DEFORMASI

Terbatas untuk lingkup pendidikan/akademisi kalangan

sendiri

Pendahuluan

• Geologi struktur Ilmu geologi tentang bentuk (arsitektur) batuan akibat proses deformasi

• Deformasi perubahan bentuk dan ukuran pada batuan akibat gaya yang bekerja di dalam bumi

• Batuan-batuan yang terdeformasi akibat gaya yang bekerja pada batuan tersebut bentuk-bentuk arsitektur bumi yang bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain Interpretasi geofisika (data bawah permukaan)

Display Deformasi

Skema DeformasiPENYEBAB DEFORMASI ?

GAYA Batuan Tegangan Batuan mencari

keseimbangan

tegasan <STRAIN>

<STRESS>

Proses pembentukan struktur batuan

disebut DEFORMASI

Deformasi

• Deformasi pada batuan lipatan maupun

patahan/sesar

– Bentuk Lipatan sinklin, antiklin

– Jenis Lipatan simetri, asimetri serta lipatan

rebah (recumbent / overtune)

– Jenis Patahan patahan normal (normal

fault), patahan mendatar (strike slip fault) &

patahan naik ( trustfault)

PRODUK DEFORMASI

Abrasive marks (slickenlines)

on fault slip surfaces

give local kinematic information

200 μm EHT= 20.00 kV WD=9mm Signal A = QBSD Mag = 168X

Date:12 Jun 2007 Time:11:17:30 ESE

Deformasi & Gaya

• Gejala deformasi pada kerak bumi berhadapan dengan persoalan-persoalan gaya

• Gaya suatu aksi yang mempunyai kecenderungan untuk menyebabkan terjadinya perubahan pada gerak atau bentuk daripada bahan

• Mengerti masalah deformasi memahami prinsip dasar mekanika

Experimental work in 1887, carried out by means of clay and a simple

contractional device. This and similar models were made by H. M.

Cadell to illustrate the structures of the northwest Scottish Highlands.

(Fossen, 2010)

Section through a sandstone sample deformed in a triaxial deformation rig. The

light bands are called deformation bands, the sandstone is the Scottish

Locharbrigg Sandstone and the diameter of the cylindrical sample is 10 cm.

Sifat Batuan

• Tidak setiap gaya yang bersifat sama akan menghasilkan suatu deformasi yang berbentuk sama atau menghasilkan suatu gejala struktur geologi yang sama.

• Faktor yang mempengaruhi pembentukan struktur sifat bahan (batuan) yang mengalami deformasi:

– Keanyalan (elastisitet) batuan

– Keplastikan (plastisitet) batuan

– Kerapuhan (brittleness) batuan

– Ketegaran (rigidity) batuan

– Kelikatan (viscocity) batuan

– Kekuatan, dll.

laboratorium

Resume Deformasi

• Deformasi batuan:

Proses yang mengakibatkan

terjadinya deformasi adalah

perpindahan atau pergeseran

yang terjadi di dalam badan

tersebut

Gaya

• Gaya adalah: massa dikalikan percepatan

F = MLT-2

• Merupakan suatu aksi yang dapat menimbulkan

terjadinya perubahan-perubahan pada gerak

dan bentuk daripada bahan yang kemudian

mengakibatkan terbentuknya struktur

Tipe Gaya

• Ada 2 (dua) tipe gaya:

– Body Forces

satuan F / satuan volume

– Surface Force

satuan F/ satuan luas

• Gaya dapat dianggap sebagai suatu vektor mempunyai arah dan besaran

Analisis Vektor

• Analisis Vektor:

– Mencari resultante R dari dua atau lebih

gaya yang bekerja pada satu titik

– Dari suatu gaya, kita dapat menguraikan

dalam komponen-komponen gaya yang

bekerja pada berbagai arah (hukum

parallellogram atau polygon)

Display Gaya Vektor (1)

Display Gaya Vektor (2)

Display Gaya Vektor (3)

Display Gaya Vektor (4)

Sifat Arah Gaya yang bekerja

pada atau dalam kulit bumi (1)1. Gaya yang arahnya berlawanan tetapi bekerja

dalam satu garis, gaya demikian bersifat:

– Tarikan (tension), yaitu gaya yang cenderung

untuk menarik pada suatu benda

– Tekanan (compression), yaitu gaya yang

sifatnya menekan pada suatu benda

2. Berlawanan, sama tetapi bekerja dalam satu

bidang kopel

Sifat Arah Gaya… (2)

3. Berlawanan, tetapi bekerja pada kedua ujung

daripada bahan torsion

4. Gaya-gaya yang bekerja dari segala jurusan

terhadap suatu benda berlangsung di dalam

kulit bumi tekanan lithostatis ↔ Hidrostatic

pressure

Display Sifat Arah Gaya (1)

Display Sifat Arah Gaya (2)

Tegasan & Keterakan Bahan

(Stress & Strain)

• STRESS atau tegasan istilah pada gejala-gejala geologi suatu gaya yang dapat menyebabkan perubahan pada batuan

• Tegasan adalah gaya persatuan luas dapat menyebabkan perubahan pada batuan (Surface Force)

Contoh: Suatu gaya sebesar 25 kg bekerja pada suatu permukaan seluas 10 cm2, maka ini berarti adanya tegasan dalam bahan itu sebesar 2,5 kg per cm2

Tegasan (STRESS)

• Ada 2 (dua) macam tegasan:

