MINERAL DAN BATUAN

MINERAL DAN BATUAN . Mineral adalah suatu benda padat homogen yang terdapat di alam, terbentuk secara anorganik, dengan komposisi kimia dan batas tertentu dan memiliki susunan atom tertentu secara teratur. Kristal adalah suatu mineral yang memiliki bentuk geometri yang sempurna, dengan dibatasi oleh bidang-bidang yang jelas. Batuan adalah suatu benda padat yang tersusun secara alami dari kombinasi satu atau beberapa mineral di dalamnya. Genesa/Genesis mineral merupakan tempat atau lingkungan dimana suatu mineral terbentuk. Ada 3 macam genesa mineral, yaitu: Lingkungan magmatik Lingkungan sedimen Lingkungan metamorfik A. Lingkungan Magmatik Lingkungan ini mempunyai karakter yang sangat khas, yaitu memiliki tekanan dan temperatur yang sangat tinggi, dan tentunya sangat berhubungan dengan aktivitas magma. Berdasarkan keterjadiannya, lingkungan magmatik ini dibagi menjadi empat tipe, yaitu Batuan beku, Pegmatit, Urat hidrotermal, dan Deposit mata air panas. 1. Batuan Beku Tersusun atas mineral-mineral yang sederhana. Terdapat 7 kelompok mineral yang terdapat pada batuan beku, yaitu : kelompok kuarsa, feldspar, feldspatoid, piroksen, hornblende, biotit, dan olivin. Kisaran jumlah dari mineral-mineral penting yang terdapat dalam batuan beku sangat lebar. Ada juga batuan beku yang mengandung hampir 100% mineral yang sama, contohnya seperti Dunityang hampir seluruhnya tersusun atas mineral olivine. Berdasarkan warnanya, mineral batuan beku dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu Leucocratic (terang),Mesocratic (sedang), dan Melanocratic (gelap).Pengelompokkan ini didasarkan pada kandungan dari mineral fero-magnesium. Semakin banyak kandungan mineral tersebut, maka warna nya akan semakin gelap. Lingkungan geologi tertentu akan memberikan pengaruh tertentu yang tercermin terhadap ukuran butir mineralnya. Selain itu tekstur pada batuan beku juga mencerminkan kondisi pembekuannya, urutan kristalisasi, komposisi, viskositas magma, kecepatan pembekuan, dan pertumbuhan kristalnya. Pembekuan kristal yang cepat akan menghasilkan kristal yang kecil. Hal ini disebabkan karena tidak tersedia waktu yang cukup untuk membentuk kristal yang sempurna. Biasanya terjadi di permukaan saat kontak langsung dengan air ataupun udara saat magma keluar. Tekstur yang dihasilkan adalah afanitik (halus). Sedangkan, pembekuan yang lambat akan menghasilkan membentuk kristal yang besar, karena masih memiliki waktu yang cukup untuk membentuk itu. Pembekuan yang lambat ini terjadi di dalam perut bumi, dan menghasilkan batuan beku dengan tekstur faneritik(kasar). Berdasarkan kandungan SiO2 nya, batuan beku dibedakan menjadi 4 jenis. Batuan beku asam yang mengandung lebih dari 65% silika, ex: Granit. Batuan beku menengah (intermediate) yang mengandung silika antara 53%-65%, ex: Diorit, Syenit. Batuan beku basa dengan kandungan silika antara 45%-53%, ex: Gabbro. Batuan beku ultrabasa yang mengandung silika <45%, ex: Dunit, Peridotit. 2. Pegmatit dan Urat-Urat Hidrotermal Pegmatit ini terbentuk dari cairan silikat sisa proses kristalisasi fraksional yang kaya akan kandungan alkali, alumunium, mengandung air, dan zat volatil. Cairannya tidak selalu berbentuk cair disebabkan karena konsentrasi volatil. Apabila mencukupi, tekanan volatil akan menginjeksi cairan di sepanjang permukaan lemah pada batuan yang merupakan bagian dari batuan beku intrusi yang sama, ataupun batuan lain yang sudah terbentuk lebih awal. Kebanyakan pegmatit yang dijumpai berasosiasi dengan batuan plutonik, umumnya granit. Pegmatit granit terutama tersusun oleh kuarsa dan feldspar alkali, serta sejumlah muskovit dan biotit. Dengan demikian, komposisinya mirip dengan granit, namun berbeda dalam tekstur. Pegmatit bertekstur khusus, yaitu berbutir sangat kasar, dan berbentuk tabular. 3. Deposit Hidrotermal Merupakan pengembangan dari pegmatit. Ciri-cirinya adalah urat-urat yang mengandung sulfida, yang mengisi rekahan pada batuan semula. Namun juga dapat berupa suatu

