TUGAS GEOMORFOLOGI
RESUME FLUVIAL PROCESSES
Nama : Ayunda Aulia Valencia
NIM : 12307014
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
Drainage Basin Hydrology
Komponen-komponen utama dari pengeringan basin hidrologi dapat di representasikan oleh sistem dari input, output, storage, dan tranfers.
Runoff atau basin channel runoff adalah kuantitas dari air yang masuk ke aliran sungai dalam suatu basin penampung melewati perioda tertentu, dan dapat ditentukan dari water-balance equation. runoff merupakan ekspresi dari presipitasi, hilang selama proses evapotranspiration dan perubahan dari kelembapan dan penyimpanan air tanah. dalam lingkungan dimana presipitasinya berupa salju, maka persamaan water-balance menjadi rumit karena harus menghitung jumlah air yang dihasilkan selama salju tersebut mencair.
Channel Discharge
Debit air di sungai bervariasi melewati waktu dan tempat pada skala yang berbeda-beda. Perubahan dari debit terhadap waktu direpresentasikan oleh hydrograph, tetapi debit lebih sering diestimasi dari stage hydrograph karena lebih menghemat waktu. Stage hydrograph menunjukkan variasi dari tahapan atau elevasi dari permukaan air terhadap waktu. Stage ini nantinya dapat di konversi ke variasi dari debit menggunakan stage-discharge rating curve, yang di plot adalah perubahan debit terhadap kedalaman.
Debit dapat juga dihubungkan dengan rata-rata dari proses geomorfologi, seperti transport dari sedimen dan larutan dari suatu basin secara keseluruhan, hal ini dapat ditampilkan dengan debit ekuivalen terhadap rata-rata dari kedalam suatu basin.
Spatial Variation
Di mayoritas dari sistem sungai debit meningkat semakin ke muara karena pengaruh dari anak sungai yang semakin menambah jumlah debit ke sungai utama.
Temporal Variation
Dalam lingkungan dengan variasi musim yang jelas dalam presipitasi atau temperature. Aliran sungai akan cenderung bervariasi secara sistematik sepanjang tahun, menjadi yang terbesar pada musim hujan atau sepanjang perioda ketika temperature rendah mengurangi kehilangan air saat evapotranspiration.
hydrographs untuk basin-basin yang kecil di lingkungan basah secara khusus menunjukkan debit yang tetapyang disebut base flow. Berdasarkan gambar, banjir direpresentasikan oleh kenaikan tubuh kurva dengan rapat. Bentuk persis misalnya dari storm hydrograph adalah tergantung dari intensitas, durasi dan luas area dari presipitasi, dan juga sifat hidrologi dari pengeringan basin.
Runoff Generation
kontribusi air dalam aliran sungai dapat dibagi menjadi 2 tipe dalam fungsi kecepatannya untuk memasuki aliran sungai setelah hujan:
Delayed flow : memasuki aliran sungai dengan lambat, disuplai dari air tanah atau dari penetrasi yang lambat oleh air saat menembus tanah.
Quick flow : memasuki aliran sungai segera setelah hujan atau badai. Disebabkan oleh topografi alam, vegetasi, dan tipe tanah pada basin.
Dalam basin yang ditutupi oleh sedikit vegetasi dan permukaannya telah terkompaksi maka kapasitas penyerapan akan rendah sehingga aliran akan melewati darat dan permukaan akan membentuk suatu sistem penyimpanan air yang dikenal partial area model of stream flow generation.
Dalam basin yang ditutupi oleh banyak vegetasi dicirikan oleh kapasitas penyerapan yang sangat baik. aliran akan disebabkan oleh hujan yang jatuh tepat pada aliran sungai dan dari aliran pada area yang telah mengalami saturasi, yang dikenal sebagai variable source area model of stream flow generation.
Rute air menuju aliran sungai utama yang juga tidak kalah penting adalah aliran melalui lingkungan humid, berupa aliran melalui subsurface walaupun hampir seluruh aliran subsurface terlalu lambat untuk dapat berkontribusi pada aliran utama.
Sifat-sifat yang bervariasi dari drainage system dan karakteristik morfologi dari basin juga mempengaruhi terhadap respon runoff terhadap badai. hal ini termasuk densitas sungai dan relief dan bentuk dari basin.
Channel Initiation
Konvergensi merupakan faktor penting dalam perkembangan sungai, lebih jauh menunjukkan bagaimana menyusupnya air melebihi aliran yang melewati darat dapat menyebabkan terjadinya perkembangan anak sungai
Microtopografi dari slope cenderung mengganggu aliran dan menaikkan konsentrasi dari pergerakan air pada formasi anak sungai. tetapi dapat dinetralkan dengan pergeseran lateral dari jalur aliran atau dengan erosi oleh hujan yang cenderung menyeimbangkan permukaan.
Ada model yang dibuat oleh R.E Horton, sebelum terjadi erosi oleh overland flow, maka harus mencapai kedalaman yang memadai sehingga gaya erosi dapat melebihi resistansi dari permukaan tanah.
Sedangkan untuk wilayah yang humid perlu diperhatikan adalah pertemuan dari aliran surface dan subsurface. sungai-sungai juga berasal melalui spring sapping dimana aliran air tanah terkonkentrasi dalam banyak zona-zona permeabel dalam bedrock.
Open Channel Flow
-Resistance to Flow
hambatan dari fluida berubah terhadap bentuk direpresentasikan oleh viscositas, viskositas dibagi menjadi dua :
Molecular viscosity : Disebabkan oleh kohesi.
Dynamic viscosity : Tumbukan antar molekul.
-Laminar and Turbulent flow
suatu fluida yang bergerak melewati suatu permukaan padat yang flat dapat bertindak sebagai suatu "lapisan-lapisan" yang saling meluncur satu sama lain, resistansi dari pergerakan tersebut dihasilkan oleh molecular viscosity, bentuk gerak seperti ini di deskripsikan sebagai laminar flow.
Pergerakan aliran sungai hampir selalu terjadi dalam bentuk turbulent flow yang mana kecepatan dari aliran berfluktuasi ke seluruh arah dalam fluida.
Reynolds Number (Re):
-Flow Regimes
Variasi sungai-sungai terhadap kedalaman dihasilkan oleh irregularitas pada pada dasar sungai menghasilkan gelombang yang membangkitkan berat atau gaya gravitasi. rasio dari kecepatan rata-rata dari aliran terhadap kecepatan dari gelombang – gelombang gravitasi atau ripples yang disebut Froude number (F).
-Velocity of Flow
Tergantung pada :
Gradien
Kekasaran
Bentuk penampang melintang dari sungai.
Fluvial Erosion and Sediment Entrainment
-Erosion of Bedrock Channels
Terdapat 3 proses yang berperan:
Corrosion : Pelapukan kimia dari mineral karena kontak dengan air sungai dan perpindahan dari produk hilir yang mudah larut.
Abrasion
Hydraulic Movement : Perpindahan air saja.
-Sediment Entrainment
Keadaan awal sampai bergerak dari partikel padat dalam fluida disebut entraiment. Terjadi ketika gaya yang vekerja pada partikel melewati gaya hambatan.
Transportasi sedimen :
Fluvial Transport and Deposition
-Modes of Fluvial Transport
Material dapat dipindahkan oleh sungai sebagai partikel padat maupun terlarut. Sejumlah besar berasal dari pelapukan bedrock. Material terlarut ini disebut Solute load (dissolved load). Material yang tergelinding, terseret atau terpentil sepanjang channel disebut bed load (traction load). Fraksi terhalus dinamakan wash load.
-Sediment Transport
Mekanisme rinci tentang pergerakan materi dalam aliran sangat rumit. Namun, masih mungkin untuk dilakukan pendekatan masalah transportasi sedimen ini dengan prinsip-prinsip fundamental fisika. Konsep penting yang terkait energy fluvial adalah kuat arus sungai. Kuat arus didefinisikan sebagai satuan daya per panjang.
-Exogenic Processes and Landforms
-Fluvial Deposition
Kecepatan partikel jatuh ke lantai channel disebut fall velocity yang merupakan fungsi dari densitas, ukuran, dan bentuk serta viskositas dan densitas fluida transportnya. Kondisi lantai channel berubah cepat, jadi sedimen terdeposisi lebih bergantung pada kondisi local bukan kondisi rata-rata.
MOZAIC
Selasa, 23 Februari 2010
Jumat, 12 Februari 2010
CORRECTION TO GRAVITY OBSERVATION
TUGAS GAYA BERAT DAN MAGNET
CORRECTION TO GRAVITY OBSERVATION
Nama : Ayunda Aulia Valencia
NIM : 12307014
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
Gravitimeter dalam melakukan pengukuran tidak memberikan nilai langsung dari gravity, sehingga harus dilakukan koreksi, diantaranya:
Instrumental Drift
Pembacaan nilai gravity pada gravimeter berubah terhadap waktu (drift) sebagai hasil dari rambatan elastic pada pegas, menghasilkan perubahan semu pada nilai gravity di stasiun pengukuran. Instrumental drift dapat dihitung secara sederhana dengan mengulangi pengukuran di stasiun yang sama pada waktu yang berbeda di hari yang sama, setiap 1-2 jam. Hasil dari pengukuran di tempat yang sama tersebut di plot untuk menghasilkan kurva drift.
