PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Oktober 2014

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

P4O-02

APLIKASI METODE ANALOGUE SANDBOX MODELING DALAM ANALISIS STRUKTUR GEOLOGI YANG BERKEMBANG PADA SISTEM THRUST-FOLD BELT DENGAN KEHADIRAN BIDANG BASAL DETACHMENT Robertus Herdiawan Suparna1*, Subagyo Pramumijoyo1** 1

Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl.Grafika No.2 Bulaksumur, Yogyakarta, Indonesia, Tel. 0274-513668, *Email: [email protected] **Email: [email protected] Diterima 30 September 2014

Abstrak Dalam deformasi pada sistem thrust-fold belt, bidang basal detachment sering hadir dan memberi pengaruh signifikan terhadap mekanisme dan kinematika deformasi. Analisis dengan metode analogue sandbox modeling merupakan metode yang efektif untuk melihat evolusi deformasi yang terjadi. Percobaan dilakukan dengan menambahkan lempeng alumunium yang merepresentasikan bidang detachment pada bagian dasar model. Pada jarak 22 cm lempeng alumunium akan terlepas dari material pasir pada titik pengelupasan maksimal. Model didorong secara kontinyu dan dianalisis aspek geometri struktur geologi yang berkembang untuk melihat evolusi deformasi yang terjadi. Pemendekan yang dialami model membentuk sistem thrust-fold belt dengan konfigurasi sistem imbricate thrust dengan variasi struktur berupa forethrust, backthrust, dan overtuned fold. Mekanisme fault-propagation folding merupakan mekanisme utama yang berkembang pada model dengan titik pengelupasan maksimal menjadi titik awal perkembangan ramp (curaman). Pengaruh kehadiran bidang basal detachment meliputi (1) intensitas pembentukan sesar naik (thrust), (2) perkembangan sudut interlimb, (3) zona dan lokasi pembentukan struktur, dan (4) distribusi arah gaya pada zona-zona tertentu. Analogi dilakukan dengan membandingkan sistem thrust-fold belt prisma akresi Palung Nankai yang menunjukkan kesamaan geometri struktur pada bagian zona pembentukan ramp. Kesamaan konfigurasi menunjukkan kesamaan genesa pembentukan sistem thrust-fold belt Palung Nankai. Perbandingan dengan model sandbox peneliti pendahulu menunjukkan pengaruh bidang detachment pada proses deformasi. Hasil percobaan menunjukkan model yang dihasilkan baik untuk analisis detail individu struktur geologi overtuned fold dan sesar naik (thrust) serta baik untuk mengurangi sidewall effect. Kata Kunci: sandbox modeling, thrust-fold belt, bidang detachment

Pendahuluan Menurut Cooke & De Castelo (2001), Analogue Sandbox Modeling merupakan metode pemodelan yang dilakukan di laboratorium dengan memodelkan struktur geologi yang ada di lapangan dengan mempertimbangkan parameter skala yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan analisis. Dalam penelitian ini dipilih sistem deformasi sistem thrust-fold belt yang merupakan salah satu daerah dengan sistem deformasi yang menarik untuk dipelajari dan dipahami prosesnya melalui metode sandbox modeling. Sistem deformasi thrust-fold belt seringkali dipengaruhi oleh kehadiran bidang basal detachment / décollement yang memberikan pengaruh signifikan terhadap geometri struktur geologi yang berkembang serta evolusi perkembangan struktur geologi (Yamada et.al., 2006; McClay, 1992). Pemodelan dengan metode sandbox modeling akan memberikan data perkembangan mendetail dari aspek geometri dan jenis-jenis struktur yang berkembang.

626


Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat model dari struktur-struktur geologi yang berkembang di sistem thrust-fold belt yang dipengaruhi oleh kehadiran bidang detachment melalui metode sandbox modeling yang digunakan untuk mempelajari evolusi perkembangan struktur geologi dalam sistem thrust-fold belt. Penelitian ini juga bertujuan untuk melakukan komparasi dan analogi data dengan model dan data aktual yang dapat digunakan untuk melengkapi model-model konseptual hasil penelitian pendahulu.

Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan yang dilaksanakan secara sistematis. Penelitian diawali dengan pengumpulan data sekunder melalui studi pustaka mengenai desain model sandbox dan kelemahan yang dimiliki oleh model terdahulu. Studi pustaka mengenai karakter deformasi sistem thrust-fold belt dan karakter bidang detachment. Desain Sandbox Penambahan lempeng alumunium pada desain sandbox dilakukan untuk merepresentasikan kehadiran bidang detachment. Ukuran dimensi panjang x lebar x tinggi sandbox yang akan digunakan adalah 60 cm x 30 cm x 25 cm. Dimensi ukuran efektif yang dapat digunakan dalam pemodelan 50 cm x 23 cm x 22 cm. Sandbox memiliki salah satu sisi yang dapat bergerak menuju sisi yang lain atau mobile wall. Sandbox memiliki bidang basal detachment pada bagian dasar yang dirancang dengan menggunakan lempeng alumunium sebagai material dengan sudut gesek permukaan yang kecil dan akan ikut bergerak seiring dengan pemendekan. Pada bagian dasar sandbox terdapat lubang tempat sisi bidang detachment yang bergerak dapat menunjam. Terdapat roda untuk mempermudah pergerakan bidang detachment yang menunjam. Titik lepasnya lempeng alumunium dari dasar model merupakan representasi titik detachment maksimal (lihat Gambar 1). Material pasir disusun dengan ketebalan total 6 cm dan susunan tiap lapisan setebal 1 cm dengan susunan lapisan paralel dan horizontal (lihat Gambar 1). Jenis Material Jenis material yang digunakan adalah material pasir dengan karakteristik ukuran pasir 0,5 1 mm (pasir sedang - pasir kasar), karakter tekstur meliputi sortasi yang sangat baik (very well sorted) dan derajat kebundaran membundar baik (well-rounded). Berdasarkan hasil perhitungan nilai perbandingan besar massa pasir dan volume pasir dengan perulangan 30 kali, didapatkan besar nilai berat jenis material pasir sebagai berikut rata-rata ρ = =

∑ ௕௘௥௔௧௝௘௡௜௦

௝௨௠ ௟௔௛ ௣௘௡௚௨௞௨௥௔௡

36,92 30

= 1,231 ݃‫ݎ‬/ܿ݉ ଷ

Karakter sudut henti (angle of repose) material pasir yang digunakan dihitung dengan menghitung besar nilai tangen dari perbandingan antara ketinggian dengan jari-jari tumpukan material pasir pada kondisi stabilnya. Dari hasil perulangan percobaan sebanyak 100 kali, didapatkan hasil sebagai berikut ഥ= ߔ ഥ= ߔ

∑ ݂݅. ‫݅ݔ‬ ݂݅‫݈ܽݐ݋ݐ‬ 3096,5 100

ഥ = 30,965° ߔ

627


Byerlee (1978) dalam Schreurs et. al. (2006) menyatakan bahwa nilai sudut henti untuk material pasir kuarsa pada titik puncak strength berkisar pada 33 - 45. Nilai tersebut sebanding dengan hasil eksperimen untuk batuan pada kerak bagian atas. Dengan demikian material pasir yang memiliki nilai sudut henti sebesar 30,965 dapat mewakili sifat material kerak bumi bagian atas.

Analisis Hasil Percobaan Percobaan dilakukan dengan mendorong dinding dinamis sandbox secara kontinyu. Parameter besar tekanan yang diberikan dan parameter kecepatan deformasi tidak diperhitungkan pada percobaan ini. Pemendekan yang diberikan kepada model dibatasi hingga sebesar 32 % dari panjang awal. Kondisi Awal Perlapisan tersusun secara paralel dan horizontal. Ketebalan setiap lapisan menunjukkan ketebalan 1 cm. Lapisan terbawah diberi notasi sebagai lapisan A dan secara urut ke atas tersusun lapisan B, C, D, E, dan lapisan F sebagai lapisan teratas. Pada bagian dasar terdapat lempeng alumunium yang diasumsikan memiliki nilai koefisien gesek ≈ 0 (lihat Gambar 1). Luasan daerah sayatan vertikal dihitung dengan persamaan sebagai berikut ‫݌‬௠ × ‫ݐ‬௠ Keterangan : pm : panjang susunan material pasir (cm) tm : tinggi susunan material pasir (cm) Dengan demikian didapatkan nilai luasan awal untuk sayatan vertikal susunan material sebagai berikut 50 ܿ݉ × 6 ܿ݉ = 300 ܿ݉ ଶ