massa tak teratur, yang mengganti seluruh atau sebagian batuan. Proses hidrotermal ini merupakan suatu proses yang penting dalam pembentukan mineral-mineral bijih. Berdasarkan tingkat kedalaman dan suhunya, deposit hidrotermal dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : Deposit hidrotermal : suhu antara 300-500 derajat C, dan terbentuk di kedalaman yang sangat dalam. Dicirikan oleh mineral Molibdenit[MoS2], Kasiterit [SnO2], Skhelit [CaWO4]. Deposit mesotermal : suhu antara 200-300 derajat C, dengan kedalaman yang menengah. Mineral yang mecirikannya adalah mineral-mineral sulfida seperti Pirit [FeS2], Galena[PbS]. Urat kuarsa mengandung emas yang merupakan suatu deposit penting, mungkin adalah deposit mesotermal. Deposit epitemal : terbentuk pada temperatur rendah, antara 50-200 derajat C. Mineral pencirinya adalah Perak native [Ag], Emas native [Au], Silvanit [(Au,Ag)Te2]. 4. Deposit Air Panas dan Fumarol Deposit air panas merupakan hidrotermal yang sampai ke permukaan. Mineral yang dijumpai adalah silika opal, sejumlah kecil sulfur, dan sulfida. Sedangkan, deposit fumarol terdapat pada gunungapi yang masih aktif. Gas-gas panasnya mengendapkan mineral-mineral seperti sulfur, dan khlorida, terutama Khlorida Amonium [NH3Cl]. Selain itu, mungkin juga terdapat Magnetit [Fe3O4], Hematite[Fe2O3], dan Realgar [AsS]. B. Lingkungan Sedimen Proses sedimentasi merupakan perpaduan dari interaksi atmosfer dan hidrosfer terhadap lapisan kerak bumi. Dalam proses sedimentasi terdapat fase pelapukan, yang dapat menyebabkan mineral berubah menjadi mineral-mineral baru yang bersifat lebih stabil daripada sebelumnya. Pada kebanyakan lingkungan pengendapan, proses yang berlangsung adalah oksidasi karena terkena pengaruh dari atmosfer. Namun, di beberapa tempat ada yang tidak terkena kontak atmosfer, sehingga proses yang berlangsung adalah reduksi. Berdasarkan stabilitas mineralnya, lingkungan sedimen dibagi menjadi 6 klasifikasi: 1. Resistat Merupakan endapan yang tersusun atas mineral yang tahan terhadap pelapukan, sehingga tidak mengalami perubahan. Salah satu mineral yang dikenal paling tahan terhadap pelapukan adalah Kuarsa [SiO2]. Kadar silika dalam sedimen-sedimen resistat dapat mencapai 90%, sehingga sangat cocok untuk digunakan sebagai sumber dalam perindustrian. Mineral-mineral lainnya yang tahan terhadap pelapukan adalah Zirkon [ZrSiO4], Andalusit [Al2SiO5], Topaz [Al2SiO4(OH,F)2]. Endapan resistat disebut juga sebagai “placer deposit” karena bernilai ekonomi. 2. Hidrolisat Terbentuk dari mineral-mineral silikat yang mengalami proses dekomposisi kimia. Mineral yang paling umum terdapat di endapan ini adalah mineral lempung, berupa aluminosilikat hidrat yang bertekstur filosilikat dengan ukuran butir yang sangat halus. Di daerah tropis, tempat dimana perbedaan basah dan kering sangat kontras, proses pelapukan akan terjadi lebih baik, dan dapat menghasilkan endapan aluminosilikat yang sangat bagus. Yaitu, dengan hilangnya kandungan silika, dan meninggalkan residu berupa oksida alumunium hidrat, seperti Gibsit [Al(OH)3]. Residu ini dikenal dengan “endapan bauksit”, merupakan endapan komersial yang menghasilkan bijih alumunium. 3. Oksidat Merupakan endapan hidroksida feri, yang merupakan hasil oksidasi senyawa besi dalam suatu larutan, dan mengendap. Contohnya adalah Gutit [HFeO2] yang memberikan warna coklat, dan Hematit [Fe2O3] yang memberikan warna merah. Bila kedua mineral ini terdapat dalam jumlah yang besar, maka dapat menjadi sangat bernilai karena bijih besinya. Mineral lainnya yang terdapat pada endapan oksidat adalah mangan. Contohnya adalah Manganit [MnO(OH)], dan Psilomelane [(Ba,H2O)2Mn5O10], yang sebagian besar tersusun atas MnO2. 4. Reduzat Terbentuk karena proses reduksi, dikarenakan tempat terbentuknya yang terisolir dari atmosfer, sehingga kekurangan oksigen. Endapan jenis ini jarang sekali dijumpai. Di laut, biasanya endapan ini terdapat pada daerah palung. Dengan kondisi yang tenang, pengendapan material-material organik, akan menyebabkan berkurangnya oksigen, dan terbentuk H2S. Contoh mineral yang terbentuk adalah Pirit (pada keadaan asam), dan Markasit (pada keadaan yang lebih asam).