Tides
Earth tides memberikab perubahan pada nilai gravity di atas 3 g.u. dengan perioda minimum 12 jam. Pengulangan pengukuran pada stasiun yang sama dapat memberikan estimasi koreksi yang diperlukan untuk efek tidal melewati interval-interval singkat. Diukur sebagai tambahan dalam menghitung instrumental drift dari gravimeter.
Latitude
Koreksi latitude biasanya dibuat dengan mengurangkan nilai gravity teoritik menggunakan international gravity formula (g_ϕ) dari nilai gravity hasil observasi (g_obs).
Local latitude Correction:
〖δg〗_L=-8.108sin2ϕ g.u.per km N
Free Air Correction
Koreksi ini digunakan untuk mengoreksi besar nilai gravity pada ketinggian di atas geoid. Nilai normal yang diterima untuk koreksi free air adalah
〖δg〗_F=3.086h g.u.
Nilai ini bernilai positif pada pengukuran di atas MSL dan sebaliknya bernilai negative pada pengukuran di bawah MSL.
Bouguer Correction
Bouguer correction (〖δg〗_B) digunakan untuk menetukan koreksi terhadap massa batuan yang berada diantara stasiun tempat dilakukan pengukuran dan sea level.
(〖δg〗_B) = 2πGρh = ρβh (g.u.), dimana:
Β = 2πG = 0.4192 g.u.m^2Mg^(-1)
G = 6.67 x 〖10〗^(-8) m^3 s^(-2)
ρ = Density (Mgm^3)
h = Height (m)
Untuk survey-survey di laut, bouguer correction diberikan oleh:
(〖δg〗_B) = β(ρ_r-ρ_w)h_w (g.u.)
ρ_r = Densitas batu
ρ_w = Densitas air laut
h_w = Kedalaman (m)
Elevation Correction
Elevation correction (〖δg〗_E) = Free air – Bouguer
〖δg〗_E=〖δg〗_F-〖δg〗_B
〖δg〗_F = 3.086h
〖δg〗_B = 0.4192ρh
〖δg〗_E = (3.086 – 0.4192ρ)h (g.u.)
Terrain Correction
Koreksi ini digunakan untuk mengoreksi besar nilai gravity pada nilai elevasi yang bervariasi, seperti pengaruh bukit-bukit dan lembah.
Gravity of a Hammer Chart segment
〖δg〗_E=2πρG/N[r_2-r_1+(〖r_1〗^2+z^2 )^(1/2)-(〖r_1〗^2+z^2 )^(1/2) ](g.u.)
N = Number of the segment in the ring.
z = Modulus of the difference in elevation between the gravity station and mean elevation of the segment.
ρ = Bouguer correction density (Mg/m^3)
Terrain Correction for a Square Prism
〖δg〗_(prism(i,j))=GρD(1-cosα)K(i,j)
D= Panjang sisi prisma
K(i,j) = matrix of prism coordinates within the grid
Eӧtvӧs Correction
Untuk suatu gravimeter yang berada di kendaraan seperti kapal atau helicopter, pengukuran nilai percepatan gravitasi di sebabkan oleh komponen vertical dari percepatan Coriolis yang merupakan fungsi dari kecepatan dan arah dari kendaraan tersebut, sehingga diperlukan koreksi yang dikenal sebagai Eӧtvӧs Correction, dinamai berdasarkan nama seorang ahli geofisika hungaria Baron von Eӧtvӧs yang menjelaskan konsep ini pada akhir tahun 1880.
〖δg〗_E = 75.08Vcos𝜙sinα + 0.0416V^2 (g.u.)
Atau :
〖δg〗_E = 40.40V’ cos𝜙sinα + 0.012V^2 (g.u.)
𝜙 = degree of geographic latitude
α = azimuth in degree
V and V’ = the speed of the vehicle in knots and kilometers per hour respectively
Error pada Eӧtvӧs Correction [d(〖δg〗_E)] dalam g.u. tergantung error dari kecepatan (dV) dan azimuth (dα), yaitu :
d(〖δg〗_E) = (0.705V’cos𝜙cosα)dα + (40.40cos𝜙sinα +0.024V’)dV’
Derivation of the Eӧtvӧs Correction Equation
〖δg〗_E = 75.08Vcos𝜙sinα + 0.0416V^2 (g.u).
Isostatic Correction
Koreksi ini digunagak ketika nilai densitas pada suatu lapisan menunjukkan variasi secara lateral
Bouguer Anomaly
Bouguer anomaly (〖δg〗_B) adalah perbedaan antara nilai gravity hasil observasi (g_obs) yang hanya dikoreksi dengan dikalikan dengan faktor kalibrasi dari alat dan nilai dari base station (g_base), yaitu :
Δg_B = g_obs + Σ(corr) - g_base
Dengan :
Σ(corr) = 〖δg〗_L+ (〖δg〗_F- 〖δg〗_B )+〖δg〗_TC±〖δg〗_EC±〖δg〗_IC-〖δg〗_D
L = Latitude
F = Free-air
B = Bouguer
TC = Terrain Correction
EC = Eӧtvӧs Correction
IC = Isostatic Correction
D = Drift (including Earth tides).
CORRECTION TO GRAVITY OBSERVATION
Nama : Ayunda Aulia Valencia
NIM : 12307014
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
Gravitimeter dalam melakukan pengukuran tidak memberikan nilai langsung dari gravity, sehingga harus dilakukan koreksi, diantaranya:
Instrumental Drift
Pembacaan nilai gravity pada gravimeter berubah terhadap waktu (drift) sebagai hasil dari rambatan elastic pada pegas, menghasilkan perubahan semu pada nilai gravity di stasiun pengukuran. Instrumental drift dapat dihitung secara sederhana dengan mengulangi pengukuran di stasiun yang sama pada waktu yang berbeda di hari yang sama, setiap 1-2 jam. Hasil dari pengukuran di tempat yang sama tersebut di plot untuk menghasilkan kurva drift.
Tides
Earth tides memberikab perubahan pada nilai gravity di atas 3 g.u. dengan perioda minimum 12 jam. Pengulangan pengukuran pada stasiun yang sama dapat memberikan estimasi koreksi yang diperlukan untuk efek tidal melewati interval-interval singkat. Diukur sebagai tambahan dalam menghitung instrumental drift dari gravimeter.
Latitude
Koreksi latitude biasanya dibuat dengan mengurangkan nilai gravity teoritik menggunakan international gravity formula (g_ϕ) dari nilai gravity hasil observasi (g_obs).
Local latitude Correction:
〖δg〗_L=-8.108sin2ϕ g.u.per km N
Free Air Correction
Koreksi ini digunakan untuk mengoreksi besar nilai gravity pada ketinggian di atas geoid. Nilai normal yang diterima untuk koreksi free air adalah
〖δg〗_F=3.086h g.u.
Nilai ini bernilai positif pada pengukuran di atas MSL dan sebaliknya bernilai negative pada pengukuran di bawah MSL.
Bouguer Correction
Bouguer correction (〖δg〗_B) digunakan untuk menetukan koreksi terhadap massa batuan yang berada diantara stasiun tempat dilakukan pengukuran dan sea level.
(〖δg〗_B) = 2πGρh = ρβh (g.u.), dimana:
Β = 2πG = 0.4192 g.u.m^2Mg^(-1)
G = 6.67 x 〖10〗^(-8) m^3 s^(-2)
ρ = Density (Mgm^3)
h = Height (m)
Untuk survey-survey di laut, bouguer correction diberikan oleh:
(〖δg〗_B) = β(ρ_r-ρ_w)h_w (g.u.)
ρ_r = Densitas batu
ρ_w = Densitas air laut
h_w = Kedalaman (m)
Elevation Correction
Elevation correction (〖δg〗_E) = Free air – Bouguer
〖δg〗_E=〖δg〗_F-〖δg〗_B
〖δg〗_F = 3.086h
〖δg〗_B = 0.4192ρh
〖δg〗_E = (3.086 – 0.4192ρ)h (g.u.)
Terrain Correction
Koreksi ini digunakan untuk mengoreksi besar nilai gravity pada nilai elevasi yang bervariasi, seperti pengaruh bukit-bukit dan lembah.
Gravity of a Hammer Chart segment
〖δg〗_E=2πρG/N[r_2-r_1+(〖r_1〗^2+z^2 )^(1/2)-(〖r_1〗^2+z^2 )^(1/2) ](g.u.)
N = Number of the segment in the ring.
z = Modulus of the difference in elevation between the gravity station and mean elevation of the segment.
