Struktur Geologi

     Dalam geologi dikenal 3 jenis struktur yang dijumpai pada batuan sebagai produk dari gaya – gaya yang bekerja pada batuan, yaitu :

          Kekar, adalah struktur rekahan terbentuk pada batuan akibat suatu gaya yang bekerja pada batuan tersebut dan belum mengalami    pergeseran. Kekar dibedakan menjadi 2 yaitu :

·         Kekar gerus (shear fracture) : adalah rekahan yang bidang – bidangnya terbentuk karena adanya kecenderungan untuk saling bergeser. Umunya bersifat tertutup.

·         Kekar tarik (extention fracture) : adalah rekahan yang bidang – bidangnya terbentuk karena adanya kecenderungan untuk saling menarik. Umunya bersifat terbuka.

          Lipatan, adalah deformasi lapisan batuan yang terjadi akibat dari     gaya tegasan sehingga batuan bergerak dari kedudukan semula             membentuk lengkungan. Bagian - bagian lipatan antara lain :

·              Axial plane : bidang yang membagi lipatan menjadi simetri.

·         Axis of fold : perpotongan natara axial plane dengan lapisan batuan. Kedudukannya dapat miring atau tegak.

·       Axial line : garis yang merupakan hasil perpotongan antara permukaan bumi dengan axial line.

·         Sayap (limb) : bagian lipatan yang terletak downdip dari lengkungan maksimum suatu antiklin atau updip dari lengkungan maksimum suatu sinklin.

·         Garis puncak (crest line) : garis khayal yang menghubungkan titik – titik yang tertinggi pada setiap permukaan lapisan suatu antiklin.

·         Through line : garis khayal yang menghubungkan titik – titik yang terendah pada setiap permukaan lapisan suatu sinklin.

Penamaan Lipatan :

·         Antiklin : lipatan yang mempunyai bentuk cembung ke atas.

·         Sinklin : lipatan yang mempunyai bentuk cekung ke atas.

·         Monoklin : lapisan batuan relative horizontal, kemudian berubah miring secara local.

·   Terrase : lapisan batuan yang miring, kemudian secara local berubah menjadi horizontal.

·         Homoklin : lapisan batuan yang miring searah, dan hampir sejajar pada daerah yang luas.

·         Simetri : lipatan yang mempunyai axial plane vertical.

·         Asimetri : lipatan yang mempunyai axial plane miring.

·   Overtuned fold : lipatan yang mempunyai axial pane miring, kedua sayapnya mempunyai arah kemiringan sama, besar kemiringan beda.

·         Recumbent fold : lipatan yang mempunyai axial plane horizontal.

·      Isoclinal fold : lipatan yang mempunyai sayap – sayap dimana arah kemiringan dan besarnya sama.

·         Chevron fold : lipatan yang mempunyai bentuk zigzag.

             Sesar, adalah struktur rekahan yang telah mengalami pergeseran. Umumnya disertai oleh struktur yang lain seperti lipatan, rekahan, dsb. Berdasarkan pergeserannya, sesar dibagi menjadi :

·    Sesar mendatar, adalah sesar yang pergerakannya sejajar, blok bagian kiri relative bergeser ke arah yang berlawanan dengan blok bagian kanannya. Sesar mendatar Dextral yaitu ke arah kanan, sesar mendatar Sinistral yaitu ke arah kiri.

·         Sesar naik, adalah sesar dimana salah satu blok batuan bergeser ke atas dan lainnya ke bawah disepanjang bidang sesarnya.

·        Sesar turun, adalah sesar yang terjadi karena pergeseran blok batuan akibat pengaruh gaya gravitasi.

Kompas Geologi

Kompas geologi, yaitu kompas yang selain dapat digunakan untuk mengukur komponen arah, juga dapat digunakan untuk mengukur komponen besar sudut bidang kelerengan maupun bidang perlapisan.

Bagian – bagian kompas geologi :

·         Jarum magnet, penunjuk arah mata angin.

·         Lingkaran pembagian derajat.

·         Klinometer (nivo tabung), untuk mengukur nilai kecondongan suatu bidang.

·         Bulls eye level (nivo bulat), untuk menentukan posisi horizontal.

