8. Sesar 8.1. DEFINISI SESAR Sesar adalah rekahan atau zona rekahan pada batuan yang memperlihatkan pergeseran. Pergeseran pada sesar bisa terjadi sepanjang garis lurus (translasi) atau terputar (rotasi). - Separation (pergeseran relatif semu) Jarak tegak lurus antara bidang yang terpisah oleh sesar dan diukur pada bidang sesar. Komponen dari separation dapat diukur pada arah tertentu, umumnya sejajar jurus atau arah kemiringan bidang sesar (gambar 8.1). Foul Plane Gambar 8.1 : Diagram blok yang memperlihatkan pergeseran sebenarnya dan semu dari sesar A. Net slip (total pergeseran relatif sebenarnya) B. Strike separation (pergeseran relatif semu searah jurus bidang sesar) C. Dip separation (pergeseran relatif semu searah kemiringan bidang sesar) - Slip (pergeseran relatif sebenarnya) Pergeseran relatif sebenarnya pada sesar, diukur dari blok satu ke blok yang lain pada bidang sesar dan merupakan pergeseran titik-titik yang sebelumnya berimpit. Total pergeseran disebut juga “Net slip” (gambar 8.2). Geologi Dinamik – Geologi ITB 63 Sesar Praktikum Geologi Struktur 63 Foul Plane Gambar 8.2 : Diagram blok yang memperlihatkan pergeseran sebenarnya dari sesar 1.) Reverse left slip fault, 2) Strike left slip fault, 3) Normal left slip fault 4) Dip slip fault (Normal slip fault), 5) Normal right slip fault Throw, Heave, Footwall dan Hangingwall - Throw (loncatan vertikal) adalah jarak yang diukur pada bidang vertikal dari slip/separation (gambar 8.3). - Heave (loncatan horizontal) adalah jarak yang diukur pada bidang horizontal (gambar 8.3). - Footwall adalah blok tubuh batuan yang terletak dibawah bidang sesar (gambar 8.1 dan 8.2). - Hangingwall adalah blok tubuh batuan yang terletak di atas bidang sesar (gambar 8.1 dan 8.2). c b a Throw e d Heave Gambar 8.3 : Diagram blok yang memperlihatkan Throw dan Heave Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 64 64 Sesar 8.2. KLASIFIKASI SESAR Sesar dapat diklasifikasikan dengan pendekatan geometri yang berbeda. Beberapa klasifikasi diantaranya adalah : - berdasarkan hubungan dengan struktur lain (sesar bidang perlapisan, sesar longitudinal, sesar transversal) - berdasarkan pola kumpulan sesar (sesar radial, sesar paralel, sesar en echelon). Aspek terpenting dari geometri sesar adalah pergeseran. Atas dasar ini, sesar dapat diklasifikasikan sebagai berikut : - Berdasarkan sifat pergeseran relatif semu 1. Strike separation fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari : a. Strike left separation fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran semu pada blok yang lain bergeser ke arah kiri. (gambar 8.4a). b. Strike right separation fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran semu pada blok yang lain bergeser ke arah kanan (gambar 8.4b) Gambar 8.4 : Pergeseran semu mengiri dan menganan dari sesar mendatar 2. Dip separation fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan kemiringan bidang sesar, yang terdiri dari : a. Normal separation fault Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 65 65 Sesar Jika sesar dilihat penampang vertikal, jejak pergeseran pada footwall ditemukan diatas jejak yang sama pada hangingwall (gambar 8.5a). Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 66 66 Sesar b. Reverse separation fault Jika sesar dilihat pada penampang vertikal, jejak pergeseran pada footwall ditemukan dibawah jejak yang sama pada hangingwall (gambar 8.5b). Gambar 8.5 : Pergeseran semu ke bawah dan ke atas dari sesar normal dan sesar naik Berdasarkan sifat pergeseran relatif sebenarnya 1. Strike slip fault adalah pergeseran relatif semu searah dengan jurus bidang sesar, yang terdiri dari : a. Strike left slip fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kiri (gb.8.2). b. Strike right slip fault Jika kita berdiri di suatu blok dari suatu sesar maka akan terlihat jejak pergeseran sebenarnya pada blok yang lain bergeser ke arah kanan (gambar 8.2). 