Upload presentasi
Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu
1
PRINSIP GAYA & DEFORMASI
GEOLOGI STRUKTUR PRINSIP GAYA & DEFORMASI
2
Definitions Stress – adalah gaya yang mengenai batuan (atau sesuatu yang lain) Strain – adalah perubahan dalam ukuran dan/atau bentuk dari suatu objek padat (solid object) sebagai reaksi terhadap stress.
3
Deformasi Batuan Dipengaruhi oleh differential stress (tegasan yang berbeda); stress tidak sama besarannya dalam semua arahnya; Tiga macam differential stress : compressive stress – tubuh batuan menjadi tertekan dan memendek tensional stress – tubuh batuan menjadi meregang dan terpisah shear stress – menyebabkan selip dan translasi
4
Tiga Ilustrasi untuk Stress
5
Tiga Tipe Stress (Tekanan), Dua Tipe Permanent Strain (Tegangan), Enam Struktur Dasar
Deformation Stress Compressive Tensional Shearing Ductile Folding Crustal thinning and stretching Shear zones, Mylonite zones Brittle Reverse Faults Normal Fault Lateral Faults
6
Stages of Deformation (Strain)
Elastic Deformation merupakan suatu reversible strain, dimana strain akan hilang ketika stress dilepaskan. Elastic strain adalah linear. Suatu plot antara stress versus strain akan membentuk garis lurus. Pada suatu benda, ada titik yang disebut sebagai yield point or elastic limit, dimana permanent deformation berpeluang terjadi kalau sampai pada titik ini. (Jika deformasi belum mencapai titik ini ketika stress hilang, maka akan bentuk benda akan kembali seperti semula, namun sebaliknya ketika deformasi melampau titik ini, yang terjadi adalah perubahan yang permanen)
7
Stages of Deformation (Strain)
Ductile Deformation Merupakan suatu irreversible change pada bentuk dan/atau volume batuan yang terkena stress melebihi batas elastic limit. Brittle Deformation (Fracture) Ketika batas dari ductile deformation terlampaui, batuan akan retak dan stress akan hilang. Jelasnya, brittle deformation menyebabkan permanent change.
8
Ketika terkena stress, material mulanya mengalami elastic deformation
Ketika terkena stress, material mulanya mengalami elastic deformation. Jika stress dihentikan/dilepaskan pada tahapan ini, batuan akan kembali kepada kondisi semula. Pada point A, elastic limit tercapai, dan batuan mengalami ductile deformation. Batuan kemudian mengalami stress lebih, sehingga terbentuk permanent strain. Jika stress melampaui point B, sejumlah permanent strain terbentuk pada rentang OB'. Jika stress meningkat lagi, maka batuan akan menjadi retak-retak (rupture), sehingga brittle failure terjadi(point F). Kurva Stress-Strain
9
GEOLOGI STRUKTUR PRINSIP KEKAR
10
Kekar Fractures or Joints
fractus = broken >>> KEKAR (istilah geologi Indonesia) Bidang pada mineral dan batuan yang mengalami retakan alami kekar dibedakan berdasarkan pergerakan relatif (relative motion) yang terjadi pada bidang kekar selama pembentukan Bukaan kekar meretak tegak lurus terhadap bidang kekar
11
Klasifikasi rekahan menurut “Fracture Mechanics”
Strike-slip faulting Tensile fractures Dip-slip crack tip Berdasarkan pergerakan relatif dari material yang saling berhadapan pada bidang kekar : Extension, atau Mode I – Pergerakan tegak lurus bidang kekar (tensil mode) Shear Fractures, atau Mode II – Gerak geser paralel (sliding) terhadap bidang kekar dan tegak lurus terhadap ujung kekar (the edge of fractures). Shear Fractures, atau Mode III – Gerak geser paralel terhadap bidang dan ujung kekar (tearing mode)
12
Contoh : Kekar pada batuan
13
Contoh : Kekar pada batuan
14
Veins Veins : kekar terbuka (extension fractures) yang terisi oleh mineral deposits (mineral sekunder) Endapan dapat masif atau terdiri dari fibrous crystal grains seperti quartz atau calcite fibrous fillings berguna untuk interpretasi deformasi terkait dengan bukaan vein
15
Veins
16
Veins
17
Veins
18
Veins
19
Systematic and non-systematic joints
20
Karakter Kekar Cross-cutting relations between joints
Jika joint A berhenti pada perpotongan dengan joint B; maka joint A berumur relatif lebih muda Perambatan rekahan tidak dapat melewati/memotong free surface Joint spacing rata-rata jarak antar joints Diukur tegak lurus joint “widely spaced” “closely spaced”
21
Jarak antar Kekar Joint Spacing
22
Contoh : Kekar pada Inti Bor
23
Contoh: Kontrol Kekar pada Lereng
Photo: V.M. Choubey Landslide, Pindar River, India
24
Contoh : Geometry of Blast Ftactures
25
PENGUKURAN KEKAR Prinsip perolehan data kekar adalah sama dengan data struktur bidang lainnya, seperti bidang sesar, bidang perlapisan, dll. Komponen Data : Strike Dip Dip direction (pelengkap)
26
Measuring strike by touching
27
Measuring dip by touching
28
Orientasi. Gunakan Strike & Dip (ukur dengan kompas)
Orientasi? Gunakan Strike & Dip (ukur dengan kompas) 2 garis tegak lurus menentukan bidang (plane)
29
Pengukuran Struktur Planar
30
Kelurusan struktur
31
Presentasi data kekar : Map of trajectories, Frequency diagrams, & Rose diagram
32
GEOLOGI STRUKTUR ANALISIS KEKAR - I
33
Fracture & stress states
34
Fracture orientations relative to the principal stress orientations
35
Stress = Gaya per satuan area yang mengenai suatu bidang
Kondisi stress yang mengenai suatu objek misal batuan, memperlihatkan orientasi dan besaran dari tiga stress, merupakan TEGASAN UTAMA (principal stresses). Tegasan utama terorientasi tegak lurus satu terhadap lainnya, Suatu blok batuan dengan stress yang mengenainya dimaknai dengan simbol sigma menunjukkan “compressive or tensile stress” Besaran Tegasan Utama menunjukkan bahwa σ1 > σ2 > σ3.