Di darat, pengendapan dari bahan rombakan tumbuhan-tumbuhan akhirnya akan berubah menjadi lapisan-lapisan batubara. Dengan keadaan reduksi yang tinggi, memungkinkan terjadinya pengendapan karbonat fero berupa Siderit, yang dapat digunakan menjadi deposit bijih besi. Mineral lain yang terbentuk dalam suasana reduksi adalah Sulfur [Cu], yang biasanya dijumpai berasosiasi dengan kubah garam dan minyak bumi. 5. Presipitat Endapan ini berhubungan dengan berbagai aktivitas organisme yang mensekresi gamping, maka dari itu tempat yang paling baik bagi pengendapan jenis ini (karbonatan) adalah di bawah laut. Bentuk kalsium karbonat yang paling stabil adalahKalsit, namun dapat juga terbentuk Aragonit. Araganit dapat berubah menjadi kalsit, ataupun tetap menjadi aragonit, hal itu dapat terjadi apabila strukturnya berubah menjadi lebih stabil, karena kandungan ion-ion asing. Selain itu, kalsit dan aragonit dapat diendapkan di lingkungan terestrial, seperti di dalam gua batugamping, yang di sekelilingnya terdapat mata air yang jenuh akan kandungan CaCO3. Salah satu presipitat laut yang jarang ditemukan, namun sangat bernilai dari segi ekonomi adalah Fosforit yang digunakan sebagai sumber pupuk fosfat.Seperti yang kita ketahui, air laut di bagian dasar samudera sangat jenuh oleh fosfat kalsium, dan karena terjadi perubahan pada kondisi fisik-kimianya, walaupun hanya sedikit akan menyebabkan fosforit terpresipitasi. Bila sedimentasi dari bahan-bahan lainnya lebih sedikit, maka akan terbentuk lapisan fosforit yang lebih murni. 6. Evaporit Proses penting dalam pembentukan sedimen evaporit adalah penguapan. Endapan ini mempunyai fungsi khusus, yaitu untuk menginterpretasi sejarah geologi daerah itu, sebagai indikator untuk keadaan yang kering. Berdasarkan asal mula pengendapannya, sedimen evaporit dibagi menjadi 2, yaitu: Endapan evaporit marin terbentuk di laut yang disebabkan oleh air laut yang menguap. Apabila air laut menguap pada keadaan yang alami, maka yang pertama kali akan mengendap adalah kalsium karbonat, diikuti oleh dolomit. Dengan berlanjutnya evaporasi, terendapkanlah kalsium sulfat, yang dapat berupa gipsum, yang bergantung kepada temperatur dan salinitas air laut, dan pada giliran berikutnya akan terbentuk halit. Kebanyakan endapan evaporit terdiri atas kalsium karbonat, namun pada keadaan tertentu dapat juga terendapkan garam kalsium dan magnesium. Endapan evaporit non marin relatif jarang ditemui, atau sangat terbatas, baik dalam penyebarannya maupun besarnya, tetapi sangat penting dalam arti ekonomi, karena endapan ini menghasilkan senyawa Boron [B] dan Yodium[I]. Endapan ini terbentuk di darat karena menguapnya suatu danau garam. Disamping kedua senyawa tadi, terkandung pula nitrat-nitrat, sejumlah garam kalsium, bromida, dan gipsum. C. Lingkungan Metamorfik Lingkungan ini berada jauh di bawah permukaan bumi dengan suhu dan tekanan ekstrem yang menyebabkan re-kristalisasi pada material batuan, namun tetap terjadi pada fase padat. Faktor lain yang sangat penting dalam metamorfisme adalah aksi dari cairan kemikalia aktif, karena cairan tersebut dapat merangsang terjadinya reaksi melalui larutan dan pengendapan kembali. Jika terjadi perubahan material batuan yang disebabkan oleh cairan ini, maka prosesnya disebut dengan metasomatisme. 1. Tipe-Tipe Metamorfisme & Batuan Metamorf Terdapat 2 tipe metamorfisme, yaitu metamorfisme termal, dan regional. Metamorfisme termal adalah tipe metamorfisme adalah tipe yang berkembang di sekitar tubuh batuan plutonik. Pada tipe ini, temperatur metamorfisme ditentukan oleh jauh dekatnya dengan intrusi magma. Batuan khas dari metamorfisme ini adalah batutanduk (hornfels). Batu ini mempunyai butir yang halus, dan terkadang mengandung mineral yang mempunyai kristal yang besar. Berdasarkan komposisi mineralnya, batutanduk terbagi menjadi batutanduk biotit, piroksen, dan silikat gamping. Metamorfisme regional adalah jenis metamorfisme yang berkembang pada suatu daerah yang sangat luas, sekitar 1.500 km persegi. Batuan khas dari metamorfisme ini adalah Gneiss, yang merupakan batuan yang berfoliasi kasar, yang berupa suaru lapisan yang kontras dengan tebal 1-10mm, dan biasanya berseling di antara

mineral terang dan gelap. Sedangkan Sekis adalah batuan foliasi halus dengan laminasi yang berkembang baik, sehingga, jika batuan itu pecah, maka akan terpecah pada bidang laminasi tersebut. 2. Mineralogi Batuan Metamorf Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, faktor utama yang mengontrol derajat metamorfisme adalah temperatur. Namun, batas antara temperatur setiap derajat metamorfisme tidak dapat diketahui secara pasti. Dalam prakteknya, derajat metamorfisme dapat diketahui dengan mineraloginya. Yaitu dengan melihat mineral yang hilang dan muncul secara bersamaan. Contohnya, Biotit adalah mineral yang paling umum di batuan metamorf, namun tidak ditemukan di metamorf yang berderajat rendah, dan digantikan dengan Muskovit dan Khlorit. Dalam batuan metamorf berderajat rendah, mineral plagioklas muncul sebagai albit, yang akan bertambah kandungan kalsiumnya seiring dengan meningkatnya derajat metamorfisme. Mineral lain seperi kuarsa dapat ditemukan hampir di semua derajat metamorfisme, sehingga tidak bisa dijadikan indikator dari derajat metamorfisme. Batuan (Rocks) adalah bahan padat bentukan alam yang umumnya tersusun oleh kumpulan atau kombinasi dari satu macam mineral atau lebih. JENIS BATUAN (ROCKS) Batuan yang dibentuk oleh berbagai jenis dan susunan mineral dibagi menjadi tiga jenis, yaitu batuan beku (igneous rocks), batuan endapan (sedimentary rocks), dan batuan malihan (metamorphic rocks). Batuan Beku (Igneous Rocks) Batuan yang terbentuk dari proses pembekuan/pengkristalan magma dalam perjalanannya menuju permukaan bumi, termasuk hasil aktivitas gunungapi. · Batuan beku dalam = batuan plutonik, batuan yg membeku jauh di bawah permukaan bumi, contoh: granit · Batuan beku korok/gang = batuan intrusif / hipabisal, batuan yg membeku sebelum sampai ke permukaan bumi, contoh: granit porfir · Batuan beku luar/leleran = batuan ekstrusif / efusif, batuan yg membeku di permukaan bumi, contoh: batuan vulkanis Batuan Endapan (Sedimentary Rocks) Batuan yang terbentuk dari proses pengendapan bahan lepas (fragmen) hasil perombakan/pelapukan batuan lain yang terangkut dari tempat asalnya oleh air, es atau angin, yang kemudian mengalami proses diagenesa/pembatuan (pemadatan dan perekatan). · Batuan sedimen klastik / mekanis = batuan yg terendapkan dari hasil rombakan batuan asal, contoh: konglomerat, breksi, batupasir, serpih, napal, batulempung · Batuan sedimen organik = batuan yg berasal dari endapan bahan organis (binatang & tumbuhan), contoh: batugamping, batubara, batu gambut, diatomit · Batuan sedimen kimiawi = batuan endapan akibat proses kimiawi, contoh: evaporit, travertin, anhidrit, halit, batu gips · Batuan sedimen piroklastik = batuan endapan hasil erupsi gunungapi berupa abu/debu, contoh: tufa Batuan Malihan (Metamorphic Rocks) Batuan yang terbentuk dari proses perubahan batuan asal (batuan beku maupun sedimen), baik perubahan bentuk/struktur maupun susunan mineralnya akibat pengaruh tekanan dan/atau temperatur yang sangat tinggi, sehingga menjadi batuan yang baru. · Batuan metamorf kontak/sentuh/termal = batuan malihan akibat bersinggungan dengan magma, contoh: marmer, kuarsit, batutanduk · Batuan metamorf tekan/dinamo/kataklastik = batuan malihan akibat tekanan yang sangat tinggi, contoh: batusabak, sekis, filit · Batuan metamorf regional/dinamo-termal = batuan malihan akibat pengaruh tekanan dan temperatur yang sangat tinggi, contoh: genes, amfibolit, grafit Mineral Mineral (Minerals) adalah bahan padat homogen bersifat anorganik yang terbentuk secara alamiah, memiliki ciri-ciri khas dan komposisi kimiawi tertentu serta tersusun oleh atom-atom yang biasanya memperlihatkan bentuk kristal yang khusus. SISTEMATIKA MINERAL · Mineral Unsur Emas Au, Besi Fe, Tembaga Cu, Belerang S, Intan C · Mineral Sulfida Pirit FeS2, Kalkopirit CuFeS2, Galena PbS, Sfalerit ZnS · Mineral Halida Halit NaCl, Fluorit CaF2, Silvit KCl, Kriolit Na3AlF6 · Mineral Oksida Hematit Fe2O3, Magnetit Fe3O4, Pirolusit MnO2 · Mineral Karbonat Kalsit CaCO3, Dolomit CaMg(CO3)2, Malakit Cu2CO3(OH)2 · Mineral Sulfat Barit BaSO4, Anhidrit CaSO4, Gipsum CaSO4.2H2O ·