ρ = Bouguer correction density (Mg/m^3)
Terrain Correction for a Square Prism
〖δg〗_(prism(i,j))=GρD(1-cosα)K(i,j)
D= Panjang sisi prisma
K(i,j) = matrix of prism coordinates within the grid
Eӧtvӧs Correction
Untuk suatu gravimeter yang berada di kendaraan seperti kapal atau helicopter, pengukuran nilai percepatan gravitasi di sebabkan oleh komponen vertical dari percepatan Coriolis yang merupakan fungsi dari kecepatan dan arah dari kendaraan tersebut, sehingga diperlukan koreksi yang dikenal sebagai Eӧtvӧs Correction, dinamai berdasarkan nama seorang ahli geofisika hungaria Baron von Eӧtvӧs yang menjelaskan konsep ini pada akhir tahun 1880.
〖δg〗_E = 75.08Vcos𝜙sinα + 0.0416V^2 (g.u.)
Atau :
〖δg〗_E = 40.40V’ cos𝜙sinα + 0.012V^2 (g.u.)
𝜙 = degree of geographic latitude
α = azimuth in degree
V and V’ = the speed of the vehicle in knots and kilometers per hour respectively
Error pada Eӧtvӧs Correction [d(〖δg〗_E)] dalam g.u. tergantung error dari kecepatan (dV) dan azimuth (dα), yaitu :
d(〖δg〗_E) = (0.705V’cos𝜙cosα)dα + (40.40cos𝜙sinα +0.024V’)dV’
Derivation of the Eӧtvӧs Correction Equation
〖δg〗_E = 75.08Vcos𝜙sinα + 0.0416V^2 (g.u).
Isostatic Correction
Koreksi ini digunagak ketika nilai densitas pada suatu lapisan menunjukkan variasi secara lateral
Bouguer Anomaly
Bouguer anomaly (〖δg〗_B) adalah perbedaan antara nilai gravity hasil observasi (g_obs) yang hanya dikoreksi dengan dikalikan dengan faktor kalibrasi dari alat dan nilai dari base station (g_base), yaitu :
Δg_B = g_obs + Σ(corr) - g_base
Dengan :
Σ(corr) = 〖δg〗_L+ (〖δg〗_F- 〖δg〗_B )+〖δg〗_TC±〖δg〗_EC±〖δg〗_IC-〖δg〗_D
L = Latitude
F = Free-air
B = Bouguer
TC = Terrain Correction
EC = Eӧtvӧs Correction
IC = Isostatic Correction
D = Drift (including Earth tides).
Senin, 08 Februari 2010
resume geostruk
TUGAS GEOLOGI STRUKTUR
RESUME KULIAH
Nama : Ayunda Aulia Valencia
NIM : 12307014
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
SESAR NORMAL
PENDAHULUAN
Sesar (Faults)
Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran melalui bidang rekahnya. Sesar (fault) dapat berbentuk satu bidang diskrit yang planar atau membentuk suatu zona (fault zone) yang terdiri dari banyak bidang-bidang sesar yang sejajar dan saling berhubungan (net-work)
Pengamatan Sesar
Peta topografi / foto udara / landsat / slar
Pengamatan lapangan
Penyelidikan bawah permukaan
Ciri-Ciri Kenampakan Sesar
Kelurusan-kelurusan bentang alam (gawir, lembah, jalur vegetasi, rona)
Ketidakselarasan bentang alam (pembelokan sungai yang tajam)
Bidang / jalur sesar (bidang, gawir, jalur hancuran / terbreksikan, gouge, milonit dsb)
Sumber air, daerah rawa-rawa dan jeram
Penyimpangan pada arah struktur (hilangnya lapisan, berhenti secara mendadak dan adanya perulangan dsb)
Unsur Struktur Sesar
Slickenside atau slickenline adalah bukti pergerakan (slip) pada bidang sesar. Istilah striation atau fault grooves sering juga digunakan
Sesar membagi batuan menjadi dari dua blok yang tersesarkan yaitu:
Hanging-wall untuk blok yang terletak diatas bidang sesar
Footwall untuk blok yang terletak dibawah bidang sesar
Sesar diklasifikasikan berdasarkan bidangnya menjadi high-angle fault (>45°) dan low-angle fault (<45°)
Berdasarkan pergerakan relatif (slip) sesar dibagi menjadi :
Dip-slip jika pergerakan paralel dengan kemiringan bidang sesar
Strike-slip jika pergerakan paralel dengan strike bidang sesar
Oblique-slip jika pergerakan membentuk sudut pada bidang sesar
Oblique-slip vector dapat didefinisikan sebagai komponen strike-slip ditambah dip-slip atau komponen horizontal ditambah vertikal
Dip-slip dapat didefinisikan sebagai penjumlahan antara komponen vertikal dan horizontal atau throw dan heave
Sesar dapat dibagi berdasarkan pergerakan relatif blok sepanjang bidang sesar, yaitu:
Sesar normal (Normal Fault) jika hanging wall relatif turun terhadap footwall
Sesar naik (Reverse Fault) jika Hangingwall relatif naik terhadap footwall
Sesar geser (Strike-slip fault) dinamakan berdasarkan pergerakan blok didepan bidang sesar. Sinistral bila blok didepan bidang sesar bergerak kekiri dan dextral apabila blok didepan bidang sesar bergerak kekanan
SESAR NORMAL
Sesar turun / normal adalah satu bentuk rekahan pada lapisan bumi yg memungkinkan satu blok batuan bergerak relatif turun terhadap blok lainnya.
Ciri-Ciri:
Diukur dari horizontal, fault plane-nya berorientasi pada kemiringan 30-90 derajat .
Pergerakannya memiliki komponen horizontal maupun vertikal.
Terjadi karena adanya tensional stress dan sebagai hasil dari pergerakan hanging wall yang bergerak relatif turun terhadap footwall.
Batuan muda akan berada di bawah batuan tua.
Contoh Sesar Normal :
Pandangan Struktur Di Dalam Pergerakan Sesar Normal
Garis jurus (stike line) dapat didefinisikan sebagai sebuah garis horizontal yang terletak pada suatu struktur bidang. Sebuah garis jurus pada suatu struktur bidang dapat dibayangkan sebagai perpotongan antara bidang horizontal imajiner dengan struktur bidang tersebut.
Jurus suatu struktur bidang pada lokasi tertentu adalah sudut antara garis jurus dengan utara sebenarnya. Dengan kata lain, jurus adalah sudut antara garis horizontal pada suatu struktur bidang dengan utara sebenarnya
Throw (loncatan vertikal) adalah jarak yang diukur pada bidang vertikal dari slip/separation
Heave (loncatan horizontal) adalah jarak yang diukur pada bidang horizontal
Footwall adalah blok tubuh batuan yang terletak dibawah bidang sesar
Hangingwall adalah blok tubuh batuan yang terletak di atas bidang sesar
Pergerakan Sesar
Separation (pergeseran relatif semu)
Jarak tegak lurus antara bidang yang terpisah oleh sesar dan diukur pada bidang sesar. Komponen dari separation dapat diukur pada arah tertentu, umumnya sejajar jurus atau arah kemiringan bidang sesar.
Slip (pergeseran relatif sebenarnya)
Pergeseran relatif sebenarnya pada sesar, diukur dari blok satu ke blok yang lain pada bidang sesar dan merupakan pergeseran titik-titik yang sebelumnya berimpit. Total pergeseran disebut juga “Net slip”.
BRITTLE FAULTS
Jika proses pergeseran ini terjadi di bagian atas dari kerak bumi dimana temperaturnya rendah dan kemudian diberikan gaya ekstensional, batuan akan terdeformasi secara brittle menjadi sebuah sesar normal. Di level yang lebih bawah daripada kerak dimana temperaturnya lebih tinggi daripada temperature kerak, akan mengakibatkan deformasi ductile mengakibatkan lapisan batuan mengalami penipisan dan stretching.
Brittle Faults dan Ductile Shear Zones
Pada gambar di atas dua bagian kerak bergerak relatif satu sama lain. Dalam kedalaman yang dangkal dimana temperaturnya rendah, jika tebentuk sesar, akan terjadi deformasi brittle. Komposisi batuan akan terpotong oleh sesar, seperti yang terlihat pada gambar.
Brittle Faults dan Ductile Shear Zones
Di bagian bawah dari kerak bumi dimana temperaturnya tinggi, akan terjadi deformasi ductile. Hal ini mengindikasikan bahwa pada suatu deformasi terdapat transisi gradual dari zona brittle di bagian atas dari kerak bumi, menuju zona ductile, dimana intensitas temperaturnya bertambah seiring kedalaman.
DETACHMNENT FAULT
Ciri-ciri:
Diukur dari horizontal, fault plane-nya berorientasi pada kemiringan 30 derajat.
Pergerakannya lebih cenderung horizontal daripada vertical dikarenakan sudut fault plane yang kecil.
Terjadi karena adanya stress tensional.
Detachment sering terdapat pada hi-grade metamorphic rock di footwallnya. Karena temperatur yang tinggi ini, sesar cenderung lebih ductile dan bergerak pada kemiringan yang relatif kecil.
