LIPATAN
Dasar Teori
Lipatan adalah
merupakan hasil perubahan bentuk dari suatu bahan yang ditunjukkan
sebagai lengkungan atau kumpulan dari lengkungan pada unsur garis atau bidang
di dalam bahan tersebut. Pada umumnya unsur yang terlibat di dalam lipatan adalah bidang perlipatan, foliasi, dan
liniasi.
Ø Mekanisme
gaya yang menyebabkan terjadinya lipatan ada 2 macam :
1. Buckling
(melipat) disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya sejajar dengan permukaan
lempeng.
2. Bending
(pelengkungan) disebabkan oleh gaya tekan yang arahnya tegak lurus permukaan
lempeng.
Ø Berdasarkan proses lipatan dan jenis batuan yang terlipat
dapat di bedakan menjadi 4 macam lipatan, yakni :
a. Flexure / competent folding termasuk
di dalamnya parallel fold
b. Flow / incompetent folding termasuk
di dalamya similar fold
c.
Shear
folding
d.
Flexure
and flow folding
Gambar 1. Kenampakan Sinklin dan Antiklin di Lapangan
Sedangkan
pengelompokan lipatan secara diskriptif
adalah sebagai berikut :
a. Lipatan simetris (symmetrical
fold) : suatu lipatan di mana bidang sumbunya
mempunyai jarak yang sama terhadap kedua sayapnya. Membagi
lipatan menjadi 2 bagian yang sama seperti yang
nampak pada penampang vertikalnya yang di buat pada garis horizontal
pada bidang poros.
b. Lipatan a
– simetris (a - symerical fold) : suatu lipatan yang jarak - jarak pada kedua sayapnya tidak sama.
Biasanya sayap dari lipatan demikian mempunyai sudut yang tidak sama.
Jenis –
jenis Lipatan :
- ü Antiklin adalah struktur lipatan yang bentuk konfet ke atas dengan urusan lapisan batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas.
- ü Sinklin adalah struktur lipatan yang bentuk klaf ke atas dengan urutan lapisan batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas.
- ü Antiform adalah struktur lipatan seperti antiklin namun umur batuan tidak di ketahui.
- ü Sinform adalah struktur lipatan seperti sinklin namun unsur batuan tidak diketahui.
- ü Antiformal Sinklin adalah struktur lipatan seperti antiklin dengan lapisan batuan yang tua di bagian atas dan batuan muda yang berada di bawah.
- ü Sinformal antiklin adalah struktur lipatan sepeti sinklin dengan lapisan batuan yang tua di gaian atas dan lapisan batuan yang muda di bawah.
- ü Dome, yaitu suatu jenis tertentu antuform dimana lapisan batuan mempunyai kemiringan ke segala arah yang menyebar dari satu titik.
- ü Basin adalah suatau jenis unik sinform dimana kemiringan lapisan batuan menuju ke satu titik.
Bagian - Bagian Lipatan
a. Antiklin adalah
unsur struktur lipatan dengan bentuk convex
ke atas denagan urutan lapisan batuan yang tua di bawah yang muda di atas.
b. Sinklin adalah unsur struktur lipatan dengan bentuk
concave ke atas dengan urutan lapisan
batuan yang tua di bawah dan yang muda di atas
c. Antiform adalah
unsur struktur lipatan seperti antiklin
dengan lapisan batuan yang tua di atas dan yang muda di bawah.
d. Sinform adalah
unsur struktur lipatan seperti sinklin dengan lapisan batuan tua di atas dan
yang muda di bawah.
e. Axial line (hinge line) adalah garis
khayal yang menghubungkan titik-titik pelengkungan maksimum
pada setiap permukaan lapisan dari suatu struktur lipatan.
f. Axial Surface (hinge surface ) adalah bidang khayal dimana terdapat semua axial line dari suatu lipatan. Pada
beberapa lipatan, bidang ini dapat merupakan suatu bidang planar dan dinamakan
“Axial plane”.
g. Crestal line adalah suatu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi pada
setiap permuakaan lipatan suatu antiklin.
h. Trough line adalah suatu garis yang menghubungkan titik-titik terendah pada sutu
sinklin.
i. Crestal surface adalah suatu bidang khyal di mana terletak semua crestal line dari suatu antiklin.
j. Trough surface adalh suatu bidang khayal di mana terletak semua trough line dari semua antiklin.
Gambar 2. Bagian-Bagian Lipatan
Klasifikasi
Lipatan
Ø Berdasarkan bentuk
penampang tegak :
1.
