(BUMI) STRUKTUR GEOLOGI

(BUMI) STRUKTUR GEOLOGI

by Nurfadilah Nurfadilah

​TUJUAN Setelah membaca bab ini, mahasiswa akan mengenal struktur geologi

SASARAN Setelah membaca bab ini, mahasiswa mampu:

• Menjelaskan konsep struktur geologi.

• Menjelaskan berbagai bentuk struktur geologi

• Menjelaskan proses pembentukan struktur geologi

​Struktur geologi merupakan salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang bentuk, susunan atau tata letak, hubungan dari unit-unit bedrock serta gaya yang mengerjakannya.

Cabang ilmu ini bermanfaat untuk : (1) membantu mengenal struktur geologi, (2) memahami kekuatan/gaya yang menyebabkannya, (3) memperkirakan sejarah geologi suatu area.

Apresiasi tentang bagaimana deretan gunung-gunung utama dan benua memperkembangkannya memerlukan pemahaman tentang patahan (faulting) dan lipatan (folding). Demikian juga pemahaman tentang teori lempeng tektonik secara keseluruhan memerlukan pengetahuan tentang struktur feologi

​Bekerjanya Gaya Tektonik

Gaya tektonik merupakan salah satu bentuk gaya yang ditimbulkan dari dalam bumi. Gaya tektonik menggerakkan dan merusak bagian-bagian dari kerak bumi. Proses pergerakandi dalam kerak bumi akan diikuti oleh terjadinya kerusakan batuan dan mengubah bentuk maupun volume batuan penyusun kerak bumi.

Gerakannya bisa ke arah vertikal (ke atas), miring atau horisontal (mendatar). Proses pergerakannya bisa terjadi dalam tempo yang sangat lambat sehingga sulit diamati atau sangat cepat dan mudah untuk diamati. Energi yang dikandung dalam gaya tektonik digunakan untuk merusak bentuk (deformasi), melipat atau membengkokkan (bedding) dan memecah (breaking) batuan

​Bekerjanya gaya tektonik disamping menghasilkan gaya mekanik, juga akan melibatkan perubahan tekanan maupun temperatur. Energi mekanik ini kadang diubah menjadi energi panas yang menyebabkan batuan meleleh atau mendidih dan menghasilkan letusan gunung.

Berbagai macam gaya tektonik yang bekerja di dalam kerak bumi dan mengakibatkan terjadinya deformasi batuan disebut diastropisme. Proses ini akan menghasilkan berbagai bentuk struktur diastropik

​Struktur Diastropik

Struktur perlapisan batuan yang disebabkan oleh gaya tektonik, dikelompokkan menjadi: a. pelengkungan (warping) b. pelipatan (folding) c. retakan (jointing) d. patahan (faulting)

Pelengkungan terjadi akibat adanya gerak vertikal yang tidak merata di suatu daerah. Proses ini menghasilkan perubahan struktur lapisan yang semula horisontal menjadi melengkung. Arah pelengkungan bisa ke atas membentuk dome, atau ke bawah membentuk lembah/cekungan

​Proses pelengkungan terjadi karena struktur batuan mendapat tekanan lemah dalam waktu lama. Besarnya tekanan masih di bawah titik patah batuan, sehingga masih dapat dinetraliskan oleh keplastisan batuan.

Retakan terjadi karena pengaruh gaya regangan, sehingga batuan retak-retak tapi masih bersambung. Biasanya terjadi pada batuan yang rapuh, sehingga dengan tenaga kecil sudah membuatnya retak-retak.