2. Dip slip fault adalah pergeseran relatif sebenarnya searah dengan kemiringan bidang sesar, yang terdiri dari : a. Normal slip fault Blok hangingwall relatif turun terhadap footwall (angka 4 pada gambar 8.2). b. Reverse slip fault Blok hangingwall bergerak relatif naik terhadap footwall (angka 1 pada gambar 8.2). Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 67 67 Sesar Untuk sesar vertikal : tentukan salah satu blok relatif bergerak terhadap blok lainnya, contoh “Vertikal dip slip fault” Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 68 68 Sesar 3. Oblique slip fault adalah pergeseran miring relatif sebenarnya terhadap bidang sesar. Untuk penamaan sesar ini dipakai kombinasi istilah “dip slip dan strike slip” seperti di bawah ini. a. b. c. d. e. Normal left slip fault (angka 3 pada gambar 8.2) Normal right slip fault (angka 5 pada gambar 8.2) Reverse right slip fault Reverse right slip fault Vertical oblique slip fault 4. Sesar Rotasi adalah yang memperlihatkan pergeseran berputar pada bidang sesarnya a. Clockwise rotational fault Blok yang berlawanan bergerak searah jarum jam (gambar 8.3a) b. Anticlockwise rotational fault Blok yang berlawanan bergerak berlawanan arah jarum jam (gambar 8.6b) Sesar merupakan struktur bidang dimana kedudukannya dinyatakan dalam jurus dan kemiringan. Simbol untuk sesar dalam peta geologi diperlihatkan pada gambar 8.4. Gambar 8.6 : Sesar rotasi Clockwise dan anticlockwise 8.3. SESAR TRANSLASI Pada sesar translasi kedudukan unsur-unsur struktur pada hangingwall dan footwall tidak berubah karena pergeseran sepanjang bidang sesar adalah sama. Untuk mengetahui orientasi dan besaran dari slip harus diketahui dua titik yang Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 69 Sesar Praktikum Geologi Struktur 69 sama pada kedua blok yang tersesarkan. Dalam kenyataan geologi titik tersebut diperoleh dari perpotongan bidang sesar dengan struktur garis. 8.3.1. Diskripsi Geometri Sesar Metoda yang umum dipakai adalah metoda orthografi dan gabungan antara metoda orthografi dengan metoda stereografi. Beberapa diskripsi geometri sesar translasi ditunjukkan berikut ini : Contoh soal 1 Sesar vertikal dengan jurus N900E memotong lapisan batupasir N400W/ 300NE dan vein N600E/650NW. Pengamatan pada bidang sesar di permukaan menunjukkan jarak singkapan batupasir di bagian utara, vein di bagian utara dan vein di bagian selatan adalah 250 m, 400 m dan 700 m dihitung dari singkapan batupasir di bagian selatan. Tentukan besaran net slip. pitch, kedudukan net slip dan pergerakan relatif kedua blok yang tersesarkan. Penyelesaian : (b) (a) A 65º 30º B 65º 30º (c) Gamabr 8.7 : Memperlihatkan gambaran tiga dimensi yang belum tersesarkan (8.71) dan telah tersesarkan (8.7b) serta gambaran dua dimensi berupa pet (8.7c) 1. Gambar kedudukan bidang sesar, batupasir dan vein di bagian utara dan selatan sesar. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 70 ke Praktikum Geologicara Struktur 2. Dengan orthografi (gambar 8.8a), ketiga biang tersebut diproyeksikan 70 Sesar bidang horizontal. Perpotongan batupasir dengan bidang sesar adalah AS dan Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 71 Sesar Praktikum Geologi Struktur 71 vein dengan sesar adalah BS. Dengan menarik garis-garis sejajar, yaitu A’N dan B’N didapat net slip NS. 3. Dengan cara stereografi (gambar 8.8a), ketiga bidang digambarkan dalam stereonet. Pitch dari kedua garis potong terhadap sesar dibaca sebagai penunjaman garis pada sesar NS, didapatkan dengan menggambarkan kembali pada orthografi. Didapat jawaban : Besar dan arah Net slip (230 m, 480, N900E), Pitch : 480 dan pergerakan relatif, di mana blok utara relatif naik terhadap blok selatan. C' D' 30º 65º 15º L A F 28º P B' A' h M 30º B F' N 48º N C' O O' M' L' D' E 65º S H 28º 