Geologi Struktur BAB IV GEOLOGI STRUKTUR Geologi struktur adalah suatu ilmu yang mempelajari bangun arsitektur kerak bumi beserta gejala-gejala yang menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan pada kerak bumi tersebut. Unit tektonik, menurut Bagdley (1961) geologi struktur adalah ilmu yang mempelajari struktur – struktur individual (kerak bumi) seperti antiklin – sinklin, thrust, sesar, lineasi dan lainnya dalam suatu unit tektonik. Struktur geologi pada suatu daerah sangat berkaitan dengan struktur regional yang terbentuk akibat tektonik. Sehingga dalam analisa geologi struktur suatu daerah pemetaan sebaiknya terlebih dahulu diketahui struktur regionalnya dan seberapa besar struktur regional mempengaruhi struktur geologi daerah pemetaan. Struktur geologi daerah pemetaan dan sekitarnya merupakan bagian struktur yang berkembang pada vulkanik toba di barat daerah pemetaan dan sesar Semangko. 4.1. Struktur Geologi Regional Geologi Sumatera dipengaruhi kuat oleh konvergensi lempeng Hindia Australia dengan benua Eurasia yang terus bergerak. Pergerakan lempeng Hindia yang terus menunjam ke lempeng Eurasia akan menghasilkan desakan pada bagian tertentu yang mengakibatkan terjadinya deformasi yang membentuk arsitektur tertentu seperti perlipatan-perlipatan maupun patahan – patahan. Selain itu, konvergensi lempeng juga menghasilkan deretan pegunungan vulkanik aktif sepanjang pulau Sumatera. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 1 Geologi Struktur Struktur yang berkembang secara regional di daerah pemetaan dipengaruhi oleh aktivitas vulkanik toba dan sesar semangko. 4.2. Struktur Geologi Daerah Pemetaan Struktur geologi pada daerah pemetaan sangat dipengaruhi oleh keberadaan sesar sumatera (sumatera fault system) dan vulkanik toba yang berada di Barat daerah pemetaan. Hal tersebut merupakan salah satu penyebab utama terbentuknya struktur geologi di faerah pemetaan. Berdasarkan intepretasi peta topografi dan ditemukannya gejala-gejala geologi di lapangan, maka dapat disimpulkan terdapatnya gejala geologi berupa struktur sesar normal diperkiraan dan kekar. 4.2.1. Sesar Normal Struktur sesar merupakan retakan pada batuan yang mengalami pergeseran relatif serta membentuk bidang-bidang yang saling berhadapan. Jarak pergeseran tersebut hanya beberapa milimeter hingga puluhan kilometer, sedangkan bidang sesarnya mulai dari yang berukuran beberapa sentimeter hingga puluhan kilometer menurut Billings M.P.(1982), menyatakan beberapa kriteria adanya sesar yang dijumpai di lapangan, yaitu : Diskontinuitas struktur, seperti kekar dan ketidakselarasan. Perulangan atau penghilangan lapisan batuan. Ciri-ciri kenampakan bidang sesar seperti slickenside, breksiasi, drag fold, dan milonid. Silisifikasi atau mineralisasi. Perubahan tiba-tiba dari fase sedimen. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 2 Geologi Struktur Data fisiografis yang mendukung seperti adanya gawir sesar, triangular facets, mata air panas, pembelokan sungai secara tiba-tiba, patahan pada penampang sungai yang menyebabkan adanya air terjun. Sesar normal dikenali juga sebagai sesar gravitasi, dengan gaya gravitasi sebagai gaya utama yang menggerakannya. Ia juga dikenali sebagai sesar ekstensi (Extention Faulth) sebab ia memanjangkan perlapisan, atau menipis kerak bumi. Sesar normal sering dikaitkan dengan perlipatan. Misalnya, sesar di bagian dalam bumi akan bertukar menjadi lipatan monoklin di permukaan. hanging wall relatif turun terhadap foot wall, bidang sesarnya mempunyai kemiringan yang besar. Sesar ini biasanya disebut juga sesar turun. Pada daerah pemetaan terdapat indikasi struktur sesar normal diperkirakan yaitu pada daerah dusun Tarhompas. Sesar ini merupakan sesar normal diperkirakan yang diketahui berdasarkan data-data lapangan dan interpretasi peta Topografi daerah pemetaan. 