GRABENS DAN HORSTS
Graben adalah blok yang bergerak kebawah yang kedua sisinya terikat oleh sesar normal yang non–parallel.
Horst adalah blok yang terangkat keatas yang dikedua sisinya terikat oleh sesar normal yang non-parallel.
Half Graben
Half graben terjadi ketika sesar yang saling pararel berada di sisi yang bersebelahan dari blok yang terbangun, tetapi blok tersebut memliliki kemiringan karena bergerak turun dalam sebuah graben. Half graben ini memiliki kedalaman di arah yang sama, diantara fault yang saling berotasi.
SESAR LISTRIC
Ciri-Ciri :
Pergerakan sesarnya halus
Merupakan bentuk kedua dari sesar yang berezim ekstensional
Sesar listrik didefinisikan sebagai sesar normal yang melengkung di bagian permukaan sesar yang melekuk keatas.
Dip dari sesar listrik ini berkurang seiring bertambahnya kedalaman.
Sesar ini juga terdapat di zona ekstensional yang yang detachment fracture-nya lebih mengikuti bentuk lengkungan daripada planar. Blok hanging wall dapat berotasi dan meluncur sepanjang fault plane (contoh: slump) atau dapat juga tertarik dari fault utamanya, dan meluncur hanya sepanjang bagian yang dip-nya rendah.
PANDANGAN GEOMETRI DI DALAM PERGERAKAN SESAR NORMAL
Dihubungkan dengan prinsip tegasan utama (pelajari prinsip kekandasan batuan), pola kekar-kekar ini akan mengikuti prinsip tegasan (σ1, σ2, σ3).
σ1 merupakan stress terbesar yang mempengaruhi pergerakan sesar.
σ2 merupakan stress yang tegak lurus dengan σ1 yang memiliki magnitude kecil (atau bahkan 0) yang tidak terlalu berpengaruh terhadap pergerakan sesar.
σ3 merupakan stress gaya yang tegak lurus dengan σ1 dan σ2 yang merupakan hasil dari tekanan yang diberikan oleh σ1.
Beberapa contoh yang dipakai sebagai analisis pergerakan sesar misalnya :
Hubungan antara tegasan utama dan pola kekar gerus yang berpasangan atau bsesar mendatar utama.
Hubungan antara sesar atau jalur sesar dengan struktur kekar (tension gash dan shear) atau lipatan minor yang menyertai.
Hubungan antara dan pola keterakan (strain ellips) di dalam jalur sesar.
Untuk mempermudah dalam memperoleh gambaran tiga dimensi, gambaran pada tampak peta diuraikan sebagai unsur-unsur geometri bidang atau garis. Bidang gambar dapat dianggap sebagai bidang bantu (auxillary plane).
SESAR NAIK (Reverse & Thrust)
Pergerakan yang terjadi pada sesar naik melepaskan tegasan dengan cara ekspansi ke arah atas kerak bersamaan dengan pemendekan secara horizontal, pergerakan berupa reverse slip dimana hanging wall bergerak relative naik terhadap footwall, dan sesar berupa sesar naik/reverse fault, sesar ini telah lama disebut sebagai thrust, atau lebih spesifik sebagailow-angle thrust fault, untuk membedakannya dengan up thrust atau high-angle thrust, yang terbentuk dari rejim tegasan berbeda.
Gambar 8.5 Pergeseran semu ke bawah dan ke atas dari sesar normal dan sesar naik
Keterdapatan umum :
Daerah dengan pengaruh tekanan pergunungan lipatan yang muda
Daerah dengan endapan cekungan yang tebal (back-arc basin)
Sifat-sifat dan gejala di lapangan
Kebanyakan sesar naik mempunyai kemiringan sesar <〖45〗^o sampai mendekati horizontal atau sering disebut sebagai ”low-angle fault”.
Bidang sesarnya merupakan zona kompleks dan jarang merupakan bidang yang halus (smooth) dengan jalur sesar kebanyakan berupa garis lengkung.
Sesar naik dicirikan oleh pola sesar ganda sub-parallel fault, dengan bidang sesar masing-masing searah (subparallel) dengan sumbu lipatan.
Adanya batuan yang lebih tua menumpang ke batuan yang lebih muda.
Adanya seretan (drag) akibat dari pergerakan blok-blok sesar yang menunjukkan gejala yang relatif naik.
Gejala naik umumnya berasosiasi dengan lipatan dan mempunyai hubungan erat dengan pembentukan lipatan. Adapun jenis lipatannya adalah lipatan simetris atau lipatan rebah dengan posisi bidang sesar pada sayap yang curam.
Perulangan dari beberapa lapisan.
LIPATAN (FOLD)
Definisi :
hasil perubahan bentuk volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan pada unsur garis bidang di dalam bahan tersebut.
Lipatan merupakan deformasi ductile; inhomogeneous; perubahan geometri berupa perubahan bentuk (distorsi) dan perputaran (rotasi).
Antiklin adalah lipatan berbentuk konveks (cembung) ke atas, Sinklin adalah lipatan yang konkave (cekung) ke atas.
Kejadian lipatan :
Pembentukan lipatan terjadi melalui proses :
Buckling : karena proses penekanan lateral dari suatu bidang planar, proses pelengkungan terjadi pada kedua sisi selama pemandekan.
Bending : karena pengaruh gaya vertikal pada suatu lapisan.
Geometri lapatan :
- Fold axis (sumbu lipatan/hinge line) : Garis maksimum pelengkungan pada suatu permukaan bidang yang terlipat.
- Axial plane (bidang sumbu) : Bidang yang dibentuk melalui garis-garis sumbu pada satu lipatan. Bidang ini tidak selalu berupa bidang lurus (planar), tetapi dapat melengkung lebih umum dapat disebutkan sebagai Axial surface.
- Fold limb (sayap lipatan) : Secara umum merupakan sisi-sisi dari bidang yang terlipat, yang berada diantara daerah pelengkungan (hinge-zone) dan batas pelengkungan (inflection line).
Sejumlah lipatan dengan skala berbeda-beda dapat saling menumpuk membuat apa yang dinamakan anticlinoria dan synclinoria : maksudnya pada struktur ini, antiklin dan sinklin terbentuk dari lipatan2 kecil yang saling menumpuk.
Kasus khusus dalam perlipatan yang elibatkan perlapisan miring antara lain : perlipatan monoklin dan homoklin (sama/ sejenis).
Klasifikasi :
Penamaan Lapisan Berdasarkan Orientasi :
Hinge lines terletak pada bidang sumbu, tetapi trendnnya hanya akan sejajar pada strike bidang sumbu kalau hinge line tersebut horizontal. Jika hinge line tidak horizontal maka kita mengatakan lipatannya menujam (plunging fold).
Cara lain untuk mengukur geometri perlipatan adalah dengan menggunakan sudut dalam sayap (interlimb angle).
Klasifikasi Lipatan Berdasarkan Perlapisan :
Salah satu cara untuk mengkuantifikasi bentuk lipatan adalah dengan membuat diagram dip isogon. Dip isogon adalah garis yang menghubungkan titik dengan kemiringan yang sama pada sayap lipatan yang berbeda.
Klasifikasi Kinematika Geometri :
Lipatan Cylindrical
Merupakan suatu lipatn dimana permukaannya dapat dibuat atau digambarkan dengan membuat garis sejajar dalam tiga dimensi. Garis ini akan sejajar dengan hinge line dan dinamakan sebagai sumbu lipatan. Hanya lipatan silinderis (Cylindrical) yang mampunyai sumbu lipatan, sehingga cara praktis untuk mengenal lipatan silinderis adalah dengan menplot datanya di stereonet, semua lingkaran besar akan berpotongan disatu titik.
Jenis-jenis lipatan silindris :
Lipatan Sejajar (Paralel Fold) : Tebal lapisan yang diukur tegak lurus bidang perlapisan bersifat tetap atau konstan, jenis khusus lipatan sejajar :
Lipatan Consentrik, mempunyai pusat lingkaran yang sama dan jari-jari lingkaran menurun ke arah pusat lingkaran.
Lipatan Kink, tidak mempunyai satu pusat lingkaran, dicirikan oleh sumbu yang sayap dan sudut lurus.
Lipatan Silmilar, dicirikan tebal lapisan yang sejajar sumbu tetap.
Lipatan Non-Syilindrical
Merupakan lipatan yang bentuk lipatannya berubah terhadap sumbu, jenis khusus lipatan ini adalah :
Lipatan Conical : Permukaan jenis lipatan ini adalah kerucut
Lipatan Sheath : Lipatan khusus yang terbentuk dalam lingkungan strain yang tinggi seperti shear zones dan milonit (Zona sesar berupa serbuk baerbutir halus)
Lipatan Terlipat
Model Kinematik lapisan
Model kinematik perkembangan lipatan dapat dibagi menjadi lima jenis :
Pelengkungan Gaussian (berlaku untuk satu lapisan) : merupakan kebalikan dari pelengkungan jari (C = 1/r_curvatur), terdapat pelengkungan utama (pelengkungan maksimum dan minimum). Hasil perkalian pelengkungan maksimum dan minimum dikenal sebagai Gaussian Curvature (C_gauss=C_max C_min), secara umum dapat diartikan apabila melipat lapisan horizontal pada arah tertentu, akan lebih sulit untuk melipat lagi pada arah berlainan.
