat oleh
pergerakan sehingga membuat laut menjadi dangkal setelah terakumulasi
air keluar celah dengan energi yang terakumulasi dan membuat gelombang
besar mendekati daratan, gelombang menjadi tinggi karena dasar laut yang
dangkal
b. Terjadinya Gempa Tektonik
Gempa bumi biasanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik
dan terjadi di sekitar batas lempeng tektonik. Gempa bumi terjadi apabila
tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat
ditahan oleh lempeng tektonik tersebut, sehingga terjadi sebuah rekahan
dan bahkan rekahan tersebut mengalami pergeseran.
2. Keuntungan sesar, yaitu:
a. Dapat mengetahui posisi stratigrafi suatu batuan dengan batuan yang
lain.
b. Minyak dan gas alam terbentuk dan ditemukan terjebak di dalam
lipatan bawah permukaan.
c. Faults, joint, dan fractures dapat berperan sebagai lorong untuk tanah
dan rumah untuk deposit mineral-mineral industri yang berharga
sebagai bijih emas, perak, tembaga.
d. Unconformities dapat digunakan untuk menandai batas-batas waktu
geologi untuk era, periode, dan zaman.
29
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA
http://data.bmkg.go.id/share/Dokumen/artikel-geofisika sesar_naik_belakang_busur_bali-daryono-2010.pdf
http://elearning.pelatihan-osn.com/riddar/kebumian/geologistruktur.pdf
http://file.upi.edu/Direktori/FPIPS/JUR._PEND._GEOGRAFI/195901011989011-YAKUB_MALIK/GEOMORFOLOGI_SESAR.pdf
http://ibnuseven.com/wp-content/uploads/2013/11/10_SESAR-NAIK_8.pdf
http://kartono.sttnas.ac.id/Geologi%20Struktur/3.%20PENGETAHUAN%20DASAR%20SESAR%20DAN%20LIPATAN.pdf
http://petroleumstudies.files.wordpress.com/2009/03/geostruk-3-sesar-faults.pdf
http://repository.upnyk.ac.id/4251/1/Sari.pdf