Sedangkan untuk nilai volume awal dihitung dengan persamaan sebagai berikut ‫݌‬௠ × ‫ݐ‬௠ × ݈௠ Keterangan : pm: panjang susunan material pasir (cm) tm : tinggi susunan material pasir (cm) lm : lebar susunan material pasir (cm) dengan demikian didapatkan nilai volume awal untuk susunan material pasir sebagai berikut Analisis Geometri

50 ܿ݉ × 6 ܿ݉ × 23 ܿ݉ = 6.900 ܿ݉ ଷ

Analisis geometri dilakukan dengan melihat hubungan antara aspek-aspek geometri yang tercatat pada model. Prosentase pemendekan vs penambahan tinggi morfologi permukaan, luas, dan volume model Grafik hubungan prosentase pemendekan dan nilai penambahan tinggi, luas, dan volume yang dialami model (lihat Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4) menunjukkan penambahan yang terjadi secara linear dan tidak dipengaruhi oleh kehadiran bidang detachment dan perkembangan curaman. Hubungan antara prosentase pemendekan dengan penambahan ketinggian morfologi dirumuskan dengan persamaan berikut ‫ = ݕ‬0,190 ‫ݔ‬ 628


Hubungan antara prosentase pemendekan dengan penambahan luas permukaan sayatan vertikal dirumuskan dengan persamaan berikut ‫ = ݕ‬3,061 ‫ݔ‬

Hubungan antara prosentase pemendekan dengan penambahan volume dirumuskan dengan persamaan berikut ‫ = ݕ‬70,40 ‫ݔ‬

Nilai konstanta yang dihasilkan dari persamaan garis linear diperkirakan merupakan nilai yang dipengaruhi oleh parameter sifat fisik dan sifat mekanik material pasir, serta parameter tekanan. Prosentase pemendekan vs kemiringan sesar Menurut Hubbert (1951), hubungan nilai sudut henti (Φ) dengan kemiringan sesar naik (α) dirumuskan dengan persamaan berikut Φ ൰ 2 30,96° = ± ൬45° + ൰ 2 = ± 60,48° terhadap arah gaya terkecil = ± 29,52° terhadap gaya maksimal

ߙ = ± ൬45° +

kemiringan sesar naik hasil percobaan berada pada kisaran nilai kemiringan sesar naik pada nilai 20 - 40 yang mennujukkan nilai yang tidak jauh dari kisaran sudut kemiringan sesar hasil perhitungan. Grafik hubungan antara prosentase pemendekan dan perkembangan kemiringan sesar naik (backthrust dan forethrust) (lihat Gambar 5 dan Gambar 7) menunjukkan bahwa kehadiran bidang detachment tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap perkembangan kemiringan backthrust. Bidang detachment lebih memberikan pengaruh terhadap perkembangan kemiringan forethrust yang berkembang menjadi curaman. Prosentase pemendekan vs sudut interlimb lipatan Grafik hubungan prosentase dan besar sudut interlimb dapat menunjukkan pengaruh kehadiran bidang detachment dan curaman terhadap perkembangan lipatan pada model (lihat Gambar 10). Grafik menunjukkan bahwa kehadiran bidang detachment yang membentuk curaman mempercepat perkembangan sudut interlimb menjadi semakin lancip. Hal ini tampak pada pemendekan 12 % yang menjadi titik awal dominasi pengaruh curaman terhadap perkembangan lipatan. Analisis penebalan dan penipisan lapisan Analisis dilakukan dengan melihat perkembangan penebalan lapisan (bagian backlimb) dan penipisan lapisan (bagian forelimb) dan dihubungkan dengan kehadiran bidang detachment. Grafik prosentase pemendekan vs penebalan lapisan (lihat Gambar 8) menunjukkan bahwa perkembangan penebalan lapisan pada bagian backlimb tidak terpengaruh oleh kehadiran bidang detachment dan curaman. Pada fenomena penipisan lapisan yang terjadi pada bagian forelimb mengalami kenaikan intensitas penipisan ketika curaman mulai berkembang pada pemendekan 8 % (lihat Gambar 9). Analisis Genesa Analisis genesa dilakukan untuk memperoleh kronologi pembentukan struktur geologi secara urut dengan memperhatikan aspek geometri dan konfigurasi struktur yang terbentuk. Konfigurasi thrust system Model yang dihasilkan menunjukkan beberapa variasi jenis struktur geologi yang berupa forethrust, backthrust, dan lipatan membalik (overtuned fold). Sesar naik yang termasuk ke 629