·         Lift pin, untuk menghentikan gerak jarum kompas,

·         Indeks pin, untuk menunjukkan arah mata angin pada kompas.

·         Wire coil, pemberat pada jarum kompas untuk meyesuaikan inklinasi dan deklinasi pada kompas.

Cara penggunaan kompas geologi :

1.      Strike and Dip

·         Tempelkan seluruh garis bagian “E” pada batuan.

·         Atur sampai bulls eye level ditengah.

·         Tekan lift pin, catat strike

·         Tandai pada kontak batuan.

·         Letakkan “E” dibawah

·         Atur nivo tabung

·         Catat dip

2.      Slope

·         Buka penutup 15º, sight arm 90º

·         Posisikan nivo tabung kebawah

·         Bidik tujuan

·         Atur nivo tabung

·         Catat nilai slope

3.      Plotting Arah Suatu Titik Dari Tempat Pengamatan

·         Buka kompas sekitar 135º tempatkan sekitar pinggang.

·         Arahkan cermin pada suatu titik.

·         Atur kompas agar nivo bulat ditengah.

·         Catat nilai azimuth

4.      Plotting Lokasi

·         Buka peta dasar menghadap Utara

·         Tentukan titik yang dapat diplot

·         Arahkan azimuth ke objek.

·         Atur sedemikian rupa agar objek tersebut tampak pada cermin.

·         Plot titik pada peta.

·         Cari lagi titik yang dapat di plot.

·         Tarik garis lurus pada peta sampai terdapat perpotongan antara 2 garis.

·         Itulah letak kita berada pada peta.

Skala Waktu Geologi

Giovani Arduino (1970) mengusulkan pembagian skala waktu geologi menjadi 4 (empat), yaitu :

1.    Primer (tertua)

2.    Sekunder (menengah)

3.    Tersier (termuda)

4.    Quarter (lebih muda dari tersier)

Pada perkembangan selanjutnya istilah "primer" dan "sekunder" tidak dipergunakan lagi hingga sekarang.

Dasar pembagian skala waktu geologi menjadi kurun, bertitik tolak dari ada dan belum adanya kehidupan yang nyata, yaitu :

1. Kurun Kriptozoikum : belum dijumpai adanya suatu kehidupan yang nyata;

2. Kurun Fanerozoikum : sudah ada kehidupan yang nyata.

Dasar pembagian skala waktu geologi menjadi masa didasarkan atas adanya perkembangan kehidupan yang sudah menjadi nyata dibagi menjadi 5 (lima), yaitu :

1. Masa Azoikum (a = tidak; zoon = kehidupan), masa dimana pada dasarnya semua sedimen dijumpai bebatuan yang sama sekali tidak mengandung fosil.

2. Masa Proterozoikum (proto = masa lampau), masa dimana pada lapisan-lapisan bebatuan hanya mengandung sisa-sisa bentuk kehidupan yang masih sangat sederhana, terutama tumbuhan tingkat rendah yang menghasilkan gamping. Masa Azoikum dan masa proterozoikum terkadang sulit dibedakan, sehingga kadang-kadang dijadikan satu masa, yaitu masa Arkeozoikum.

3. Masa Paleozoikum (paleo = tua/kuno), masa dimana pada lapisan-lapisan batuan tersebut sudah terdapat jenis tumbuh-tumbuhan dan binatang, semua jenis kehidupan tersebut kini sudah tidak terdapat lagi / punah.

4. Masa Mesozoikum (mesos = masa tengah), masa dimana pada lapisan-lapisan bebatuan tersebut sudah terdapat tumbuh-tumbuhan dan binatang yang erat hubungan kekeluargaannya dengan yang ada sekarang, meskipun sejumlah besar dari jenis tersebut kini telah punah. Masa ini mempunyai bentuk-bentuk reptilia raksasa sebagai penciri utama.

5. Masa Kenozoikum (kainos = baru), masa dimana pada lapisan-lapisan batuan tersebut sudah terdapat sisa-sisa kehidupan yang menunjukkan suatu permulaan pembentukan tumbuh-tumbuhan dan binatang yang sekarang, dijumpai binatang menyusui dan binatang lunak yang kini masih hidup.

