1815051037_tugas 2_perpetaan.docx

MAKALAH PERPETAAN (Deformasi Brittle, Kekar/Joint dan Vein)

Oleh Aprilia Yulianataa 1815051037

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2019

I. PEMBAHASAN

A. Deformasi Brittle Deformasi adalah perubahan bentuk, posisi, dan dimensi dari suatu benda. (Kuang, 1996). Berdasarkan definisi tersebut deformasi dapat diartikan sebagai perubahan kedudukan atau pergerakan suatu titik pada suatu benda secara absolut maupun relatif. Dikatakan absolut apabila dikaji dari perilaku gerakan titik itu sendiri dan dikatakan relatif apabila gerakan itu dikaji dari titik yang lain. Perubahan kedudukan atau pergerakan suatu titik pada umumnya mengacu kepada suatu sistem kerangka referensi (absolut atau relatif). Intinya deformasi adalah peruahan dalam tempat atau orientasi dari tubuh batuan dan untuk mengetahui terjadinya deformasi pada suatu tempat diperlukan suatu survei, yaitu survei deformasi dan geodinamika. Suvei deformasi dan geodinamika adalah survei geodetik yang dilakukan untuk mempelajari fenomena deformasi dan geodinamika. Deformasi secara definisi dapat dibagi menjadi :  Distortion, yaitu perubahan bentuk.  Dilatation, yaitu perubahan volume.  Rotation, yaitu perubahan orientasi.  Translation, yaitu perubahan posisi. Pada deformasi ada dua cara suatu batuan terdeformasi, yaitu : a) Deformasi Brittle (getas/pecah) Pada deformasi ini material yang mempunyai sifat elastik dengan range dari kecil sampai besar tetapi dengan cakupan sifat ductile nya kecil sebelum terpatahkan. b) Deformasi Ductile (kenyal) Pada deformasi ini material yang mempunyai range sifat elastik yang kecil dan range sifat ductile nya besar sebelum batuan terpecahkan.

Gambar Deformasi Brittle dan Ductile

Gambar Batuan Yang Mengalami Deformasi Ductile dan Brittle

Gambar Hubungan Kedalaman dengan Stress dan Strain

Gambar Jenis-Jenis Deformasi Adapun faktor yang mengontrol terjadinya deformasi suatu materi, yaitu : 1. Temperatur dan tekanan ke semua arah; pada temperatur dan tekanan yang rendah akan lebih cepat terjadi patahan, pada temperatur dan tekanan yang tinggi akan terjadi lenturan atau bahkan lelehan. 2. Kecepatan gerakan yang disebabkan oleh gaya yang diberikan; gerakan yang cepat dapat menyebabkan patahan, sedangkan gerakan yang lambat dapat menimbulkan lenturan, tergantung dari bahan yang bersangkutan dan dari keadaan-keadaan lain. 3. Sifat material, yang bisa lebih rapuh atau lebih lentur. Tekanan merupakan gaya yang diberikan atau dikenakan pada suatu medan atau area. Tekanan terbagi menjadi tekanan seragam (uniform stress) yaitu gaya yang bekerja pada suatu materi sama atau seragam di semua arah, dan tekanan diferensial atau tekanan dengan gaya yang bekerja tidak sama di setiap arah. Tekanan diferensial terbagi menjadi tensional stress, compressional stress, dan shear stress.

Penyebab Deformasi

1. Stress, yaitu gaya yang bekerja pada satuan luas atau dapat juga diartikan sebagai suatu gaya yang dapat menyebabkan perubahan pada batuan. Terdapat macam-macam stress, yaitu : a. Stress yang dari segala arah sama (Uniform Stress) 1. Confining stress b. Stress yang besarnya berbeda dari segala arah (Differential Stress) 1. Tensional stress, merupakan yang menyebabkan tarikan pada batuan. 2. Compressional stress, merupakan yang menekan pada batuan. 3. Shear stress, merupakan yang menyebabkan pergeseran dan puntiran. 2. Strain, yaitu perubahan ukuran, bentuk, atau volume dari material yang terjadi akibat batuan mengalami deformasi. Tahapan Deformasi Ketika suatu batuan dikenakan tekanan dengan besar tertentu, maka batuan itu akan mengalami tiga tahap deformasi, yaitu : 1. Elastic deformation Merupakan deformasi batuan yang bersifat sementara atau tidak permanen. Jadi ketika tekanan yang diberikan pada batuan tersebut dihilangkan, maka bentuk batuan tersebut akan kembali seperti semula. Elastisitas ini memiliki batas yang disebut elastic limit. Apabila batas elastisitas ini dilampaui, maka bentuk batuan tidak akan kembali seperti semula. 2. Ductile deformation Merupakan tahapan deformasi setelah elastic limit dilampaui dan perubahan bentuk dan volume batuan tidak kembali. 3. Fracture deformation Merupakan tahapan deformasi yang terjadu setelah batas atau limit elastic deformation dan ductile deformation dilampaui.