Mineral Fosfat Apatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), Monazit (Ce,La,Y,Th)PO4 · Mineral Silikat Kuarsa SiO2, Olivin (Mg,Fe)2SiO4, Topaz Al2SiO4(F,OH)2 SISTEM KRISTAL SIFAT FISIK MINERAL · Warna (colour) · Kilap (luster) · Cerat/gores (streak) · Belahan & Pecahan (cleavage & fracture) · Kekerasan (hardness) · Berat jenis (specific gravity) · Radioaktivitas (radioactivity) Mineral Logam (Metallic Minerals) Mineral Non-Logam (Non-Metallic Minerals) Batu Mulia (Gemstones) Batu Mulia adalah jenis batuan/mineral yang dianggap memiliki nilai lebih karena daya tarik dan alasan-alasan tertentu seperti keunikan, kelangkaan, kekerasan dan keindahan sehingga sangat cocok digunakan sebagai batu permata/perhiasan bahkan diyakini memiliki khasiat untuk terapi pengobatan, termasuk sebagai azimat. BATU PERMATA (PRECIOUS STONE) Batu permata adalah batumulia dengan kekerasan tertentu (>7 skala Mohs) yang apabila dipotong, dipoles dan diupam memiliki nilai hakiki, indah dan tahan terhadap berbagai pengaruh sehingga banyak dimanfaatkan sebagai perhiasan/asesoris, pajangan/ornamen atau dekorasi.

Tujuan utama semua hukum stratigrafi adalah untuk penentuan umur relatif, yaitu untuk memperkirakan batuan mana yang terbentuk lebih dulu dan batuan mana yang terbentuk terakhir. Juga penentuan umur absolut “kapan tepatnya batuan itu terbentuk?”. Ini bisa diketahui melalui metode radiometri/datting dengan mengukur kadar unsur radioaktif batuan sehingga diketahui umur batuan secara tepat. Hukum-hukum stratigrafi tersebut yaitu:

Hukum Superposisi (Steno, 1669) Hukum Horizontalitas (Steno, 1669) Original Continuity (Steno, 1669) Uniformitarianism (Hutton, 1785) Faunal Succession (Abble Giraud-Soulavie, 1778) Strata Identified by Fossils (Smith, 1816) Facies Sedimenter (Selley, 1978) Cross-Cutting Relationship Law Of Inclusion

Mari kita bahas berdasarkan urut-urutan penemu dan tahun penemuan hukum-hukum tersebut

1. Hukum Superposisi (Nicolas Steno,1669): Dalam suatu urutan perlapisan batuan, maka lapisan batuan yang terletak di bawah umurnya relatif lebih tua dibanding lapisan diatasnya selama lapisan batuan tersebut belum mengalami deformasi.

2. Hukum Horizontalitas (Nicolas Steno,1669): Pada awal proses sedimentasi, sebelum terkena gaya atau perubahan, sedimen terendapkan secara horizontal

3. Original Continuity (Nicolas Steno,1669): Batuan sedimen melampar dalam area yang luas di permukaan bumi.

4. Uniformitarianism (James Hutton, 1785) : Uniformitarianisme adalah peristiwa yang terjadi pada masa geologi lampau dikontrol oleh hukum-hukum alam yang mengendalikan peristiwa pada masa kini.  Hukum ini lebih dikenal dengan semboyannya yaitu “The Present is the key to the past.” Maksudnya adalah bahwa proses-proses geologi alam yang terlihat sekarang ini dipergunakan sebagai dasar pembahasan proses geologi masa lampau.

5. Faunal Succession (Abble Giraud-Soulavie, 1778):  Pada setiap lapisan yang berbeda umur geologinya akan ditemukan fosil yang berbeda pula. Secara sederhana bisa juga dikatakan Fosil yang berada pada lapisan bawah akan berbeda dengan fosil di lapisan atasnya.

