Structural Geology Snapshot

  • View
    28

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • Sedimen terendap di dasar samudera dalam bentuk perlapisan (layer-layer) horisontal, kemudian mengalami diagenesis membentuk layer-layer batuan sedimen.

    Gambar kanan memperlihatkan perlapisan batuan sedimen yang merupakan struktur primerstruktur primer struktur yang terbentuk bersamaan dengan pembentukan batuan sedimen.

  • Batuan magmatik juga memper-lihatkan perlapisan primer (magmatik layering) perlapisan yang terbentuk pada saat batuan mengkristal karena adanya proses difrensiasi dalam dapur magma.

    Pegunungan pada foto di atas tersusun oleh aliran lava basal yang terbentuk dalam layer-layer horisontal. Ketebalan setiap lapisan hanya beberapa meter, tetapi penyebarannya cukup luas.

  • Foto di atas menunjukkan perlapisan batuan sedimen yang miring (tilted layering). Sedimen tidak pernah diendapkan dengan posisi awal seperti ini.

    Miringnya perlapisan ini terjadi setelah proses pengendapan dan diagenesa. Hal ini menunjukkan bahwa daerah ini telah mengalami gangguan (deformasi).

  • Foto-foto di atas menunjukkan perselingan layer gelap (kaya piroksin) dan layer terang (kaya plagioklas). Batuan pada foto sebelah kanan tersingkap oleh proses erosi.

    Perlapisan terlihat dengan jelas karena sebagian layer mengalami pelapukan lebih cepat dibanding lapisan lainnya. Tipe ini disebut modal layering. Modal layering adalah struktur primer, dimana layering terbentuk selama kristalisasi batuan.

  • Kadang sulit membedakan antara struktur primer dengan sekunder. Foto di atas memperlihatkan struktur cross-bedding yang terbentuk karena arah arus media transportasi berubah-ubah.

    Struktur seperti ini bisa salah diinterpretasi sebagai reverse fault. Hal ini tentu saja keliru karena struktur ini termasuk struktur primer.

  • Sketsa di atas menggambarkan tiga material dengan sifat mekanik berbeda: karet, permen karet, dan selembar kertas. Apa yang terjadi jika ketiga material tersebut ditarik? Karet dan permen karet tertarik, tapi kertas robek menjadi dua potongan. Saat gaya tarikan hilang, karet kembali ke bentuk semula, sedang permen karet tetap melar.

    Deformasi terdiri atas tiga bentuk berdasarkan perilaku ketiga material tadi, yaitu:1. Deformasi elastis (karet)2. Deformasi ductile (permen karet)3. Deformasi brittle (kertas)

  • Tiga tahap deformasiTiga tahap deformasi

    Saat gaya eksternal bekerja pada suatu material, maka material tersebut mengalami stress. Deformasi (perubahan bentuk) material yang disebabkan oleh stress disebut strain.

    Ilustrasi berikut ini menggambarkan bagaimana material (hijau) awalnya mengalami deformasi elastis, kemudian deformasi plastis (ductile), dan akhirnya deformasi brittle. Batuan umumnya mengalami deformasi melalui ketiga tahap ini.

  • Tiga tahap deformasiTiga tahap deformasi

    Tahap pertama deformasi adalah elasis. Pada tahap ini, jika stress dihilangkan, maka material akan kembali ke bentuk semula.

    Tapi jika stress terus ditingkatkan hingga melewati batas elastisitas material, maka deformasi menjadi permanen.

  • Tiga tahap deformasiTiga tahap deformasi

    Tahap pertama deformasi adalah elasis. Pada tahap ini, jika stress dihilangkan, maka material akan kembali ke bentuk semula.

    Tapi jika stress terus ditingkatkan hingga melewati batas elastisitas material, maka deformasi menjadi permanen.

  • Tiga tahap deformasiTiga tahap deformasi

    Jika stress terus ditingkatkan, material akan patah atau mengalami deformasi brittle.

    Tapi jika stress terus ditingkatkan hingga melewati batas elastisitas material, maka deformasi menjadi permanen.

  • Material akan mengalami deformasi ductile atau brittle jika dikenai stress tergantung pada berbagai faktor, salah satunya adalah temperatur.

    Gambar di atas adalah sebuah lilin. Jika diberikan gaya pada suhu kamar, maka lilin tersebut akan mengalami deformasi brittle.

    Temperatur dan deformasiTemperatur dan deformasi

  • Bagaimana jika eksperimen dilakukan pada T=45o?Jika gaya diberikan pada temperatur ini, maka lilin akan mengalami deformasi ductile. Hal yang sama akan terjadi pada batuan.

    Jika batuan mendapat gaya di dekat permukaan dimana temperatur relatif rendah, maka akan mengalami deformasi brittle. Sebaliknya jika terjadi jauh di bawah permukaan dimana temperatur sangat tinggi, maka akan mengalami deformasi ductile.

    Temperatur dan deformasiTemperatur dan deformasi

  • Gaya yang mendeformasi kerak (crust)Gaya yang mendeformasi kerak (crust)

    Gaya yang mendeformasi kerak terdiri atas tiga tipe: gaya compressive, gaya tensional, dan gaya shearing. Gaya compressive meyebabkan kerak mengalami pemadatan dan pemendekan.

    Gaya tensional menyebabkan ter-jadinya regangan.Gaya shearing mendorong kerak menjadi dua bagian pada arah yang berlawanan.

