CEL.XXIII.02.439

Nothing’s impossible, Impossible’s nothing

Geologi Gua

Posted by Ardy Prasetyo on March 29, 2008

Batuan sedimen batugamping disusun dari sisa-sisa tumbuhan dan binatang yang menghasilkan kalsium karbonat sebagai bagian dari metabolismenya membentuk bagian utama dari batugamping. Komponen lainnya adalah dari pengendapan secara kimiawi atau oleh proses biokimia. Secara bersama-sama tersedimentasi pada dasar laut; dan hal ini tidak memilki karakter yang seragam diseluruh bagiannya, jadi batugamping bukan merupakan komposisi yang seragam. Jenis dari batugamping ini sangat tidak terbatas. Sederetan sejarah dari jenis sedimentasi adalah litifikasi, formasi batuan dari bentuk yang khusus. Hal ini melibatkan perubahan kimia yang komplek seperti halnya adalah sementasi dan rekristalisasi, silikafikasi dan dolomitasi: secara bersama-sama biasa disebut dengan istilah diagenesis. Gua-gua hanya dapat dibentuk dari batuan yang ter-litifikasi, dan jelas bahwa karakter sedimen semula dan sejarah diagenetik adalah faktor-faktor yang mengontrol lokasi sebuah gua.

Proses kelahiran sebuah gua biasa disebut dengan speleogenesis, dan fitur dari geologi sangat besar pengaruhnya disini.
Ada beberapa sistem pengklasifikasian batugamping (limestone). Sebagian tergantung kepada komponen perbedaan lingkungan formasi, perbedaan material komponen, perbedaan ukuran butir, perbedaan matrix, dan perbedaan perubahan diagenesisnya. Berbagai sistem klasifikasi tersebut memungkinkan untuk adanya derajat gradasi antar klasifikasi dan ada beberapa kelengkapan tambahan.

Adapun mineral dari batugamping adalah:

Calcite CaCO3 Material strukturnya sebagian besar dari invertebrata laut dan merupakan komponen utama dari limestone. Mengkristal dalm sistem trigonal.
Aragonite CaCO3 Material strukturnya dari moluska laut; terkadang terendapkan dalam air dangkal yang hangat. Mengkristal dalam sistem orthorhombic. Dibandingkan dengan kalsit, kestabilannya lebih rendah dan lebih mudah larut; seringkali merngkristal menjadi kalsit.
Dolomite CaMg(CO3)2 Diketahui sebagai mineral sedimen primer, tetapi lazimnya hasil dari invasi sedimen kalsit oleh air asin yang kaya dengan magnesium yang menyebabkan rekristalisasi dimana dolomite menggantikan kalsit.
Chalchedony SiO2 Material struktur mengadung silika dari sedikit invertebrata laut, khususnya Radiolaria. Keberadaan di batugamping biasanya sebagai flint dan nodul chert.

Kalsit diendapkan oleh suatu organisme yang secara umum memiliki kadar magnesium yang kecil terbatasi didalam kisi-kisi kristal. Kalsit yang mengandung besi dan mangaan pada umumny adalah berasal dari diagenetik dan much less common.

Apabila kita melakukan penelusuran dalam gua, kita tidak asing lagi dengn bentukan khas dan mempunyai daya tarik tersendiri karena bentuknya yang bermacam-macam dan unik. Biasanya adanya rekahan-rekahan yang terbuka menyebabkan air mudah meresap ke dalam lapisan batugamping, kemudian muncul pada langit-langit, dinding, serta lantai gua membentuk ornamen gua (speleothem) yang paling terkenal adalah stalactite dan stalagmite.

LITIFIKASI
Proses litifikasi adalah perubahan dari sedimen yang lentur menjadi batuan, pada kasus ini adalah batugamping yang normalnya dari kalsium karbonat terendapkan dalam ruang pori. Dan terbawa ke tempat terjadinya sementasi oleh pelarutan baik oleh air connate, yaitu air laut yang terjebak di sedimen awal, dan air tanah yang ada diwaktu belakangan.
Sementasi kalsium karbonat dapat diendapkan oleh salah satu dari tiga bentuk ini: coarsely crystalline spar, elongate fibres, atau sebagai micrite yang terbutirkan yang baik.

DIAGENESIS
Diagenesis memiliki arti yang lebih luas daripada litifikasi, juga termasuk perubahannya yang mengambil tempat dalam batuan yang menerima perpindahan magnesium dan silika, dll.

POROSITAS DAN PERMEABILITAS
Porositas didefinisikan sebagai total volume dari ruang udara antar partikel dalam massa; biasanya dinyatakan dalam prosen. Permeabilitas adalah kemampuan batuan untuk meluluskan air melalui batuan tersebut, biasanya dinyatakan dalam darcy (1 darcy adalah 1 cc cairan dengan kecepatan 1 centipoise melalui 1 cm2 luas bidang, sejauh 1 cm dalam 1 detik dengan perbedaan tekanan 1 atm antar unjungnya).