dalam jenis forethrust merupakan sesar B.1, B.2, dan C.1. Pola perkembangan ketiga sesar itu terjadi secara berurutan dengan urutan B.1 lalu B.2 dan selanjutnya C.1. Perkembangan sesar tersebut menunjukkan pola imbricate fan dengan jenis leading imbricate fan (Boyer & Elliot, 1982; Mitra, 1986; McClay 1992). Backthrust juga berkembang dengan cukup intensif dalam model yang dihasilkan. Kehadiran backthrust ditandai oleh kehadiran sesar A.1, D.1, dan E.1. Kehadiran backthrust membentuk susunan lipatan minor pada bagian backlimb sebagai akibat mekanisme drag folding (lipatan seretan) oleh pergeseran backthrust (lihat Gambar 3). Model hubungan lipatan dan sesar naik (Fold-thrust style) Perkembangan geometri struktur geologi menunjukkan perkembangan lipatan dengan mekanisme fault- propagation folding (Jamison, 1987). Pola evolusi struktur geologi yang berkembang pada model terdapat dua mekanisme yang bekerja yaitu folding before fault propagation (Suppe & Medwedeef, 1990) pada bagian awal perlipatan dan berkembang menjadi simultaneous folding and fault propagation (Suppe & and fault and fault propagation (Suppe & Medwedeef, 1990). Pada awal deformasi, perlipatan terbentuk melalui mekanisme buckling tanpa ada pengaruh dari curaman. Perkembangan curaman pada model tidak memotong hingga permukaan (tidak terjadi breakthrough) dan tidak menerus menjadi flat (sesar mendatar) sehingga dapat dilihat terdapat tip point (titik puncak) curaman. Hasil pengamatan detail menunjukkan bahwa model mengalami dua kali mekanisme fault-propagation folding. Mekanisme pertama terjadi ketika curaman pertama (sesar B.1) berkembang dengan membentuk lipatan tahap awal hingga pemendekan 8 %. Fenomena ini tampak melalui titik pelengkungan sinklin maksimal yang berubah dari titik perpanjangan tip point sesar B.1 pada pemendekan 8 % menjadi pada titik perpanjangan tip point sesar B.2 pada pemendekan 12 % (lihat Gambar 12). Grafik hubungan sudut kemiringan curaman dan sudut interlimb (lihat Gambar 10) menunjukkan penipisan lapisan yang tampak pada model terjadi dengan intensitas yang sesuai dengan hasil pengeplotan pada grafik hubungan sudut kemiringan curaman dan sudut interlimb (Jamison, 1987). Penipisan maksimal yang terukur pada model mencapai nilai 70 % (lihat gambar 13), sedangkan pada grafik menunjukkan nilai 50 %.

Analogi dan Komparasi Hasil pemodelan dianalogikan dan dibandingkan dengan hasil penelitian Yamada (2006). Yamada melakukan penelitian terhadap sistem thrust-fold belt pada prisma akresi Palung Nankai. Palung Nankai terletak di sebelah selatan Jepang di bawah Samudra Pasifik (lihat Gambar 13). Model yang dihasilkan menunjukkan perkembangan detail individu lipatan overtuned melalui mekanisme fault-propagation folding. Hasil deliniasi dan analisis konfigurasi sistem thrust-fold belt Palung Nankai juga menunjukkan konfigurasi struktur geologi hasil mekanisme fault-propagation folding dengan beberapa fase pembentukan lipatan asimetri yang berkembang lebih lanjut menjadi lipatan overtuned. Forethrust yang berkembang merupakan curaman yang mempengaruhi pembentukan lipatan overtuned. Model sandbox pada kondisi pemendekan 16 % menunjukkan pola perkembangan imbricate thrust system jenis leading imbricate fan dan menunjukkan pola konfigurasi yang mirip dengan konfigurasi forethrust F.1, F.2, F.3, F.4, dan F.5. Sesar naik B.1, B.2, dan C.1 pada model sandbox merupakan jenis forethrust yang mewakili forethrust yang berkembang di Palung Nankai. Sesar B.1 dan B.2 mewakili sesar F.1 yang merupakan sesar naik yang pertama kali terbentuk. Hal tersebut tampak dari jarak pergeseran yang dimiliki oleh sesar F.1 menunjukkan jarak paling besar. Selanjutnya Sesar F.2 hingga F.5 pembentukannya diwakili oleh pembentukan sesar C.1 pada model (lihat Gambar 14). Urutan pembentukan 630