Lipatan simetri adalah lipatan dimana axial plane-nya vertical
2.
Lipatan asimetri adalah lipatan dimana axial plane-nya condong
3.
Overturned fold adalah
lipatan dimana axial plane nya
condong dan kedua sayapnya miring ke arah yang sama dan biasanya pada sudut
yang berbeda.
4.
Recumbent fold adalah lipatan dimana axial plane-nya horizontal
5.
Vertical isoclinal fold adalah lipatan dimana axial plane-nya vertical
6.
Isoclined isoclinal fold adalah lipatan
dimana axial plane-nya condong
7.
Recumbent isoclinal fold adalah lipatan
dimana axial plane-nya horizontal
8.
Chevron fold adalah lipatan dimana hinge-nya tajam dan
menyudut
9.
Box fold adalah lipatan dimana crest-nya luas dan datar
10. Fan fold adalah lipatan
dimana sayapnya membalik
11. Monocline adalah lipatan
dimana kemiringan lapisan secara lokal terjal
12. Structure terrace adalah lipatan dimana
kemiringan lapisan secara lokal dianggap horizontal.
13. Homocline adalah lapisan
yang miring dalam satu arah pada sudut yang relatif sama.
Ø Berdasarkan intensitas
lipatan :
1.
Open fold adalah lipatan yang lapisannya tidak
mengalami penebalan atau penipisan karena deformasi yang lemah
2.
Closed fold adalah lipatan yang lapisannya
mengalami penebalan atau penipisan karena deformasi yang kuat
3.
Drag fold adalah lipatan-lipatan kecil yang
terbentuk pada sayap-sayap lipatan yang besar akibat terjadinya pergeseran
antara lapisan kompeten dengan lapisan tak kompeten
4.
En enchelon fold adalah beberapa lipatan yang sifatnya
lokal dan saling overlap satu dengan yang lain
5.
Culmination dan depression adalah lipatan-lipatan
yang menunjam pada arah yang berbeda, sehingga terjadi pembubungan dan
penurunan
6.
Anticlinorium yaitu antiklin mayor yang tersusun oleh beberapa lipatan yang lebih kecil
7.
Synclinorium yaitu sinklin mayor yang tersusun oleh beberapa lipatan yang lebih kecil
Ø Berdasarkan sifat lipatan
dan kedalaman :
1.
Similar fold adalah lipatan yang tiap
lapisannya lebih tipis pada sayapnya dan lebih tebal pada hinge-nya
2.
Paralel concentric fold adalah lipatan dengan anggapan bahwa
ketebalan lapisan tidak berubah selama perlipatan
3.
Pierching/diaphiric fold adalah lipatan
dimana intinya yang aktif telah menerobos melalui batuan diatasnya yang lebih
rapuh
4.
Supratenuous fold adalah lipatan yang terbentuk karena
adanya perbedaan kompaksi sedimen pada saat pengendapan terjadi di punggung
bukit
5.
Disharmonic fold adalah lipatan yang bentuknya tak seragam
dari lapisan ke lapisan
Ø Berdasarkan kedudukan dan
hinge line :
1.
Horizontal normal adalah lipatan dimana kedudukan axial surface vertikal dan hinge line horizontal
2.
Plunging normal adalah lipatan dimana kedudukan axial surface vertikal dan hinge line menunjam
3.
Horizontal inclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring dan hinge line horizontal
4.
Plunging inclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring dan hinge line menunjam, tetapi jurus axial plane miring terhadap sumbu
lipatan
5.
Reclined adalah lipatan dimana kedudukan axial surface miring dan hinge line menunjam, tetapi jurus axial plane tegak lurus terhadap sumbu
lipatan
6.
Vertical adalah lipatan dimana kedudukan axial surface dan hinge line vertical
7.
Recumbent adalah lipatan dimana kedudukan axial surface dan hinge line horizontal
Gambar 3. Klasifikasi Lipatan
7.4. Rekontruksi
Lipatan
Rekontruksi
lipatan umumnya dilakukan berdasarkan hasil pengukuran kedudukan lapisan dari
lapangan atau pembuatan suatu penampang dari peta geologi. Rekontruksi
lipatan hanya dilakukan pada batuan sedimen.
Metode rekontruksi yang akan dibahas meliputi :
1.