4.2.1.1. Sesar Normal Diperkirakan Sesar normal pada daerah Desa T.kompas ini merupakan sesar normal yang di perkirakan dengan data – data yang di dapat di lapangan yaitu terdapat gawir sesar. Selain itu juga dapat dilihat pada penampang geologi yang memperlihatkan perbedaan ketinggian (Lampiran Peta Geologi). Bila dilihat dari penampang morfologinya sesar normal diperkirakan ini dapat dilihat dengan bentuk sesar yang membagi dua bagian dengan membentuk hanging wall, foot wal, dan triangular facet. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 3 Geologi Struktur Foto.4.1. Kenampakan Satuan Geomorfik Perbukitan Sesar yang di perlihatkan oleh adanya bagian Foot wall yang naik dan Hanging wall bagian turunnya. Pada pos pengamatan p8 4.2.2. Kekar Kekar adalah suatu retakan pada batuan yang tidak mengalami pergeseran pada bidang rekahnya. Kekar terjadi akibat gaya tektonik maupun gaya non tektonik. Bersasarkan cara terjadiya sesar kekar dibedakan menjadi dua yaitu shear joint dan tension stress (tegasan tarikan). Penyebab terjadinya kekar dapat disebabkan oleh gejala tektonik maupun non tektonik. Kekar (joint) secara sederhana dikatakan sebagai rekahan berbentuk teratur pada masa batuan yang tidak menampakkan (dilihat dengan mata telanjang) telah terjadi pergeseran pada kedua sisi-sisinya. Menurut keterbentukannya kekar ataupun retakan dapat terbentuk karena adanya proses tektonik (deformasi) dan dapat pula terbentuk secara non tektonik. Pada daerah pemetaan kekar yang terbentuk diakibatkan oleh proses tektonik. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 4 Geologi Struktur Adanya gejala tektonik berupa munculnya gaya yang bekerja terhadap massa batuan sehingga mengakibatkan batuan tersebut mengalami retakan. Berdasarkan gaya yang bekerja pada massa batuan, maka kekar dapat dibedakan atas 2 (dua) jenis, yaitu gaya tarikan (tension) yang menghasilkan kekar terbuka (tension joint) dan gaya tekanan (compression) yang menghasilkan kekar gerus (shear joint). Struktur kekar tersebut terdiri atas gaya tekanan (compression). Analisa kekar bertujuan untuk mengetahui arah umum kekar dan kinematik gayanya. Kekar pada daerah pemetaan terdapat pada satuan batulanau dimana pada kekar ini dicirikan adanya retakan-retakan pada batuan yang tidak beraturan. Sehingga kekar tersebut menjadi suatu bidang-bidang lemah pada batuan yang mempercepat proses pelapukan pada batuan. Analisa kekar dilakukan di dua pos pengamatan yaitu stasiun pengamatan Pada pos p.15 (tension joint) dan p.3 (shear joint). 4.2.2.1. Pos Pengamatan p.15 Pengamatan kekar pada pos ini terletak di bagian Barat daya daerah pemetaan. Pada stasiun ini terdapat kekar dengan jenis Tension Joint yang mana terbentuk pada satuan batupasir . Retakan / rekahan yang berpola sejajar dengan arah gaya utama. Pada dasarnya kekar yang terdapat pada stasiun ini masih dalam kondisi yang kurang baik, dimana kekar maupun kedudukan lapisan batupasir kurang terlihat dengan jelas. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 5 Geologi Struktur Foto 4.2. Kekar pada satuan batupasir di desa Montong dan Diagram Dips dengan arah umum kekar N 2630 E/510 pada pos p.15 Tabel 4.1. Data pengukuran kekar pada satuan batu pasir pada pos p.15 No Strike N...0E Dip...0 No Strike Dip...0 N...0E 1 190 80 26 206 89 200 75 27 231 80 207 69 28 222 75 209 84 29 325 68 203 55 30 233 51 220 85 31 230 60 130 36 32 238 86 2 3 4 5 6 7 Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 6 Geologi Struktur 8 128 73 33 220 44 172 86 34 181 80 294 64 35 231 50 205 56 36 232 53 200 64 37 198 69 203 72 38 204 40 195 54 39 181 64 237 80 40 190 81 236 83 41 225 84 235 85 42 202 50 246 75 43 214 81 75 29 44 215 85 324 72 45 221 81 221 86 46 176 78 205 78 47 225 88 219 80 48 224 86 200 60 49 225 85 230 60 50 215 86 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 7 Geologi Struktur Hasil dari analisa kekar yang dilakukan pada Pos p.15 ini didapat dengan arah umum kekarnya N 2630 E510 Gambar 4.1. Arah umum kekar pada pos p.15 dengan menggunakan sofware dips 4.2.2.2. Pos Pengamatan p.3 Kekar Gerus (Shear Joint) adalah retakan atau rekahan yang berbentuk pola saling berpotongan membentuk sudut lancip dengan arah gaya utama. Shear joint terbentuk akibat stress yang cenderung menggelincir bidang satu sama lainnya yang saling bersekatan. Kekar jenis shear joint pada umumnya bersifat tertutup. Shear joint pada daerah pemetaan terdapat pada satuan batupasir dimana pada kekar ini dicirikan adanya retakan-retakan pada batuan yang beraturan. Sehingga kekar tersebut menjadi suatu bidang lemah pada batuan yang mempercepat proses pelapukan pada batuan dan analisa kekar yang dilakukan terdapat pada pos p.3 Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 8 Geologi Struktur Foto 4.3. Kekar pada satuan batupasir di desa Hatapang pada pos pengamatan p.3 Tabel 4.2. Data pengukuran kekar shear sebelah kiri pada satuan batupasir pada pos p.3 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Strike N...0E Dip...0 230 76 No Strike N...0E Dip...0 186 70 145 21 166 25 212 53 201 66 220 71 232 50 225 58 230 60 231 53 14 250 50 169 70 201 69 15 16 17 195 81 18 19 195 224 76 52 20 21 200 211 199 66 76 75 22 23 Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 9 Geologi Struktur 11 12 24 225 61 224 85 210 63 25 192 81 202 79 13 Hasil dari analisa kekar shear sebelah kiri yang dilakukan pada Pos p.3 ini didapat dengan arah umum kekarnya N 2540 E/730 Gambar 4.2. Arah umum kekar shear sebelah kiri pada pos p.3 dengan menggunakan sofware dips Tabel 4.3. Data pengukuran kekar shear sebelah kanan pada satuan batupasir pada pos p.3 No 1 2 3 4 5 6 7 Strike N...0E Dip...0 55 40 No Strike N...0E Dip...0 210 62 212 51 216 70 156 19 204 68 198 72 205 85 14 205 55 220 51 15 16 17 221 215 62 78 18 19 203 201 80 69 20 Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 10 Geologi Struktur 8 9 10 11 12 21 233 56 230 15 175 25 22 23 200 75 207 78 234 45 195 81 227 65 24 169 12 228 60 175 34 25 13 Hasil dari analisa kekar shear sebelah kanan yang dilakukan pada Pos p.3 ini didapat dengan arah umum kekarnya N 2490 E/670. Gambar 4.3. Arah umum kekar shear sebelah kanan pada pos p.3 dengan menggunakan sofware dips 4.2.3. Struktur Lipatan Menurut Ragan (1973), menyatakan bahwa lipatan adalah hasil perubahan bentuk atau volume dari suatu bahan yang ditunjukkan sebagai lengkungan atau kumpulan lengkungan pada unsur garis atau bidang dari bahan tersebut. Sementara