Bucling : Berlaku pada perlipatan untuk satu lapisan atau perlapisan yang mempunyai nilai kekuatan cohesive yang tinggi antar lapisannya. Bukti geologi yang umum dijumpai pada lapisan-lapisan terlipat secara buckling adalah : vein, boudind, sesar normal, dll.
Shear Sejajar Perlapisan, terdapat dua jenis komponen dibedakan tebal perlapisannya. Flexural Slip (memiliki ketebalan pasti) dan flexural flow (tebal lapisannya tipis sekali).
Shear Oblique
Aliran pasif pure shear
Lipatan Kink (Kink Fold)
Merupakan jenis khusus dari flexural slip diamana garis sumbunya (fold hinges) mempunyai perlengkungan yang tak berhingga.
FRACTURE
Percobaan dari deformasi brittle menghasilkan dua jenis fractures; extension fracture (mode I) dan shear fracture (mode II). Dimana kedua jenis fracture ini berbeda dalam hal relative orientasi terhadap sumbu utama stress minimum (σ3) dan sejajar terhadap sumbu utama stress (σ1) serta pergerakannya relative normal terhadap bidang permukaan fracture.
Extension fracture adalah tension fracture apabila stress minimum (σ3) bersifat tensile seperti dalam kasus unaxial tension.
Shear fracture terbentuk dalam regime compressi dengan sudut lebih kecil dari 45° terhadap sumbu utama stress (σ1), serta pergerakannya relative sejajar terhadap permukaan fracture.
Extensional fracture dibagi 2 :
-uniaxial tension
-triaxial compression
Kriteria Untuk Tension Fracture
Tesile fracture terjadi apabila stress dalam hal ini tensile (stress negative atau σ3) melewati atau sama dengan kekuatan regangan atau tensile straight (T0) dari materi dalam hal ini batuan.
σn = T0 ; σ=normal stress yang diperlukan untuk membuat fracture
the Griffith law of failure :
σc = √4T0σN- T02
σc ; harga shear stress kritis yang diperlukan untuk pecah (patah)
T0 ; kekuatan tensile
σN ; Normal tensile
Kriteria Untuk Shear Fractures
Terbentuk dalam kondisi kompresi, untuk mengamati pembentukannya percobaan deformasi batuan di laboratorium dilakukan secara kompresi. Dimana onto batuan ditekan/kompresi (σ1) pada harga confining pressure (σ3) yang berbeda-beda. Hasil percobaan diamati secara grafis dengan menggunakan diagram mohr.
Hukum fracture Coulomb
σ c = σ0 + tan φ (σ0)
σc ; harga shear kritis yang diperlukan untuk pecah (patah)
σ0 ; cohesive strength
φ ; sudut geser dalam (angle internal friction)
tan φ ; coefficient of internal friction
σN ; normal stress.
Hukum Coulomb untuk fracture digunakan untuk meramal kondisi dimana suatu shear fracture akan terbentuk dalam kompresi.
Hukum yang menggambarkan kondisi dimana fracture yang ada dalam batuan akan bergerak adalah Byerlee’s Law yaitu modifikasi dari hukum Coulomb, dimana fungsi kohesinya dihilangkan sehingga persamaannya menjadi :
Σc = tan φ (σ0).
SESAR GESER MENDATAR
Pergerakan sepanjang sesar geser terjadi dengan pelepasan tegasan secara lateral pada arah sumbu tegasan normal terkecil dan pemendekan pada arah sumbu tegasan normal terbesar, pergerakan yang terjadi berupa strike-slip/pergeseran. Anderson (1951) menamakan sesar ini sebagai sesar transcurrent/ transcurrent fault, kemudian istilah wrech fault yang digunakan oleh Kennedy diterima penggunaannya. Flaws dan tear faults merupakan sinonim yang kurang lebih sama artinya.
Lipatan dan thrust diakibatkan oleh suatu bidang tegasan sebelumnya dan berbeda atau rejim yang sebelumnya membentuk wrench fault. Pada dataran yang seperti itu, sumbu lipatan dan thrust fault terpotong secara oblique oleh sesar wrench, sumbu lipatan dan thrusts berada pada arah sumbu tegasan normal menengah dari orientasi tegasan sebelumnya dimana relief tegasan ke arah atas dan tidak berdampingan seperti pada rejim wrench terakhir. Perubahan rejim tegasan seperti ini biasa terdapat di mountain-built belts sebagai bentukan orogenic. Contoh luar biasa dari wrench faulting dapat ditemukan di Northwest Highlands di Skotlandia dan Jura Mountain di Perancis. Sesar Semangko di Sumatra dan San Andreas Fault di California merupakan wrench fault terbesar di dunia.
Sifat – Sifat Umum
Panjang, lurus atau lengkung - lebar, sepanjang jejaknya
Kemiringan terjal / curam yang beragam
Lebar, jalur teranyam dengan gouge / mylonit dan gores garis horizontal
Berukuran panjang dan arahnya hampir lurus – mudah dikenal di foto udara
Sembul dan terban yang tidak sistematis
Lipatan – lipatan seretan yang menunjam dan merencong
Tataan stratigrafi yang saling menindih dan tidak sama
Merupakan jalur peka erosi
Yang berukuran besar, mempunyai jumlah pergeseran yang besar : San Andreas 500 km dan Semangko 25 – 100 km
Di atas permukaan, jalur penggerusan / pelenturan - lebar beberapa ratus ribu meter
Pembentukan depresi dan pembubungan – pembubungan akibat pentimpangan pada arah secara merencong
Struktur penyerta; rekahan, lipatan, struktur bentuk bunga (flower structure)
Struktur Penyerta Pada Sesar Mendatar
(Secara teoritis terbentuk pada saat yang bersamaan)
Lipatan merencong (en echelon fold)
Umumnya yang pertama terbentuk
Sejajar poros panjang elip keterakan
Jalur sesar – sesar mendatar ; proses yang terjadi di bagian yang dalam, batuan dasar akan terlibat sesar merambat ke atas melalui sedimen- sedimen tertutup
Sub-tipe : a. Parallel
b. Convergent
c. Divergent
Sesar turun / rekahan tarikan tegak lurus poros lipatan
Sepanjang sesar-sesar mendatar (dextral dan sinistral)
Cara Mempelajari Sesar Mendatar
Studi mekanisme gempa
Pergeseran bentuk geologi yang teramati
Pergeseran dari titik-titik atau bentuk lainnya yang diperoleh dengan cara rekonstruksi
Bentuk- bentuk struktur yang pasti diakibatkan oleh gejala sesar mendatar
Sifat- sifat jalur sesar yang telah terbukti sebagai diakibatkan oleh sesar mendatar
Pencerminan topografi dari gejala sesar mendatar pencerminan
Hubungan secara regional yang menunjukkan ke arah sesar mendatar
Jenis Sesar Mendatar Utama
Sesar Transform
Sesar transform adalah sesar yang tegak yang berakhir secara mendadak pada bentuk struktur lainnya. Sesar tersebut memotong serta menggeser pematang samudra; gejala strike – slip hanya terbatas pada sebagian sesar yang terdapat di antara kedua penampang itu saja. Sekelompok sesar yang terdapat di lantai samudra dan tidak terdapat kesamaannya di benua. Memotong pematang dan menggesernya dengan arah mendatar yang berlawanan dengan arah pergeseran pematang (King P.B, 1967)
Sesar Utama di Indonesia
(Sesar Sumatra, Sesar Palu - Koro, Sesar Sorong)
Perbedaan Antara Sesar Transform Sesar Jurus – Mendatar
Sesar Transform Sesar Jurus - Mendatar
Khusus di lantai (kerak) samudra Khusus di kerak benua
Slip dan separation berlawanan arah Slip dan separation berarah sama
Pergeseran sepanjang pematang tetap konstan walaupun slip terus berjalan Pergeseran akan meningkat dengan meningkatnya slip
Kegempaan hanya sebagian Terdapat pada setiap batas sesar dan pada ujung sesar
Slip berakhir secara tiba-tiba pada ujung pematang Slip berakhir secara berangsur
Gerakan secara menerus Gerakan secara ellipsoid
Sejajar dengan arah transform Menyilang
Hanya sedikit menimbulkan deformasi pada lempeng Banyak menimbulkan deformasi
Jenis Sesar berdasarkan Sifat Pergesran Relatif Sebenarnya
Strike slip fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari :
Strike left slip fault (sinitral)
Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kiri
Strike right slip fault (dextral)
Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kanan
Status Sesar
Penyajian struktur sesar dalam peta tergantung dari status (tingkat keabsahannya)
Pasti adalah bukti-bukti cukup, arah, dan jenis pergeseran dapat ditentukan
Ditafsirkan / diperkira bukti- bukti cukup, arah, dan atau jenis pergeseran sebenarnya sebelum dapat ditentukan
Diduga bukti kurang, gejala ada, belum pasti tentang ada tidaknya
Strike-Slip Fault System
Structural pattern of dextral simple shear couple
Local structures formed as a result of fault temination
Local transpression and transtention on a branching strike-slip fault system
Flower structures
Formataion of strike-slip duplexes
(Park, 1989)
Near Las Vegas, Nevada
Oblique Slip Fault
Oblique slip fault adalah pergeseran miring relatif sebenarnya terhadap bidang sesar. Untuk penamaan sesar ini dipakai kombinasi istilah “dip slip dan strike slip” seperti di bawah ini.