45º F G' F' 65º N W K E" I' K' J' D J D G E' H' C h G 65º N W I C Gambar 8.8 : Penyelesaian secara orthografi dan stereografi Contoh soal 2 Lapisan batupasir N300W/350NE dan vein N300E/600NW dipotong oleh bidang sesar N900E/400S. Batupasir & vein di bagian utara dan selatan tersingkap pada jarak 220 m, 400 m dan 680 m diukur dari singkapan batupasir di bagian selatan. Tentukan besaran Net slip, Pitch dan kedudukan nya. Penyelesaian Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 72 Sesar Praktikum Geologi Struktur 72 (a) (b) B A 60º 35º F F 40º 60º 35º A B (c) Gambar 8.9 : Memperlihatkan gambaran tiga dimensi yang belum tersesarkan (8.9a) dan telah tersesarkan (8.9b) serta gambaran dua dimensi berupa pet (8.9c) 1. Gambarkan kedudukan masing-masing bidang 2. Dengan metoda orthografi, seperti pada contoh 1, dengan catatan NS adalah proyeksi horizontal dari net slip sebenarnya (N’S’). Arah dari slip bisa diukur (NS) terhadap arah utara dan penunjaman bisa diukur dengan membuat segitiga NSS’. Pitch adalah sudut yang dibentuk oleh N’S’ terhadap jurus sesar. 3. Dengan metoda stereografi pitch dari garis potong masing-masing bidang dengan bidang sesar bisa dibaca langsung pada stereonet dan dengan menggambarkannya kembali pada proyeksi orthografi didapatkan S’ dan N’. Maka kedudukan Net slip bisa langsung terbaca. Didapat jawaban : Besar dan kedudukan Net slip (240 m, 350, S330E), pitch : 630. Dalam penyelesaian selanjutnya akan lebih mudah dan lebih praktis dikerjakan dengan gabungan kedua cara tersebut. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 73 Sesar Praktikum Geologi Struktur 73 N C' D' 60º 35º J' G h T' U' G' A F V A' 40º N Q T P O B R' P' S Q' K J D' 40º 48º 63º K' N B N U F' B' F' 35º 40º G C' 35º (b) 40º F' E t 60º D C 48º 60º H h F'' M' H' I ( a) Gambar 8.10 : Metoda penyelesaian secara orthografi dan stereografi Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB I' 35º L D F E'' E' F M 74 Sesar Praktikum Geologi Struktur 74 80 90 50 40 30 40 20 10 90 80 70 50 30 20 10 60 50 40 30 20 10 Dip of fault 45 45 60 Thrust 60 70 80 10 10 Right slip Left slip 0 10 0 45 Normal slip 45 (b) 80 80 90 Gambar 8.11 Memperlihatkan cara penentuan nama bagi sesar translasi, didasarkan pada pitch dan netslip terhadap bidang sesar pada gambar 8.11a seperti contoh x pitch = 60 0, kemiringan bidang sesar = 600 kemudian masukkan ke diagram 8.11b, dengan memperhatikan arah slickenside pada bidang sesar, nama sesar dapat ditentukan. 8.4. SESAR ROTASI Berdasarkan kedudukan sumbu putar terhadap bidang sesar dapat dibedakan tiga macam gerak rotasi pada sesar : - Sumbu putar sejajar bidang sesar - Sumbu putar miring terhadap bidang sesar - Sumbu putar tegak lurus terhadap bidang sesar Dalam hal ini pembahasan akan dilakukan hanya pada persoalan sesar rotasi dengan sumbu putar tegak lurus terhadap bidang. Kedudukan unsur struktur pada hangingwall dan footwall tidak sama, karena pergeserannya berputar. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 0 10 L&R 70 80 Dip of fault 80 Reverse slip 90 Praktikum Geologi Struktur 75 8.5. PENYELESAIAN GEOMETRI SESAR ROTASI Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 75 Sesar Praktikum Geologi Struktur 76 76 Sesar Metoda yang dipakai dalam diskripsi sesar rotasi adalah gabungan antara metoda orthografi dan stereografi. Besaran yang harus diketahui dalam diskripsi ini adalah : sudut putar, pusat perputaran dan panjang pergeseran sepanjang lingkaran putar. Contoh soal 1 Suatu keybed AC tersingkap di bagian barat daya dari sesar dengan kedudukan N2000E/400NW. Lapisan ini terputar sebesar 50 berlawanan arah jarum jam oleh sesar dengan kedudukan N200E/300NE. Tentukan kedudukan lapisan dibagian lain dari sesar. (gambar 8.12a) Penyelesaian : 1. Gambarkan kedudukan bidang dalam stereonet (gambar 8.12b) 2. Putar bidang sesar ke arah horizontal dengan sumbu putar jurusnya. Bidang AC ikut terputar sebesar kemiringan sesar sepanjang lingkaran kecil. (gambar 8.12c & 8.12 d) 3. Putar bidang AC tersebut 50 berlawanan arah jarum jam dengan sumbu putar vertikal (gambar 8.12e) 4. Putar kembali bidang sesar ke posisi semula dengan sumbu putar jurusnya, bidang AC ikut terputar (gambar 8.12f) 5. Kedudukan bidang yang ditanyakan adalah posisi AC setelah terputar, yaitu N1240E/300SW (gambar 8.12g). Catatan : Persoalan ini sama dengan perputaran bidang karena tidak diketahui besar pergeseran. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 77 Sesar Praktikum Geologi Struktur 77 N N C X 320º 30º X C A' ? 40º E Y A Y 200º A S (b) (a) X X A'' X 30º C 30º 30º A Y Y Y (c) (d) (e) N A'' X A' E' C X 320º A' 30º E 30º 124º 30º Y E (f) Y E' 200º A (g) Gambar 8.12 : Tahapan penyelesaian problem sesar rotasi Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB S (h) Praktikum Geologi Struktur 78 78 Sesar Contoh soal 2 : Sesar dengan kedudukan N320E/30NE. Dibagian selatan sesar pada jarak yang tertentu tersingkap lapisan AC dan BD dengan kedudukan N2000E/400NW dan N900E/510S. Lapisan-lapisan ini tersingkap di bagian utara dengan kedudukan N1240E/300SW dan N430E/700SE (gambar 8.11a). Tentukan besar pergeseran, besar sudut putar dan pusat perputaran. Penyelesaian : 1. Gambarkan kedudukan semua bidang dalam stereonet (gambar 8.13b) 2. Tentukan besar pitch dari masing-masing bidang di bagian utara dan selatan terhadap bidang sesar (gambar 8.13c), kemudian gambarkan dalam proyeksi orthografi. (gambar 8.13d). 3. Sudut putar bisa ditentukan dengan memotongkan salah satu bidang di utara dan selatan pada gambar orthografi yaitu bidang sama yang tersesarkan. (gambar 8.13e). 4. Pusat rotasi bisa ditentukan dengan membuat segitiga samakaki dengan sudut puncak sebesar sudut putar. (gambar 8.13e). Catatan : Dalam penggambaran orthografi harus diperhatikan posisinya terhadap bidang sesar, hal ini berhubungan dengan penggambaran pitch pada bidang sesar. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 79 Sesar Praktikum Geologi Struktur 79 N N X 320º 30º 30º Peta C 40º 37º B D 90º 51º E 8º A (b) 200º 70º 30º 0 S 100 200 C 300 Y 30º (a) 37º D E 80º 8º (c) Gambar 8.13 : Tahapan penyelesaian problem sesar rotasi Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB F 80 Sesar Praktikum Geologi Struktur 80 Pusat rotasi R . C . 64º C . . . R' . . . D Strike E. . . 40º 58º F N 0 100 200 300 SOAL 1. Sesar translasi Suatu dike-diabas yang mempunyai kedudukan N100E/60SW dan suatu orevein dengan kedudukan N10W/65SW terpotong oleh sesar yang mempunyai kedudukan N45E/40NW. Dike-diabas bagian utara, ore-vein dan dike-diabas bagian selatan sesar masing-masing berjarak 300 m, 400 m dan 900 m dari suatu titik reference (ore-vein). Ditanyakan a. Berapa besar net slip (pergeseran total) b. Berapa besar komponen horizontal dan vertikal dari net slip c. Berapa besar plunge (penunjaman) dan rake dari net slip Skala 1 : 10.000 2. Sesar rotasi Sebuah sesar rotasi dengan kedudukan N700E/650SE memotong dike-pegmatit, dike-diabas dan ore-vein. Dike-pegmatit bagian utara dengan strike N3005E dan dip 500NE berjarak 250 m, sedang dike-pegmatit bagian selatannya mempunyai strike N330E dan dip 500NW berjarak 1325 m masing-maing dari titik reference. Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB ? 81 Praktikum Geologi Struktur di bagian selatan dengan jarak 675 m dari titik reference Ore-vein tersingkap 81 Sesar mempunyai strike N30E dan dip 50SE. Skala 1 : 10.000 Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB Praktikum Geologi Struktur 82 Ditanyakan : a. Berapa besar net slip (pergeseran total) b. Berapa besar sudut rotasi c. Tentukan titik pusat rotasi d. Tentukan kedudukan dari ore-vein pada bagian utara sesar Geologi Geologi Dinamik Dinamik – Geologi – Geologi ITBITB 82 Sesar