Faktor-faktor yang Mengontrol Terjadinya Deformasi 1) Suhu Semakin tinggi suhu suatu benda padat semakin ductile sifatnya dan keregasannya semakin berkurang. Misalnya pipa kaca tidak dapat dibengkokan pada suhu udara normal, bila dipaksakan akan patah, karena regas (brittle). Setelah dipanaskan akan mudah dibengkokan. Demikian

juga dengan halnya batuan. Di permukaan, sifatnya padat dan regas, tetapi jauh di bawah permukaan dimana suhunya tinggi, bersifat ductile. 2) Waktu dan Strain rate Kecepatan strain sangat dipengaruhi oleh waktu. Strain yang terjadi bergantung kepada berapa lama batuan dikenai stress. Kecepatan batuan untuk berubah bentuk dan volume disebut strain rate, yang dinyatakan dalam volume per unit volume per detik, di bumi berkisar antara 10 -14 /detik sampai 10-15 /detik. Semakin rendah strain rate batuan, semakin besar kecenderungan terjadinya deformasi ductile. Pengaruh suhu, confining pressure dan strain rate pada batuan, seperti ciri pada kerak, terutama di bagian atas dimana suhu dan confining pressure rendah tetapi strain rate tinggi, batuan cenderung rapuh (brittle) dan patah. Sedangkan bila pada suhu tinggi, confining pressure tinggi dan strain rate rendah sifat batuan akan menjadi kurang regas dan lebih bersifat ductile. Sekitar kedalaman 15 km, batuan akan bersifat regas dan mudah patah. Di bawah kedalaman 15 km batuan tidak mudah patah karena bersifat Kedalaman dimana sifat kerak berubah dari regas mulai menjadi ductile, disebut brittle-ductile transition. 3) Komposisi Komposisi batuan berpengaruh pada cara deformasinya. Komposisi mempunyai dua aspek. Pertama, jenis dan kandungan mineral dalam batuan, beberapa mineral (seperti kuarsa, garnet dan olivin) sangat brittle, sedangkan yang lainnya Cseperti mika, lempung, kalsit dan gypsum) bersifat ductile. Kedua, kandungan air dalam batuan akan mengurangi keregasannya dan memperbesar keduktilannya. Pengaruh air, memperlemah ikatan kimia mineral-mineral dan melapisi butiran-butiran mineral yang memperlemah friksi antar butir. Jadi batuan yang ‘basah’ cenderung lebih ductile daripada batuan ‘kering’. Batuan yang cenderung terdeformasi ductile diantaranya adalah batu gamping, marmer, lanau, serpih, filit dan sekis. Sedangkan yang cenderung brittle adalah batupasir, kuarsit, granit, granodiorit, dan gneiss.

B. Kekar Kekar (Joint) adalah rekahan pada batuan yang belum mengalami pergeseran. Kekar adalah rekahan yang memotong batuan / lapisan tetapi belum bergeser. Kekar penting karena sebagai pengont rol morofologi, menentukan kekuatan batuan dan dapat merekonstruksiterbentuknya kekar. Kekar dapat terbentuk baik secara primer (bersamaan dengan pembentukan batuan, misalnya kekar kolom dan kekar melembar pada batuan beku) maupun secara sekunder (setelah proses pembentukan batuan, umumnya merupakan kekar tektonik). Kekar ialah berupa bidang retak tanpa pergeseran pada tubuh batuan dan dapat hadir secara sistematis karena terbentuk oleh gaya tektonik dan dapat dianalisis sebagai interpretasi gaya tektonik pembentuknya dari data sistematisnya. (McClay, 1987). Kekar umumnya terdapat sebagai rekahan tensional dan tidak ada gerak sejajar bidangnya. Kekar membagi-bagi batuan yang tersingkap menjadi blok-blok yang besarnya bergantung pada kerapatan kekarnya. Dan merupakan bentuk rekahan paling sederhana yang

dijumpai pada hampir semua batuan. Biasanya terdapat sebagai dua set rekahan, yang perpotongannya membentuk sudut berkisar antara 45 sampai 90 derajat. Analisa kekar sangat diperlukan dalam eksplorasi dan pengembangan sumber daya alam. Rekahan-rekahan mengontrol endapan mineral, tembaga, timbal, seng, merkuri,perak,emas dan tungsten. Kekar terbentuk akibat dari gagalnya sebuah batuan untuk menahan elastisitasnya dari stress yang mengenai suatu batuan. Karakteristik umum yang ditemui pada kekar, ialah: 1.Pemotongan bidang perlapisan batuan 2.Biasanya terisi mineral lain/mineralisasi seperti kalsit, kuarsa, dan sebagainya. Oleh karena sifatnya sebagai bidang retak, ia seringkali menjadi jalur perpindahan fluida. Kekar yang diisi mineral disebut urat (vein), sedangkan yang tidak terisi mineral disebut joint. 3. Dapat dikelompokkan berdasarkan sifat dan karakter retakan/rekahan, serta arah gaya yang bekerja pada batuan tersebut. Kekar merupakan jenis struktur batuan yang berbentuk bidang pecah. Sifat dari bidang ini memisahkan batuan menjadi bagian-bagian yang terpisah. Tetapi tidak mengalami perubahan posisinya. Sehingga menjadi jalan atau rongga atau kesarangan batuan yang dapat dilalui cairan dari luar beserta materi lain seperti air, gas dan unsur-unsur lain yang menyertainya. Berdasarkan Cara Terbentuknya 1. Srinkage Joint (Kekar Pengkerutan) Merupakan kekar yang disebabkan karena gaya pengerutan yang timbul akibat pendinginan (kalau pada batuan beku terlihat dalam bentuk kekar tiang/kolom) atau akibat pengeringan (seperti pada batuan sedimen). Kekar ini biasanya berbentuk polygonal yang memanjang.

