Aplikasi Kekar

Ir. Siwi Sanyoto, M.T.

Arie Noor Rakhman, S.T., M.T.

Stuktur kekar banyak dipelajari

• Berhubungan erat dengan:– GEOLOGI TEKNIK

– GEOHIDROLOGI

– GEOLOGI MINYAK

– GEOLOGI PERTAMBANGAN

– GEOTHERMAL

Aplikasi Kekar pada Geologi Teknik

• Rekahan merupakan zona-zona lemah mewaspadai keamanan bangunan teknik

• Bangunan teknik: bendungan (dam), terowongan (tunnel), excavation, pondasi, jembatan.

• Syarat keamanan bangunan:– Stabil kekuatan friksi & kohesi

zona lemah– Kedap pengaruh air beban

“melemahkan”

Display kekar pada geol.tek

Keterangan Gambar (1)

• Kedudukan daripada kekar utama letaknya searah dengan arah aliran sungai, ditambah lagi dengan kedudukan daripada bidang perlapisan yang juga miring ke hilir.

• Bidang-bidang lemah dalam batuan ini akan mempermudah geseran-geseran yang diakibatkan oleh tegas (arah panah) yang ditimbulkan dari tekanan air yang tersimpan di belakang bendungan.

Keterangan Gambar (2)

• Arah daripada kekar utama searah dengan aliran dan bidang perlapisan keduanya akan menimbulkan kebocoran. Kekar utama akan menyebabkan kemungkinan keruntuhan

Kekar dalam Pembuatan Terowongan

• Dalam konstruksi terowongan, kekar seringkali menyebabkan terjadinya runtuhan-runtuhan pada bagian atap.

• Pada konstruksi-konstruksi yang dilakukan di bawah permukaan tegasan yang disebabkan karena batuan di sekitarnya akan mengalami penyaluran melalui bidang-bidang tersebut.

Aplikasi Geohidrologi(Kasus 1-1: daerah Kars)

• Daerah Kars Fenomena Kars Sukolilo (Kendeng Utara) munculnya mata-mata air pada rekahan batuan, mengalirnya sungai-sungai bawah tanah dengan lorong gua sebagai koridornya. Sering ditemukan lahan yang sangat kering di permukaan saat musim kemarau pada bagian bagian bukit karena sungai-sungai yang mengalir di permukaan sangat jarang. Aliran air masuk kedalam rekahan batuan kapur atau batugamping (limestone) dan melarutkannya, sehingga di bagian bawah kawasan ini banyak ditemukan sumber-sumber mata air yang keluar melalui rekahan-rekahan batuan.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi(Kasus 1-2: daerah Kars)

• Pemetaan daerah reservoir atau daerah deposit karbonat.

• Suatu contoh, data geologi digunakan oleh ahli geofisika untuk meyakinkan adanya perkembangan reservoir melalui survei-survei geofisika yang memungkinkan untuk menambah bor baru. Batuan karbonat sangat soluble dan brittle, maka batuan ini seringkali memiliki porositas yang sangat besar, yang dikenal dengan channels atau vugs. Karena sifatnya yang brittle, maka pada batuan karbonat sering dijumpai rekahan-rekahan (fractures). Rekahan-rekahan ini barangkali hanya menyokong sedikit pada besaran porositas, namun sangat berarti dalam memperbesar permeabilitas.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 1-3: daerah Kars)

• Fracture porosity dapat terjadi pada batuan pasir maupun karbonat. Pada batuan karbonat, apabila batuan ini terlipat atau terpatah (folded atau faulted) maka akan terbentuk rekahan-rekahan sepanjang bidang datarnya.

• Rekahan ini akan sangat tergantung dari posisi tarikan atau tekanan (compressional or tensional stress environments) yang ada. Apabila terjadi pada daerah kompresi, biasanya berada sepanjang patahan (faults) dan pelipatan yang sangat tajam (sharp folds), maka rekahan yang terjadi akan sangat rapat. Hal ini tidak akan berpengaruh banyak pada besaran porositas dan permeabilitas. Sehingga, reservoir minyak pada daerah ini bisa jadi tidak komersial.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 1-4: daerah Kars)

• Namun sebaliknya, apabila patahan atau pelipatan terjadi pada daerah tarikan (tension) maka akan menghasilkan rekahan-rekahan yang sangat potensial menjadi reservoir minyak yang besar.

