Konsep Dasar Deformasi dan Jenis-Jenis Struktur Geologi

Konsep Dasar Deformasi

Istilah deformasi sama halnya seperti istilah-istilah lainnya dalam ilmu geologi struktur, digunakan dengan cara yang berbeda oleh orang yang berbeda dan dalam situasi yang berbeda. Pada kebanyakan kasus, khususnya di lapangan, istilah ini mengacu kepada distorsi atau penyimpangan yang terjadi pada sebuah batuan. Sehingga secara harfiah istilah ini dapat berarti perubahan wujud atau bentuk. Deformasi (Hakon Fossen, 2010) merupakan perubahan dari geometri awal menjadi geometri akhir suatu benda padat melalui translasi, rotasi, strain (distorsi) dan/atau perubahan volume, maka deformasi berkaitan dengan posisi partikel sebelum dan sesudah dari sejarah deformasi dan posisi partikel tersebut dapat dihubungkan dengan vektor/arah.

Deformasi Ductile (Ductile Deformation)

Ductile deformation adalah istilah umum untuk menunjukkan hubungan antara material padat yang dikenai tegasan dan perubahan kristal-kristal yang menyusun material. Apabila material terkena tegasan dengan kondisi-kondisi yang menunjang untuk terbentuknya deformasi ductile maka material-material yang menyusun suatu batuan akan mengalir (secara mikroskopis) sehingga tegasan yang bekerja akan terdistribusikan. Hal inilah yang menyebabkan pada deformasi ductile tidak terbentuk diskontinuitas pada tubuh batuan. Jenis deformasi ini akan menghasilkan struktur perlipatan (fold).

- Struktur Lipatan

Lipatan adalah hasil perubahan bentuk atau volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan dari lengkungan pada unsur garis atau bidang didalam bahan tersebut (Ragan, 2009). Menurut Billing (1972) lipatan merupakan bentuk undulasi atau suatu gelombang pada batuan permukaan, sementara Hill (1953) menyatakan bahwa lipatan merupakan pencerminan dari suatu lengkungan yang mekanismenya disebabkan oleh dua proses, yaitu bending (melengkung) dan buckling (melipat). Pada umumnya unsur yang terlibat didalam lipatan adalah struktur bidang, misalnya bidang perlapisan atau foliasi. Lipatan merupakan gejala yang penting, mencerminkan sifat dari deformasi ; terutama gambaran geometrinya berhubungan dengan aspek perubahan bentuk (distorsi) dan perputaran (rotasi).

Sebagai penyederhanaan, suatu lipatan dapat dianggap sebagai suatu bentuk permukaan yang silindris dengan sumbu lipatan sebagai kerangka permukaan tersebut dan unsur-unsurnya dapat ditunjukkan pada suatu penampang (profil) lipatan.

Struktur Lipatan

Deformasi Brittle (Brittle Deformation)

Brittle deformation merupakan perubahan permanen yang terjadi pada material padat yang berkaitan dengan pertumbuhan fracture (rekahan) atau pergerakan dari rekahan tersebut pada saat terbentuk (Pluijm and Marshak, 1997). Fracture adalah istilah umum yang digunakan untuk permukaan material yang kehilangan daya kohesi sehingga mengalami diskontinuitas. Apabila rekahan (fracture) tersebut mengalami pengisian oleh larutan yang kemudian mengkristal menjadi mineral-mineral maka disebut dengan vein. Adapun tipe-tipe dari deformasi brittle adalah kekar dan sesar.

- Kekar

Kekar atau joint merupakan rekahan pada batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran (Billings, 1972). Menurut Mc Clay (1987) kekar adalah susunan teratur dari rekahan-rekahan menerus yang jumlahnya cenderung sedikit sekali atau tidak ada pergeseran, sedangkan menurut Davis (1984) kekar adalah rekahan-rekahan dalam berbagai jenis batuan yang menerus dan bergerak sejajar terhadap bidang rekahan. Hal-hal yang diidentifikasi dalam pengamatan karakteristik kekar di lapangan meliputi pengukuran lebar bukaan kekar, jarak/spasi kekar, posisi kekar pada singkapan batuan, kedudukan kekar, serta pengambilan foto kekar (Billings, 1968).

