Struktur Geologi : Sistem Sesar Bagian 2

Sistem tegasan yang bekerja pada suatu material/batuan dapat menyebabkan terjadinya perubahan atau deformasi. Apabila tegasan tersebut menyebabkan batuan pecah dan pecahannya relatif saling bergerak maka bidang patahannya dinamakan sebagai struktur patahan atau struktur sesar (“brittle failure”). Pada ujung atau tepi jalur patahan, umumnya batuan terdeformasi berupa lipatan yang mencerminkan semi brittle/ductile.

Gerak suatu batuan akibat proses pensesaran terjadi disepanjang bidang sesarnya, sedangkan arah geraknya dapat diketahui dari jejak-jejak pergeserannya berupa gores garis (Slicken line), atau indikasi lainnya seperti drag fault dsb. Secara garis besarnya, gerak sesar ini dibedakan menjadi gerak mendatar (strike slip), gerak vertikal (dip slip) dan gerak miring (oblique slip). Strike slip terjadi apabila Pembentukan masing-masing jenis gerak sesar ini dipengaruhi oleh sistem tegasan. Beberapa ahli geologi struktur secara umum mengartikan struktur sesar sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran. Beberapa definisi yang lengkap dari sebagian ahli geologi struktur tersebut, antara lain :

 Billing (1959) :

Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran relatif (displacement) satu blok terhadap blok batuan lainnya. Jarak pergeseran tersebut dapat hanya beberapa milimeter hingga puluhan kilometer, sedangkan bidang sesarnya mulai dari yang berukuran beberapa centimeter hingga puluhan kilometer.

 Ragan (1973) :

Sesar merupakan suatu bidang rekahan yang telah mengalami pergeseran.

 Park (1983) :

Sesar adalah suatu bidang pecah (fracture) yang memotong suatu tubuh batuan dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya.

Geometri Sesar

Unsur-unsur geometri sesar penting dipelajari untuk mengetahui sifat gerak dari proses pensesaran, disamping digunakan sebagai dasar dalam penamaan jenis sesar sesuai dengan klasifikasi sesar yang ada.

Gambar 1 Unsur geometri patahan

Untuk mempelajari sesar terlebih dahulu harus mengetahui unsur-unsur geometri dari sesar itu sendiri. Beberapa unsur geometri sesar yang perlu diketahui, antara lain :

a. Fault surface (Bidang Sesar) adalah bidang pecah pada batuan yang disertai oleh adanya pergeseran

b. Fault line (Garis Sesar) adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan permukaan bumi.

c.    Fault trace adalah jejak sesar

d.   Fault outcrop adalah singkapan sesar

e.    Fault scarp adalah gawir sesar

f.     Fault zone adalah zona sesar

g.    Fault wall adalah dinding sesar

h.    Hanging Wall adalah blok yang berada di atas bidang sesar

i.      Foot Wall adalah blok yang berada di bawah bidang sesar

j.      Hade adalah sudut lancip antara bidang sesar dengan bidang vertikal

k.    Slip adalah pergeseran relatif antara dua titik yang sebelumnya saling berimpit.

l.  Strike slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang sejajar dengan jurus bidang sesarnya.

m.  Dip slip fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang tegak lurus terhadap jurus bidang sesarnya atau sejajar dengan arah kemiringan bidang sesarnya.

n.    Heave adalah jarak pergeseran pada bidang horisontal

o.    Throw adalah jarak pergeseran pada bidang vertikal

p.    True displacement adalah arah dan besarnya jarak pergeseran blok yang sebenarnya

q.    Dip of fault adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horisontal

r.   Strike of fault adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan bidang horisontal.

s.     Sense of displacement adalah gerak relatif suatu blok terhadap blok yang berada di hadapannya ( Untuk strike slip adalah sinistral atau dekstral, sedangkan untuk dip slip adalah normal atau naik).

t.     Separation atau pergeseran semu adalah jarak tegak lurus antara dua blok yang bergeser dan diukur pada bidang sesar.

u.    Strike separation adalah komponen separation yang diukur sejajar terhadap jurus bidang sesar.

v.    Dip separation adalah komponen separation yang diukur sejajar dengan kemiringan bidang (dip) sesar.

w.  Slicken side atau cermin sesar adalah bidang sesar yang permukaannya licin.

x. Slicken line atau gores garis adalah jejak pergeseran berupa garis-garis lurus (kadang melengkung) yang disebabkan oleh gerusan antar blok yang saling bergesekan.

y.    Pitch adalah sudut lancip yang dibentuk antara gores garis dengan jurus bidang sesar.

Anderson (1951), membuat klasifikasi sesar berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar (Gambar 3.13). Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu sesar naik (thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar mendatar (wrench fault).

• Normal fault, jika tegasan utama atau tegasan maksimum (σ1) posisinya vertikal.

• Wrench fault, jika tegasan menengah atau intermediate (σ2) posisinya vertikal.

• Thrust fault, jika tegasan minimum (σ3) posisinya vertikal.

Gambar 2 arah tegasan yang bekerja pada patahan (Anderson, 1951)

Gambar 3 Jenis-jenis patahan

Jenis-jenis sesar utama

Secara umum ada 3 (tiga) kelompok sesar utama, yaitu sesar naik, sesar normal dan sesar mendatar. Sebenarnya ada satu jenis sesar lainnya, yaitu sesar miring (Oblique fault), yang merupakan kombinasi dari beberapa jenis sesar.

Sesar naik atau Thrust fault, terjadi apabila hanging wall relatif bergerak naik terhadap foot wall. Berdasarkan sistem tegasan pembentuk sesarnya, posisi tegasan utama dan tegasan minimum adalah horizontal dan tegasan menengah adalah vertical

Sesar normal terjadi apabila Hanging wall relatif bergerak ke bawah terhadap foot wall. Gerah sesar normal ini dapat murni tegak, atau disertai oleh gerak lateral (sinistral atau dekstral). Berdasarkan sistem tegasanya, posisi tegasan utamanya adalah vertikal sedangkan tegasan menengah dan minimum adalah lateral. Kedudukan tegasan utama yang vertikal ini menyebabkan gaya gravitasi menjadi dominan, sehingga dan pada akhirnya akan menyebabkan terjadinya amblasan yang lazim dikenal sebagai sesar normal.

Sesar mendatar (Strike slip fault atau Transcurent fault atau Wrench fault) adalah sesar yang pembentukannya dipengaruhi oleh tegasan kompresi. Posisi tegasan utama pembentuk sesar ini adalah horizontal, sama dengan posisi tegasan minimumnya, sedangkan posisi tegasan menengah adalah vertikal.