  • Deformasi brittle pada kerak (crust)Deformasi brittle pada kerak (crust)

    Pada bagian atas kerak dimana temperatur rendah, deformasi brittle berupa sesar (fault) akan terbentuk jika ada gaya deformasi yang bekerja.

    Gaya compression menghasilkan sesar naik (reverse fault).Gaya extension menghasilkan sesar turun (normal fault).Gaya shearing menghasilkan sesar geser (strike-slip fault).

  • Deformasi ductile pada kerak (crust)Deformasi ductile pada kerak (crust)

    Pada bagian bawah kerak dimana temperatur tinggi, deformasi ductile akan terbentuk jika ada gaya deformasi yang bekerja.

    Gaya compression menyebabkan terjadinya lipatan (fold).Gaya tensional menyebabkan terjadinya penipisan dan reganganpada batuan.Gaya shearing menghasilkan shear zones.

  • Ilustrasi di atas menggambarkan perilaku deformasi pada batuan yang mendapatkan gaya yang sama pada kedalaman yang berbeda.

    Pada kedalaman dangkal, terjadi deformasi brittle sesar seperti terlihat pada diagram kecil di sebelah kanan.

    sesar brittle sesar brittle dandan shear zones ductileshear zones ductile

  • Ilustrasi di atas menggambarkan perilaku deformasi pada batuan yang mendapatkan gaya yang sama pada kedalaman yang berbeda.

    Seiring dengan bertambahnya kedalaman, berangsur terjadi deformasi ductile shear zone dimana batuan mengalami penipisan dan rotasi..

    sesar brittle sesar brittle dandan shear zones ductileshear zones ductile

  • Retakan (fractures) adalah struktur deformasi brittle yang terbentuk dekat permukaan yang relatif dingin

    Beberapa contoh struktur deformasiBeberapa contoh struktur deformasi

  • Lipatan (fold) adalah struktur deformasi ductile yang terbentuk jauh di bawah permukaan yang temperaturnya tinggi. Foto di atas menunjukkan layer-layer terang dan gelap yang telah terlipat.

    Orientasi lipatan menunjukkan bahwa batuan terdeformasi oleh gaya compressive yang bekerja pada arah yang ditunjukkan oleh tanda panah kuning.

    Beberapa contoh struktur deformasiBeberapa contoh struktur deformasi

  • Beberapa contoh struktur deformasiBeberapa contoh struktur deformasi

    Foto yang memperlihatkan singkapan gabbro yang telah mengalami deformasi brittle dan ductile. Pada saat gabbro berada jauh di bawah permukaan, terbentuk shear zone.

    Kemudian gabbro mengalami pengangkatan (up-lift) ke dekat permukaan dan terbentuk retakan (fracture).

  • Retakan (fracture)Retakan (fracture)

    Fracture adalah struktur deformasi yang bisa ditemukan pada hampir semua batuan. Foto kiri menunjukkan retakan pada batuan gabbro.

    Foto kanan menunjukkan retakan pada batuan yang telah terisi oleh mineral calcite (CaCO3). Proses pengisian ini terjadi setelah terbentuk retakan pada batuan.

  • Gambar di atas mengilustrasikan sampel batuan yang diletakkan diantara dua piston. Batuan tersebut homogeneous (sifat mekanik batuan sama pada semua arah). Tekanan diberikan pada batuan melalui piston. Apa yang terjadi jika tekanan ditambah?

    Awalnya terjadi deformasi elastis. Jika tekanan diturunkan, batuan kembali ke bentuk semula. Selanjutnya jika tekanan terus ditambah, batuan akan mengalami deformasi permanen. Pada suhu kamarbatuan akan segera mengalami retakan (fracture)

    Pembentukan fracturePembentukan fracture

  • Umumnya fracture terbentuk dalam dua arah. Sudut antara dua arah fracture adalah sekitar 60o.

    Dua set fracture yang terbentuk bersamaan disebut conjugate fractures. Jika tekanan terus bertambah, sesar akan terbentuk.

    Pembentukan fracturePembentukan fracture

  • Saat dua blok kerak bergerak berlawanan antara satu dengan lainnya, sesar terbentuk diantara keduanya.

    Pembentukan sesar adalah proses yang sangat cepat, yang biasanya berhubungan dengan gempabumi (earthquakes).

    sesar (fault)sesar (fault)

  • Hanging wall & foot wallHanging wall & foot wall

    Sesar kadang berasosiasi dengan batuan yang kaya akan mineral bijih. Dua istilah old mining yang masih digunakan dalam geologi adalah hanging wall dan footwall.

    Blok yang terletak di atas bidang sesar disebut hanging wall, sedang yang terletak di bawah footwall disebut footwall.

  • Sesar dapat terbentuk oleh gaya compression, extension, dan shearing. Ilustrasi di atas menunjukkan bagaimana jika yang bekerja adalah gaya tension. Tipe sesar yang terbentuk adalah sesar turun (normal fault).

    Disini hanging wall relatif bergerak turun terhadap footwall. Jika batuan yang mengalami sesar adalah batuan sedimen, maka pada per-mukaan sesar, terlihat bahwa batuan muda terpotong oleh batuan tua.

    Sesar turun (normal fault)Sesar turun (normal fault)

  • Foto di atas menunjukkan sesar normal dimana arah pergerakan relatifnya ditunjukkan oleh tanda panah merah.

    Sesar turun (normal fault)Sesar turun (normal fault)

  • Struktur horst & graben terjadi pada daerah yang mengalami bebera