Geological Basis

Batuan merupakan suatu bentuk padatan alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen (disusun oleh satu mineral atau monomineral). Tekstur dari batuan akan memperlihatkan karakteristik komponen penyusun batuan, sedangkan struktur batuan akan memperlihatkan proses pembentukannya (dekat atau jauh dari permukaan).

A. Siklus Batuan

Secara alami semua batuan bisa berubah menjadi batuan lain seperti yang terlihat pada Gambar

Gambar Skema siklus batuan di alam

Keterangan :

1. Magma membeku membentuk batuan beku pada kerak bagian dalam.
2. Kerak dalam kalau terangkat ---> di permukaan bumi.
3. Aktivitas atmosfir akan merubah batuan menjadi lapuk, tererosi, tertransportasi dan diendapkan menjadi sedimen.
4. Karena beban dan konsolidasi serta penyemenan, sedimen berubah menjadi batuan sedimen yang kompak dan keras.
5. a. Batuan sedimen dapat terangkat ke permukaan bumi.
b. Atau mengalami proses metamorfosa menjadi batuan metamorf.
c. Batuan sedimen juga bisa tenggelam (penunjaman) dan meleleh menjadi magma baru (mantel).
6.a. Batuan metamorf dapat terangkat ke permukaan bumi.
b. Atau tenggelam menjadi magma baru (mantel).
7. Batuan beku juga

B. Stratigrafi

Secara umum stratigrafi diartikan sebagai suatu kesatuan ciri batuan yang berbeda dengan di atas dan di bawahnya. Stratum dibatasi dari stratum lainnya oleh bidang perlapisan atau ciri-ciri lain yang membedakannya dari yang berbatasan. Penggolongan batuan berdasarkan lapisan-lapisan batuan di bumi menjadi satuan-satuan batuan berdasarkan ciri-ciri litologinya disebut dengan litostratigrafi.

Beberapa konsep stratigrafi yang perlu diketahui antara lain :

1. Superposisi (Steno, 1669), yaitu lapisan yang lebih muda selalu berada di atas lapisan batuan yang lebih tua.

2. Kedataran (Steno, 1669), yaitu susunan lapisan yang kedudukannya tidak horizontal berarti telah mengalami proses geologi lain setelah pengendapannya.

3. Kesinambungan (Steno, 1669), yaitu pada dasarnya batas hasil suatu pengendapan berupa bidang perlapisan akan menerus sampai penyebab kejadiannya menghilang pada suatu tempat.

Perubahan-perubahan posisi muka air laut (transgresi dan regresi) sangat mempengaruhi proses pembentukan batuan sedimen tersebut sehingga batuan sedimen yang terbentuk sangat tergantung pada kondisi lingkungan pengendapan pada waktu tersebut (sekuen stratigrafi). Jika hubungan antar lapisan tidak normal (karena urutannya tidak menerus, atau karena sebagian lapisan hilang akibat proses geologi) dikenal dengan istilah ketidakselarasan (unconformity).

Secara umum yang dapat dipelajari dari penampang stratigrafi suatu daerah antara lain : mengetahui urutan-urutan pengendapan batuan di daerah tersebut, mengetahui susunan batuan, ketebalan, dan hubungan setiap lapisan, dapat memberikan gambaran dalam melakukan interpretasi lingkungan pengendapan daerah tersebut.

C. Mineralogi

Mineral didefinisikan sebagai bahan/zat anorganik padat yang homogen, terbentuk di alam dan mempunyai susunan kimia dan sistem kristal tertentu. Beberapa contoh mineral dapat dilihat pada Tabel.

