GEOLOGI STRUKTUR ANALISIS KEKAR

Fracture & stress states

Fracture orientations relative to the principal stress orientations

Stress = Gaya per satuan area yang mengenai suatu bidang Kondisi stress yang mengenai suatu objek misal batuan, memperlihatkan orientasi dan besaran dari tiga stress, merupakan TEGASAN UTAMA (principal stresses). Tegasan utama terorientasi tegak lurus satu terhadap lainnya, Suatu blok batuan dengan stress yang mengenainya dimaknai dengan simbol sigma menunjukkan compressive or tensile stress Besaran Tegasan Utama menunjukkan bahwa σ1 > σ2 > σ3.

Compressive stress dan shortening strain adalah sesuatu yang penting di dalam rock mechanics and structural geology karena di bumi, ketiga tegasan utama tersebut selalu bersifat compressive. Joints (extensional fractures) memperlihatkan pertentangan arah yang membutuhkan effectively tensile driving stress (tensile stress = tegasan tarik). Tekanan fluida pori (pore-fluid pressure) mendorong terbentuknya tensile effective stress melalui poroelastic loading of flows.

Joints (GREEN) : Ujung dari kekar selalu tegak lurus terhadap Sigma 3 selama perambatan Faults (RED): Sesar terbentuk pada litologi dengan sudut lancip dan membentuk orientasi dari sesar berpasangan (two conjugate fault orientations). Sudut berkisar 25 s.d 40, tetapi umumnya 30. Ketidak menerusan (kekar) dapat mengalami aktivasi sebagai sesar, dimana keberadaannya tidak tegak lurus terhadap tegasan utama. Selain itu, deformasi dapat terjadi membentuk sudut ~90 (tegak lurus) terhadap sigma 1 membentuk Stylolites (BLUE) and compaction bands.

Regional Fracture Orientations Tiga Gambar berikut menunjukkan tiga kondisi regional earth stress regimes (Andersonian stress regimes) Berdasarkan Andersonian regimes, satu principal stress menunjukkan vertikal, sedang dua lainnya adalah horizontal. http://www.naturalfractures.com/1.1.3.htm

Regional Fracture Orientations http://www.naturalfractures.com/1.1.3.htm

Stress & Histogram

GEOLOGI STRUKTUR Lebih luas lagi bahwa geologi struktur diartikan sebagai ilmu yang mempelajari bentuk bangunan dari kulit atau kerak bumi, yang dapat dipelajari secara mikroskopik, mesoskopik, makroskopik, dan megaskopik (Spencer, 1988) Pengambilan dan pengukuran data yang baik dan seteliti adalah penting, karena hal itu akan sangat diperlukan untuk analisis dan mempelajari asal geometri dan kinematik dari batuan yang disebabkan oleh gaya (Hatcher, 1990). Dengan demikian geologi struktur harus merupakan suatu analisis geometri, kinematik dan analisa dinamik. Struktur geologi regional akan menghasilkan tegasan utama pada suatu daerah yang lebih luas dan selanjutnya didalamnya terdapat juga pola-pola tegasan setempat atau lokal. Pola tegasan baik regional maupun lokal akan menghasilkan retakanretakan shear zone, sesar, lipatan, cleavage, foliasi dan lineasi (Davis, 1996).

Lanjutan Pola tegasan lokal dapat terdiri dari bermacam-macam arah tegasan, hal ini dapat dilihat atau dapat diukur melalui retakan batuan yang terjadi. Pola tegasan lokal ini tidak semuanya berhubungan dengan pola tegasan regional, hal ini disebabkan adanya retakan-retakan yang sudah ada sebelumnya atau preexisting fractures (Angelier, 1979 & Price, 1990) Pengukuran dan analisis elemen-elemen struktur geologi pada daerah-daerah kecil akan dapat memberikan hasil perkiraan umur relatif sesar yang terbentuk, pola dan kronologi tegasan yang bekerja serta mengetahui sejarah dan fasa tektonik regional. Pengambilan data elemen struktur meliputi kedudukan kekarkekar baik kekar tarikan atau tension dan kekar gerus atau kekar shear zone, kedudukan urat kuarsa baik karena tegasan ataupun tension dan kedudukan bidang sesar, sudut pergeseran ( pitch ) serta jenis dan arah pergerakan sesar