• Daerah seperti ini biasanya terjadi pada suatu pelipatan antiklinal, dimana rekahan tensional akan tegak lurus dengan lapisan, baik parallel maupun tegak lurus dengan arah pelipatan.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 2-1: Gempa Jogja)

• Gempa struktur geologi. Gempa bisa berhubungan dengan kehilangan air secara cepat pada batuan yang keras. Pengaruh ini cenderung bersifat lokal, sesuai kondisi batuan dan topografi daerah tertentu

• Gempa bumi bisa menimbulkan retakan baru pada struktur batuan keras sehingga mengubah arah aliran air tanah. Fenomena ini menyebabkan sejumlah sumur dan mata air kering. Perubahan ini bisa bersifat permanen dan sementara, tergantung pada kondisi tanah dan batuan di suatu daerah.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 2-2: Gempa Jogja)

• Rekahan pada batuan beku seperti di daerah vulkanik rekahan batuan akan menyebabkan pengalihan aliran air. Pada batuan beku, material yang menutup di atasnya mudah meloloskan air sehingga aliran air mudah berpindah. Fenomena ini seperti yang terjadi pada air terjun di Hutan Wisata Tlogo Putri. Pascagempa air terjun berubah menjadi rembesan

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 2-3: Gempa Jogja)

• Bila retakan batuan terjadi pada daerah bermaterial aluvium, air tidak akan banyak terpengaruh. Material aluvium seperti lempung, bersifat mengisolasi retakan sehingga air tetap tertahan.

• Pada danau-danau di kawasan karst Gunung Kidul, rekahan batuan relatif tidak berpengaruh karena retakan baru tertutup oleh endapan aluvium

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi(Kasus 2-4: Gempa Jogja)

• Anomali muka air tanah bisa bersifat permanen dan sementara. Bila rekahan memotong muka air tanah dan air keluar di daerah yang terpotong muka air tanah akan turun dan bersifat permanen.

• Keringnya sumur yang ada pada topografi datar dengan material yang homogen cenderung bersifat sementara. Pada musim hujan, air tanah akan kembali seperti semula. Di daerah Sleman dan Bantul, peluang pemulihan ke kondisi semula masih besar.

Aplikasi Kekar pada Geohidrologi (Kasus 2-5: Gempa Jogja)

• GEMPA JOGJA GEOHIDROLOGI JOGJA: “Perubahan muka air tanah ini sebenarnya hal yang biasa saja. Muka air tanah yang ada selama ini adalah produk dari aktivitas tektonisme masa lalu. Kondisi kekurangan air di daerah yang dulu banyak air pernah terjadi di masa lalu akibat gempa bumi”

Aplikasi Kekar pada Geologi Minyak

• Fungsi rekahan (kekar) pada Geologi Minyak:–Sebagai jalan migrasi minyak–Sebagai “reservoir” minyak

Kekar: Fungsi Migrasi (1)

• Walaupun peranan rekahan-rekahan dalam batuan pada migrasi minyak bumi tidak begitu diketahui, namun tidak dapat disangsikan lagi bahwa selama waktu geologi berjalan, sejumlah minyak dan gas bumi dapat bergerak melalui rekahan-rekahan tersebut selama rekahan-rekahan itu terbuka

Kekar: Fungsi Migrasi (2)

• Milgrasi melalui kekar ini dapat menimbulkan larinya minyak dan gas bumi ke permukaan, dan ini menghalangi pembentukan jebakan minyak.

• Kekar dapat menyebabkan jalan keluarnya minyak dari batuan asalnya ke batuan reservoir atau dapat menyebabkan perpindahan dari satu reservoir ke reservoir lainnya menerangkan juga kemungkinan terdapatnya minyak bumi di basement rock yang mempunyai banyak rekahan (Pra Tersier di Indonesia, Kalimantan)

Kekar: Nilai ekonomis (1)

• Kebanyakan produksi minyak dan gas bumi di dunia berasal dari suatu reservoir dimana rekahan walaupun ada, tidak mempengaruhi produksi Minyak dan gas bumi disimpan dalam pori-pori dalam batuan dan bergerak melaluinya menuju sumur pemboran. Tetapi di lain pihak di beberapa daerah minyak adanya struktur rekahan memegang peranan dalam produksi.

