Geologi: Ilmu yang mempelajari tentang
GEOLOGI TEKNIK
bumi (kulit bumi) Ilmu dasar yang diperlukan: • • • •
Ilmu pasti(cara pemikiran, metode) Fisika (energi) Kimia (zat) Biologi (kehidupan)
Cabang-cabang Ilmu Geologi
Penampang ekuatorial bumi; kulit bumi, selubung dan inti
• • • • • • • •
Mineralogi Petrologi Geokimia Geofisika Stratigrafi Geologi umum Geologi regional Geologi terapan
Unsur-unsur penyusun kerak bumi
Susunan kulit bumi; Batuan
UnsurUnsur-unsur O Si Al Fe Ca Na K Mg Total
% 46.6 27.7 8.1 5.0 3.6 2.8 2.6 2.1 98.5
Oksida SiO2 Al2O3 Fe2O3+FeO CaO N2O K2O MgO H2O
% 59.3 15.4 6.9 5.1 3.8 3.1 3.5 1.3 98.4
Mineral penting pembentuk batuan Kuarsa MineralMineralFelspar mineral terang terutama K, Na, Ca, Mika Al MineralMineralmineral gelap terutama Mg, Fe
Amfibol Pirokse n Olivin
SiO2 Ortoklas
KAlSi3O8
Plagioklas NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8 Muskovit KAl2(AlSi3O10)OH,F) Biotit K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2 HornblendaCa2(Mg,Fe)5(OH)2(Si4O11)2 Seringkali dengan Al Augit Ca(Mg,Fe)Si2O6 Terkadang juga Al dan Na (Mg,Fe)2SiO4
Jenis batuan beku berdasar proses pembentukannya • Batuan dalam (plutonit) • Batuan gang • Batuan lelehan (batuan efusif)
Pembagian batuan beku berdasar kandungan jenis material
Batuan sedimen • • • • • •
Diagenesis: Proses perekatan butiran-butiran lepas pada sedimen muda karena waktu dan dihasilkan batuan keras. Penyebab: • Kompaksi • Sementasi (perekatan) • Pengkristalan kembali • Pembentukan konkresi
Sedimen silika klastik Batuan karbonat Evaporit Sedimen organik Sedimen piroklastik (vulkanik) Sedimen lain (fosforit, dll)
Perlapisan Perubahan yang terjadi pada endapan material akan membentuk sedimen menjadi berlapis.
• Curah hujan lebat didaerah hulu, sedimen berupa pasir kasar. • Pada hujan kecil berupa pasir halus. • Pada periode kering panjang berupa lempung tipis.
Diskordansi dan transgresi
Pemberian nama sedimen klastik Nama batuan Kelompok Besar Merekat,setelah batuan butiran diagenesis Puing ( bersudut ) Breksi RUDIT 2 mm kerikil batu konglomerat guling Batu pasir (silikarenit) ARENIT 2 – 0.06 Pasir kuarsa mm Batu kapur (kalkarenit) Pasir kapur Lepas, tidak keras
Lanau (lumpur) Lempung Lumpur kapur
Batuan metamorf Berdasar cara pembentukannya :
• Metamorfosis kontak • Metamorfosis dinamo • Metamorfosis regional
Batu lanau Sabak batu Lempung Napal batu kapur
LUTIT
0.06 mm
Contoh batuan metamorf • Sabak • Phylit • Skis • Gneis • Migmatit • Batuan horn
Perhitungan Waktu dalam geologi
Skala waktu relatif Skala waktu selalu dinyatakan relatif. Usia relatif didasarkan pada evolusi fauna dan flora. Setiap kurun waktu ditandai dengan fosil karakteristik
Umur absolut Untuk mengetahui umur suatu mineral dapat diketahui dari waktu sejak unsur tersebut terserap dalam mineral. Unsur radioaktif akan terurai menjadi isotop yang mempunyai waktu paruh T.
Deformasi jangka pendek
Deformasi dan Tektonik
Batuan berperilaku sebagai benda padat. Benda padat akan mengalami deformasi plastis (meleleh), tetapi bahan tersebut juga bisa hancur Kekuatan batuan tergantung dari cara deformasi dan sifat fisisnya.
Deformasi Jangka Panjang (Geologi struktural) Faktor yang mempengaruhi lentur dan kehancuran batuan:
• Temperatur • Kecepatan gerakan akibat gaya • Sifat material
Pembelahan , pengirisan, skistositas
Deformasi eksperimental pada berbagai tekanan hidrostatik (1kb = kira-kira 3,7 km batuan)
Lipatan, geseran dan patahan • Batuan kompeten akan mengalami perubahan bentuk akibat tegangan. • Setelah deformasi elastis, terjadi defomasi plastis yaitu ‘creep’. • Jangka waktu dan kecepatan deformasi sangat berpengaruh, Deformasi lama terjadi lipatan
Pembebasan, tegangan sisa, diaklas • Tegangan pada batuan akan diserap dan menyebabkan deformasi tetap • Kecepatan deformasi sangat lambat • Ada tegangan yang tersisa dalam batuan dan pada saat tertentu bisa aktif lagi • Diaklas terdapat relatif dekat dengan permukaan dan merupakan titik tangkap untuk pelapukan dan penyaluran air
Deformasi cepat terjadi patahan
Kemiringan dan rentangan
Lipatan
Patahan
Bentuk-bentuk patahan • • • • •
Normal fault Reverse fault Overthrust Transcurrent fault fleksur
Gejala-gejala tambahan
Geseran transversal
Gempa bumi Deformasi yang terjadi dengan sangat cepat, elastisitas dan kerapuhan sangat menentukan. Deformasi yang terus meningkat, ketahanan akan terlampaui sehingga tiba-tiba terjadi patahan dan geseran.
