GEOLOGI STRUKTUR(TG 303-SMT GASAL)Heru Sigit Purwanto (Lab.Geologi Dinamis)1. KOMPETENSI DASAR Menjelaskan unsur-unsur struktur batuan dan menganalisis secara geometri, selanjutnya penerapannya dalam eksplorasi geologi.

2. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI a. Dapat mengidentifikasi tentang struktur batuan primer dan sekunderb. Dapat mengerti dan mengidentifikasi tentang semua unsur-unsur pada struktur batuanc. Dapat menjelaskan dan menganalisa dalam penerapan di lapangan

3. BUKU REFERENSI (Wajib)- Davis,G.H & Reynold,J.S.1996. Structural Geology of Rocks and Regions- Twiss,R.J & Moores,E.M.1992. Structural Geology- Ramsay,J.G & Huber,M.I.1983. The Techniques of Modern Structural Geology - Diktat / handout perkuliahan

4. EVALUASI- Ujian tengah semester dan akhir semester- Proposal nilai (40% UTS, 50% UAS, 10 % TGS/HDR/KWS)

MATERI PERKULIAHANPengertian dan dasar geologi struktur( 1 x )Unsur struktur primer dan sekunder( 2 x )Sifat batuan dan kerak bumi( 1 x )Gaya, tegasan dan keterakan( 2 x )Kekar dan kegunaan( 2 x )Ujian Tengah SemesterPengenalan, ciri dan kegunaan sesar( 1 x )Sesar naik, sesar mendatar, sesar turun( 3 x )Pengertian dan klasifikasi lipatan( 1 x )Diskusi dan kisi2 soal ujian( 1 x )Ujian Akhir Semester

PENDAHULUAN

BAGIAN DALAM BUMI

CRUST atau Kerak bumi : terdiri dari Oceanic crust dan Continental crustMantel : bagian terbesar dari bumi, terdiri dari Upper mantle, Asthenosphere, dan Lower mantle.Lithosphere terdiri dari Crust dan Upper mantleCore atau inti bumi : terdiri dari Liquid outer core dan Solid inner core

PROSES YANG BEKERJA PADA BUMI

Proses gaya endogen (Endogenetic process) : pembentukan gunung, dataran tinggi dan rendah dllProses gaya eksogen (Exogenetic process) : pelapukan, erosi (air, angin, es)denodasi dllKeduanya disebut sebagai SIKLUS PERKEMBANGAN BUMI

SIFAT KEINGINTAHUAN MANUSIA MEMPERTAHANKAN DAN MENINGKATKAN KEHIDUPAN

Mempelajari kejadian di alam Untuk mengendali bencana alam Mempelajari proses-proses alam (gempa, gn meletus, gerakan tanah)

Mempelajari susunan alam dan pembentuk bumi Mempelajari susunan lapisan batuan bumi Bahan-bahan yang dikandung bumi (mineral,minyak, gas dll) Untuk perkembangan dan kemajuan kultur

GEOLOGI adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi ;- Sifat-sifat Fisik- Proses-prosesPermukaan &Kerak bumi (Earth Crust)- Evolusi dan benda angkasa.

GEOLOGI

GEOLOGI STRUKTUR & TEKTONIKGEOLOGI STRUKTURIlmu yang mempelajari arsitektur, geometri batuan hasil deformasi. Termasuk gaya dan pergerakan yang mengakibatkan terbentuknya struktur, pergerakan magma, deformasi benda angkasa luar.

TEKTONIK/GEOTEKTONIKIlmu yang membahas tentang gaya/pergerakan yang terjadi di dalam bumi (kulit bumi), dimana mengakibatkan terbentuknya struktur. (Billing72, Price90, Hobbs76) (Sekarang ditekankan pada Tektonik Lempeng)

Mikrotektonik ; Ilmu yg mempelajari deformasi pada kulit bumi (crust) berdasarkan unsur mikrostruktur yang terbentuk

Tektonik Klasik ; Mempelajari struktur geologi yang terbentuk dipermukaan bumi berdasarkan landsat foto udara, kelurusan-kelurusan

Neotectonic ; Mempelajari tentang deformasi kerak bumi yang terjadi pada masa kini