2. Kekar Lembar (Sheet Joint) Merupakan sekumpulan kekar yang kira-kira sejajar dengan permukaan tanah. Kekar seperti ini terjadi terutama pada batuan beku. Sheet joint terbentuk akibat penghilangan beban batuan yang tererosi. Penghilangan beban pada sheet joint terjadi akibat : 1.Batuan beku belum benar-benar membeku secara menyeluruh 2.Proses erosi yang dipecepat pada bagian atas batuan beku 3.Adanya peristiwa intrusi konkordan (sill) dangkal

Berdasarkan Bentuknya 1. Kekar Sistematik Merupakan keakar dalam bentuk berpasangan arahnya sejajar satu dengan yang lainnya.

2. Kekar Non Sistematik Merupakan kekar yang tidak teratur biasanya melengkung dapat saling bertemu atau bersilangan di antara kekar lainnya atau tidak memotong kekar lainnya dan berakhir pada bidang perlapisan. Kekar Berdasarkan Ganesanya 1. Kekar Kolom Umumnya terdapat pada batuan basalt, tetapi kadang juga terdapat pada batuan beku jenis lainnya. Kolom-kolom ini berkembang tegak lurus pada permukaan pendinginan, sehingga pada sill atau aliran tersebut akan berdiri vertikal sedangkan pada dike kurang lebih akan horizontal, dengan mengukur sumbu kekar kolom kita dapat merekonstruksi bentuk dari bidang pendinginan dan struktur batuan beku.

2. Kekar Gerus Kekar Gerus (Shear Joint), yaitu kekar yang terjadi akibat stress yang cenderung mengelincirkan bidang satu sama lainnya yang berdekatan. Ciri-ciri di lapangan : 1)Biasanya bidangnya licin. 2)Memotong seluruh batuan. 3)Memotong komponen batuan. 4)Biasanya ada gores garis. 5)Adanya joint set berpola belah ketupat.

3. Kekar Lembar Kekar lembar (sheet joint ) adalah sekumpulan kekar yang kira-kira sejajar dengan permukaan tanah, terutama pada batuan beku. Terbentuknya kekar ini akibat penghilangan beban batuan yang tererosi. Penghilangan beban pada kekar ini terjadi akibat: 1.Batuan beku belum benar-benar membeku secara menyeluruh 2.Tiba-tiba diatasnya terjadi erosi yang dipercepat 3.Sering terjadi pada sebuah intrusi konkordan (sill) dangkal 4. Kekar Tarik Kekar Tarikan (Tensional Joint), yaitu kekar yang terbentuk dengan arah tegak lurus dari gaya yang cenderung untuk memindahkan batuan (gaya tension). Hal ini terjadi akibat dari stress yang cenderung untuk membelah dengan cara menekannya pada arah yang berlawanan, dan akhirnya kedua dindingnya akan saling menjauhi. Ciri-ciri dilapangan : 1)Bidang kekar tidak rata. 2)Selalu terbuka. 3)Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur biasanya akan berpola kotak-kotak. 4)Karena terbuka, maka dapat terisi mineral yang kemudian disebut vein.

Kekar tarikan dapat dibedakan atas: 1)Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahannya searah dengan tegasan. 2)Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya atau pengurangan tekanan, orientasinya tegak lurus terhadap gaya utama. Struktur ini biasanya disebut stylolite.

5. Kekar Hybrid Merupakan campuran dari kekar gerus dan kekar tarikan dan pada umumnya rekahannya terisi oleh mineral sekunder. Berdasarkan Genesa & Keaktifan Gaya yang membentuknya 1. Kekar Orde Pertama Merupakan kekar yang dihasilkan langsung dari gaya pembentuk kekar. Umumnya mempunyai bentuk dan pola yang teratur dan ukurannya relative besar. 2. Kekar Orde Kedua Merupakan kekar sebagai hasil pengaturan kembali atau pengaruh gaya balik atau lanjutan untuk mencapai kesetimbangan massa batuan. C. Vein Vein adalah rekahan yang terisi mineral yang berasal dari proses presipitasi. Vein juga merupakan urat yang ada pada kekar terbuka pada sebuah batuan. Rekahan-rekahan yang terjadi pada batuan memberikan ruang bagi mineral lain, kemudian terisi dan membentuk urat-urat yang tampak seperti gambar ini.