36
Compressive stress dan shortening strain adalah sesuatu yang penting di dalam “rock mechanics and structural geology” karena di bumi, ketiga tegasan utama tersebut selalu bersifat “compressive”. Joints (extensional fractures) memperlihatkan pertentangan arah yang membutuhkan “effectively tensile driving stress” (tensile stress = tegasan tarik). Tekanan fluida pori (pore-fluid pressure) mendorong terbentuknya “tensile effective stress” melalui “poroelastic loading of flows” .
37
Joints (GREEN) : Ujung dari kekar selalu tegak lurus terhadap Sigma 3 selama perambatan
Faults (RED): Sesar terbentuk pada litologi dengan sudut lancip dan membentuk orientasi dari sesar berpasangan (two conjugate fault orientations). Sudut berkisar 25° s.d 40°, tetapi umumnya 30°. Ketidak menerusan (kekar) dapat mengalami aktivasi sebagai sesar, dimana keberadaannya tidak tegak lurus terhadap tegasan utama. Selain itu, deformasi dapat terjadi membentuk sudut ~90° (tegak lurus) terhadap sigma 1 membentuk Stylolites (BLUE) and compaction bands.
38
Regional Fracture Orientations
Tiga Gambar berikut menunjukkan tiga kondisi “regional earth stress regimes” (Andersonian stress regimes) Berdasarkan “Andersonian regimes”, satu “principal stress” menunjukkan vertikal, sedang dua lainnya adalah horizontal.
39
Regional Fracture Orientations
40
Regional Fracture Orientations
41
Regional Fracture Orientations
42
Stress & Histogram
43
GEOLOGI STRUKTUR Lebih luas lagi bahwa geologi struktur diartikan sebagai ilmu yang mempelajari bentuk bangunan dari kulit atau kerak bumi, yang dapat dipelajari secara mikroskopik, mesoskopik, makroskopik, dan megaskopik (Spencer, 1988) Pengambilan dan pengukuran data yang baik dan seteliti adalah penting, karena hal itu akan sangat diperlukan untuk analisis dan mempelajari asal geometri dan kinematik dari batuan yang disebabkan oleh gaya (Hatcher, 1990). Dengan demikian geologi struktur harus merupakan suatu analisis geometri, kinematik dan analisa dinamik. Struktur geologi regional akan menghasilkan tegasan utama pada suatu daerah yang lebih luas dan selanjutnya didalamnya terdapat juga pola-pola tegasan setempat atau lokal. Pola tegasan baik regional maupun lokal akan menghasilkan retakan- retakan shear zone, sesar, lipatan, “cleavage”, foliasi dan lineasi (Davis, ).