Patahan terjadi karena tekanan yang kuat dan gerakannya berlangsung sangat cepat. Keadaan ini menyebabkan batuan mendapat tekanan yang melampaui titik patah batuan, akibatnya batuan tidak hanya retak-retak tetapi sudah terpisah (displacement)

​Pergerakan Lempeng Tektonik

​Kerak bumi mengapung diatas lapisan astenosfer, dianggap satu lempeng yang saling berhubungan. Lempeng kerak bumi ini dapat di bagi-bagi atas beberapa lempeng dengan perbatasan berupa tranfonn fault dan rangkaian punggungan dasar laut. Ada 6-7 lempeng besar antara lain : lempeng Eurasia, Afrika, Amerika, Pasifik, Australia- Hindia dan Antartika. Pergerakan dua lempen tektonik ada tiga kemungkinan, yaitu: a. kecepatan sama tinggi b. satu berkecepatan tinggi dan yang satu lambat c. kecepatan sama lambat

​Hasil pergerakan lempeng akan membentuk :

1. batas menyebar (divergent boundaries)

2. batas terpusat ( convergent boundaries)

Bentuk permukaan bumi merupakan perbatasan lempeng yang ditimbulkan oleh lempeng yang bergerak ke arah yang saling menjauh. Biasanya merupakan rangkaian punggungan dasar laut. Batas terpusat merupakan perbatasan lempeng yang geraknya memusat, sehingga lempeng saling bertumbukan.

Proses ini menyebabkan terjadinya patahan-patahan yang memudahkan terjadinya gunung api, palung laut yang posisinya sama dengan perbatasan tersebut. Salah satu lempeng akan menjorok ka dalam, daerah ini merupakan daerah pusat gempa karena selalu mengalami pergeseran.

​Pelipatan (Folding)

Akibat sebuah tekanan/pemempatan yang kuat, batuan yang tersusun berlapis-lapis dapat membentuk lipatan. Lapisan-lapisan sedimen yang letaknya mendatar mengalami tekanan tangensial maka biasanya pada stadium awal akan terbentuk sebuah lipatan. Daerah pegunungan lipatan besar biasanya dihasilkan oleh tekanan horisontal dari arah yang berlawanan. Bagian puncak pegunungan akan mengalami pelipatan kecil-kecil, demikian juga di bagian lembah. Pegunungan lipatan terjadi karena tekanan tangensial yangditimbulkan oleh pengaruh gaya tektonik. Lipatan yang terjadi dapat mempunyai bentuk yang bermacam-macam, seperti lipatan tegak, lipatan miring, lipatan menggantung, lipatan rebah, dan lipatan isoklin terganttung pada besarnya tekanan tangensial yang bekerja.

​Punggung lipatan disebut antilkin dan lembah lipatan disebut sinklin. Bagian-bagian lain dari antiklin dan sinklin adalah sayap antiklin, sayap sinklin dan sayap tengah. Bagian tengah dari sinklin disebut inti sinklin dan bagian tengah dari antiklin disebut inti antiklin. Pada penampang sebuah lipatan tegak maka bidang porosan (bidang simetri) merupakan garis tegak lurus yang membagi sebuah antiklin atau sinklin dalam bagian-bagian yang sama besar. Bidang porosan itu adalah bidang yang membelah sudut antara sayap lipatan menjadi dua, sehingga garis potong antara bidang porosan dengan permukaan lapisan tersebut merupakan poros lipatan dari perlapisan tersebut.

​Poros lipatan tidak selalu tegak lurus dengan garis horisontal. Tekanan yang terus menerus mengenai batuan sedimen akan membentuk lipatan miring, sehingga bidang porosan juga akan miring letaknya. Semakin besar tekanan yang bekerja pada batuan akan membentuk lipatan isoklin serta lipatan rebah. Ada beberapa tipe dasar dalam lipatan, yang dihubungkan dengan sumbu lipatannya. Peipatan simetris, yaitu lipatan yang antiklin dan sinklinnya setangkup (simetris), sebaliknya ada pula yang tidak setangkup. Lipatan setangkup biasanya dihasilkan oleh gaya horisontal dari dua arah yang berlawanan yang sama besar, sedang asimetris karena gayanya tidak seimbang. Lipatan jungkir balik/lipatan miring, adalah lipatan yang dihasilkan oleh gaya horisontal dari satu arah saja atau dua arah tetapi tidak seimbang, atau mungkin juga horisontal dan vertikal. Dengan demikian lipatannya menjadi asimetris dan condong. Lipatan rebah, bila gaya horisontal lebih kuat lagi sehingga lipatannya sejajar dengan bidang horisontal.