Tabel Contoh beberapa mineral

Komposisi kimia	Sistem kristal	Nama mineral
Ca Co3	Rombohedral	Kalsit
Ca Co3	Ortorombik	Aragonit
PbS	Isometrik	Galena
Fe2O3	Rombohedral	Hematit
Fe2O4	Isometrik	Magnetit
NaCl	Isometrik	Halit
CaSO4	Ortorombik	Anhidrit
CaSO4 . 2H2O	Monoklin	Gipsum
C	Isometrik	Intan
C	Heksagonal	Grafit
FeS2	Isometrik	Pyrit
FeS	Heksagonal	Pyrotit

Ada bahan lain yang tidak dapat disebut sebagai mineral, misalnya : SiO2 (opal, karena amorf), C (batubara, karena merupakan bahan organik), H2O (air, karena bukan benda padat). Mineral dapat merupakan bahan berharga/bahan tambang seperti : Cu5FeS4 (bornit, merupakan bijih tembaga), CuFeS4 (kalkopirit, merupakan bijih tembaga), Fe2O3 (hematit, merupakan bijih besi), Fe3O4gangue (pengotor) bahan tambang (dibuang), misalnya : SiO2 (kuarsa, pada tambang timah), FeS23O8 (magnetit, merupakan bijih besi), dll. Atau dapat merupakan (felspar, pada tambang timah primer), dll. (pirit, pada tambang tembaga, emas), Na-Ca Si.

D. Struktur Geologi

Struktur geologi adalah suatu struktur atau kondisi geologi yang ada di suatu daerah sebagai akibat dari terjadinya perubahan-perubahan pada batuan oleh proses tektonik atau proses lainnya. Dengan terjadinya proses tektonik, maka batuan (batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf) maupun kerak bumi akan berubah susunannya dari keadaannya semula. Struktur geologi (makro) yang penting untuk diketahui antara lain ; bidang perlapisan, sistem sesar, sistem perlipatan, sistem kekar, dan bidang ketidakselarasan.

1. Bidang Perlapisan

Bidang perlapisan hanya ditemukan pada batuan sedimen, yaitu suatu bidang yang memisahkan antara suatu jenis batuan tertentu dengan batuan lain yang diendapkan kemudian, misalnya batas antara lapisan batupasir dengan batugamping, atau batas lapisan batupasir yang satu dengan batupasir lainnya yang dapat dibedakan. Biasanya batuan sedimen terdiri dari banyak sekali lapisan-lapisan yang berurutan dari tua ke muda, sehingga banyak pula bidang perlapisannya. Bidang perlapisan tersebut merupakan bagian yang lemah dibandingkan dengan kekuatan batuan sedimennya, karena itu dalam analisis kemantapan posisinya menjadi sangat penting.

Gambar Skema susunan perlapisan batuan sedimen

2. Sistem Sesar

Sesar atau patahan (fault) adalah suatu bidang yang terbentuk karena kekuatan batuan tidak dapat menahan lagi tekanan/beban yang ada sehingga akhirnya batuan tersebut patah. Setelah terjadinya sesar tersebut, kedua bagian yang tadinya berhubungan dapat bergeser naik, turun, atau bergeser secara mendatar. Sesar yang terbentuk karena proses tektonik yang kuat umumnya tidak berdiri sendiri (tunggal), tetapi akan menghasilkan sesar-sesar lain yang lebih kecil di sekitarnya sehingga dapat membentuk suatu sistem sesar yang kompleks.

Gambar Sketsa beberapa tipe sesar tunggal

Gambar Sketsa sistem sesar

3. Sistem Perlipatan

Karena aktivitas tektonik, lapisan batuan sedimen yang relatif elastis akan mengalami tekanan yang tinggi dan terlipat, dan membentuk sistem sinklin-antiklin. Pada sistem perlipatan maka lapisan batuan yang tadinya mendatar akan berubah posisinya menjadi miring dengan sudut kemiringan (dip) dan jurus (strike) yang bervariasi.

Gambar Sketsa sistem perlipatan

Gambar Sketsa bidang perlipatan

Apabila besarnya tegangan yang bekerja pada batuan sedimen tersebut melampaui batas elastisnya, maka sistem tersebut akan mengalami penyesaran dan pergeseran. Sedangkan kalau tidak terlalu besar, maka pada bagian-bagian tertentu mungkin akan terbentuk sistem kekar tarik (pada batuan yang rapuh/getas).