sistem fold-thrust belt ditunjukkan dengan angka romawi I untuk pembentukan pertama dan romawi II untuk fase selanjutnya (lihat Gambar 14). Dengan demikian dapat diinterpretasikan bahwa perkembangan forethrust F.1, F.2, F.3, F.4, dan F.5 terbentuk dengan konfigurasi leading imbricate fan. Perkembangan backthrust B.1 pada profil seismik juga dapat diinterpretasi proses pembentukannya dengan melihat kesamaan konfigurasinya dengan sesar A.1 pada model sandbox. Sesar naik F.6 dan F.7 pada profil seismik merupakan perkembangan lebih lanjut setelah konfigurasi imbricate thrust system yang disusun oleh sesar naik F.1 hingga F.5. Sesar F.6 dan F.7 berkembang dengan mekanisme trailing imbricate fan. Mekanisme ini tampak dari besar pergeseran yang dialami oleh oleh sesar naik F.6 lebih besar daripada sesar F.7. Model sandbox yang dihasilkan tidak menghasilkan analogi sesar F.6 dan F.7 karena nilai pemendekan yang masih belum cukup untuk membentuk sesar-sesar tersebut. Model sandbox II (Yamada, 2006) menunjukkan hasil yang lebih kompleks meskipun secara umum menunjukkan pola perkembangan yang sama dengan model yang dihasilkan dalam percobaan karena prosentase pemendekan yang dialami oleh model sandbox II lebih intensif. Model sandbox II menunjukkan perkembangan propagasi thrust ke arah depan yang sinkron dengan perkembangan lipatan. Mekanisme yang berkembang pada model sandbox II juga menunjukkan mekanisme fault-propagation folding. Hasil deformasi orde pertama pada model sandbox II menunjukkan perkembangan lipatan overtuned yang berkembang dengan mekanisme fault-propagation folding. Model sandbox II juga menunjukkan perkembangan backthrust pada deformasi orde pertama (lihat Gambar 15). Penanda kotak merah pada Gambar merupakan zona kesamaan konfigurasi strukur orde pertama pada kedua model sandbox. Perbedaan intensitas pemendekan yang dialami kedua model membuat hasil akhir model menjadi berbeda. Model sandbox II mengalami intensitas pemendekan maksimal sejauh 65 cm atau setara dengan pemendekan 43,3 %, sedangkan model sandbox dalam percobaan ini hanya mengalami pemendekan maksimal 16 cm atau setara dengan pemendekan 32 %. Meskipun kedua model menunjukkan hasil akhir yang berbeda secara konfigurasi, namun kedua model menunjukkan mekanisme pembentukan sesar naik dan lipatan yang sama yaitu melalui mekanisme fault-propagation folding. Hal ini tampak jelas dari kesamaan geometri individu lipatan overtuned yang dihasilkan oleh kedua model. Gambar menunjukkan perbandingan perkembangan struktur geologi pada model sandbox II dan model sandbox yang dihasilkan dalam percobaan. Model sandbox II membentuk seri perkembangan propagasi ke arah depan individu-individu thrust yang membentuk pola imbrikasi dengan pola perkembangan leading imbricate fan. Setiap individu sesar naik membentuk individu lipatan overtuned dengan mekanisme fault-propagation folding. Pada deformasi lanjutan, model sandbox II membentuk thrust wedges yang membentuk susunan seri lipatan overtuned, sedangkan model sandbox hasil percobaan hanya menghasilkan satu perkembangan lipatan overtuned (lihat Gambar 16). Perbedaan juga terjadi pada lokasi terbentuknya thrust dan lipatan overtuned. Model sandbox II menghasilkan struktur orde pertama pada bagian tepi dinding sandbox yang selanjutnya berkembang menjadi zona yang mengalami deformasi maksimal. Deformasi maksimal yang dihasilkan pada model sandbox II sangat dipengeruhi oleh sidewall effects (Buiter et. al., 2006) akibat lokasi deformasi yang menempel pada dinding batas sandbox (lihat Gambar 16). Untuk mengurangi sidewall effects biasanya model sandbox dibuat dengan dimensi panjang yang dapat mengakomodasi deformasi untuk titik yang jauh dari dinding sandbox. Berbeda dengan model sandbox II, model sandbox hasil percobaan pada penelitian ini membentuk zona deformasi pada titik detachment maksimal (titik menunjamnya lempeng alumunium) yang dicirikan dengan pembentukan curaman. Kondisi yang dimiliki oleh model hasil percobaan ini mampu mengurangi pengaruh 631


