Sesar (Pendahuluan, Unsur, Klasifikasi) Arie Noor Rakhman, S.T., M.T.
Pendahuluan • Permasalahan teknik di tambang pada masa lampau bagaimana cara menemukan sambungan dari bahan cebakan atau lapisan batubara yang terpotong atau hilang penyelidikan gejala sesar dan pensesaran • Perkembangannya dipelajari oleh: ahli-ahli geologi struktur, geologi ekonomi, dan geologi teknik
Sesar atau Fault? • Sesar gejala struktur paling penting satu-satunya gejala pelenturan kerak bumi yang utama yang ditimbulkan akibat pergeseran-pergeseran benua atau lempeng • Fault sering diterjemahkan sbg gejala “patahan” kurang tepat, patahan = gejala rekahan ,“pergeseran kurang penting, sama sekali tidak ada”
Fault • Fault adalah suatu rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran sahingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah sejajar dengan bidang patahan gejala tsb: sesar • Istilah “fault”, mula-mula digunakan oleh pekerjapekerja pertambangan batubara untuk menyatakan suatu lapisanbatubara yang tidak ada kelanjutannya (mendadak menghilang) arti “fault” : “salah” lapisan batubara hilang karena mengalami suatu pergeseran dan berpindah melalui bidang patahan.
Sesar / Patahan (Faults) Faults – result from brittle deformation – rocks offset across fault – Sides referred to as “hanging wall” and “footwall” -- 3 types of fault: HW turun Sesar Turun (Normal F) HW naik Sesar Naik (Reverse / Thrust F) Blok sesar bergeser mendatar Sesar mendatar (ki / ka)
Hanging Wall
Footwall
Conjugate pair of faults related to orientation of principal stresses. D: dihedral angle. The principal stresses are σ1, σ2, and σ3, in order of greatest to least compressive stress. R right-lateral fault plane; L left-lateral fault plane; half-arrows show the sense of hear on each plane
Fault orientations at the surface of the earth predicted from Andersonian stress theory. a Normal. b Reverse. c Strike slip
Display 1: Sesar Sesar Normal – AC : Total throw – AB : Vertical throw – BC : Heave
Display 2: Kontur Struktur • Garis putus2 garis kontur bidang sesar • Garis penuh garis kontur pada bidang lapisan • LM = heave • Vertical separation = beda tinggi antara L dan N (300)
Display 3: Pergeseran Pergeseran pada lapisan yang disesar – AB = horisontal normal offset – CD = vertical separation
Dimensi Sesar • Pergeseran-pergeseran yang telah terjadi pada sesar, ukuran panjang maupun kedalaman daripada sesar dapat berkisar antara beberapa cm saja sampai mencapai ratusan km • Bahan yang hancur akibat pergeseran yang terdapat pada jalur sesar dapat berkisar dari “gouge” (“suatu bahan yang halus karena lumat”) sampai “breksi” yang mempunyai ketebalan berkisar antara beberapa cm sampai ratusan meter.
Istilah di dalam gejala Sesar (1) • Sesar adalah rekahan atau “jalur patahan” di alam telah terjadi pergeseran yang arahnya sejajar dengan bidang rekahannya • Seringkali rekahan demikian tercerminkan secara morfologis sebagai gawir yang merupakan bidang atau sisa dari suatu bidang rekahan, dinamakan gawir sesar sedangkan bidang rekahannya dinamakan bidang sesar. • Bidang sesar Bidang E – F pada Display 1
Indikasi Sesar
Indikasi sesar melalui peta topografi ataupun melalui digital elevation model
Istilah di dalam gejala Sesar (2) • Perpotongan bidang sesar dengan permukaan tanah disebut “garis sesar” (fault line atau fault trace). • Kedudukan daripada bidang sesar ditentukan seperti halnya pada suatu bidang, yaitu dengan “jurus sesar” yang mrp perpotongan antara bidang sesar dengan horizontal, dan “kemiringan sesar”, yaitu sudut yang dibuat antara bidang sesar dengan horizontal.
Istilah di dalam gejala Sesar (3) • Bagian-bagaian yang disesar (tergeser): – Hangingwall (atap sesar) bongkah patahan yang berada di bagian atas bidang sesar – Footwall (alas sesar) bongkah patahan yang berada di bagian bawah bidang sesar
• Gerak-gerak pergeseran pada sesar, serta akibatnya: gerakan pada sesar dapat berupa gerak sejajar atau “translation” atau terputar (rotational)
Bagian Tergeser
XY = throw XZ = jumlah pergeseran ke arah kemiringan daripada sesar
Slip SLIP • AB = net slip • AC = strike slip • AD = dip slip
Hade
Di lapangan Dimensi struktur di lapangan dapat terbentuk melalui beberapa proses yang “kompleks” geologist dapat menyederhanakannya
Fault slip is the displacement of points (open circles) that were originally in contact across the fault. Here the correlated points represent the intersection line of a dike and a bed surface at the fault plane (Groshong, 2006)
Normal Separation • Diagram balok, memperlihatkan antiklin yang dipotong sesar. • Gerak relatip pada sesar mendatar • Pada N gerak relatip semu adalah normal, pada R naik • Suatu sesar dengan “Normal Separation” belum tentu merupakan suatu sesar dimana hangingwall bergerak relatip turun terhadap footwall
Istilah di dalam gejala Sesar (4) • Throw atau loncatan tegak daripada sesar mula-mula dikenal adanya 2 pengertian: – suatu ukuran untuk menyatakan jumlah pergeseran dari bongkah-bongkah sesar yang satu terhadap lainnya – Untuk menyatakan pergeseran semu dari lapisan atau gang atau vein pada penampang tegak yang dibuat tegak lurus pada bidang sesar, yang dapat berbeda sekali dengan gerak sebenarnya.