Metode busur lingkaran (are methode)
Metode
ini mengasumsikan bahwa lipatan yang biasanya terdiri dari batuan yang kompeten
dianggap sebagai lipatan konsentris dan paralel. Berdasarkan cara
interpolasinya metode busur dibedakan :
a. Metode interpolasi Busk,1929.
b. Metode Interpolasi Higgins, 1962.
Dalam
praktikum kali ini dan umumya metode yang sering digunakan adalah :
a.
Metode interpolasi Higgins, 1962.
Suatu
penampang yang diaplikasikan dari lapangan yang kedudukanya berlawanan untuk
mengetahui sumbu suatu lipatan apakah dia sinklin
atau antiklin.
Misalkan pada lintasan
/ penampang dengan arah E - W,
di lokasi A dan B dijumpai.
Batas
lapisan yang sama dengan kedudukan yang
berlawanan. Dilokasi A kemiringan 41o ke barat dan B ke timur
sebesar 51o.
Rekonstruksi :
1. Gambar
garis sumbu dari kemiringan lapisan di A dan B, berpotongan di C.
2. Buat
bisector AB hingga memotong AC di E.
3. Ukuran
EF sembarang, tetapi lebih panjang dari CE.
4. Ukuran
AF sama dengan BG, dan hubungkan GF.
5. Tarik
garis GF sehingga memotong BC di I
6. Hubungkan
F dengan I (garis tersebut sebagai batas busur lingkaran).
7. F
sebagai pusat busur lingkaran dari A dengan jari-jari FA, sedangkan I sebagai
pusat busur busur lingkaran dengan jari-jari IB.
8. Maka
bentuk lingkaran telah rekontruksi.
2.
Kombinasi metode busur lingkaran (are metode) dan tangan bebas (freehand)
Kombinasi metode
ini di gunakan untuk lipatan melibatkan batuan inkompeten, di mana ter jadi
penipisan dan penebalan yang tak teratur. Free
hand drawing di lakukan khusus pada interpolasi yang tidak dapat di lakukan
dengan Arc Methode.
Ø Kink Methode, 1985
Kind
methode mengasumsikan bahwa lipatan adalah parallel, dan keadaan sayap yang
lurus dan membentuk sudut lancip pada bagian sumbunya (kink atau chefron folds). Metode
ini mendasarkan pada kenyataan bahwa suatu struktur lipatan tersusun dari seri
perlapisan yang tertekuk seperti patah-patah (a series of sharpbends) dan memiliki ketebalan yang konstan,
dengan sumbu lipatan membagi sudut di
antara 2 sayap lipatan sama besar yakni y1 = y2. Sudut antara sayap dengan
bidang sumbu y di sebut axial angle. Cara penggunaan metode
rekonstruksi lipatan.
Ø Arc Methode
Dasarnya
dalah bahwa lipatan merupakan bentuk busur dari suatu linhkaran dengan pusatnya
adalah perpotongan antara sumbu – sumbu kemiringan yang berdekatan.
Rekonstruksinya dapat di lakukan dengan menghubungkan busur lingkaran secara
langsung bila data yang ada hanya kemiringan dan batas lapisan hanya setempat.
Gambar 4.
Sistem Kerja Lipatan
KEKAR
Dasar Teori
Kekar merupakan suatu
rekahan yang relatif tanpa mengalami pergeseran pada bidang rekahannya.
Penyebab terjadinya kekar dapat disebabkan oleh gejala tektonik maupun
tektonik. Dalam analisa struktur geologi, yang diperlukan adalah kekar yang
disebabkan oleh gejala tektonik. Jadi dilapangan baru dapat dibedakan dua jenis
kekar tersebut. Klasifikasi kekar ada beberapa macam, tergantung dasar
klasifikasi yangdigunakan diantaranya :
a.
Berdasarkan bentuknya.
b.
Berdasarkan urutannya.
c.
Berdasarkan
kerapatannya.
d.
Berdasarkan cara
terjadinya.
Klasifikasi kekar
berdasarkan genesanya :
Ø Shear joint
Ø Tension joint
Ø Tegangan
utamanya terbesar akan membagi dua sama besar sudut lancipyang dibentuk oleh
dua Shear Joint.
Ø Tegasan
terkecil akan membagi dua sama besar sudut tumpul yang dibentuk oleh Shear Joint.