dinding sandbox terhadap deformasi (sidewall effects). Model pada percobaan ini dapat memberikan hasil yang baik walaupun dimensi panjang sandbox tidak panjang karena deformasi tidak terjadi di bagian tepi dinding sandbox.

Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan, pengamatan detail terhadap model sandbox, analisis data struktur geologi, serta analogi dan komparasi dengan data sekunder, dapat diambil beberapa kesimpulan. 1. Sistem thrust-fold belt membentuk sistem struktur geologi yang terdiri dari sesar naik (thrust) dan lipatan (fold). Hubungan antara keduanya merupakan hubungan genesa yang pembentukannya berlangsung secara sinkron dengan mekanisme faultpropagation folding ketika curaman mulai terbentuk. Sebelum curaman terbentuk lipatan berkembang dengan mekanisme buckling. Konfigurasi struktur geologi menunjukkan pola leading imbricate thrust system (sesar paling depan merupakan sesar yang pertama kali terbentuk). Pengaruh bidang detachment tampak dari pola perkembangan sudut interlimb yang berkembang menjadi lebih lancip dengan cepat, intensitas pembentukan struktur yang lebih rendah, dan prosentase pemendekan minimum untuk menghasilkan struktur awal. Zona penebalan lapisan intensif terjadi pada bagian backlimb, sedangkan zona penipisan intensif terjadi pada bagian forelimb 2. Modifikasi desain model sandbox yang dibuat memiliki beberapa kelebihan. Pertama, model baik digunakan untuk memodelkan individu lipatan yang pembentukannya dipengaruhi kehadiran sesar naik hasil perkembangan bidang detachment (curaman). Kedua, kehadiran titik detachment maksimal juga mampu mengurangi sidewall effect yang sering muncul pada model dengan desain lama karena deformasi maksimal akan terjadi pada titik tersebut.

Daftar Pustaka Anma, Ryo, Yujiro Ogawa, Gregory F. Moore, Kiichiro Kawamura, Tomoyuki Sasaki, Shunsuke Kawakami, Yildirim Dilek, Yoko Michiguchi, Ryota Endo, Shunji Akaiwa, Satoshi Hirano, Structural Profile and Development of the Accretionary Complex in the Nankai Trough, Southwest Japan: Results of Submersible Studies, dalam Ogawa, Yujiro, Ryo Anma, dan Yildirim Dilek. (Editors), Accretionary Prisms and Convergent Margin Tectonics in the Northwest Pacific Basin. Springer Science + Business Media : London, pp. 169-192, 2011. Billings, M.P, Structural Geology; 3rd ed., Prentice Hall of India, New Delhi, India, pp. 18-22; 420-428, 1982. Boyer, Steven E. dan David Elliot, Thrust System, American Association of Petroleum Geologists, Bulletin, V. 66 No. 9, pp. 1196-1230, 1982. Buiter, Susanne J. H., Andrey YU. Babeyko, Susan Ellis, Taras V. Gerya, Boris J. P. Kaus, Antje Kellner, Guido Schreurs, dan Yasuhiro Yamada, The Numerical Sandbox: Comparison of Model Results for a Shortening and an Extension Experiment. dalam Buiter, Susanne J. H. dan G. Schreurs. (Editors), Analogue and Numerical Modelling of Crustal-Scale Processes, The Geological Society, London, pp. 29-49, 2006. Chester, J.S. dan F.M. Chester, Fault-Propagation Folds above Thrust with Constant Dip. Journal of Structural Geology, Vol.12 No.7, pp. 903-910, 1990 Condie, Kent C, Plate Tectonics and Crustal Evolution 4th edition, Butterworth-Heinemann, Oxford, pp. 8-10, 1997. Cooke, M and Del Castello, M., Sandbox Experiment, University of Massachutes, Amherst, 2001. Doglioni, C, Anatomy of an Overthrust, Annales Tectonicae, Vol. IV no. 1, pp. 68-82, 1990. 632