Fault separation terminology
Istilah “Throw” • Dalam pekerjaan pertambangan yang dipentingkan adalah kedudukan relatip yang bertalian dengan bagian-bagian, lapisan atau vein yang disesar pengertian yang pertama sekarang sudah didorong dan dibatasi hanya untuk pengertian geomorfologi saja • Dalam mining geology: downthrow atau upthrow adalah jarak yang memisahkan lapisan atau vein yang terpatahkan (geser), diukur pada sesar, dalam bidang yang tegaklurus padanya. Jarak ini disebut juga total throw yang dimaksud throw atau vertikal throw adalah komponen vertikal dari total throw.
Istilah “Heave” • Heave atau jarak horizontal, diukur normal (tegaklurus) pada sesar, yang memisahkan bagianbagian dari lapisan atau “lode” yang terpatahkan • Gerakan relatip diukur pada bidang sesar dan dinyatakan sebagai “slip” atau perpindahan. • Perpindahan dari sesar pergerakan relatip diukur pada bidang sesar dari titik-titik yang tadinya berhadapan dan terletak di sebelahmenyebelah bidang sesar tersebut.
Istilah di dalam gejala Sesar (5) • Jarak pergeseran seluruhnya disebut “netslip” atau perpindahan sesungguhnya. • Komponen horizontal pada bidang sesar akan sejajar dengan jurus daripada bidang sesar dan disebut “strike slip” atau perpindahan menjurus. Sedangkan komponen vertikalnya pada bidang sesar disebut “dislip” atau perpindahan miring.
Display 8: Pergeseran lensa btps
Display 9: Netslip pada bidang sesar
Display 10: Pengertian mengenai “slip” pada sesar
Display 10: Gerak semu sesar (Badgley, 1965)
Antiklin menunjam yang dipotong oleh sesar melintang Perhatikan: gerak semu pada AA’ dan BB’
Pengelompokan Sesar • Secara geometris (deskriptip), sesar digolongkan berdasarkan pada: – Jenis pergeseran sesungguhnya (netslip) – Gerak relatip semu – Kedudukan daripada sesar terhadap struktur sekitarnya – Bentuk pola daripada sistem sesar
• Secara genetis dapat didasarkan kepada dinamika daripada gerak sesar
Pengelompokan didasarkan kepada jenis perpindahan sesungguhnya • Yang garus diperhatikan besarnya “slip” • Slip hanya dapat diketahui bila ada bagian yang jelas bergeser pergeseran yang dapat dilihat pada bidang sesar atau bilamana suatu bidang sesar dapat diperkirakan kedudukannya.
Sesar berdasarkan jenis perpindahan sesungguhnya • Sesar “Strike slip fault” suatu sesar gerak pergeserannya dapat searah dengan jurus daripada bidang sesar (strike slip). • Sesar “dip slip fault” suatu sesar gerak pergeserannya dapat searah dengan kemiringaan daripada bidang sesar (dip slip) • Sesar “oblique slip fault” suatu sesar gerak pergeserannya miring (oblique slip)
Pengelompokan didasarkan kepada gerak relatif semu (separation classification)
Pengertian gerak relatip dan relatip semu • Umumnya pada gejala sesar sangat sukar untuk mengetahui pergerakan yang sesungguhnya (gerak absolut) biasanya gerak pada gejala sesar selalu dinyatakan secara relatip • Contoh: hangingwall (bagian sesar gantung) bergerak relatip turun terhadap footwall dan sebagainya
Separation classification (1) • Gerak relatip dapat dilihat dari slipnya. • Gerak relatip semu ditentukan oleh kedudukan dan jarak, antara dua bagian dari suatu bidang penunjuk (bidang lapisan, vein, dan sebagainya) yang dipotong dan tergeser oleh suatu bidang sesar, diukur pada araharah tertentu jarak tersebut disebut “separation”
Separation classification (2) • Stratigraphic separation adalah jarak tegaklurus pada bidang-bidang yang terpisah Sesar “normal separation fault” (melihat kedudukan daripada bidang yang digeser, seakan-akan hangingwall bergerak relatip turun terhadap footwall) • Penting sekali untuk membedakan pengertian slip dan separation slip menunjukkan pergeseran relatip yang sesungguhnya, separation menunjukkan pergeseran relatip semu dari badan-badan yang berbentuk panjang atau bidang atau oleh gejala sesar.
Separation classification (3) Istilah yang umum (kurang tepat)
Separation Classification
Slip Classification
Dasar Pengelompokan • Pergeseran
Gerak relatip
Gerak sebenarnya (dimana slipnya jelas dapat dilihat)
• Normal Fault
Normal separation fault
Normal slip fault
• Reserve Fault
Reserve separation fault
Reserve slip fault
• Left Fault
Left separation
Left strike slip
• Right Fault
Right separation
Right strike slip
Nama-nama Sesar
Pengelompokan yang didasarkan kedudukan sesar terhadap struktur batuan sekitarnya (1) • Strike fault suatu sesar yang arah jurusnya sejajar dengan jurus dengan jurus batuan sekitarnya • Dip fault jurus daripada searah dengan kemiringan daripada lapisan batuan sekitarnya • Diagonal atau oblique fault yang memotong struktur batuan sekitarnya
Pengelompokan yang didasarkan kedudukan sesar terhadap struktur batuan sekitarnya (2) • Longitudinal fault arah daripada sesar paralel dengan arah umum dari struktur regional • Transverse fault yang memotong tegaklurus atau miring terhadap struktur regional (biasanya dijumpai pada daerah yang terlipat; memotong sumbu/poros terhadap antiklin) • Longitudinal fault dan Transverse fault hanya dapat diterapkan pada keadaan yang lebih luas laig (regional sense)
