Proses Geologi - runi asmaranto Dr., ST., MT.

GEOLOGY PROCESS
(Proses Geologi)
Dr. Runi Asmaranto, ST., MT
[email protected]
BACKGROUND: Indonesia adalah negara yang
terletak pada jalur Gunungapi Lingkar Pacific dan
Lintas Asia serta Lempeng Tektonik Asia Selatan
(Circum Pacific and Trans Asiatic Volcanic Belt dan
South Asia Tectonic Plate). Itulah sebabnya Indonesia
mempunyai banyak gunungapi aktif dan seringkali
mengalami bencana akibat gunung api maupun
gempa tektonik.
Sehingga, Wilayah Indonesia merupakan
daerah rawan bencana. Sementara itu
penduduk lebih senang memilih tetap
tinggal di daerah gunungapi daripada harus
pindah ke daerah lain, meskipun menyadari
bahwa tinggal di daerah gunungapi tersebut
jiwanya terancam bahaya akibat letusan
gunungapi. Ini terjadi karena mereka
percaya bahwa letusan gunungapi tidak
hanya menimbulkan bencana, tetapi juga
dapat menyuburkan tanah.
Air
Transport + Erosion
Weathering
LAND
Sea
EARTH
Movements
Lithification
Sedimentary
Rock
Igneous
Rock
metamorphism
Magma
melting
GEOLOGICAL PROCESSES
Metamorphic
R ock
Geology Process
(weathering, erosion and sedimentation)
Pelapukan Batuan (weathering of rock)
Definisi : pelapukan adalah proses terurainya
batuan menjadi partikel-partikel yang lebih
kecil akibat proses mekanis dan kimia (DAS,
BM, 1985)
Menurut Pitts, John.1984, pelapukan adalah
proses perubahan batuan yang terjadi di
bawah pengaruh langsug hydrosphere dan
atmosphere.
A. Pelapukan Mekanis
• Pelapukan mekanis terjadi apabila batuan berubah menjadi
fragmen yang lebih kecil,tanpa terjadi perubahan kimiawi.
Faktoryang mempengaruhi adalah :
1. Iklim : perubahan temperatur (panas/dingin) secara terus
menerus atau dalam waktu yang lama akan menyebabkan
“Rock fatigue”
2. Eksfoliasi : adalah terkupasnya bagian luar batuan yang
tersingkap. Hal ini bisa diakibatkan perbedaan tegangan pada
mineral batuan. Penyebab lain adalah
a. daya angkat regional
b. erosi akibat limpasan permukaan sehingga mengurangi
tegangan akibat beban diatasnya
Lanjutan pelapukan mekanis
3. Erosi (oleh angin/air) : proses ini juga sangat dipegaruhi oleh kondisi
topografi, landai, curam, dsb.
4. Abrasi : adalah keausan yang disebabkan oleh 2 (dua) bahan yang keras
yang mengalami gerakan relatif ketika sedang bersentuhan.
5. Kegiatan Organik
Gaya pemecah yang digunakan akar tanaman dalam rongga batuan dapat
membuat fragmen-fragmen batuan terpisah
B. Pelapukan Kimiawi
Pelapukan kimiawi terjadi apabila mineral batuan di ubah menjadi mineralmineral baru melalui reaksi kimia.
Proses penyebabnya :
1. Oksidasi
Proses ini terlihat jelas bila batuan terkena air hujan. Oksidasi tampak
pada noda berwarna coklat sampai merah khususnya pada batuan
yang mengandung besi
Reaksi kimia dapat menghasilkan Hidrat oksida, besi, karbonat dan
sulfat. Apabila reaksi ini menghsilkan pertambahan volume maka akan
terjadi pemisahan batuan.
2. Larutan (solution)
Contoh yang jelas adalah batu gamping, dalam periode waktu
yang relatif singkat (5 -10 tahun) batu gamping mengalami
pelapukan akibat terkena air hujan yang mengandung
karbondioksida (CO2) yang cukup banyak sehingga dapat
menghancurkan batuan.
3. Hidrolisis (pembentukan ion-ion H+)
Bahan pelapuk kimiawi dapat bekerja secara
bersamaan.Sebagai contoh, pembentukan lempung dari
pelapukan suatu feldspar ortoklas (biasanya berwarna merah
jambu) dimana terdapat air biasa dan asam karbonat yang
terbentuk oleh air yang bercampur dengan karbondioksida.
Rekasi kimia :
a.
b.
H2O+CO2
H2CO3 H+ + (HCO3)-
(asam karbonat)
2(K)AlSi3O8 + H2CO3 + H2O
Al2Si2O5(OH)4 + K2CO3 + 4 SiO2
(orthoclase)
(kaolinite)
potasium
mineral lempung
kuarsa (silika)
karbonat
atau
2(K)AlSi3O8 + 2H+ + H2O
2K++ 4SiO2 + Al2Si2O5(OH)4
(orthoclase)
(kuarsa)
(Kaolinite)
Contoh; proses oksidasi Pyrite
FeS2 + n2 O2 + m H2O
(Pyrite) (Oxygen) (water)
Fe2 SO4
Ferrous
sulphate
Fe2 (SO4)3
Ferric Solphate
Fe2O3nH2O
Limonite
Contoh Proses Hidrasi :
a. Ca SO4 + 2 H2O = Ca SO4 . 2H2O
Anhydrite
Gypsum
b. Fe2O3 + n H2O
hematite
(water)
Fe2O3 nH2O
Limonite
Resume
PELAPUKAN MEKANIS
1.