Normal left slip fault
Normal right slip fault
Reverse right slip fault
Reverse right slip fault
Vertical oblique slip fault
DAFTAR PUSTAKA
Sapiie, Benyamin dan Harsolumakso, Agus H. 2008. Prinsip Dasar Geologi Struktur. Bandung: ITB.
Slide Kuliah Geologi Stuktur Program Studi Teknik Geologi ITB.
www.wikipedia.com
RESUME KULIAH
Nama : Ayunda Aulia Valencia
NIM : 12307014
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
SESAR NORMAL
PENDAHULUAN
Sesar (Faults)
Sesar atau patahan adalah rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran melalui bidang rekahnya. Sesar (fault) dapat berbentuk satu bidang diskrit yang planar atau membentuk suatu zona (fault zone) yang terdiri dari banyak bidang-bidang sesar yang sejajar dan saling berhubungan (net-work)
Pengamatan Sesar
Peta topografi / foto udara / landsat / slar
Pengamatan lapangan
Penyelidikan bawah permukaan
Ciri-Ciri Kenampakan Sesar
Kelurusan-kelurusan bentang alam (gawir, lembah, jalur vegetasi, rona)
Ketidakselarasan bentang alam (pembelokan sungai yang tajam)
Bidang / jalur sesar (bidang, gawir, jalur hancuran / terbreksikan, gouge, milonit dsb)
Sumber air, daerah rawa-rawa dan jeram
Penyimpangan pada arah struktur (hilangnya lapisan, berhenti secara mendadak dan adanya perulangan dsb)
Unsur Struktur Sesar
Slickenside atau slickenline adalah bukti pergerakan (slip) pada bidang sesar. Istilah striation atau fault grooves sering juga digunakan
Sesar membagi batuan menjadi dari dua blok yang tersesarkan yaitu:
Hanging-wall untuk blok yang terletak diatas bidang sesar
Footwall untuk blok yang terletak dibawah bidang sesar
Sesar diklasifikasikan berdasarkan bidangnya menjadi high-angle fault (>45°) dan low-angle fault (<45°)
Berdasarkan pergerakan relatif (slip) sesar dibagi menjadi :
Dip-slip jika pergerakan paralel dengan kemiringan bidang sesar
Strike-slip jika pergerakan paralel dengan strike bidang sesar
Oblique-slip jika pergerakan membentuk sudut pada bidang sesar
Oblique-slip vector dapat didefinisikan sebagai komponen strike-slip ditambah dip-slip atau komponen horizontal ditambah vertikal
Dip-slip dapat didefinisikan sebagai penjumlahan antara komponen vertikal dan horizontal atau throw dan heave
Sesar dapat dibagi berdasarkan pergerakan relatif blok sepanjang bidang sesar, yaitu:
Sesar normal (Normal Fault) jika hanging wall relatif turun terhadap footwall
Sesar naik (Reverse Fault) jika Hangingwall relatif naik terhadap footwall
Sesar geser (Strike-slip fault) dinamakan berdasarkan pergerakan blok didepan bidang sesar. Sinistral bila blok didepan bidang sesar bergerak kekiri dan dextral apabila blok didepan bidang sesar bergerak kekanan
SESAR NORMAL
Sesar turun / normal adalah satu bentuk rekahan pada lapisan bumi yg memungkinkan satu blok batuan bergerak relatif turun terhadap blok lainnya.
Ciri-Ciri:
Diukur dari horizontal, fault plane-nya berorientasi pada kemiringan 30-90 derajat .
Pergerakannya memiliki komponen horizontal maupun vertikal.
Terjadi karena adanya tensional stress dan sebagai hasil dari pergerakan hanging wall yang bergerak relatif turun terhadap footwall.
Batuan muda akan berada di bawah batuan tua.
Contoh Sesar Normal :
Pandangan Struktur Di Dalam Pergerakan Sesar Normal
Garis jurus (stike line) dapat didefinisikan sebagai sebuah garis horizontal yang terletak pada suatu struktur bidang. Sebuah garis jurus pada suatu struktur bidang dapat dibayangkan sebagai perpotongan antara bidang horizontal imajiner dengan struktur bidang tersebut.
Jurus suatu struktur bidang pada lokasi tertentu adalah sudut antara garis jurus dengan utara sebenarnya. Dengan kata lain, jurus adalah sudut antara garis horizontal pada suatu struktur bidang dengan utara sebenarnya
Throw (loncatan vertikal) adalah jarak yang diukur pada bidang vertikal dari slip/separation
Heave (loncatan horizontal) adalah jarak yang diukur pada bidang horizontal
Footwall adalah blok tubuh batuan yang terletak dibawah bidang sesar
Hangingwall adalah blok tubuh batuan yang terletak di atas bidang sesar
Pergerakan Sesar
Separation (pergeseran relatif semu)
Jarak tegak lurus antara bidang yang terpisah oleh sesar dan diukur pada bidang sesar. Komponen dari separation dapat diukur pada arah tertentu, umumnya sejajar jurus atau arah kemiringan bidang sesar.
Slip (pergeseran relatif sebenarnya)
Pergeseran relatif sebenarnya pada sesar, diukur dari blok satu ke blok yang lain pada bidang sesar dan merupakan pergeseran titik-titik yang sebelumnya berimpit. Total pergeseran disebut juga “Net slip”.
BRITTLE FAULTS
Jika proses pergeseran ini terjadi di bagian atas dari kerak bumi dimana temperaturnya rendah dan kemudian diberikan gaya ekstensional, batuan akan terdeformasi secara brittle menjadi sebuah sesar normal. Di level yang lebih bawah daripada kerak dimana temperaturnya lebih tinggi daripada temperature kerak, akan mengakibatkan deformasi ductile mengakibatkan lapisan batuan mengalami penipisan dan stretching.
Brittle Faults dan Ductile Shear Zones
Pada gambar di atas dua bagian kerak bergerak relatif satu sama lain. Dalam kedalaman yang dangkal dimana temperaturnya rendah, jika tebentuk sesar, akan terjadi deformasi brittle. Komposisi batuan akan terpotong oleh sesar, seperti yang terlihat pada gambar.
Brittle Faults dan Ductile Shear Zones
Di bagian bawah dari kerak bumi dimana temperaturnya tinggi, akan terjadi deformasi ductile. Hal ini mengindikasikan bahwa pada suatu deformasi terdapat transisi gradual dari zona brittle di bagian atas dari kerak bumi, menuju zona ductile, dimana intensitas temperaturnya bertambah seiring kedalaman.
DETACHMNENT FAULT
Ciri-ciri:
Diukur dari horizontal, fault plane-nya berorientasi pada kemiringan 30 derajat.
Pergerakannya lebih cenderung horizontal daripada vertical dikarenakan sudut fault plane yang kecil.
Terjadi karena adanya stress tensional.
Detachment sering terdapat pada hi-grade metamorphic rock di footwallnya. Karena temperatur yang tinggi ini, sesar cenderung lebih ductile dan bergerak pada kemiringan yang relatif kecil.
GRABENS DAN HORSTS
Graben adalah blok yang bergerak kebawah yang kedua sisinya terikat oleh sesar normal yang non–parallel.
Horst adalah blok yang terangkat keatas yang dikedua sisinya terikat oleh sesar normal yang non-parallel.
Half Graben
Half graben terjadi ketika sesar yang saling pararel berada di sisi yang bersebelahan dari blok yang terbangun, tetapi blok tersebut memliliki kemiringan karena bergerak turun dalam sebuah graben. Half graben ini memiliki kedalaman di arah yang sama, diantara fault yang saling berotasi.
SESAR LISTRIC
Ciri-Ciri :
Pergerakan sesarnya halus
Merupakan bentuk kedua dari sesar yang berezim ekstensional
Sesar listrik didefinisikan sebagai sesar normal yang melengkung di bagian permukaan sesar yang melekuk keatas.
Dip dari sesar listrik ini berkurang seiring bertambahnya kedalaman.
Sesar ini juga terdapat di zona ekstensional yang yang detachment fracture-nya lebih mengikuti bentuk lengkungan daripada planar. Blok hanging wall dapat berotasi dan meluncur sepanjang fault plane (contoh: slump) atau dapat juga tertarik dari fault utamanya, dan meluncur hanya sepanjang bagian yang dip-nya rendah.