Fosil yang hidup pada masa sebelumnya akan digantikan (terlindih) dengan fosil yang ada sesudahnya, dengan kenampakan fisik yang berbeda (karena evolusi). Perbedaan fosil ini bisa dijadikan sebagai pembatas satuan formasi dalam lithostratigrafi atau dalam koreksi stratigrafi.

6. Strata Identified by Fossils (Smith, 1816) : Perlapisan batuan dapat dibedakan satu dengan yang lain dengan melihat kandungan fosilnya yang khas

7. Facies Sedimenter (Selley, 1978): Suatu kelompok litologi dengan ciri-ciri yang khas yang merupakan hasil dari suatu lingkungan pengendapan yang tertentu. Aspek fisik, kimia atau biologi suatu endapan dalam kesamaan waktu. Dua tubuh batuan yang diendapakan pada waktu yang sama dikatakan berbeda fsies apabila kedua batuan tersebut berbeda fisik, kimia atau biologi (S.S.I.)

8. Cross-Cutting Relationship (A.W.R Potter & H. Robinson): Apabila terdapat penyebaran lap. Batuan (satuan lapisan batuan), dimana salah satu dari lapisan tersebut memotong lapisan yang lain, maka satuan batuan yang memotong umurnya relatif lebih muda dari pada satuan batuan yang di potongnya.

9. Law of Inclusion: Inklusi terjadi bila magma bergerak keatas menembus kerak, menelan fragmen2 besar disekitarnya yang tetap sebagai inklusi asing yang tidak meleleh. Jadi jika ada fragmen batuan yang terinklusi dalam suatu perlapisan batuan, maka perlapisan batuan itu terbentuk setelah fragmen batuan. Dengan kata lain batuan/lapisan batuan yang mengandung fragmen inklusi, lebih muda dari batuan/lapisan batuan yang menghasilkan fragmen tersebut.

MACAM STRUKTUR GEOLOGI

A.    LIPATAN ( FOLDING )

Lipatan adalah bentuk lengkung suatu benda yang pipih/lempeng, dapat disebabkan oleh

2 macam mekanisme, yaitu buckling (melipat) dan bending (melengkung), (Sukendar Asikin,

1978).

Pada gejala buckling atau melipat, gaya penyebab adalah gaya tekan yang arahnya sejajar

dengan permukaan lempeng, sedang pada bending atau pelengkungan gaya utamanya

mempunyai arah yang tegak lurus pada permukaan lempeng.

Gaya perlipatan pada umumnya terjadi pada lapisan batuan sedimen. Sebelum suatu

urutan batuan sedimen mengalami perlipatan, batuan tersebut diendapkan dalam keadaan yang

mendatar. Tetapi ada kalanya juga sudah mempunyai timbulan-timbulan, hal ini disebabkan oleh

keadaan cekungannya yang sifat permukaannya tidak rata. Kemudian sejak saat

pengendapannya, lapisan-lapisan sedimen tersebut telah pula mengalami tekanan-tekanan atau

tarikan-tarikan oleh gaya-gaya berasal dari dalam. Kebanyakan berupa gaya tekan atau shearing.

Dengan perkataan lain sedimen tersebut secara terus menerus mengalami perubahan-perubahan

sepanjang sejarah pembentukkannya, dan mengakibatkan terjadinya lipatan-lipatan berukuran

besar ataupun kecil.

Lipatan yang berukuran besar dapat mencapai berkilo-kilo meter untuk melaluinya,

sedangkan yang berukuran kecil hanya beberapa meter sampai sentimeter.

    Anatomi Lipatan Ringkas

- Anticline (antiform), adalah unsur struktur lipatan dengan bentuk yang konveks ke atas.

- Syncline (sinform) adalah lipatan yang concave ke atas.

- Limb (sayap) adalah bagian dari lipatan yang terletak down dip dimulai dari lengkungan

maksimum suatu antiklin atau updip bila dari lengkungan maksimum suatu syncline.

- Backline adalah sayap yang landai.

- Fore limb adalah sayap yang curam pada bentuk lipatan yang tidak simetris.

- Axial line (garis poros), garis khayal yang menghubungkan titik-titik dari lengkungan

maksimum pada setiap permukaan lapisan dari suatu struktur.

- Axial suface, permukaan khayal dimana terdapat semua axial line dari suatu lipatan.

Pada beberapa lipatan permukaan ini dapar merupakan suatu bidang planar, dan dinamakan axial

plane.

- Crestal line (garis puncak), suatu garis khayal yang menghubungkan titik-titik tertinggi

pada setiap permukaan lapisan dari suatu antiklin.

Lipatan dapat dibagi lagi berdasarkan porosan lipatan atau garis sumbu dan bentuknya,

sebagai berikut :

1. Lipatan Paralel adalah lipatan dengan ketebalan lapisan yang tetap; Lipatan Similar

adalah lipatan dengan jarak lapisan sejajar dengan sumbu utama;

2. Lipatan disharmonik adalah lipatan yang tidak teratur karena lapisannya tersusun dari

bahan-bahan yang berlainan;

3. Lipatan Ptigmatik adalah lipatan terbalik terhadap sumbunya;

4. Lipatan chevron adalah lipatan bersudut dengan bidang planar;

5. Lipatan isoklin adalah lipatan dengan sayap sejajar yang disebabkan oleh tekanan yang

terus menerus;

6. Lipatan klin bands adalah lipatan bersudut tajam yang dibatasi oleh permukaan planar;

7. Lipatan tegak adalah lipatan yang garis sumbunya membagi secara simetris atau sma

besar antara antiklin dan sinklin;

8. Lipatan miring adalah lipatan yang garis sumbunya tidak simetris, membentuk sudut;

9. Lipatan menggantung adalah lipatan mirip lipatan miring tetapi bagian puncaknya

terdorong sangat tinggi sehingga bentuknya seperti menggantung;

10. Lipatan rebah adalah lipatan yang tertekan terus menerus  menyebabkan puncaknya

melandai seperti rebahan;

11. Lipatan kelopak adalah lipatan yang bagian dalamnya bekerja daya tekanan dan sayap

tengah tidak menjadi tipis;

12. Lipatan Seretan (Drag folds) adalah lipatan yang terbentuk sebagai akibat seretan suatu

sesar.