Dasar pembagian skala waktu geologi berdasarkan zaman :

Zaman Kambrium (590-500 juta tahun lalu), Kambrium berasal dari kata “Cambria” nama latin untuk daerah Wales, dimana batuan berumur kambrium pertama kali dipelajari. Banyak hewan invertebrata mulai muncul pada zaman Kambrium. Hampir seluruh kehidupan berada di lautan. Hewan zaman ini mempunyai kerangka luar dan cangkang sebagai pelindung. Fosil yang umum dijumpai dan penyebarannya luas adalah, Alga, Cacing, Sepon, Koral, Moluska, Ekinodermata, Brakiopoda dan Artropoda (Trilobit).

Zaman Ordovisium (500 – 440 juta tahun lalu), Zaman Ordovisium dicirikan oleh munculnya ikan tanpa rahang (hewan bertulang belakang paling tua) dan beberapa hewan bertulang belakang yang muncul pertama kali seperti Tetrakoral, Graptolit, Ekinoid (Landak Laut), Asteroid (Bintang Laut), Krinoid (Lili Laut) dan Bryozona. Koral dan Alga berkembang membentuk karang, dimana trilobit dan Brakiopoda mencari mangsa. Graptolit dan Trilobit melimpah, sedangkan Ekinodermata dan Brakiopoda mulai menyebar.

Zaman Silur (440 – 410 juta tahun lalu), Zaman silur merupakan waktu peralihan kehidupan dari air ke darat. Tumbuhan darat mulai muncul pertama kalinya termasuk Pteridofita (tumbuhan paku). Sedangkan Kalajengking raksasa (Eurypterid) hidup berburu di dalam laut. Ikan berahang mulai muncul pada zaman ini dan banyak ikan mempunyai perisai tulang sebagai pelindung.

Zaman Devon (410-360 juta tahun lalu), Zaman Devon merupakan zaman perkembangan besar-besaran jenis ikan dan tumbuhan darat. Ikan berahang dan ikan hiu semakin aktif sebagai pemangsa di dalam lautan. Serbuan ke daratan masih terus berlanjut selama zaman ini. Hewan Amfibi berkembang dan beranjak menuju daratan. Tumbuhan darat semakin umum dan muncul serangga untuk pertama kalinya.

Zaman Karbon (360 – 290 juta tahun lalu), Reptilia muncul pertama kalinya dan dapat meletakkan telurnya di luar air. Serangga raksasa muncul dan ampibi meningkat dalam jumlahnya. Pohon pertama muncul, jamur Klab, tumbuhan ferm dan paku ekor kuda tumbuh di rawa-rawa pembentuk batubara. Pada zaman ini benua-benua di muka bumi menyatu membentuk satu masa daratan yang disebut Pangea,

Zaman Perm (290 -250 juta tahun lalu), “Perm” adalah nama sebuah propinsi tua di dekat pegunungan Ural, Rusia. Reptilia meningkat dan serangga modern muncul, begitu juga tumbuhan konifer dan Grikgo primitif. Hewan Ampibi menjadi kurang begitu berperan. Zaman perm diakhiri dengan kepunahan micsa dalam skala besar, Tribolit, banyak koral dan ikan menjadi punah.

Zaman Trias (250-210 juta tahun lalu), Gastropoda dan Bivalvia meningkat jumlahnya, sementara amonit menjadi umum. Dinosaurus dan reptilia laut berukuran besar mulai muncul pertama kalinya selama zaman ini. Reptilia menyerupai mamalia pemakan daging yang disebut Cynodont mulai berkembang. Mamalia pertamapun mulai muncul saat ini. Dan ada banyak jenis reptilia yang hidup di air, termasuk penyu dan kura-kura. Tumbuhan sikada mirip palem berkembang dan Konifer menyebar.

Zaman Jura (210-140 juta tahun lalu), Pada zaman ini, Amonit dan Belemnit sangat umum. Reptilia meningkat jumlahnya. Dinosaurus menguasai daratan, Ichtiyosaurus berburu di dalam lautan dan Pterosaurus merajai angkasa. Banyak dinosaurus tumbuh dalam ukuran yang luar biasa. Burung sejati pertama (Archeopterya) berevolusi dan banyak jenis buaya berkembang. Tumbuhan Konifer menjadi umum, sementara Bennefit dan Sequola melimpah pada waktu ini.