itu, Hill (1953) mengemukakan struktur lipatan merupakan pencerminan dari suatu bentuk lengkungan yang mekanismenya disebabkan oleh Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 11 Geologi Struktur dua proses yaitu bending (melengkung) dan buckling (melipat). Pada gejala bending gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan bidang lapisan, sedangkan pada gejala buckling gaya yang bekerja sejajar dengan bidang perlapisan. Lipatan dapat merupakan pelengkungan lemah yang luas, bisa lebih dari ratusan kilometer sampai yang sangat kecil yang berskala mikroskopis. Lipatan sangat mudah dilihat pada batuan yang berlapis dan merupakan hasil deformasi ductile akibat kompresi dan shear stress. Pada strain rate sangat rendah dan di atas brittleductile transition, batuan dapat terlipat meskipun dekat permukaan. Berdasar geometri lipatan Jika melengkungnya ke atas disebut antiklin dimana kedua sisi lereng pada antiklin saling menjauh atau berlawanan, jika melengkungnya ke bawah disebut sinklin dimana kedua sisi lereng pada sinklin akan saling berhadapan seperti yang terlihat pada gambar 4.4 Gambar 4.4. Antiklin, sisi bidangnya saling menjauh dan sinklin sisi bidangnya saling berhadapan Hill (1953) Berdasarkan geometri atau kedudukan bidang sumbunya lipatan dibagi atas beberapa macam yaitu: Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 12 Geologi Struktur lipatan tegak (symmetric fold) apabila bidang sumbu lipatannya tegak lurus terhadap bidang lipatan, lipatan miring (asymmetric fold) adalah lipatan yang kemiringan sayapnya tidak sama dan garis sumbu lipatannya miring ke salah satu sisi atau tidak simetris, di tampilkan pada gambar 4.3. Gambar 4.5. a. lipatan tegak (simetris) dan b. lipatan miring (asimetris) Struktur lipatan yang terdapat di lokasi pemetaan di perkirakan terdapat Struktur lipatan antiklin dicirikan dengan arah kemiringan perlapisan batuan yang saling berlawanan anatara pos p.27 dan pos p.38. Berdasarkan data lapangan yang dihasilkan dari pengukuran strike/dip pada singkapan lapisan batu pasir pada pos pengamatan p.27 dip direction pada lapisan batuan mengarah ke barat , sedangkan dip direction pada pos pengamatan p.38 mengarah ke timur laut. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa dip direction antara kedua arah relatif saling berlawanan. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 13 Geologi Struktur Maka dapat di perkirakan struktur lipatan yang ada pada daerah tersebut berupa lipatan antiklin, tampak pada gambar 4.7. (rekonstruksi simbol pada peta geologi). Struktur antiklin di perkirakan p.27 p.38 Gambar 4.6. struktur lipatan antiklin di perkirakan pada peta geologi daerah pemetaan Dari hasil rekonstruksi yang dilakukan antara nilai kedudukan kemiringan lapisan batuan pos p.27 dan pos p.38 menunjukkan adanya bentuk lengkungan ke atas yang condong ke arah nilai dip direction yang lebih kecil. Nilai kemiringan sayapnya tidak sama dan garis sumbu lipatannya miring ke nilai dip direction yang lebih kecil dapat dilihat pada gambar 4.6. Maka dapat dinyatakan bahwa struktur lipatan ini adalah lipatan antiklin asimetri. Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 14 Geologi Struktur Sumbu lipatan Foto 4.4. Rekontruksi lipatan antiklin pada pos V.3 (10) dan pos VII.6 (41) menggunakan metode Higgins(1962). Geologi daerah Kampung Berangir sekitarnya Kecamatan Marbau dan NA IX-X, Kabupaten Labura Provinsi Sumatera utara IV- 15