Hamilton, Warren, Tectonics of The Indonesian Region, United States Government Printing Office, Washington, USA, pp. 18-31, 1979. Hubbert, M. King, Mechanical Basis for Certain Familiar Geologic Structure, dalam Foster, Norman H. dan Edward A. Beaumont (Editors), Structural Concepts and Techniques I, The American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, USA, pp. 355-371, 1951. Huiqi, Liu, K. R. McClay, dan D. Powell, Physical Models of Thrust Wedges. dalam K.R. McClay (Editors), Thrust Tectonics, Springer, Netherland, pp. 71-81, 1992. Kawamura, Kiichiro, Yujiro Ogawa, Hidetoshi Hara, Ryo Anma, Yildirim Dilek, Shunsuke Kawakami, Shun Chiyonobu, Hideki Mukoyoshi, Satoshi Hirano, dan Isao Motoyama, Rapid Exhumation of Subducted Sediments Along an Out-of-Sequence Thrust in the Modern Eastern Nankai Accretionary Prism, dalam Ogawa, Yujiro, Ryo Anma, dan Yildirim Dilek. (Editors), Accretionary Prisms and Convergent Margin Tectonics in the Northwest Pacific Basin, Springer Science + Business Media, London, pp. 215-226, 2011. Konstantinovskaya, E. dan J. Malavieille, Thrust Wedges with Décollement Levels and Syntectonic Erosion : A View from Analog Models, Journal Tectonophysics 502, Elseiver, pp. 336 - 350, 2011. Lin, Ming-Lang, Chia-Yu Lu, Kuo-Jen Chang, Fu-Shu Jeng, dan Chung-Jeng Lee, Sandbox Experiments of Plate Convergence - Scale Effects and Associated Mechanism, dalam TAO. vol. 16 No. 3, pp. 595-620, 2005. McClay K. R., Glossary of Thrust Tectonic Terms. dalam McClay K. R. (ed). Thrust Tectonics, Chapman and Hall, London, pp. 419-433, 1992. Montgomery, Scott L., Structural Geology, IHRDC Video Library for Exploration and Production Specialists, Boston, USA, pp. 31-52; 212-232, 1987. Price, N. J. dan J. W. Cosgrove., Analysis of Geological Structures, Cambridge University Press, Cambridge, 1990. Purbo-Hadiwidjoyo, M. M., Kamus Geologi dan Ranah Rinangkun, Badan Geologi, Bandung, pp. 149-225, 2013. Ramsay, John G., Folding and Fracturing of Rocks, McGraw-Hill, Inc., USA, hal. 255-265, 1967. Sapiie, B., dan Harsolumakso, A.H., Pemodelan Analogik Untuk Proses Pembentukan Struktur Geologi, Buletin Geologi, Jilid/Volume 32, No. 3, 2000, Geodynamic Laboratory, Department of Geology ITB, 2000. Schreurs, Guido, Susanne J. H. Buiter, David Boutelier, Giacomo Corti, Elisabetta Costa, Alexander R. Cruden, Jean-Marc Daniel, Silvan Hoth, Hemin A. Koyi, Nina Kukowski, Jo Lohrmann, Antonio Ravaglia, Roy W. Schlische, Martha Oliver Withjack, Yasuhiro Yamada, Cristian Cavozzi, Chiara Delventisette, Jennifer A. Elder Brady, Arne Hoffmann-Rothe, Jean-Marie Mengus, Domenico Montanari, dan Faramarz Nilforoushan, Analogue Benchmarks of Shortening and Extension Experiments, dalam Buiter, Susanne J. H. dan G. Schreurs. (Editors), Analogue and Numerical Modelling of Crustal-Scale Processes The Geological Society : London, pp. 1-20, 2006. Suppe, John dan Donald A. Medwedeef, Geometry and Kinematics of Fault-Propagation Folding, Eclogae geol. Helv. 83/3, pp. 409-454, 1990. Yamada, Yasuhiro, Kei Baba, dan Toshifumi Matsuoka, Analogue and Numerical Modeling of Accretionary Prisms with a Décollement in Sediments, dalam Buiter, Susanne J. H. dan G. Schreurs. (Editors), Analogue and Numerical Modelling of Crustal-Scale Processes, The Geological Society, London, pp. 169-182, 200.