– Normal atau direct stress

– Shearing stress

• Suatu badan yang terkena gaya tidak

diubah menjadi gerak dikatakan bahwa

badan tersebut berada dalam keadaan

tegasan (stressed)

Keterakan (STRAIN)

• Perubahan-perubahan yang terjadi, baik perubahan itu dalam wujud, bentuk maupun volume yang terjadi pada suatu bahan yang diakibatkan oleh adanya tegasan wujud dari STRESS

• Keterakan gejala rock deformation

• Perubahan bentuk pada batuan disebut

distortion

• Perubahan ukuran (volume) dilatasi

STRAIN (lanjutan)

• Istilah STRAIN : Ketegangan / Keterikan /

Keterakan

• Perubahan relatif dari posisi parikel-

partikel suatu benda yang ditimbulkan

karena adanya tegasan / STRESS

• STRESS STRAIN (gejala rock

deformation) DEFORMASI

Shortening = proses pengkerutan

Ilustrasi untuk Stress (1)

• Compression (direct stress tipe)

Ilustrasi untuk Stress (2)

• Tension (direct stress tipe)

Ilustrasi untuk Stress (3)

• Shear stress

Sifat daripada bahan (batuan)

di dalam menghadapi gaya

• Bila suatu benda padat (batuan)

menghadapi deformasi dengan tekanan

yang meningkat benda atau bahan

itu akan mengalami perubahan 3 fasa:

–Fasa deformasi anyal

–Fasa deformasi plastis

–Fasa gejala patahan

Fasa deformasi anyal

bila gaya yang bekerja ditiadakan, maka benda itu akan kembali pada bentuk dan

volumenya semula

tidak akan terjadi suatu keterakan yang kekal

dalam keadaan tersebut, keterakan akan sebanding dengan tegasan

Fasa deformasi plastis

bila tegasan pada benda itu

ditingkatkan

batas anyal daripada benda (batuan)

itu telah tercapai dan dilampaui

batuan akan berubah secara kekal

Fasa gejala patahan

Kalau tegasan pada batuan

kita tingkatkan lagi

Akhirnya batuan akan mencapai suatu fase

dimana batuan itu akan patah

Terjadi suatu gejala patahan

5 Faktor yang mempengaruhi

perubahan pada batuan

1. Tekanan penambahan tekanan akan

meningkatkan batas elastisitetnya

2. Suhu peningkatan pada suhu akan

memperlemah sifat dari batuan pada

suhu yang tinggi batuan akan mudah

mengalami perubahan

5 Faktor yang mempengaruhi

perubahan pada batuan (lanjutan)

3. Waktu. Walau tekanan yang lemah (kecil) tetapi jika bekerja dalam waktu yang lam sekali pada suatu batuan lama-lama batuan akan berubah. Contoh: dalam geologi berupa gejala longsor

4. Adanya gejala pelarutan melalui pori-pori dalam batuan

5. Inhomogenetas (ketidakseragaman) dalam susunan lapisan batuan (adanya perlapisan dalam batuan)

PELARUTAN

PRODUK OKSIDASI

oksidasi pada kekar batuan beku oksidasi pada bidang foliasiultra basa batuan metamorf sekis

Beberapa

pengertian

Sumbu-sumbu keterakan, tegasan & ilip

tegasan (stress ellipsoid) dalam struktur

Bila benda berada dalam keadaan ditekan

secara konstan

dalam benda itu selalu mungkin untuk

menarik 3 buah bidang yang akan saling

berpotongan tegak lurus satu sama lainnya

pada satu titik

Display sumbu tegasan 1

2

3

1

2

2

3 3

3

1

2

: sumbu tegasan utama: sumbu tegasan menengah: sumbu tegasan terkecil

Sumbu / poros tegasan utama

• Ketiga garis perpotongan dari bidang-bidang

tersebut akan membentuk susunan principle axes of stress (sumbu / poros tegasan utama)

• Tegasan yang bekerja melalui poros-poros

tersebut tegasan utama (principle stress)

• Satu poros searah dengan tegasan terbesar pada titik itu, yang lainnya searah dengan yang terkecil, dan yang lainnya lagi dengan yang sedang

Distortion & Dilatation (1)

Gaya (tekanan) yang aktif

bekerja pada benda

DEFORMASI

Selisih antara gaya yang

terbesar dan terkecil

Distortion & Dilatation (2)

• Distortion bila ketiga sumbu keterakan berbeda maka arah dimana terjadi pemendekan yang terbesar disebut poros terbesar (utama), yang lainnya intermediate dan least.

• Dilatation bila ketiga sumbu keterakan sama semua (berarti ada pengerutan atau pengembangan dalam perbandingan yang sama) terjadi perubahan volume

Deformasi Irrotational &

Deformasi Rotational

• Deformasi Irrotational

– Apabila pada saat deformasi berlangsung, sumbu-

sumbu keterikan / keterakan dalam keadaan tetap

sejajar dengan sumbu tegasannya

– STRAIN AXES sejajar STRESS AXES

• Deformasi Rotational

– Apabila setelah deformasi sumbu keterikan /

keterakan tidak sejajar dengan sumbu-sumbu

tegasan

– STRAIN AXES tidak sejajar STRESS AXES

Soal-soal

• Terdapat pernyataan: “Tidak setiap gaya

yang sifatnya sama akan menghasilkan

suatu deformasi yang berbentuk sama,

atau dengan istilah lain akan

menghasilkan suatu gejala struktur geologi

yang sama” . Benarkah pernyataan

tersebut, jelaskan dan uraian bagaimana

pendapat Saudara!