Zaman Kapur (140-65 juta tahun lalu), Banyak dinosaurus raksasa dan reptilia terbang hidup pada zaman ini. Mamalia berari-ari muncul pertama kalinya. Pada akhir zaman ini Dinosaurus, Ichtiyosaurus, Pterosaurus, Plesiosaurus, Amonit dan Belemnit punah. Mamalia dan tumbuhan berbunga mulai berkembang menjadi banyak bentuk yang berlainan. Iklim sedang mulai muncul. India terlepas jauh dari Afrika menuju Asia.

Zaman Tersier (65 – 1,7 juta tahun lalu), Pada zaman tersier terjadi perkembangan jenis kehidupan seperti munculnya primata dan burung tak bergigi berukuran besar yang menyerupai burung unta, sedangkan fauna laut sepert ikan, moluska dan echinodermata sangat mirip dengan fauna laut yang hidup sekarang. Tumbuhan berbunga pada zaman Tersier terus berevolusi menghasilkan banyak variasi tumbuhan, seperti semak belukar, tumbuhan merambat dan rumput. Pada zaman Tersier – Kuarter, pemunculan dan kepunahan hewan dan tumbuhan saling berganti seiring dengan perubahan cuaca secara global

Zaman Kuarter (1,7 juta tahun lalu – sekarang), Zaman Kuarter terdiri dari kala Plistosen dan Kala Holosen. Kala Plistosen mulai sekitar 1,8 juta tahun yang lalu dan berakhir pada 10.000 tahun yang lalu. Kemudian diikuti oleh Kala Holosen yang berlangsung sampai sekarang. Pada Kala Plistosen paling sedikit terjadi 5 kali 

Zaman es (Zaman glasial). Pada Zaman glasial sebagian besar Eropa, Amerika utara dan Asia bagian utara ditutupi es, begitu pula Pegunungan Alpen, Pegunungan Cherpatia dan Pegunungan Himalaya. Di antara 4 Zaman es ini terdapat Zaman Intra Glasial, dimana iklim bumi lebih hangat. Manusia purba jawa (Homo erectus yang dulu disebut Pithecanthropus erectus) muncul pada Kala Plistosen. Manusia Modern yang mempunyai peradaban baru muncul pada Kala Holosen. Flora dan fauna yang hidup pada Kala Plistosen sangat mirip dengan flora dan fauna yang hidup sekarang

Rock Cycle

Siklus batuan adalah proses dimana suatu batuan melebur, meleleh, membeku, dan kemudian menjadi batu kembali. Pada awalnya siklus batuan terbentuk oleh pergeseran lempengan yang ada di permukaan bumi. Lalu pergeseran ini menghasilkan magma yang dimana magma tersebut akan mendesak keluar permukaan bumi dan pada saat magma mencair di permukaan bumi, maka akan menyelimuti tanah yang dilalui oleh cairan magma. Untuk beberapa waktu magma akan membeku dan berubah menjadi batuan dingin yang dinamakan "Igneous Rock" atau batuan beku.

Batuan akan mengalami pelapukan yang disebabkan oleh beberapa hal diantarnya:

1. Pelapukan Secara Fisika
Pelapukan secara fisika diakibatkan oleh perubahan temperatur yang tidak menetap. contohnya dari suhu panas yang tiba-tiba menjadi dingin bahkan terkena hujan dan badai mengakibatkan batuan melapuk.
2. Pelapukan Secara Kimia
Pelapukan ini diakibatkan diakibatkan oleh cairan kimia HCL yang bereaksi dengan batuan(batu gamping) mengakibatkan batuan melapuk, juga dengan adanya hujan asam yang bereaksi dengan batuan.
3. Pelapukan Secara Biologi

Pelapukan ini disebabkan oleh makhluk hidup. Salah satu contohnya adalah pelapukan yang disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang cukup besar. Akar-akar tanaman yang besar ini mampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan akhirnya dapat memecah batuan menjadi bagian yang lebih kecil lagi.