Gerakan yang berasal dari bumi yang menyebabkan atau menimbulkan bentuk-bentuk

tertentu disebabkan karena adanya gaya tegangan yang terdapat di kerak bumi disebut gaya

endogen. Gejala tektonik merupakan bagian dari gaya endogen. Tektonisme adalah tenaga yang

berasal dari kulit bumi yang menyebabkan perubahan lapisan permukaan bumi, baik mendatar

maupun vertikal. Sedangkan, tenaga tektonik adalah tenaga yang berasal dari dalam bumi yang

menyebabkan gerak naik dan turun lapisan kulit bumi. Gerak itu meliputi gerak orogenetik dan

gerak epirogenetik. (orogenesa dan epiro genesa). Gerak orogenetik adalah gerak yang dapat

menimbulkan lipatan dan patahan serta retakan disebabkan karena gerakan dalam bumi yang

besar dan meliputi daerah yang sempit serta berlangsung dalam waktu yang singkat, dan gerak

epirogenetik adalah gerak yang menyebabkan muka bumi naik dan turun karena gerak bumi

yang sangat lambat serta meliputi daerah yang luas.

Lipatan dapat dibagi menjadi dua berdasarkan bentuk lengkungan, yaitu antiklin dan

sinklin.

Antiklin merupakan punggung lipatan yang kemiringan kedua sayapnya ke arah saling

berlawanan dan saling menjauh (bentuk concav dengan cembung ke atas). Bagian tengah dari

antiklin disebut inti antiklin.

 Sinklin merupakan lembah lipatan yang kemiringan kedua sayapnya menuju ke suatu arah dan

saling mendekat (bentuk concav dengan cekungnya mengarah ke atas. Bagian tengah dari sinklin

disebut inti sinklin. 

Pada lipatan ada yang dinamakan bidang porosan dan porosan lipatan. Bidang porosan

adalah bidang yang membelah antara sayap lipatan menjadi dua. Porosan lipatan adalah garis

potong antara bidang porosan dengan permukaan lapisan atau bisa dikatakan bahwa porosan

lipatan adalah garis sumbu pada lipatan.  

Bagian-bagian Lipatan

Salah satu bagian dari lipatan adalah axial plane atau axial surface. Axial plane

merupakan bidang yang memotong puncak sehingga bagian samping dari lipatan menjadi kurang

simetris. Bagian dari lipatan yang lain adalah limbs atau dalam bahasa Indonesia disebut sebagai

sayap lipatan. Limbs adalah bidang miring yang membangun struktur sinklin atau antiklin.

Limbs memanjang dari axial plane pada lipatan satu ke axial plane pada lipatan lainnya.

Inflection point adalah titik dimana terdapat perubahan pada lengkungan yang mana lengkungan

ini masih termasuk bagian dari limbs itu sendiri.

Selain itu masih ada lagi bagian-bagian lipatan lainnya. Diantaranya adalah crest dan

through. Crest adalah garis sepanjang bagian atau daerah tertinggi dari suatu lipatan. Atau lebih

tepatnya garis yang menghubungkan titik-titik tertinggi dari suatu lipatan pada bidang yang

sama. Crest dapat pula disebut sebagai hinge line. Adapun bidang pada lipatan tempat

terbentuknya crest disebut sebagai crestal plane. Sedangkan through sendiri adalah kebalikan

dari crest. Through merupakan garis yang menempati bagian paling rendah dari suatu lipatan.

Dengan kata lain, garis ini menghubungkan titik-titik paling rendah dari bidang yang sama. Dan

bidang tempat terbentuknya through dinamakan dengan trough line.

B.     PATAHAN / SESAR ( FAULTING )

Sesar / patahan (fault) yang dikenal juga sebagai patahan adalah rekahan pada masa

batuan yang telah memperlihatkan gejala pergeseran pada ke dua belah sisi bidang rekahan

(Simpson, 1968). Berdasar kinematikanya, secara garis besar, dibedakan menjadi sesar turun,

sesar naik, dan sesar geser. Sesar yang dimaksud adalah pergeseran yang disebabkan oleh gaya

tektonik.

JENIS SESAR

Sesar Normal / Turun (Normal / Gravity Fault)

Sesar Naik (Reverse / Thrust Fault)

Sesar Mendatar / Geser (Horizontal / Strike-Slip Fault)

Sembul (Horst)

Terban (Graben)

  Sesar Normal / Turun (Normal / Gravity Fault)

Sesar turun disebabkan oleh gaya tegangan yang mengakibatkan tertariknya kekar bumi

ke arah yang berlawanan. Sesar ini biasa terjadi karena adanya pengaruh gaya gravitasi. Secara

umum, sesar normal terjadi sebagai akibat dari hilangnya pengaruh gaya sehingga batuan menuju

ke posisi seimbang (isostasi). Sesar normal juga dapat tejadi dari kekar tension, release maupun

kekar gerus. Daerah yang mengalami sesar turun biasa ditandai oleh adanya lembah dan lereng

yang curam.

Sesar normal banyak terdapat pada daerah dengan gejala tektonik tariakn, pada

pegunungan lipatan, bagian luar suatu jalur orogen, bagian puncak kubah atau lipatan, atauupun

sebagai pencerminan diatas permukaan dari gejala sesar yang letaknya lebih dalam.

Secara umum, sesar didefinisikan sebagai bidang retakan yang mempunyai pergerakan searah

dengan arah retakan. Ukuran pergerakan ini bersifat relatif dan kepentingannya juga relatif. Pada

permukaan bidang sesar terdapat gores-garis sesar (slicken-side) yang dicirikan oleh permukaan

yang licin, pertumbuhan mineral dan tangga-tangga kecil. Arah pergerakan sesar ini dapat

ditentukan oleh arah gores garisnya.