Untuk
mengoptimalkan hasil yang dicapai dalam analisa struktur-struktur geologi maka
digunakan metode analisa yang dapat mendukung penafsiran tentang kinematika dan
mekanisme pembetukannya yang dianalisa sehingga penafsirannya mendekati hal
yang sebenarnya. Sampai saat ini metode yang dianggap telah dapat memenuhi
maksud dan tujuan seperti yang telah disebut diatas adalah metode
statistik, yaitu suatu metode yang diterapkan untuk mendapatkan
kisaran harga rata-rata atau harga maksimum dari sejumlah harga acak satu jenis
struktur. Dari sini kemudian dapat diketahui kecenderungan-kecenderungan bentuk
pola ataupun kedudukan umum dari jenis struktur yang dianalisa.
Gambar 1. Macam-Macam Kekar
Metode statistik yang
akan diuraikan disini adalah metode-metode yang umum dipakai dalam kegiatan
analisa struktur, terdiri dari dua metode yang pengelompokannya didasarkan atas
banyaknya parameter, yakni :
1.
Pembuatan diagram yang
didasarkan atas sejumlah data struktur hanyamemiliki satu parameter saja.
2.
Metode statistik dengan
dua parameter, yakni pembuatan diagram-diagram berdasarkan jumlah data struktur
yang memiliki dua parameter
Hubungan Gaya dan Pola Kekar
Berdasarkan
definisi dari struktur geologi kekar, sesar, dan lipatan telah menunjukkan
bahwa adanya keterkaitan satu dengan yang lain. Misalnya sesar, sesar ialah
kekar yang mengalami pergeseran pada bidangnya, dan biasanya sesar terbentuk
pada daerah lipatan (sinklin maupun antiklin).
Hubungan
dari ketiga struktur geologi ini dapat dijelaskan melalui three stages of
deformation yang merupakan sifat deformasi suatu benda terhadap gaya
berdasarkan tingkat elastisitas benda tersebut. Ketiga tingkatan tersebut
adalah :
1.
Elastis
Benda
dikatakan elastic jika suatu benda dikenai gaya, maka akan mengalami
deformasi, tetapi jika gaya dilepas (hilang), maka benda tersebut akan kembali
lagi pada bentuk dan ukuran semula. Batas dimana suatu benda masih dapat
kembali seperti semula jika gaya dilepas, disebut elastic limit. Maka
jika besar gaya yang bekerja melebihi elastic limit, benda tersebut
tidak akan kembali pada bentuk semula, jika gaya hilang.
2.
Plastis
Benda
dikatakan plastic jika gaya yang bekerja mencapai elastic limit.
Benda yang terkena gaya hanya sebagian yang dapat kembali pada bentuk semula,
jika gaya dihilangkan.
3.
Brittle and Ductile
Benda
dikatakan brittle, jika benda sudah
pecah sebelum gaya yang bekerja mencapai titik plastis. Benda dikatakan
ductile, jika benda pecah/hancur setelah gaya melewati titik elastic.
Berdasarkan
penjelasan mengenai tingkat deformasi tersebut dapat diketahui bahwa kekar
merupakan awal atau pemicu adanya sesar dan lipatan. Hal ini dikarenakan kekar
menjadi zona lemah suatu batuan yang apabila mendapat gaya yang lebih besar
akan memicu terjadinya struktur geologi sesar dan lipatan. Sedangkan sesar naik
umumnya terbentuk pada daerah lipatan berupa sinklin dan sesar turun terbentuk
pada daerah lipatan yang berupa antiklin. Hal ini dikarenakan ketika gaya tekan
pada daerah lipatan hilang, maka batuan yang terlipat akan kembali berusaha
kebentuk semula, tetapi karena adanya kekar maka terbentuklah sesar karena
pergerakan yang terjadi pada bidang kekar.
Dari
penjelasan barusan, dapat disimpulkan bahwa analisis terhadap kekar pada suatu
tubuh batuan, selain bertujuan untuk menentukan arah gaya yang mempengaruhinya,
juga untuk mengetahui ada tidaknya kekar dan lipatan, bahkan dari analisis
kekar kita dapat mengetahui apakah suatu lipatan itu berupa sinklin atau
antiklin. Selain itu kita juga dapat mengetahui suatu sesar merupakan sesar
naik, turun atau geser dari hasil analisi kekar.