Siklus batuan menggambarkan seluruh proses yang dengannya batuan dibentuk, dimodifikasi, ditransportasikan, mengalami dekomposisi, dan dibentuk kembali sebagai hasil dari proses internal dan eksternal Bumi. Siklus batuan ini berjalan secara kontinyu atau berulang dan tidak pernah berakhir. Siklus ini adalah fenomena yang terjadi di kerak benua (geosfer) yang berinteraksi dengan atmosfer, hidrosfer, dan biosfer dan digerakkan oleh energi panas internal atau energi panas dari dalam Bumi dan energi panas yang datang dari Matahari.

Kerak bumi yang tersingkap ke udara akan mengalami pelapukan dan mengalami transformasi menjadi regolit melalui proses yang melibatkan atmosfer, hidrosfer dan biosfer. Selanjutnya, proses erosi mentansportasikan regolit dan kemudian mengendapkannya sebagai sedimen. Setelah mengalami deposisi, sedimen tertimbun dan mengalami kompaksi dan kemudian menjadi batuan sedimen. Kemudian, proses-proses tektonik yang menggerakkan lempeng dan pengangkatan kerak Bumi menyebabkan batuan sedimen mengalami deformasi. Penimbunan yang lebih dalam membuat batuan sedimen menjadi batuan metamorik, dan penimbunan yang lebih dalam lagi membuat batuan metamorfik meleleh membentuk magma yang dari magma ini kemudian terbentuk batuan beku yang baru. Pada berbagai tahap siklus batuan ini, tektonik dapat mengangkat kerak bumi dan menyingkapkan batuan sehingga batuan tersebut mengalami pelapukan dan erosi. Dengan demikian, siklus batuan ini akan terus berlanjut tanpa henti.

Setelah batuan mengalami pelapukan, batuan-batuan tersebut akan pecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi. Proses erosi ini dapat terjadi melalui beberapa cara:

1. Akibat grafitasi: akibat adanya grafitasi bumi maka pecahan batuan yang ada bisa langsung jatuh ke permukaan tanah atau menggelinding melalui tebing sampai akhirnya terkumpul di permukaan tanah.
2. Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat yang lain. Salah satu contoh yang dapat diamati dengan jelas adalah peranan sungai dalam mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ini.
3. Akibat angin: selain air, angin pun dapat mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ukurannya seperti halnya yang saat ini terjadi di daerah gurun.
4. Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-pecahan batuan yang ada.

Pecahan-pecahan batuan yang terbawa akibat erosi tidak dapat terbawa selamanya. Seperti halnya sungai akan bertemu laut, angin akan berkurang tiupannya, dan juga glasier akan meleleh. Akibat semua ini, maka pecahan batuan yang terbawa akan terendapkan. Proses ini yang sering disebut proses pengendapan. Selama proses pengendapan, pecahan batuan akan diendapkan secara berlapis dimana pecahan yang berat akan diendapkan terlebih dahulu baru kemudian diikuti pecahan yang lebih ringan dan seterusnya. Proses pengendapan ini akan membentuk perlapisan pada batuan yang sering kita lihat di batuan sedimen saat ini. 

Pada saat perlapisan di batuan sedimen ini terbentuk, tekanan yang ada di perlapisan yang paling bawah akan bertambah akibat pertambahan beban di atasnya. Akibat pertambahan tekanan ini, air yang ada dalam lapisan-lapisan batuan akan tertekan sehingga keluar dari lapisan batuan yang ada. Proses ini sering disebut kompaksi. Pada saat yang bersamaan pula, partikel-partikel yang ada dalam lapisan mulai bersatu. Adanya semen seperti lempung, silika, atau kalsit diantara partikel-partikel yang ada membuat partikel tersebut menyatu membentuk batuan yang lebih keras. Proses ini sering disebut sementasi. Setelah proses kompaksi dan sementasi terjadi pada pecahan batuan yang ada, perlapisan sedimen yang ada sebelumnya berganti menjadi batuan sedimen yang berlapis-lapis. Batuan sedimen seperti batu pasir, batu lempung, dan batu gamping dapat dibedakan dari batuan lainnya melalui adanya perlapisan, butiran-butiran sedimen yang menjadi satu akibat adanya semen, dan juga adanya fosil yang ikut terendapkan saat pecahan batuan dan fosil mengalami proses erosi, kompaksi dan akhirnya tersementasikan bersama-sama. 