Fenomena tersebut divisualisasikan dalam demensi ruang dan waktu, shg akan dibagi dalam ;Katastrop : deformasi dianggap terjadi sekaliProgresif : deformasi terjadi saat / sesudah sedimentasiSuperpose : def. terjadi secara berulang dlm suatu fase tektonik

TAHAPAN MEMPELAJARI GEOLOGI STRUKTUR

Mengenal jenis-jenis struktur batuan (umumnya dilakukan di lapangan )Pencatatan data strukturPenyajian data ( diagram, peta, penampang )Analisis Interpertasi geologi

ANALISIS STRUKTUR

Deskriptif : mengenali bentuk fisik, geometri, orientasiKinematis : interpretasi gerakan deformasiDinamis : analisis deformasi dari segi gaya dalam skala besar

STRUKTUR BATUANAdalah suatu bentuk atau bangun arsitektur batuan beserta kedudukannya, seperti yang tampak pada singkapan

STRUKTUR PRIMERStruktur yang terbentuk pada saat proses pembentukan batuanStruktur Bidang : bid. perlapisan sedimen, bid. foliasi, bid. ketidakselarasanStruktur Garis : Arah orientasi butiran/frag. Batuan sedimen, arah orientasi struktur sedimen (silang siur )

STRUKTUR SEKUNDERStruktur yg terbentuk akibat respon dari batuan thd gaya yang bekerja padanya.Struktur Bidang : Kekar, sesar, bid. Poros Lipatan, bid. Sayap LipatanStruktur Garis : Jejak Kekar, Jalur Sesar, Gores Garis pd Bid Sesar, Garis Poros Lipatan.

STRUKTUR PRIMERMUD CRACKSRipples or antidunes?

multiple trough cross-stratificationPlannar cross-stratification Convolute laminationshummocky cross-stratification

STRUKTUR SEKUNDER

STRUKTUR BIDANGAdalah struktur yang mempunyai arah dan kedudukan, yaitu JURUS (strike) dan KEMIRINGAN (dip), dibagi dlm 2 katagori :Struktur Bidang Riil : bentuk dan kedudukannya dpt diamati dan diukur secara langsung dilapangan (cth : bid.perlapisan, ketidakselarasan, bid. Sesar, foliasi dan sayap lipatan )Struktur Bidang Semu : bentuk dan kedudukannya hanya dpt diketahui atau didpt dari hasil analisis struktur bid. Riil yang lain (cth : bid.poros atau sumbu lipatan ).Struktur bid.primer : perlapisan, collumnar joint, foliasi, mudcrack, flutecast.Struktur bid.sekunder : bid.kekar, sesar dan sayap lipatan.

Penulisan struktur bidang :Jurus & Kemiringa (azimuth & kwadran )Besar & aArah kemiringan (dip & arah dip )Dinyatakan dengan istilah strike/jurus dan dip/ kemiringan

STRUKTUR SEKUNDER

STRUKTUR GARIS

Struktur garis riil : arah dan kedudukan dapat diamati langsung di lapangan (gores garis, pada bidang sesar )Struktur garis semu : arah dan kedudukan dari orientasi unsur struktur yang membentuk kelurusan / liniasi (liniasi breksiasi, mineral mineral, liniasi struktur sedimen )

Struktur garis primer : penjajaran mineral, liniasi struktur sedimen.Struktur garis sekunder : gores garis, sumbu lipatan, liniasi breksiasi

Dinyatakan dengan istilah : trend (arah penunjaman ), plunge (sudut penunjaman), bearing (arah kelurusan), pitch/rake (sudut pergeseran)

BIDANG SESAR

KONSEP KONSEP GEOLOGI STRUKTURKonsep skala ukuran (mikroskopis, mesoskopis dan makroskopis )Konsep uniformitarianisme atau the present is the key to the past (and to the future) Konsep Hukum Superposisi (dalam urutan batuan sedimen batuan tertua terletak dibagian bawah )Konsep Hukum Horisontalitas (bahwa dalam batuan sedimen adalah hampir horisontal pada awal pengendapannya )Konsep Hukum Penerobosan (bahwa semua batuan beku yang menerobos atau struktur lipatan ataupun sesar umurnya pasti lebih muda dari batuan yg di potong/ sebelum terlipat.Konsep Hukum Pumpelly (Raphael Pumpelly ) bahwa struktur yang berukuran kecil adalah kunci dan menirukan ragam dan orientasi dari struktur yg lebih besar pada generasi yg sama pada daerah tertentu.