Kekar: Nilai ekonomis (2)

• Contoh: – di minyak besar di Irak dan Iran dimana

minyak bumi dihasilkan dari batugamping yang mempunyai rekahan

– Juga di California dari fractured basement– Texas dari batugamping

Kekar: Nilai ekonomis (3)

• Produksi gas bumi dari lapisan batupasir yang rendah porositasnya juga mungkin disebabkan karena pengaruh rekahan yang ada di dalamnya, juga rekahan memungkinkan pengambilan gas bumi dari serpih bitumen (yang melihat keadaan fisiknya, tidak mungkin dapat mengandung atau mengeluarkan gas)

Aplikasi Kekar padaGeologi Pertambangan

• Sebagai jalan untuk larutan• Sebagai ruang untuk pengendapan• Sebagai tempat dimulainya proses

alihan (replacement) minyak• Sistem rekahan batuan

mempengaruhi desain penambangan (quarying) berhubungan juga dgn Geologi Teknik

Aplikasi Kekar: Geologi PertambanganKasus Mangan

• Sebagian besar mineral mangan banyak dijumpai di sekitar batuan metamorf yang sangat keras. Mangan tersebut membentuk suatu jalur di antara rekahan batuan metamorf yang keras. Singkapan mineral mangan ini bisa terlihat di lereng bukit atau tepian sungai di daerah batuan metamorf.

• Metode eksploitasi mangan, umumnya menggunakan peledakan atau secara tradisional membuat suatu jalur bawah tanah (terowongan) diantara rekahan batuan gamping. Daerah eksplorasi mangan antara lain berada di Tasikmalaya, Jawa Barat serta Jember, Jawa Timur.

Aplikasi Kekar: Geologi Pertambangan Kasus Galena dan Cu

• Mineral galena banyak dijumpai di sekitar batuan metamorf dan batuan beku. Galena tersebut membentuk suatu jalur di antara rekahan batuan beku dan metamorf. Singkapan mineral galena ini bisa terlihat di lereng bukit atau tepian sungai di daerah batuan metamorf.

• Pada beberapa tempat, mineral galena ini berdekatan dengan unsur lain seperti tembaga (Cu). Apabila unsur Cu juga dominan pada mineral galena, diperkirakan harga mineral tersebut akan lebih tinggi di pasaran internasional.

• Metode eksploitasi galena umumnya menggunakan peledakan atau secara tradisional membuat suatu jalur bawah tanah (terowongan) diantara rekahan batuan beku. Daerah eksplorasi galena antara lain berada di Nanggroe Aceh Darussalam, Sumatera Barat, Jawa Timur dan Jawa Tengah.

Aplikasi kekar pada Geothermal

• Reservoir panas bumi diduga terbentuk akibat rekahan-rekahan dan kekar-kekar yang terjadi pada proses tektonik dan pembentukan gunungapi.

• Tipe air panas didominasi oleh air bikarbonat, berasal dari “magmatic waters” (deep waters) yang naik kepermukaan melalui rekahan-rekahan batuan dengan membawa unsur-unsur volatil, diantaranya CO2.

Aplikasi kekar pada GeothermalLanjutan 1

• Sirkulasi air tanah Air hujan yang merupakan air meteorik langsung meresap melalui porositas batuan atau melalui rekahan-rekahan yang terbentuk akibat proses deformasi. Air resapan yang melalui batuan breksi dan piroklastik akhirnya bertemu dengan uap panas atau panas yang berasal dari magma sehingga terpanaskan dan terbentuk air panas.

ANALISIS KEKAR

Pengukuran / pencatatan data

Pengeplotan data

Penyajian data

Analisa data

Menggunakan metode statistik

Metode Statistik

Dilakukan dengan:– DIAGRAM ROSET

• Pita radial• Garis radial

– HISTOGRAM• Diagram kontur• Proyeksi Stereografis• Proyeksi Kutub

Tujuan Analisa

• Menentukan kedudukan / arah umum dari kekar

• Menentukan arah umum daripada gaya utama