633


Prosentase pemendekan vs Penambahan tinggi

7 6 5 4 3 2 1 0

y = 0.1908x

0

4

8

12

16

Tambahan tinggi

20

24

100

28

32

1500 1000 500 0 8

12

Tambahan volume

20 0

16

20

24

28

Pemendekan (%)

Gambar 4. Grafik prosentase pemendekan vs penambahan volume

4

8

12

16

Tambahan luas

kemiringan sesar (  )

y = 70.402x

4

40

20

24

28

32

Pemendekan (%)

Gambar 3. Grafik prosentase pemendekan vs penambahan luas

2500

0

60

0

Prosentase pemendekan vs Penambahan volume 2000

y = 3.061x

80

Pemendekan (%)

Gambar 2. Grafik prosentase pemendekan vs penambahan tinggi

Tambahan volume (cm3)

Prosentase pemendekan vs Penambahan luas

120

Tambahan Luas (cm2)

Tambahan tinggi (cm)

Gambar 1. Desain sandbox dan konfigurasi awal percobaan

32

Backthrust

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

4

8 A.1

12 16 20 24 28 32 36 Pemendekan (%) D.1

E.1

Gambar 5. Grafik prosentase pemendekan vs kemiringan backthrust

634


Gambar 6. Perkembangan deformasi dan struktur geologi pada model sandbox 635


90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

Pemendekan (%)

B.1

B.2

Prosentase penebalan maksimal ( % )

kemiringan sesar (  )

Forethrust 500

Prosentase pemendekan vs Prosentase penebalan maksimal

400 300 200 100 0 0

4

Gambar 7. Grafik prosentase pemendekan vs kemiringan forethrust

12

16

20

24

28

32

Pemendekan( % ) Lapisan A Lapisan D

C.1

8

Lapisan B Lapisan E

Lapisan C Lapisan F

Gambar 8. Grafik prosentase pemendekan vs penebalan lapisan

Prosentase penipisan maksimal ( % )

Prosentase pemendekan vs Prosentase penipisan maksimal 80 70 60 50 40 30 20 10 0 8

12

16

20

24

28

32

Pemendekan( % ) Lapisan B

Lapisan C

Lapisan D

Lapisan E

Lapisan F

Gambar 9. Grafik prosentase pemendekan vs penipisan lapisan

Gambar 10. Grafik prosentase pemendekan vs sudut interlimb 636


Gambar 11. Perubahan mekanisme fault-propagation folding akibat perubahan curaman dari sesar B.1 menjadi sesar B.2

Gambar 12. Grafik analisis geometri mekanisme fault-propagation folding (grafik acuan diambil dari Jamison, 1987)

637


Gambar 13. Lokasi Palung Nankai dan jalur profil seismik zona analisis (Yamada et. al., 2006)

Gambar 14. Analogi dan komparasi profil seismik Palung Nankai dan model sandbox

638


Gambar 15.. Perbandingan model sandbox II pada kondisi pemendekan 5 cm (3,3 %) (Yamada et. al., 2006 dengan modifikasi) dan model sandbox hasil percobaan

Gambar 16. Perbandingan perkembangan struktur geologi antara model sandbox II (Yamada et.al., 2006) dengan model sandbox hasil percobaan. Kotak bagian tepi menunjukkan zona yang dipengaruhi sidewall effects, tanda kotak lain menunjukkan zona dengan konfigurasi struktur yang sama

639

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Oktober 2014

Recommend Documents