SIFAT MEKANIK BATUANSifat Mekanik Batuan terdiri dari 3 katagori , yaitu ; elastik (Elastic) , viskos (Viscous) dan Plastik (Plastic), akan tetapi perilaku mekanik yang ideal tidak pernah di temukan tapi hanya mendekati.Elastis adalah keterakan yg terpulihkan kembali secara langsung apabila tegasan hilang.Viskos adalah perilaku pada air atau magma, deformasi viskos bersifat permanen dan tergantung tegasan dan tingkat keterakannya. Walaupun batuan kebanyakan tidak bersifat viskos, tetapi sifat-sifatnya dapat dijelaskan dapat dijelaskan dengan asumsi perilaku viskos.Plastis adalah perilaku keterakan yg permanen atau semipermanen, bahan tidak bisa kembali lagi sebagian maupun seluruhnya.

SIFAT MATERIAL Homogen (homogeneous) adalah material/ batuan yg sama diseluruh bagian dan dalam setiap ukurannya.Inhomogen (inhomogeneous) sifatnya berbeda secara spasial menurut lokasinya baik dalam bentuk contoh setangan atau secara regional.Isotropis adalah sifat material yang sama disemua arahnya dalam menerima/merespon tegasan. ( batuaun beku, shale dll)Anisotropis adalah sifat material yang berbeda menurut arahnya dalam menerima /merespon tegasan. (batuan skis, breksi dll)

DEFORMASI BATUAN - Geologi struktur diartikan juga sebagai studi mengenai hubungan antara satuan batuan. Hubungan antara satuan batuan ini sangat rumit akibat adanya gejala DEFORMASI. Untuk memahami deformasi pada batuan kita harus mengetahui prinsip sederhana dari gaya yang bekerja dan gejala penyebab deformasi (pergeseran) dalam batuan

Kebanyakan batuan di bumi terlipat kuat, sehingga kita beranggapan bahwa batuan di bumi bersifat plastis sewaktu terjadi perlipatan. Adalah suatu proses yang panjang dari pembentukan batuan yg ada hingga saat ini , yaitu pengendapan, pemadatan, pembatuan, deformasi, retakan dan pergeseran.

Akan tetapi ada faktor yg sukar dijelaskan, diantaranya ; - Batuan kebanyakan bersifat heterogen (susunan mineral) - Biasanya terjadi perubahan kimia, sewaktu batuan mengalami deformasi, karena unsur air yang ada didalamnya. - bahan susunan kerak bumi secara fisik terdiri dari batuan keras /pejal(batuan), cair (air) dan gas.

GAYA, TEGASAN(STRESS) & KETERAKAN (STRAIN)Gaya, adalah dapat diartikan suatu vektor yang dapat merubah atau cenderung mengakibatkan gerak suatu benda. Gaya dapat berupa gaya tekanan atau gaya tolakan.

Sebagai VEKTOR gaya dinyatakan dalam BESARAN dan ARAH, dpt digambarkan sebagai anak panah. Panjang anak panahnya sebanding dengan besarannya gaya, sedangkan arah mata panahnya sama dengan arah gayanya.

Jadi mempelajari GS dapat dipisahkan antara studi tentang GEOMETRI dan STRUKTUR serta studi yang akan menjelaskan mengenai GEJALA yang menyebabkannya terjadi struktur (ukurannya lebih regional).

GAYAGaya sebagai vektor dinyatakan dalam besaran dan arah, dapat digambarkan sbg anak panah (panjang anak panah sebanding dng besaran gaya, sedangkan arah mata panah sama dng arah gaya.

W X

O F = m. a F = Gaya (gr/m2) Z m = massa (gram,pound) Y a = percepatan (detik)

OZ = Gaya Resultante, OX,OY = VektorOW = Equilibrant (penyeimbang)

GAYA-GAYA TURUNANGaya Tarikan (Tension), gaya yg bekerja pada benda yg mengakibatkan terjadinay peregangan pada benda tersebut.Gaya Kompresi (Campression), gaya yg bekerja pada benda dan cenderung menekannya pada benda tersebut.Gaya Kopel, adalah 2 gaya yg bekerja pada suatu benda / bidang tetrapi tidak satu garis kerja dan arahnya tidak sama,Gaya Torsi , adalah gaya yang bekerja pada ujung suatu tabung atrau lempengan yang arahnya berlawanan.