Untuk
menentukan suatu sesar, kita dapat melakukannya dengan analisis kekar untuk
mendapatkan nilai Ө1, Ө2, Ө3. Jika
kedudukan Ө1, Ө2 relatif horizontal, sedangkan Ө3 relatif vertikal sehingga menghasilkan hanging
wall bergerak naik terhadap foot wall maka sesar tersebut merupakan
sesar naik. Jika kedudukan Ө2, Ө3 relatif horisontal, sedangkan Ө1 vertikal sehingga menyebabkan hanging wall
bergerak turun terhadap foot wall maka sesar tersebut merupakan sesar
turun. Jika kedudukan Ө1, Ө3 relatif horisontal, sedangkan Ө2 vertikal, sehingga menyebabkan blok bergeser ke
kanan atau kiri maka sesar tersebut merupakan sesar geser.
Analisa Kekar
Pengumpulan/pencatatan data → pengelompokan data →
penyajian data → analisa data → interpretasi/diskusi. Untuk analisa data,
digunakan metode statistik yang dilakukan dengan :
1.
Diagram
kipas
2.
Histogram
3.
Diagram
kontur, dengan menggunakan proyeksi stereografis dan proyeksi kutub.
Tujuan analisa :
b.
menentukan
kedudukan/arah umum dari kekar
c.
menentukan
arah umum dari gaya utama.
Gambar 3. Macam-Macam Gaya
Stres
Ø
Diagram
Kipas
·
Tujuan
:
Diagram
ini dimaksudkan untuk mengetahui arah kelurusan umum dari unsur-unsur struktur
yang data-datanya hanya terdiri dari satu usur pengukuran. Dan dalam hal ini
digunakan untuk kekar-kekar yang mempunyai kemiringan relatif tegak, jadi yang
diukur hanya jurus/arahnya saja.
· Tabulasi data
Data-data pengukuran yang terkumpul dimasukkan ke dalam
suatu tabel (tabulasi data), dengan tuuan untuk mempermudah proses dalam
pembuatan diagramnya. Dalam hal ini jumlah data tidak terdapat batasan mengenai
banyaknya data yang harus dikumpulkan. Semakin banyak data lapangan yang
dipakai dalam analisa maka hasilnya akan mendekati keadaan sebenarnya.
Semakin kecil pembagian interval arah maka hasil
analisanya akan semakin teliti. Pembagian interval arah menjadi : 00
– 50 (1800 – 1850), 50 – 100
(1850 -1900),..dst. interval arah (00 – 50)
dibuat sama dengan (1800 – 1850), karena (1800
– 1850) merupakan pelurus dari (00 – 50).
·
Pembuatan
diagram kipas :
Contoh
yang akan dibahas di sini adalah pembuatan ”diagram kipas” dari data-data
pengukuran jurus-kekar sebanyak 40 buah. Dari pemasukan data-data pengukuran
kedalam tabel diperoleh harga prosentase maksimum 45%. Harga ini dipakai
sebagai patokan untuk menentukan panjang jari-jari diagram setengah lingkaran.
Selanjutnya
dari setiap interval dibuat busurnya dengan pusat titik nol dan panjang
jari-jari sama dengan panjang yang bersangkutan. Kemudian bagilah sisi paling
luar dari busur sesuai dengan pembagian arahnya. Melalui pembagian interval
tersebut tariklah garis-garis ke arah pusat busur. Langkah terakhir masukkanlah
hasil perhitungan prosentase kedalam gambar sehingga didapatkan hasil analisa
arah umum kekar yaitu N 20o -30o E.
Ø Histogram
· Tujuan :
Seperti
pada diagram kipas yaitu untuk mengetahui arah kelurusan umum dari unsur-unsur
struktur.
· Tabulasi data
Data-data
pengukuran yang terkumpul dimasukkan kedalam suatu tabel (tabulasi data)
seperti pada diagram kipas.
· Pembuatan histogram :
Contoh
pembuatan histogram yang diberikan disini diambil dari data-data pengukuran
kekar sebanyak 40 buah. Dari pemasukan data pengukuran ke dalam tabel diperoleh
prosentase 0%, 10%, ........ 45%. Harga-harga ini diperoleh pada ordinat (sumbu
vertikal) dari 0% keataas hingga harga maksimum 45% dengan skala bebas
Pada absis (sumbu horizintal) diplot arah-arah dari barat
ketimur dengan patokan arah utara dibagian tengahnya. Langkah terakhir,
masukkan hasil perhitungan prosentase ke dalam gambar sehingga didapatkan
diagram berupa batang dengan puncak yang paling tingggi menunjukkan hasil
analisa arah umum kekar yaitu N 20o – 30o E. Maka harga
kedudukan akan sama dengan yang ditunjukkan oleh diagram kipas