Deformasi kerak bumi digolongkan menjadi dua, yaitu gerakan yang lamban disertai

gerakan bertahap termasuk deformasi ductile, dan gerakan mendadak yang melibatkan rekahan

pada batuan regas (brittle). Sekali rekahan dimulai, akan timbul gesekan yang diikuti

pergeseran , kemudian perlahan-lahan stress terkumpul atau tertahan selama gesekan antara

kedua sisi sesar, selama ia dapat mengatasinya. Kemudian secara mendadak terjadi lagi

pergeseran. Jika stress tetap ada, perulangan penumpukan stress yang diakhiri dengan pergeseran

mendadak terjadi berulang kali.

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 temperatur kerak, akan mengakibatkan deformasi ductile mengakibatkan

lapisan batuan mengalami penipisan dan stretching.

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.

Sesar normal memiliki banyak jenis, untuk standar sesar normal, fault plane-nya

berorientasi pada kemiringan 30-90 derajat diukur dari horizontal. Sesar normal ini memiliki

komponen pergerakan horizontal maupun vertikal. Umumnya terjadi karena adanya tensional

stress dan sebagai hasil dari pergerakan hanging wall yang bergerak relatif turun terhadap

footwall.

Bentuk lain dari sesar normal adalah detachment fault. Pebedaan kenampakan fisik dari

model sesar normal diakibatkan oleh adanya perbedaan material penyusunnya, perbedaan nilai

constrain atau tegangan yang terdapat di suatu sesar, perkembangannya suatu sesar (apakah dip

nya akan bertambah seiring kedalaman, atuakanh konstan) dan distribusi displacement di suatu

zona sesar. Jika suatu sesa rnormal digolongkang sebagai detachment fault, fault plane-nya

berorientasi pada kemiringan kurang dari 30 derajat. Sesar jenis ini, pergerakannya lebih

cenderung horizontal daripada vertikal dikarenakan sudut fault plane yang kecil. Sesar jenis ini

kuga terjadi sebagai akibat adanya tensional stress. Sesar detachment sering kita temui pada

daerah hi-grade metamorphic rock di footwall-nya. Karena temperatur yang tinggi ini, sesar

cenderung lebih ductile dan bergerak pada kemiringan yang relatif kecil.

Terkadang sesar turun ditemukan berpasangan dimana bagian lempeng yang berada

diantara 2 sesar, akan naik atau turun, bergantung arah sesarnya. Bentuk lain dari sesar normal

adalah graben dan horst. 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.

Bentuk lain dari sesar normal adalah half graben terjadi ketika sesar yang saling pararel

berada di sisi yang bersebelahan dari blok yang tebangun, 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.

Selain jenis sesar yang telah disebutkan diatas, bentuk lain dari sesar normal adalah sesar

listric. Sesar jenis ini mempunyai geometri bidang yang cekung keatas, dimana dip atau

kemiringan 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.

Berdasarkan model Closs, bentuk dan perkembangan dari inti sesar normal, distribusi

displacementnya tidak terlalu tertekan ke bawah (unconstrained). Normal fault yang berkembang

di clay ataupun sand diantar 2 percabangan divergensi, metal sheet nya akan teroverlap dan

berpropagasi keatas.

Berdasarkan model Mc Clay, bentuk dan perkembangan dari inti sersar normal, distribusi

displacementnya lebih tertekan ke bawah (constrained). Blok yang rigid dan berlaku seperti

dasar horizontal, disebut sebagai footwall dari pokok normal fault, dan sand berperan sebagai

strata hangingwall. Selama pemodelan, satu sheet plastik membawa sand turun meluncur dari

permukaan blok footwall dan sepanjang dasar horizontal. Dalam model ini, blok footwall yang

rigid dan dasar horizontal, bentuknya telah ditetapkan oleh pokok normal fault. Sheet plastic ini

mencegah terbentuknya bentuk sesar dari perubahan pemodelan dan menentukan sebuah

distribusi displacement magnitude yang konstan di pokok sesar normalnya.

Kita bisa menghasilkan model sesar normal yang kita inginkan untuk mempelajari

bagaimana bentuk sesar dan distribusi displacement mempengaruhi deformasi hangingwall.

Dalam pemodelan yang dicontohkan, sebuah blok rigid dan dasar horizontal berperan sebagai

footwall dan pokok normal fault, sedangkan lapisan yang basah (wet) adalah clay homogen yang

berperan sebagai strata hanging wall. Meluncurnya permukaan blok footwall baik secara planar

ataupun dengan sebuah cekungan keatas atau disebut convex-upwards bend. Tidak seperti model

Mc Clay dimana model pokok sesar normal dapat berubah selama pemodelan distribusi

displacementnya di permukaan slope dapat berubah-ubah. Dalam experimen ini, sebuah sheet

mylar dibawah lapisan clay dapat mencegah perubahan bentuk dari pokok sesar normal dan

menetukan sebuah distribusi displacement magnitude yang konstan di pokok sesar normalnya.

Beberapa contoh yang dipakai sebagai analisis pergerakan sesar misalnya :

1. Hubungan antara tegasan utama dan pola kekar gerus yang berpasangan atau sesar mendatar

utama.

2. Hubungan antara sesar atau jalur sesar dengan struktur kekar (tension gash dan shear) atau lipatan minor yang menyertai.3. Hubungan antara dan pola keterakan (strain ellips) di dalam jalur sesar.