TAHAPAN DEFORMASIDeformasi Anyal (Elastic deformation), deformasi apabila tegasan dihilangkan maka benda akan kembali dalam bentuk dan ukurannya semua.Deformasi Plastis (Plastic deformation), deformasi yg telah melampaui batas elastisitasnya, maka apabila tegasan hilang hanya sebagian yg kembali pada bentuk dan ukurannya semula.Deformasi Pecah (Repture) & Rekahan (Fracture), apabila bahan terkena tegasan akan mengalami retakan atau rekahan dan tidak bisa kembali semula (kekal).

PERUBAHAN AKIBAT DEFORMASI (Respon batuan thd gaya)DILATION ( DILASI )DISTORTION ( DISTORSI )ROTATION ( ROTASI )DISPLACEMENT ( PEMINDAHAN )

TEGASAN (STRESS) DAN KETERAKAN (STRAIN)Tegasan adalah gaya yang bekerja pada suatu bidang yang mempunyai kekuatan dan arah. Sedangkan besaran gaya tersebut dinyatakan sebagai TEGASAN dan dinyatakan sebagai satuan gaya / satuan luas ; F (gaya) (sigma) = ---------- A (satuan luas)

Sifat tegasan dibedakan menjadi : 1/Tegasan Tekanan (Compressional Stress) , 2/ Tegasan Tarikan (Tensional Stress)

Menurut arah dan posisi terhadap bidang referensinya , diuraikan ; - Tegasan NORMAL (Normal Stress) - TEGASAN GESER (Shear Stress) , simbolnya (thou)

N (tegasan normal) adalah tegasan yang bekerja tegak lurus bidang referensi G (tegasan geser ) adalah yang bekerja sejajar bidang referensi

FORCES

TEGASAN UTAMADalam tegasan kita mengenal TENSOR, adalah suatu cara matematis menampilkan suatu kuantitas fisik dengan merujuk pada suatu sistem KOORDINAT (X,Y dan Z)Apabila tegasan mempunyai orientasi tidak sejajar sumbu koordinat, maka terbentuk komponen tegasan normal dan tegasan geser.Sedangkan apabila tegasan berorientasi sejajar sumbu-sumbu koordinat, maka tegasan gerus tidak akan ada (bernilai = nol)Selanjutnya tegasan normal yang ada disebut sebagai TEGASAN UTAMA (Principal Stresses)Dalam hal ketiga tegasan utama tidak sama besar, maka disebut sebagai : TEGASAN UTAMA TERBESAR (Maximum), TEGASAN UTAMA MENENGAH (intermediet) dan TEGASAN UTAMA TERKECIL (Minimum), yang dinotasikan dengan 1 (sigma satu), 2( sigma dua) dan 3 (sigma tiga).

TEGASAN UTAMA SISTEM KEKANDASAN BATUAN

KETERAKAN (STRAIN)Adalah deformasi yang disebabkan oleh tegasan atau merupakan PERUBAHAN BENTUK pada setiap satuan bentuk, dinyatakan secara geometri, sebagai akibat bekerjanya sejumlah GAYA.

Jadi menentukan keterikan merupakan latihan geometri yang didalamnya menyangkut perbandingan antara bentuk (DISTORSI) dan ukuran/volume (DILASI) sebelum dan setelah mengalami kerja oleh GAYA.

STRAIN dapat terjadi dalam berbagai cara ;Perubahan panjang suatu garis (linear strain)Perubahan sudut antara garis garis (shear strain)Perubahan volume (dilation)

1. Keterakan linier terdapat 3 parameter agar linier strain dapat dihitung ; - Extension/elongation (E) - Stretch (S) - Quadratic elongation ()

2. Keterakan geser; besaran sudut yang dibentuk oleh garis-garis yg pada awalnya tegak lurus, oleh karena deformasi menjadi membuat sudut tdk tegak lurus ()

3. Keterakan volume ; perubahan volume pada masa batuan akibat deformasi ; - menutupnya rongga antar butir - larutnya sbgian masa batuan (pressure solution) - frakturasi (terbentuknya rekahan) pada masa batuan

**