PANDANGAN GEOMETRI DI DALAM PERGERAKAN SESAR NORMAL
Dihubungkan dengan prinsip tegasan utama (pelajari prinsip kekandasan batuan), pola kekar-kekar ini akan mengikuti prinsip tegasan (σ1, σ2, σ3).
σ1 merupakan stress terbesar yang mempengaruhi pergerakan sesar.
σ2 merupakan stress yang tegak lurus dengan σ1 yang memiliki magnitude kecil (atau bahkan 0) yang tidak terlalu berpengaruh terhadap pergerakan sesar.
σ3 merupakan stress gaya yang tegak lurus dengan σ1 dan σ2 yang merupakan hasil dari tekanan yang diberikan oleh σ1.
Beberapa contoh yang dipakai sebagai analisis pergerakan sesar misalnya :
Hubungan antara tegasan utama dan pola kekar gerus yang berpasangan atau bsesar mendatar utama.
Hubungan antara sesar atau jalur sesar dengan struktur kekar (tension gash dan shear) atau lipatan minor yang menyertai.
Hubungan antara dan pola keterakan (strain ellips) di dalam jalur sesar.
Untuk mempermudah dalam memperoleh gambaran tiga dimensi, gambaran pada tampak peta diuraikan sebagai unsur-unsur geometri bidang atau garis. Bidang gambar dapat dianggap sebagai bidang bantu (auxillary plane).
SESAR NAIK (Reverse & Thrust)
Pergerakan yang terjadi pada sesar naik melepaskan tegasan dengan cara ekspansi ke arah atas kerak bersamaan dengan pemendekan secara horizontal, pergerakan berupa reverse slip dimana hanging wall bergerak relative naik terhadap footwall, dan sesar berupa sesar naik/reverse fault, sesar ini telah lama disebut sebagai thrust, atau lebih spesifik sebagailow-angle thrust fault, untuk membedakannya dengan up thrust atau high-angle thrust, yang terbentuk dari rejim tegasan berbeda.
Gambar 8.5 Pergeseran semu ke bawah dan ke atas dari sesar normal dan sesar naik
Keterdapatan umum :
Daerah dengan pengaruh tekanan pergunungan lipatan yang muda
Daerah dengan endapan cekungan yang tebal (back-arc basin)
Sifat-sifat dan gejala di lapangan
Kebanyakan sesar naik mempunyai kemiringan sesar <〖45〗^o sampai mendekati horizontal atau sering disebut sebagai ”low-angle fault”.
Bidang sesarnya merupakan zona kompleks dan jarang merupakan bidang yang halus (smooth) dengan jalur sesar kebanyakan berupa garis lengkung.
Sesar naik dicirikan oleh pola sesar ganda sub-parallel fault, dengan bidang sesar masing-masing searah (subparallel) dengan sumbu lipatan.
Adanya batuan yang lebih tua menumpang ke batuan yang lebih muda.
Adanya seretan (drag) akibat dari pergerakan blok-blok sesar yang menunjukkan gejala yang relatif naik.
Gejala naik umumnya berasosiasi dengan lipatan dan mempunyai hubungan erat dengan pembentukan lipatan. Adapun jenis lipatannya adalah lipatan simetris atau lipatan rebah dengan posisi bidang sesar pada sayap yang curam.
Perulangan dari beberapa lapisan.
LIPATAN (FOLD)
Definisi :
hasil perubahan bentuk volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan pada unsur garis bidang di dalam bahan tersebut.
Lipatan merupakan deformasi ductile; inhomogeneous; perubahan geometri berupa perubahan bentuk (distorsi) dan perputaran (rotasi).
Antiklin adalah lipatan berbentuk konveks (cembung) ke atas, Sinklin adalah lipatan yang konkave (cekung) ke atas.
Kejadian lipatan :
Pembentukan lipatan terjadi melalui proses :
Buckling : karena proses penekanan lateral dari suatu bidang planar, proses pelengkungan terjadi pada kedua sisi selama pemandekan.
Bending : karena pengaruh gaya vertikal pada suatu lapisan.
Geometri lapatan :
- Fold axis (sumbu lipatan/hinge line) : Garis maksimum pelengkungan pada suatu permukaan bidang yang terlipat.
- Axial plane (bidang sumbu) : Bidang yang dibentuk melalui garis-garis sumbu pada satu lipatan. Bidang ini tidak selalu berupa bidang lurus (planar), tetapi dapat melengkung lebih umum dapat disebutkan sebagai Axial surface.
- Fold limb (sayap lipatan) : Secara umum merupakan sisi-sisi dari bidang yang terlipat, yang berada diantara daerah pelengkungan (hinge-zone) dan batas pelengkungan (inflection line).
Sejumlah lipatan dengan skala berbeda-beda dapat saling menumpuk membuat apa yang dinamakan anticlinoria dan synclinoria : maksudnya pada struktur ini, antiklin dan sinklin terbentuk dari lipatan2 kecil yang saling menumpuk.
Kasus khusus dalam perlipatan yang elibatkan perlapisan miring antara lain : perlipatan monoklin dan homoklin (sama/ sejenis).
Klasifikasi :
Penamaan Lapisan Berdasarkan Orientasi :
Hinge lines terletak pada bidang sumbu, tetapi trendnnya hanya akan sejajar pada strike bidang sumbu kalau hinge line tersebut horizontal. Jika hinge line tidak horizontal maka kita mengatakan lipatannya menujam (plunging fold).
Cara lain untuk mengukur geometri perlipatan adalah dengan menggunakan sudut dalam sayap (interlimb angle).
Klasifikasi Lipatan Berdasarkan Perlapisan :
Salah satu cara untuk mengkuantifikasi bentuk lipatan adalah dengan membuat diagram dip isogon. Dip isogon adalah garis yang menghubungkan titik dengan kemiringan yang sama pada sayap lipatan yang berbeda.
Klasifikasi Kinematika Geometri :
Lipatan Cylindrical
Merupakan suatu lipatn dimana permukaannya dapat dibuat atau digambarkan dengan membuat garis sejajar dalam tiga dimensi. Garis ini akan sejajar dengan hinge line dan dinamakan sebagai sumbu lipatan. Hanya lipatan silinderis (Cylindrical) yang mampunyai sumbu lipatan, sehingga cara praktis untuk mengenal lipatan silinderis adalah dengan menplot datanya di stereonet, semua lingkaran besar akan berpotongan disatu titik.
Jenis-jenis lipatan silindris :
Lipatan Sejajar (Paralel Fold) : Tebal lapisan yang diukur tegak lurus bidang perlapisan bersifat tetap atau konstan, jenis khusus lipatan sejajar :
Lipatan Consentrik, mempunyai pusat lingkaran yang sama dan jari-jari lingkaran menurun ke arah pusat lingkaran.
Lipatan Kink, tidak mempunyai satu pusat lingkaran, dicirikan oleh sumbu yang sayap dan sudut lurus.
Lipatan Silmilar, dicirikan tebal lapisan yang sejajar sumbu tetap.
Lipatan Non-Syilindrical
Merupakan lipatan yang bentuk lipatannya berubah terhadap sumbu, jenis khusus lipatan ini adalah :
Lipatan Conical : Permukaan jenis lipatan ini adalah kerucut
Lipatan Sheath : Lipatan khusus yang terbentuk dalam lingkungan strain yang tinggi seperti shear zones dan milonit (Zona sesar berupa serbuk baerbutir halus)
Lipatan Terlipat
Model Kinematik lapisan
Model kinematik perkembangan lipatan dapat dibagi menjadi lima jenis :
Pelengkungan Gaussian (berlaku untuk satu lapisan) : merupakan kebalikan dari pelengkungan jari (C = 1/r_curvatur), terdapat pelengkungan utama (pelengkungan maksimum dan minimum). Hasil perkalian pelengkungan maksimum dan minimum dikenal sebagai Gaussian Curvature (C_gauss=C_max C_min), secara umum dapat diartikan apabila melipat lapisan horizontal pada arah tertentu, akan lebih sulit untuk melipat lagi pada arah berlainan.
Bucling : Berlaku pada perlipatan untuk satu lapisan atau perlapisan yang mempunyai nilai kekuatan cohesive yang tinggi antar lapisannya. Bukti geologi yang umum dijumpai pada lapisan-lapisan terlipat secara buckling adalah : vein, boudind, sesar normal, dll.
Shear Sejajar Perlapisan, terdapat dua jenis komponen dibedakan tebal perlapisannya. Flexural Slip (memiliki ketebalan pasti) dan flexural flow (tebal lapisannya tipis sekali).
Shear Oblique
Aliran pasif pure shear
Lipatan Kink (Kink Fold)
Merupakan jenis khusus dari flexural slip diamana garis sumbunya (fold hinges) mempunyai perlengkungan yang tak berhingga.