  Sesar Mendatar / Geser (Horizontal / Strike-Slip Fault)

Pergerakan strike-slip/ pergeseran dapat terjadi berupa adanya pelepasan tegasan secara

lateral pada arah sumbu tegasan normal terkecil dan terdapat pemendekan pada arah sumbu

tegasan normal terbesar. Sesar ini dapat dinamakan sesar transcurrent oleh Anderson pada tahun

1951, yang berkembang menjadi wrench fault (oleh Kennedy). Flaws dan tear faults juga

merupakan nama lain dari sesar mendatar. Lipatan dan thrust diakibatkna oleh suatu bidang

tegasan sebelumnya dan berbeda atau rezim yang sebelumnya membentuk wrench fault. Sembu

lipatan dan thrust kemudian terpotong oleh sesar wrench dimana sumbu lipatan dan thrust ini

berada pada arah sumbu tegasan normal menengah dari orientasi tegasan sebelumnya dimana

relief tegasan ke arah atas dan tidak berdampingan seperti pada rezim wrench terakhir.

Perubahan rezim tegasan seperti ini biasa terdapat di mountain-built belts sebagai bentukan

orogenik seperti yang ditemukan di sesar Semangko di Sumatra.

Umumnya pada sesar geser mendatar, sepanjang jejaknya bergeometri panjang, lurus atau

lengkung yang cenderung berdaerah lebar dengan kecuraman yang beragam. Lebarnya jalur

penggerusan ini mencapai beberapa ratus ribu meter diatas permukaan. Biasanya terdapat

struktur penyerta yang khas dalam sesar ini seperti rekahan, lipatan (umumnya lipatan

merencong atau en echelon fold), dan struktur bunga. Struktur penyerta ini umumnya pertama

kali tebentuk dan sejajar dengan poros panjang elips keterakan dimana pada jalur-jalur sesar

mendatar terjadi proses yang di bagian dalam batuan dasarnya akan terlibat sesar mendatar ke

atas melalui sedimen-sedimen tertutup. Pada sesar ini, jalurnya teranyam dengan gouge atau

mylonite dan gores-gores garisnya horizontal yang diikuti oleh sembul dan terban yang tidak

sistematis. Jenis lipatan-lipatan seretan yang menujam ataupun tataan stratigrafi yang saling

menindaih dan tidak sama merupakan ciri lainnya. Selain itu, nyatanya sesar ini merupakan jalur

yanh peka terhadap erosi.

Jenis sesar jurus mendatar dibedakan dengan sesar transform. Sesar transform ini sendiri

diartikan sebagai sesar yang tegaknya berakhir secara mendadak pada bentuk struktur lainnya

dan umumnya terjadi di pematang samudra dengan cara memotong pematang dan menggesernya

dengan arah mendatar yang berlawanan dengan arah pergeseran pematang (slip dan separation

berlawanan arah). Pergeseran yang terjadi sepanjang pematang ini biasanya tetap konstan

walaupun slip terus berjalan, tetapi slip dapat berakhir secara tiba-tiba pada ujung pematang.

Hasil deformasi yang dihasilkan oleh sesar ini hanya menimbulkan sedikit deformasi pada

lempeng yang mengakibatkan kegempaan yang terjadi hanya sebagian dengan diiringi

pergerakan lempeng yang sejajar terhadap arah transform.

Sesar jurus-mendatar ini dibedadakan dari sesar transform berdasarkan beberapa

kejadian. Sesar ini adalah sesar dengan pergerakan sejajar dimana blok bagian kiri relatif

bergeser kearah yang berlawanan dengan blok bagian kanannya. Berdasarkan arah pergerakan

sesarnya, sesar mendatar dapat dibagi menjadi 2 (dua) jenis sesar, yaitu: (1). Sesar Mendatar

Dextral (sesar mendatar menganan) dan (2). Sesar Mendatar Sinistral (sesar mendatar mengiri).

Sesar Mendatar Dextral adalah sesar yang arah pergerakannya searah dengan arah perputaran

jarum jam sedangkan Sesar Mendatar Sinistral adalah sesar yang arah pergeserannya berlawanan

arah dengan arah perputaran jarum jam. Pergeseran pada sesar mendatar dapat sejajar dengan

permukaan sesar atau pergeseran sesarnya dapat membentuk sudut (dip-slip / oblique).

Sedangkan bidang sesarnya sendiri dapat tegak lurus maupun menyudut dengan bidang

horisontal. Sesar jurus-mendatar ini biasa terjadi di kerak benua dimana selama pergerakannya

menghasilkan slip dan separation dengan arah yang sama dimana pergeseran akan meningkat

dengan meningkatnya slip fan oergerakannya berlangsung secara ellipsoid dimana arahnya

menyilang dari arah transform. Berbeda dengan sesar transform, sesar jenis ini menghasilkan

banyak deformasi yang mengakibatkan tingginya unsur kegempaan pada setiap batas sesar atau

pada ujung sesar.

  Sembul (Horst) dan Terban (Graben)

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.

C.    KEKAR ( JOINTING )

Kekar (joint) secara sederhana dikatakan sebagai rekahan berbentuk teratur pada masa

batuan yang tidak menampakkan (dilihat dengan mata telanjang) telah terjadi pergeseran pada

kedua sisi-sisinya.

Secara umum kekar dibedakan menjadi empat (McClay, 1987), yaitu kekar tarik

(rekahan yang membuka akibat gaya ekstensi yang berarah tegak lurus terhadap arah rekahan),

kekar gerus (biasanya berpasangan merupakan suatu set dan lurus, terdapat pergeseran yang

diakibatkan oleh gaya kompresi), kekar hibrid (berkenampakan sebagai kekar gerus yang

membuka, kombinasi antara kekar gerus dan kekar tarik), dan kekar tarik tak beraturan (arah

kekar tak beraturan, sering merupakan akibat hydraulic fracturing). Kehadiran kekar pada batuan

dapat meningkatkan porositas batuan, sehingga mampu menyimpan air (sebagai aquifer) ataupun

hidrokarbon (seabagai reservoir), sebaliknya juga memperlemah kekuatan batuan. Kehadiran

kekar di dekat permukaan juga dapat mempercepat proses pelapukan batuan.A