Pada kerak bumi yang cukup dalam, tekanan dan suhu yang ada sangatlah tinggi. Kondisi tekanan dan suhu yang sangat tinggi seperti ini dapat mengubah mineral yang dalam batuan. Proses ini sering disebut proses metamorfisme. Semua batuan yang ada dapat mengalami proses metamorfisme. Tingkat proses metamorfisme yang terjadi tergantung dari:

1. Apakah batuan yang ada terkena efek tekanan dan atau suhu yang tinggi.
2. Apakah batuan tersebut mengalami perubahan bentuk.
3. Berapa lama batuan yang ada terkena tekanan dan suhu yang tinggi.

Dengan bertambahnya dalam suatu batuan dalam bumi, kemungkinan batuan yang ada melebur kembali menjadi magma sangatlah besar. Ini karena tekanan dan suhu yang sangat tinggi pada kedalaman yang sangat dalam. Akibat densitas dari magma yang terbentuk lebih kecil dari batuan sekitarnya, maka magma tersebut akan mencoba kembali ke permukaan menembus kerak bumi yang ada. Magma juga terbentuk di bawah kerak bumi yaitu di mantle bumi. Magma ini juga akan berusaha menerobos kerak bumi untuk kemudian berkumpul dengan magma yang sudah terbentuk sebelumnya dan selanjutnya berusaha menerobos kerak bumi untuk membentuk batuan beku baik itu plutonik ataupun vulkanik. 

Kadang-kadang magma mampu menerobos sampai ke permukaan bumi melalui rekahan atau patahan yang ada di bumi. Pada saat magma mampu menembus permukaan bumi, maka kadang terbentuk ledakan atau sering disebut volcanic eruption. Proses ini sering disebut proses ekstrusif. Batuan yang terbentuk dari magma yang keluar ke permukaan disebut batuan beku ekstrusif. Basalt dan pumice (batu apung) adalah salah satu contoh batuan ekstrusif. Jenis batuan yang terbentuk akibat proses ini tergantung dari komposisi magma yang ada. Umumnya batuan beku ekstrusif memperlihatkan cirri-ciri berikut:

1. Butirannya sangatlah kecil. Ini disebabkan magma yang keluar ke permukaan bumi mengalami proses pendinginan yang sangat cepat sehingga mineral-mineral yang ada sebagai penyusun batuan tidak mempunyai banyak waktu untuk dapat berkembang.
2. Umumnya memperlihatkan adanya rongga-rongga yang terbentuk akibat gas yang terkandung dalam batuan atau yang sering disebut “gas bubble”.

Batuan yang meleleh akibat tekanan dan suhu yang sangat tinggi sering membentuk magma chamber dalam kerak bumi. Magma ini bercampur dengan magma yang terbentuk dari mantle. Karena letak magma chamber yang relatif dalam dan tidak mengalami proses ekstrusif, maka magma yang ada mengalami proses pendinginan yang relatif lambat dan membentuk kristal-kristal mineral yang akhirnya membentuk batuan beku intrusif. Batuan beku intrusif dapat tersingkap di permukaan membentuk pluton. Salah satu jenis pluton terbesar yang tersingkap dengan jelas adalah batholit seperti yang ada di Sierra Nevada – USA yang merupakan batholit granit yang sangat besar. Gabbro juga salah satu contoh batuan intrusif. Jenis batuan yang terbentuk akibat proses ini tergantung dari komposisi magma yang ada. Umumnya batuan beku intrusif memperlihatkan ciri-ciri berikut:

1. Butirannya cukup besar. Ini disebabkan magma yang keluar ke permukaan bumi mengalami proses pendinginan yang sangat lambat sehingga mineral-mineral yang ada sebagai penyusun batuan mempunyai banyak waktu untuk dapat berkembang.
2. Biasanya mineral-mineral pembentuk batuan beku intrusif memperlihatkan angular interlocking.

Proses-proses inilah semua yang terjadi dimasa lampau, sekarang, dan yang akan datang. Terjadinya proses-proses ini menjaga keseimbangan batuan yang ada di bumi.