​Patahan (Faulting)

Patahan merupakan gejala yang sangatumum pada batuan. Patahan merupakan posisi batuan sepanjang bidang patahan dan menyebabkan terpisahnya bagian kerak bumi. Patahanterjadi akibat adanya tekanan yang kuat dan berlangsung sangat cepat dari dalam perut bumi. Besarnya tekanan yang bekerja melampaui titik patah batuan sehingga batuan tidak hanya retak-retak tetapi terpisah/displacement. Patahan ini biasanya diikuti oleh perpindahan bagian kerak bumi sepanjang bidang patahan (slip). Pembentukan patahan pada umumnya tidak hanya berlaku pada sebuah bidang tetapi berlangsung pada suatu daerah yang disebut zona patahan. Patahan ini dapat membagi kerak bumi dalam bentuk bonglah-bongkah atau bentuk menyerupai tangga. Patahan demikian disebut dengan patahan jenjang.

​Dalam zona patahan ditemukan batuan-batuan yang telah hancur, menyerupai tepung dan disebut milonit. Timbulnya panas selama terjadi gesekan, menyebabkan milonit mencair dan membentuk batuan yang menyerupai batuan vulkanik dengan struktur gelas. Bidang-bidang patahan diduga merupakan tempat-tempat lemah dan keras dari kerak bumi, sehingga daerah disepanjang patahan umumnya merupakan daerah pusat gempa bumi karena selalu mengalami pergeseran batuan kerak bumi disepanjang bidang patahan. Posisi bidang patahan yang miring memudahkan untuk membedakan bagian atas dan bagian bawah dari sebuah patahan. Maka akan terbentuk Sesar naik ditunjukkan oleh bagian atas yang terlihat seakan-akan bergerak ke atas.

​Biasanya agak sukar untuk menetapkan bagian mana yang naik dan bagian mana yang turun. Sebuah Sesar naik disebut sesar sungkup jikalau pergeseran ini berlaku pada jarak yang panjang, beberapa km atau lebih, sehingga bagian yang satu menutup bagian yang lain. Jikalau jarak pergeseran sangat kecil sehingga belum terjadi patahan maka akan terbentuk sebuah keadaan yang disebut fleksur. Sesar mendatar adalah sebuah patahan yang tegak lurus, dengan pergeseran transversal mendatar dapat memotong berkas lipatan suatu pegunungan. Gejala demikian mudah dipelajari dalam sebuah peta sebuah punggung lipatan atau antiklin beralih menjadi sinklin atau sebaliknya. Patahan transversal adalah patahan yang memotong tegak lurus jurus lipatan. Contoh pegunungan lipatan adalah perbukitan Druwo dan Kidul disebelah utara Jawa Tengah.

​Patahan dapat dibedakan atas beberapa tipe dasar berdasarkan arah gerakannya:

• Transcurrent Fault/ Srike-slip fault, yaitu patahan dimana arah gerakan horisontal dalam arah yang berlawanan.

• Dip-slip Fault, yaitu patahan dengan arah miring ke bawah. Nornal fault/gravity fault merupakan gerakan ke bawah mengikuti bidang miring patahan menurut gaya beratnya. - Reserve Fault/thrust fault : arah gerakannya terbalik/ ke atas pada bidang patahan.

• Oblique-slip Fault, yaitu patahan yang gerakannya saling mejauhi. Jenis patahanini membentuk jurang yang lebih lebar.

• Rotation Fault, yaitu patahan yang gerakannya memutar pada bidang patahan.

​Istilah-istilah yang berkenaan dengan bentukan-bentukan patahan, antara lain:

• Graben : berupa tanah turun, yaitu suatu depresi yang terbentuk antara dua patahan, dimana blok batua di tengah kedua patahan mengalami penurunan/slenk

• Horst : berupa tanah naik, bila bagian diantara 2 patahan mengalami pengangkatan menjadi lebih tinggi dari sekitarnya.