Lanjutan Analisis geometri berdasarkan pengukuran dari kedudukan kekar shear zone dan kekar tension, bertujuan untuk mengetahui pola umum tegasan utama maksimum dan memperkirakan pola urat kuarsa yang terbentuk. Demikian pula sebaliknya, pengukuran dari kedudukan urat kuarsa yang disebabkan karena tension ataupun tekanan adalah dapat digunakan untuk mengetahui pola tegasan utama maksimum yang dominan terjadi serta untuk membantu dalam proses memperkirakan sejarah tegasan purba yang telah berlaku. Untuk analisis data kekar, dan urat kuarsa adalah dengan diagram kontur dengan menggunakan stereograf hemisphere bawah dan program DIPS 2.0 dan analisasis jenis strukturnya digunakan stereonet, sedangkan analisis kinematiknya menggunakan program FAULTKINWIN.1.2

Teori terjadinya kekar berdasarkan genesanya, a) release joint, b) tension join c) extention joint

Kekar dan urat kuarsa yang terdapat di suatu daerah 1a) kekar tarik, 1b) kekar gerus, 2a) kekar tarik yang terisi urat kuarsa, 2b) urat kuarsa yang tersesarkan, 2c) urat kuarsa yang tergeruskan

Di lapangan untuk membedakan antara urat hasil tegasan dan urat tension adalah melihat bahwa urat tegasan dicirikan dengan adanya pecah-pecah, kristal tidak baik, biasanya terbentuk mineral di bagian tengah atau tepinya. Sedangkan urat tension cirinya adalah masif, kristal baik, membentuk struktur sisir, mineral kadang pada struktur sisir

Singkapan dari batuan andesit yang memperlihatkan kekar kolom dan kekar gerus

Kekar gerus

Kekar tarik adalah kekar yang terjadi karena regangan berarti kekar ini terbentuk setelah gaya tegasan utama berkurang atau berhenti, tetapi dapat juga bersamaan pada saat tegasan utama masif aktif. Kekar-kekar tarik yang terjadi sejajar dengan arah tegasan utama maksimum disebut kekar tension, sedangkan yang terbentuk tegak lurus dengan arah tegasan utama maksimum disebut kekar pelepasan (releas joint).

Kekar tarik terisi urat kuarsa yang terbreksikan dan mengandung emas pada breksi yang terubah menjadi argilik Urat kuarsa

Tension gash fracture terisi urat kuarsa yang terbreksikan dan mengandung emas, pada batuan andesitik Formasi Mandalika

Bidang sesar yang berupa fault gouge, memotong breksi dari Formasi Arjosari, lokasi K. Gamping.

bidang sesar pada breksi

breksi sesar

Bidang sesar yang berupa goras-garis pada batuan andesit hornblende Formasi Mandalika yang dipotong oleh urat kuarsa

GEOLOGI STRUKTUR ANALISIS KEKAR - II

Kekar berasosiasi dengan Lipatan (Fractures associated with Folds)

Fracture Patterns on Folds

Schematic of Fractures on Folds

Pola kekar yang berkembang pada batuan sedimen (Stearns, 1968)

Satu kelompok : Tiga jenis Rekahan extension fracture dan conjugate shear fractures Conjugate shears membentuk sudut lancip (acute angle) antara shears faces σ 1 Pola extension fractures dapat : cross joint (i.e. Kelompok joints tegak lurus terhadap sumbu lipatan (fold axis) strike joint (i.e. Kelompok joints parallel terhadap sumbu lipatan)

Pola kekar

Observasi Kekar di Lapangan

Observasi Kekar

Shear fractures in and around anticlines and synclines may vary in orientation. For some limestones in Morocco, de Sitter showed that the acute angle of the conjugate shears faced parallel to the fold axes over anticlines yet faced perpendicular to the fold axes over the synclines

Cross joints in the Appalachians

Kekar berasosiasi dengan Sesar (Fractures associated with Faults)

Faults and the Principal stress directions Anderson, 1905

Faults and the Principal stress directions

Fractures and Normal Faults

Fault Damage Zones

Tip Damage Zones

Linking Damage Zones

Wall Damage Zones

Fractures Associated with Faults

Faults and joints

Dikes Pikirkan bahwa volcanic dikes sama dengan extension fractures Volcanic dikes di Aleutian Peninsula of Alaska, parallel dengan arah subduksi dari Pacific Plate yang menyusup dibawah North America Catatan bahwa arah dari orientasi maximum principal stress pada lithosphere adalah paralel terhadap arah subduksi

Dikes in Alaska