FRACTURE
Percobaan dari deformasi brittle menghasilkan dua jenis fractures; extension fracture (mode I) dan shear fracture (mode II). Dimana kedua jenis fracture ini berbeda dalam hal relative orientasi terhadap sumbu utama stress minimum (σ3) dan sejajar terhadap sumbu utama stress (σ1) serta pergerakannya relative normal terhadap bidang permukaan fracture.
Extension fracture adalah tension fracture apabila stress minimum (σ3) bersifat tensile seperti dalam kasus unaxial tension.
Shear fracture terbentuk dalam regime compressi dengan sudut lebih kecil dari 45° terhadap sumbu utama stress (σ1), serta pergerakannya relative sejajar terhadap permukaan fracture.
Extensional fracture dibagi 2 :
-uniaxial tension
-triaxial compression
Kriteria Untuk Tension Fracture
Tesile fracture terjadi apabila stress dalam hal ini tensile (stress negative atau σ3) melewati atau sama dengan kekuatan regangan atau tensile straight (T0) dari materi dalam hal ini batuan.
σn = T0 ; σ=normal stress yang diperlukan untuk membuat fracture
the Griffith law of failure :
σc = √4T0σN- T02
σc ; harga shear stress kritis yang diperlukan untuk pecah (patah)
T0 ; kekuatan tensile
σN ; Normal tensile
Kriteria Untuk Shear Fractures
Terbentuk dalam kondisi kompresi, untuk mengamati pembentukannya percobaan deformasi batuan di laboratorium dilakukan secara kompresi. Dimana onto batuan ditekan/kompresi (σ1) pada harga confining pressure (σ3) yang berbeda-beda. Hasil percobaan diamati secara grafis dengan menggunakan diagram mohr.
Hukum fracture Coulomb
σ c = σ0 + tan φ (σ0)
σc ; harga shear kritis yang diperlukan untuk pecah (patah)
σ0 ; cohesive strength
φ ; sudut geser dalam (angle internal friction)
tan φ ; coefficient of internal friction
σN ; normal stress.
Hukum Coulomb untuk fracture digunakan untuk meramal kondisi dimana suatu shear fracture akan terbentuk dalam kompresi.
Hukum yang menggambarkan kondisi dimana fracture yang ada dalam batuan akan bergerak adalah Byerlee’s Law yaitu modifikasi dari hukum Coulomb, dimana fungsi kohesinya dihilangkan sehingga persamaannya menjadi :
Σc = tan φ (σ0).
SESAR GESER MENDATAR
Pergerakan sepanjang sesar geser terjadi dengan pelepasan tegasan secara lateral pada arah sumbu tegasan normal terkecil dan pemendekan pada arah sumbu tegasan normal terbesar, pergerakan yang terjadi berupa strike-slip/pergeseran. Anderson (1951) menamakan sesar ini sebagai sesar transcurrent/ transcurrent fault, kemudian istilah wrech fault yang digunakan oleh Kennedy diterima penggunaannya. Flaws dan tear faults merupakan sinonim yang kurang lebih sama artinya.
Lipatan dan thrust diakibatkan oleh suatu bidang tegasan sebelumnya dan berbeda atau rejim yang sebelumnya membentuk wrench fault. Pada dataran yang seperti itu, sumbu lipatan dan thrust fault terpotong secara oblique oleh sesar wrench, sumbu lipatan dan thrusts berada pada arah sumbu tegasan normal menengah dari orientasi tegasan sebelumnya dimana relief tegasan ke arah atas dan tidak berdampingan seperti pada rejim wrench terakhir. Perubahan rejim tegasan seperti ini biasa terdapat di mountain-built belts sebagai bentukan orogenic. Contoh luar biasa dari wrench faulting dapat ditemukan di Northwest Highlands di Skotlandia dan Jura Mountain di Perancis. Sesar Semangko di Sumatra dan San Andreas Fault di California merupakan wrench fault terbesar di dunia.
Sifat – Sifat Umum
Panjang, lurus atau lengkung - lebar, sepanjang jejaknya
Kemiringan terjal / curam yang beragam
Lebar, jalur teranyam dengan gouge / mylonit dan gores garis horizontal
Berukuran panjang dan arahnya hampir lurus – mudah dikenal di foto udara
Sembul dan terban yang tidak sistematis
Lipatan – lipatan seretan yang menunjam dan merencong
Tataan stratigrafi yang saling menindih dan tidak sama
Merupakan jalur peka erosi
Yang berukuran besar, mempunyai jumlah pergeseran yang besar : San Andreas 500 km dan Semangko 25 – 100 km
Di atas permukaan, jalur penggerusan / pelenturan - lebar beberapa ratus ribu meter
Pembentukan depresi dan pembubungan – pembubungan akibat pentimpangan pada arah secara merencong
Struktur penyerta; rekahan, lipatan, struktur bentuk bunga (flower structure)
Struktur Penyerta Pada Sesar Mendatar
(Secara teoritis terbentuk pada saat yang bersamaan)
Lipatan merencong (en echelon fold)
Umumnya yang pertama terbentuk
Sejajar poros panjang elip keterakan
Jalur sesar – sesar mendatar ; proses yang terjadi di bagian yang dalam, batuan dasar akan terlibat sesar merambat ke atas melalui sedimen- sedimen tertutup
Sub-tipe : a. Parallel
b. Convergent
c. Divergent
Sesar turun / rekahan tarikan tegak lurus poros lipatan
Sepanjang sesar-sesar mendatar (dextral dan sinistral)
Cara Mempelajari Sesar Mendatar
Studi mekanisme gempa
Pergeseran bentuk geologi yang teramati
Pergeseran dari titik-titik atau bentuk lainnya yang diperoleh dengan cara rekonstruksi
Bentuk- bentuk struktur yang pasti diakibatkan oleh gejala sesar mendatar
Sifat- sifat jalur sesar yang telah terbukti sebagai diakibatkan oleh sesar mendatar
Pencerminan topografi dari gejala sesar mendatar pencerminan
Hubungan secara regional yang menunjukkan ke arah sesar mendatar
Jenis Sesar Mendatar Utama
Sesar Transform
Sesar transform adalah sesar yang tegak yang berakhir secara mendadak pada bentuk struktur lainnya. Sesar tersebut memotong serta menggeser pematang samudra; gejala strike – slip hanya terbatas pada sebagian sesar yang terdapat di antara kedua penampang itu saja. Sekelompok sesar yang terdapat di lantai samudra dan tidak terdapat kesamaannya di benua. Memotong pematang dan menggesernya dengan arah mendatar yang berlawanan dengan arah pergeseran pematang (King P.B, 1967)
Sesar Utama di Indonesia
(Sesar Sumatra, Sesar Palu - Koro, Sesar Sorong)
Perbedaan Antara Sesar Transform Sesar Jurus – Mendatar
Sesar Transform Sesar Jurus - Mendatar
Khusus di lantai (kerak) samudra Khusus di kerak benua
Slip dan separation berlawanan arah Slip dan separation berarah sama
Pergeseran sepanjang pematang tetap konstan walaupun slip terus berjalan Pergeseran akan meningkat dengan meningkatnya slip
Kegempaan hanya sebagian Terdapat pada setiap batas sesar dan pada ujung sesar
Slip berakhir secara tiba-tiba pada ujung pematang Slip berakhir secara berangsur
Gerakan secara menerus Gerakan secara ellipsoid
Sejajar dengan arah transform Menyilang
Hanya sedikit menimbulkan deformasi pada lempeng Banyak menimbulkan deformasi
Jenis Sesar berdasarkan Sifat Pergesran Relatif Sebenarnya
Strike slip fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari :
Strike left slip fault (sinitral)
Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kiri
Strike right slip fault (dextral)
Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kanan
Status Sesar
Penyajian struktur sesar dalam peta tergantung dari status (tingkat keabsahannya)
Pasti adalah bukti-bukti cukup, arah, dan jenis pergeseran dapat ditentukan
Ditafsirkan / diperkira bukti- bukti cukup, arah, dan atau jenis pergeseran sebenarnya sebelum dapat ditentukan
Diduga bukti kurang, gejala ada, belum pasti tentang ada tidaknya
Strike-Slip Fault System
Structural pattern of dextral simple shear couple
Local structures formed as a result of fault temination
Local transpression and transtention on a branching strike-slip fault system
Flower structures
Formataion of strike-slip duplexes
(Park, 1989)
Near Las Vegas, Nevada
Oblique Slip Fault
Oblique slip fault adalah pergeseran miring relatif sebenarnya terhadap bidang sesar. Untuk penamaan sesar ini dipakai kombinasi istilah “dip slip dan strike slip” seperti di bawah ini.
Normal left slip fault
Normal right slip fault
Reverse right slip fault
Reverse right slip fault
Vertical oblique slip fault
DAFTAR PUSTAKA
Sapiie, Benyamin dan Harsolumakso, Agus H. 2008. Prinsip Dasar Geologi Struktur. Bandung: ITB.
Slide Kuliah Geologi Stuktur Program Studi Teknik Geologi ITB.
www.wikipedia.com
Langganan:
Postingan (Atom)