• Fault Scaip : kedua dinding tebal (cliff), dimana patahan dari salah satu blok bergeser ke atas menjadi lebih tinggi. Sering kali Fault Scarp ini tidak nampak lagi karena sudah mengalami erosi

​Ada juga patahan yang sudah bertangga karena terdiri dari serangkaian patahanpatahan yang tidak sama tinggi. Bentuk ini dikenal dengan nama Drift Valley, yaitu suatu graben yang memanjang seperti halnya Lembah Semangka ataupun patahan di Afrika Timur. Bentuk-bentuk ini sering pula disebut depresi tektonik. Bidang-bidang patahan kebanyakan adalah bidang miring. Dinding patahan yang kebanyakan letaknya di atas bidang patahan disebut Hanging Wall dan yang letaknya dibawah disebut Foot Wall. Blok batuan yang bergerak ke atas disebut Upthrow-side dari patahan dan yang bergerak ke bawah disebut Downthrow-side.

​

​Sering kali kita menjumpai istilah overthrust fault, suatu patahan terbalik yang gerak pemisahan batuan arahnya sudah hampir horisontal dan menghasilkan jurang pemisah cukup besar. Tanda-tanda patahan adalah adanya cermin gesekan, tepung milonit, breksi pergeseran (fault breccia), terjadinya jurang, perubahan letak. Bidang patahan biasanya merupakan tebing yang terjal dan disebut scrap/escarpment.

​Struktur Dome dan Cekungan

Dome atau kubah adalah bentuk lipatan yang lapisan-lapisannya menunjukkan kemiringan menurun ke segala arah, sedangkan cekungan adalah kebalikan dari kubah dimana kemiringan perlapisan menurun menuju satu titik. Dome Sangiran dan Nanggulan di Jawa Tengah merupakan contoh dome di Indonesia. Dome dan cekungan berbeda dengan bukit dan lembah erosi.

​Struktur Geologi Vulkanisme

Bumi adalah suatu figur yang padat dengan keseimbangan thermodinamik. Keseimbangan ini terjadi akibat dari perkembangan bumi. Gangguan terhadap keseimbangan thermodinamik ini dimanapun di bumi, misal turunnya tekanan atau naiknya temperatur, dengan cepat mentransformasikan massa bumi di tempat yang terkena gangguan, dari padat menjadi cair. Transformasi ini disertai dengan pertambahan besar volume secara kolosal dan karena mengalirnya massa silikat (magma) yang panas ke daerah kerak bumi yang lemah, maka permukaan daerah tersebut kadang-kadang menjadi tinggi. Magma tersebut di desak menuju ke permukaan, lalu karena tekanan berkurang unsur-unsur gas dalam magma secara tetap tentu dilepaskan melalui suatu rangkaian letupan-letupan

​Proses keluarnya magma mencapai permukan bumi disebut vulkanisme. Selama perjalanan magma dapat membeku di dalam bumi pada saat terjadi perambatan menuju permukaan bumi membentuk struktur intrusi, atau membeku setelah keluar dari dalam bumi dan membentuk struktur ekstrusi.

​Bentuk struktur ekstrusi dapat berupa plateau basalt, aliran lava dan sebagainya. Sedangkan struktur intrusi dapat berupa pipih intrusi, lakilit, batolit, pakolit, lapolit, vulkanik neck, sill dan lainnya.

​Daftar Pustaka

Billing, A. 1982. Geology Structure. McGraw Hill. New York. 678p.

Katili. 1974. Geologi. Dept. Urusan Research Nasional. Jakarta.458h.

Soetoto.1988. Geologi I, Materi Penyusun Bumi. Fak. Teknik Univ.Gajah Mada. Yogyakarta.60h

Open Ended

Indonesia terletak diantara 3 lempeng dunia, bagaimana hubungan dari keadaan ini dengan:

a. Keberadaan gunung api

b. Keragaman flora dan fauna

c. Keberadaan terumbu karang