2.
3.
4.
Pada proses ini tidak terjadi
perubahan komposisi kimia dari
mineral batuan induknya
Disebabkan oleh perubahan
temperatur (panas dan dingin)
secara terus menerus
Bisa juga disebabkan oleh air
yang meresap kedalam pori
batuan dan diantara rengatan
batuan
Penyebab lain erosi (oleh air dan
angin), abrasi (gelombang laut,
dsb) abrasi oleh es gletser
PELAPUKAN KIMIAWI
1.
2.
3.
4.
Mineral batuan induk diubah
menjadi mineral-mineral baru
melalui reaksi kimia.
Akibat reaksi air dan
karbondioksida (dari udara)
membentuk asam-asam karbon
Asam karbonat bereaksi dengan
mineral batuan membentuk
mineral baru ditambah garam
terlarut.
Garam-garam terlarut tersebut
juga menjadi penyebab
terjadinya reaksi kimia.
EROSI DAN SEDIMENTASI PRODUK PELAPUKAN
Oleh agen-agen pembawa (transporting agent) tanah
di endapkan di tempat yang berlainan
Berdasarkan letak endapan terhadap asalnya, dikenal
2 macam tanah :
1. Residual Soils :
Ialah tanah terbentuk di sekitar “asalnya”. Misal
batuan induk yang melapuk dan pecah menjadi
tanah tetapi tetap berada disekitar batuan induk
(tidak/belum terbawa oleh angin/air/es ke tempat
lain). Contoh lain hutan/semak belukar – mati—
menjadi tanah organik (humus)
2. Transported Soils (sedimented soils)
Ialah tanah yang terbentuk jauh dari asal-usulnya
misalnya tanah yang terbentuk pada suatu delta
sungai
Yang termasuk Transporting Agents :
1. Air : aliran sungai, gelombang di danau, laut, air
tanah
2. Angin
3. Es
4. Gravitasi
Berdasarkan Ukuran butirannya tanah terdiri
dari :
1. Kerikil (gravel) : 2.0 – 60 mm
2. Pasir (sand) : 0.06 – 2.0 mm
3. Lanau (silt) : 0.002 – 0.06 mm
4. Lempung (clay) : ≤ 0.002 mm (2 µm)
Bila ukurannya sudah > 60 mm maka sudah
disebut batu dan tidak digolongkan tanah lagi
(dalam istilah mekanika tanah)
•
Ilmu yang mempelajari tentang tanah dibagi
menjadi 2 pokok cabang yang paling utama :
1. Soil Science ( ilmu tanah): mempelajari tanah
untuk mengetahui sifat-sifat tanah dalam
hubungannya dengan tanaman (dipelajari di bidang
Pertanian)
2. Soil Mechanics (Mekanika Tanah) : mempelajari
tanah untuk mengetahui sifat-sifat tanah dalam
hubungannya dengan bangunan (pondasi, jalan,
bendungan, terowongan, dll) Ilmu ini dipelajari di
bidang teknik sipil.
• Kedua ilmu tersebut sangat berlainan disiplin dan
anggapannya meskipun yang dipelajari sama,
contoh :
Dari segi soil science
Dari segi soil mechanic
Tanah pasir
Tanah jelek, tidak
begitu baik untuk
tanaman
Tanah baik,baik untuk
pondasi bangunan dan
bahan bangunan
Tanah lempung
Tanah baik,
menyuburkan tanaman
Tanah jelek, sukar
mendirikan pondasi di
tanah lempung, jalan
raya rusak.
Dari Kondisi tempat sedimentasinya, tanah sedimen dibagi
menjadi :
A. Di benua/daratan (di atas garis pasang air laut)
1. Aluvial Sediment : terjadi sebagai akibat
sedimentasi oleh air sungai.
2. Glacial Sediment : terjadi akibat sedimentasi oleh
es
3. Aeolian Sediment : akibat sedimentasi oleh angin
4. Paludal Sediment : Sedimentasi langsung di rawa
(bahan organik).
5. Lacustrine sediment : sedimentasi di danau
B. Di daerah campuran daratan – lautan
1.Littoral sediment ( di daerah antara pasang
dan surut).
2.Delta (juga termasuk aluvial sediment).
3.Estuarine sediment (juga aluvial sediment)
C. Di daerah lautan (Marine sediment)
1. Continental shelf (dangkalan benua) /
kedalaman rata-rata 130 m dibawah msl
2. Continental slope (lereng benua)/
kedalaman rata-rata 1500-3000 m dibawah
msl
3. Deep ocean (dasar laut dalam) / rata2 4000 m
di bawah msl
Parameter Geoteknik yang penting untuk
analisa Transportasi sedimen di Sungai adalah
Klasifikasi Tanah :
Macam-macam Klasifikasi Tanah :
1. USDA (United state of departemen
agricultural)
2. USCS (unified soil clasification system)
3. AASHTO (American association of State
Highway and transportation officals
KLASIFIKASI -- USDA
Klasifikasi USCS (unified)
Klasifikasi AASHTO
*) catatan :
UCS =
unconfined (or uniaxial) compressive strength
SBP =
safe bearing pressure (dengan safety factor antara 3 sampai 5)
*) catatan :
UCS =
unconfined (or uniaxial) compressive strength
SBP =
safe bearing pressure (dengan safety factor antara 3 sampai 5)