44
Lanjutan Pola tegasan lokal dapat terdiri dari bermacam-macam arah tegasan, hal ini dapat dilihat atau dapat diukur melalui retakan batuan yang terjadi. Pola tegasan lokal ini tidak semuanya berhubungan dengan pola tegasan regional, hal ini disebabkan adanya retakan-retakan yang sudah ada sebelumnya atau pre- existing fractures (Angelier, 1979 & Price, 1990) Pengukuran dan analisis elemen-elemen struktur geologi pada daerah-daerah kecil akan dapat memberikan hasil perkiraan umur relatif sesar yang terbentuk, pola dan kronologi tegasan yang bekerja serta mengetahui sejarah dan fasa tektonik regional. Pengambilan data elemen struktur meliputi kedudukan kekar- kekar baik kekar tarikan atau tension dan kekar gerus atau kekar shear zone, kedudukan urat kuarsa baik karena tegasan ataupun tension dan kedudukan bidang sesar, sudut pergeseran (“pitch”) serta jenis dan arah pergerakan sesar
45
Lanjutan Analisis geometri berdasarkan pengukuran dari kedudukan kekar shear zone dan kekar tension, bertujuan untuk mengetahui pola umum tegasan utama maksimum dan memperkirakan pola urat kuarsa yang terbentuk. Demikian pula sebaliknya, pengukuran dari kedudukan urat kuarsa yang disebabkan karena tension ataupun tekanan adalah dapat digunakan untuk mengetahui pola tegasan utama maksimum yang dominan terjadi serta untuk membantu dalam proses memperkirakan sejarah tegasan purba yang telah berlaku. Untuk analisis data kekar, dan urat kuarsa adalah dengan diagram kontur dengan menggunakan stereograf hemisphere bawah dan program DIPS 2.0 dan analisasis jenis strukturnya digunakan stereonet, sedangkan analisis kinematiknya menggunakan program FAULTKINWIN.1.2
46
Teori terjadinya kekar berdasarkan genesanya,
release joint, tension join extention joint
47
Kekar dan urat kuarsa yang terdapat di suatu daerah 1a) kekar tarik, 1b) kekar gerus, 2a) kekar tarik yang terisi urat kuarsa, 2b) urat kuarsa yang tersesarkan, 2c) urat kuarsa yang tergeruskan
48
Di lapangan untuk membedakan antara urat hasil tegasan dan urat tension adalah melihat bahwa urat tegasan dicirikan dengan adanya pecah-pecah, kristal tidak baik, biasanya terbentuk mineral di bagian tengah atau tepinya. Sedangkan urat tension cirinya adalah masif, kristal baik, membentuk struktur sisir, mineral kadang pada struktur sisir
49
Singkapan dari batuan andesit yang memperlihatkan kekar kolom dan kekar gerus
50
Kekar gerus
51
Kekar tarik adalah kekar yang terjadi karena regangan berarti kekar ini terbentuk setelah gaya tegasan utama berkurang atau berhenti, tetapi dapat juga bersamaan pada saat tegasan utama masif aktif. Kekar-kekar tarik yang terjadi sejajar dengan arah tegasan utama maksimum disebut kekar tension, sedangkan yang terbentuk tegak lurus dengan arah tegasan utama maksimum disebut kekar pelepasan (releas joint).
52
Kekar tarik terisi urat kuarsa yang terbreksikan dan mengandung emas pada breksi yang terubah menjadi argilik Urat kuarsa
53
Tension gash fracture terisi urat kuarsa yang terbreksikan dan mengandung emas, pada batuan andesitik Formasi Mandalika
54
Bidang sesar yang berupa fault gouge, memotong breksi dari Formasi Arjosari, lokasi K. Gamping.
55
bidang sesar pada breksi
56
breksi sesar
57
Bidang sesar yang berupa goras-garis pada batuan andesit hornblende Formasi Mandalika yang dipotong oleh urat kuarsa
58
GEOLOGI STRUKTUR ANALISIS KEKAR - II
59
Kekar berasosiasi dengan Lipatan (Fractures associated with Folds)
60
Fracture Patterns on Folds
61
Schematic of Fractures on Folds
62
Pola kekar yang berkembang pada batuan sedimen (Stearns, 1968)
63
Satu kelompok : Tiga jenis Rekahan
extension fracture dan conjugate shear fractures Conjugate shears membentuk sudut lancip (acute angle) antara shears faces σ1 Pola extension fractures dapat : cross joint (i.e. Kelompok joints tegak lurus terhadap sumbu lipatan (fold axis) strike joint (i.e. Kelompok joints parallel terhadap sumbu lipatan)
64
Pola kekar…
65
Pola kekar …
66
Pola kekar …
67
Pola kekar …
68
Observasi Kekar di Lapangan
69
Observasi Kekar …
70
Observasi Kekar …
71
Shear fractures in and around anticlines and synclines may vary in orientation. For some limestones in Morocco, de Sitter showed that the acute angle of the conjugate shears faced parallel to the fold axes over anticlines yet faced perpendicular to the fold axes over the synclines
72
Cross joints in the Appalachians
73
Kekar berasosiasi dengan Sesar (Fractures associated with Faults)
74
Faults and the Principal stress directions Anderson, 1905
75
Faults and the Principal stress directions
76
Faults and the Principal stress directions
77
Fractures and Normal Faults
78
Fault Damage Zones
79
Tip Damage Zones
80
Tip Damage Zones
81
Linking Damage Zones
82
Linking Damage Zones
83
Wall Damage Zones
84
Wall Damage Zones
85
Fractures Associated with Faults
87
Faults and joints
88
Dikes Pikirkan bahwa volcanic dikes sama dengan extension fractures
Volcanic dikes di Aleutian Peninsula of Alaska, parallel dengan arah subduksi dari Pacific Plate yang menyusup dibawah North America Catatan bahwa arah dari orientasi maximum principal stress pada lithosphere adalah paralel terhadap arah subduksi
89
Dikes in Alaska
90
Selesai Kuliah KEKAR Semoga Bermanfaat!
Presentasi serupa
© 2024 SlidePlayer.info Inc.
All rights reserved.