Pengelompokan kekar berdasarkan parameter tertentu bertujuan untuk mengetahui jenis kekar yang berkembang pada daerah penelitian. Penentuan jenis kekar pada daerah penelitian umumnya berdasarkan bentuk dan genesanya.

Struktur Kekar

Ada 4 tipe dasar kekar-kekar yang umum ditemukan menurut Mc Clay (1987), yaitu :

Dilatation joints: kekar tarikan (extension joint) dengan bidang rekahan normal terhadap tegasan minimum paling sedikit selama pembentukan kekar.

Shear joints: sering berubah, berbentuk menyilang dengan sudut 60^o atau lebih. Bidang kekar dapat menunjukkan jumlah yang kecil dari penggantian gerus.

Kombinasi dari shear dan extension joints: diistilahkan sebagai hybrid joint karena menunjukkan komponen keduanya, yaitu shear dan extension.

Irregular extension joints: kekar tarikan terjadi pada segala arah. Extension joints (sering terjadi akibat tekanan fluida yang tinggi pada pori batuan).

Pengelompokan kekar berdasarkan genetiknya terdiri atas :

Compression Joints atau kekar gerus yaitu kekar yang diakibatkan oleh adanya tekanan biasanya dikenal juga dengan istilah shear joints.

Extention Joints atau kekar tarik merupakan kekar yang diakibatkan oleh tarikan, terbagi atas dua jenis yaitu:

Extension joint yaitu kekar yang disebabkan oleh tarikan / pemekaran.

Release joints yaitu kekar yang disebabkan karena berhentinya gaya bekerja.

- Sesar

Sesar adalah bidang rekahan atau zona rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran (Ragan, 2009). Menurut Ragan (2009) Ada dua hal yang terdapat pada slip batuan yakni slip sejajar dengan kemiringan (dip) bidang patahan dan slip yang sejajar dengan jurus (strike) bidang patahan. Berdasarkan atas hal tersebut, slip batuan diklasifikasikan atas :

  

Cermin Sesar

1. Dip slip

a) Normal slip: blok hangingwall relatif bergerak ke bawah

b) Reverse slip: blok hangingwall relatif bergerak ke atas.

2. Strike slip

a) Right slip: blok sebelah bergerak relatif ke kanan.

b) Left slip: blok sebelah bergerak relatif ke kiri.

Dip slip fault biasa juga disebut normal fault atau reverse fault. Right slip fault juga disebut right-lateral atau dextral faults dan left slip fault juga disebut left lateral atau sinistral fault. Gabungan dari dip slip dan strike slip fault disebut Oblique slip.

Idealnya strike slip fault memiliki arah slip horisontal sedangkan normal dan reverse fault memiliki arah slip searah dengan dip. Namun terdapat penyimpangan dari arah dip slip sebenarnya dan strike slip sebenarnya dalam artian bahwa arah slip (slip direction) memiliki nilai net slip dan rake sehingga patahan tersebut dikatakan oblique (Fossen, 2010).

Billings, 1972. Berdasarkan rake dari net slip sesar dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu :

- Strike slip fault

Apabila net slip sejajar dengan jurus bidang sesar. Dalam hal ini tidak ditemukan komponen dip slip atau besarnya rake net slip = 0^o.

- Dip slip fault

Apabila tidak ditemukan komponen strike slip atau rake net slip = 90^o atau mempunyai komponen dip slip dan strike slip dan lebih kecil dari 90^o.

- Diagonal slip fault

Apabila rake net slip lebih besar dari 0^o.

Anderson (1951), dalam (Fossen, 2010). Membuat klasifikasi sesar berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar. Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu sesar naik (thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar mendatar (wrench fault).