Pengaruh perubahan bentuk terhadap jaringan triangulasi
Pengaruh perubahan bentuk terhadap jaringan triangulasi
Istilah dalam gempa • Hiposentrum • Episentrum • Isosistein
Pembagian gempa bumi Skala Mercalli: Mercalli 12 intensitas : skala 1 hanya dapat diamati alat bantu skala 12 bencana alam Skala Richter: Richter 10 intensitas : skala 1 hanya dapat diamati alat bantu skala 10 bencana alam sangat hebat
DENUDASI ( pelapukan dan Erosi )
Pelapukan Perubahan dan desintegrasi batuan oleh pengaruh atmosfer, kimiawi dan biologis
Erosi Penghilangan dan peniadaan produk lapukan
Pelapukan Kimiawi
Penyebab: • Udara yang membeku • Insolasi dan perubahan temperatur • Akar tumbuhan, binatang, cacing, lumut
Mineral lempung 9
Penyebab: • Air Hujan:
9 9 9 9
Pelapukan Fisik (pelapukan Mekanis)
Pelarutan Pembentukan karbonat Oksidasi Hidarasi/hidrolisis
• Air Tanah
Adalah kristal-kristal yang sangat kecil dengan bentuk sisik atau pelat dengan besar koloid < 2 μ Berasal sebagian besar dari silikat Lempung montmorilonit memuai dan menyerap air
akan
Dapat bertukar metalion sehingga sifat-sifat fisiknya berubah
Pembentukan lapisan dasar
Macam-macam iklim
Pedologi adalah ilmu pengetahuan yang meneliti lapisan dasar
μ
Perbedaan dalam lapisan pelapukan tergantung dari iklim
Iklim sedang, lembab dan sejuk (Podzol) Iklim kering (kerak kapur) μ
Iklim tropis panas dan lembab (laterit) Iklim kutub, tundra dan muskeg (permafrost)
Pembagian zona lapisan dasar podzol
Denudasi Material yang telah melapuk hanyut karena gaya berat
μ
μ
Berlangsung secara perlahanlahan Bisa berupa bencana alam
Bentuk-bentuk Denudasi a.
Lereng Puing terlepas jatuh)
(Slope
Macam-macam denudasi a.
yang
μ
μ
Macam-macam denudasi a.
μ
Longsoran bukit (Rockfall)
Macam-macam denudasi
Gelinciran atau longsoran (landslide)
a.
μ
Pengaliran, longsoran (landslide)
Macam-macam denudasi a.
Macam-macam denudasi
Solifluksi
μ
μ
a.
Aliran atau mudflow
b.
Pelelehan, rayapan, soilcreep
c.
Pembilasan (sheet erosion)
d.
Bawah air: aliran air keruh
Percepatan yang dapat mengakibatkan bencana alam • Getaran gempa bumi μ
• Erosi kaki sebuah lereng yang tidak stabil atau yang miring • Penaikan tinggi air ( tanah ) dalam daerah patahan atau gelinciran yang menyebabkan menurunnya tegangan aktif
AIR
Pemunculan Air
Simpanan air, Porositas 1. Primer
• Meteorik • Dalam endapan muda • Air tersekap atau air formasi • Air muda
Permukaan air tanah disebut juga Permukaan freatik atau water tables atau permukaan piezometrik, tersusun atas: • Air penduler - dalam sudut-sudut • Air funikuler - sebagai selaput • Air kapiler - mengisi pori-pori
Tergantung volume pori-pori, dalam hitungan % dari jumlah volume 2. Sekunder Terdapat dalam bidang diaklas, patahan, retakan, rongga-rongga akibat pelarutan.
Permeabilitas Dinyatakan dalam darcy; pada 1 darcy, zat cair akan mengalir dengan viskositas 1 centipoise pada selisih tekanan 1 atm/cm dengan kecepatan 1 cm/detik. Biasanya digunakan md (milidarcy)
Aliran air tanah Tergantung pada permeabilitas, porositas dan penurunan tekanan. • Air artesis
Gejala Karst Batu kapur padat dan kedap air, namun air yang merembes melalui bidang belahan atau diaklas akan melarutkan kapur.
• Air tanah tenggek (perched water table) • Air tanah yang mengapung
Gejala karst, antara lain: • Lapies • pipa-orgel geologis • dolina (sinkholes) • lubang penghilang (entonnoir, ponor) • gua karst • sumber vauklusa • polje, depresi besar • batu tetes • sinter kapur atau travertin
Penentuan sifat-sifat fisik air • Langsung pada contoh pemboran • Tidak langsung, dengan beberapa cara antara lain: • • • •
Tegangan-spontan hambatan elektrik Log Gamma Log Caliper
• Dipermukaan dengan geo elektrik
Air sebagai bahan galian Air tawar selalu meteorik, pengetahuan tentang penbampilan , letak, sifat-sifat fisik dari batuan merupakan hal yang penting serta formasi lapisan penutup padfa akuifer yang permeabel yang memungkinkan peroduksian air artesisi dan menghoindari terjadinya kontaminasi.