Gambar Sketsa macam-macam perlipatan

Gambar Sketsa Perlipatan yang tersesarkan normal

Perlipatan menghasilkan bagian punggungan perlipatan yang disebut sebagai antiklin dan bagian lembah yang disebut sebagai sinklin. Jarak antara antiklin dengan sinklin di dekatnya juga bervariasi, tergantung pada besarnya gaya yang membentuknya. Demikian juga mengenai kemiringan yang terbentuk pada perlipatan tersebut, yaitu tergantung pada amplitudo dan frekuensi yang terjadi. Lapisan batuan yang tidak mendatar lagi (miring) posisinya dinyatakan dalam jurus dan kemiringannya (strike/dipnya), sehingga dibutuhkan interpretasi untuk mengkorelasikannya.

Gambar Beberapa kemungkinan interpretasi singkapan

yang telah mengalami perlipatan

4. Sistem Kekar

Seperti juga pada sesar dan perlipatan, kekar umumnya terbentuk karena proses tektonik yang terjadi pada suatu daerah tertentu. Dalam hal ini kekar merupakan akibat lanjutan dan proses pembentuk sesar atau perlipatan. Kalau kekuatan suatu batuan (kuat tekan atau kuat tarik) tidak sanggup lagi melawan tegangan yang ada, maka batuan tersebut akan pecah atau retak. Jika ukuran dari retakan tersebut besar dan terjadi pergeseran yang besar disebut terjadi sesar, sedangkan dalam ukuran retakan tersebut kecil (hanya sampai beberapa meter) dan relatif tidak terjadi pergeseran disebut sebagai kekar. Pada suatu batuan yang sama dalam daerah yang relatif kecil sering terdapat beberapa pasang kekar yang berbeda (sistem kekar). Kekar-kekar yang mempunyai orientasi (jurus dan kemiringan) sama disebut sebagai satu set kekar. Dalam suatu sistem kekar bisa terdapat lebih dari satu set kekar.

Gambar Sketsa sistem kekar dan bidang kekar

Permukaan bidang kekar ada yang halus, kasar, bergelombang, licin, dll, tergantung pada jenis batuan, kekuatan batuan, besarnya gaya, dan jenis gaya yang bekerja padanya. Dalam analisis kekar yang perlu diperhatikan adalah : ukuran kekar (persistensi), kekasaran bidang kekar, bukaan kekar (separation), isi bukaan kekar (infilling), ada/tidaknya air pada kekar, besar aliran air pada sistem kekar, orientasi bidang kekar (jurus dan kemiringan), jumlah set kekar pada daerah yang sama, dan kerapatan/jarak kekar.

5. Pengaruh Struktur

a. Terhadap kekuatan/kestabilan batuan

Adanya struktur sangat mempengaruhi kekuatan batuan, karena bidang-bidang struktur tersebut jelas mengganggu kontinuitas kekuatan batuan, baik dalam skala besar maupun kecil. Misalnya : batuan beku yang utuh kuat sekali dan karena itu stabil tetapi apabila ada kekar atau sesar kekuatannya akan berkurang.

Gambar Pengaruh kekar pada blok batuan

Gambar Pengaruh kekar pada bidang perlapisan

Gambar Batuan yang terkekarkan

memberikan indikasi longsoran membaji

b. Terhadap mineralisasi

Struktur (terutama sesar dan sistem kekar), yang terbentuk sebelum mineralisasi sangat penting artinya karena merupakan saluran dan tempat berkumpulnya mineral berharga, terutama dalam pembentukan endapan hidrothermal.

Gambar Sketsa cebakan hidrothermal

Struktur yang terbentuk sesudah mineralisasi atau terbentuknya suatu cebakan bahan galian akan memindahkan bahan galian tersebut ke tempat lain, sehingga sulit dicari atau hilang.

Gambar Sketsa perpindahan cebakan bahan galian

Artikel Terkait