Permeabilitas primer adalah melalui pori dai batuan,sedangkan permeabilitas sekunder melalui kekar, sesar, atai gua hasil pelarutan (solution cavity).
Porositas dan permeabilitas di daerah batugamping sangat besar pengaruhnya terhadap pada proses bentukan gua. Untuk itu perlu sekali dipahami.

LAPISAN (BED) DAN BIDANG LAPISAN (BEDDING PLANE)
Bentuk dan keteabalan bed adalah faktor-faktor dalam speleogenesis.
Lapisan tipis dengan ketebalan tidak lebih dari 25-50 cm, mengadakan banyak bidang perlapisan, sedikit konsentrasi aliran, sehingga pengembangan gua menjadi terhalangi.
Lapisan yang tebal memiliki bidang lapisan lebih sedikit sehingga jumlah alirannya terbatas, dan bisa menyebabkan perkembangan gua dengan ukuran lebih panjang.

Gambar stratigrafi minor
STYLOLITE

Banyak bedding plane pada batugamping yang menampakkan ciri-ciri pelarutan tekanan yang dikenal sebagai stylolite. Jika sebuah material yang tidak dapat terlarutkan tersebar sepanjang bedding plane, pengaruh dari berat lapisan yang lebih muda adalah menekan lapisan bersama-sama. Dibawah tekanan yang demikian itu kalsium karbonat yang kontak dengan butiran kwarsa dapat terlarutkan, dan pelarutan yang semacam itu secara istimewa diatas puncak butiran dan dibawah satu sama lain. Hasil jaringan adalah sebuah serupa dengan bentuk tiga dimensional zig-zag. Dilihat dalam se uah muka joint , terlihat seperti jejak dari pen recorder, sehingga disebut stylolite.

Ukuran stylolite bermacam, sepanjang permukaan bed.
Lapisan dibawah lapis stylolite, ketika terkupas, terkadang disebut “pot-holed surface”.

STRUKTUR
Saat terlitifikasi, massa batugamping mengalami tekanan dan regangan dari apa yang disebut gaya tektonik, didalam Bumi. Tekanan dapat menyebabkan mengalami kemiringan atau lipatan, sehingga menyebabkan llapisan batugamping terinklinasi dan bagian lemah dari perlekatan terinklinasi kearah yang sama. Tekanan juga menyebabkan terjadinya retakan pada batugamping, menyebabkan terjadinya kekar dan sesar.

Di banyak kejadian, seharusnya surveyor gua dapat mem-plot disposisi dari kekar, sesar, dan dip dari kemiringan lapisan sesuai dengan kemajuan survey. Hal ini akan sangat membantu interpretasi dari asal muasal gua di kemudian hari dan dapat menghilangkan beberapa rangkaian survai geologi yang diperlukan bahaya kesalahan lokasi.
KEKAR (JOINT)

Kekar dan sesar, keduanya adalah fracture (retakan), namun kekar tidak ada displacement, sedangkan sesar, definisinya adalah bidang displacement. Keduanya dihasilkan oleh kompresi, tensi, dan torsi, dengan berbagai kemungkinan arah.
Ada beberapa jenis kekar (joint):

  • conjugate joint, adalah joint yang hanya melalui satu bed saja, atau paling banyak hanya dua atau tiga lapisan.
  • master joint, adalah joint yang melalui bed yang lebih tebal daripada joint yang lain.
  • oblique joint

Conjugate joint yang melalui beberapa bed sehingga menjadi tempat yang cocok untuk awal dari tapak jejak speleogenetik yang mengatur arah vertikal, dan berkembang menjadi “pot” atau “pitch”. Perkembangan sepanjang joint tunggal biasanya disebut “rift”. Joint ini memungkin adanya perkembangan gua.

Batu gamping yang terlipat memiliki normal joint yang kemudian menjadi bedding yang mana berkembang basik saat bed dalam posisi horisontal, sehingga sampai dirotasikan dengan lapisan tertutup, atau mungkin memiliki oblique joint yang ter impose oleh tegangan berikutnya ke lipatan.

LIPATAN
Lipatan di batugamping, dan lapisan yang berdekatan, dapat menghasilkan sebuah struktur yang sangat beragam; lipatan dapat berupa arch yang mulus atau sebuha pembalikan lapisan yang sempit, dapat simetris maupun asimetris; dapat isoclinal, dengan dua cabang yang memiliki dip sama; atau tergulingkan, dengan satu cabang memiliki lapisan yang merupakan kebalikannya. Ukurannya dapat beberapa feet dan dapat pla luasnya berkilometer dan ribuan meter. Inklinasi dari lapisan batugaping dapat memberikan sumbangan distribusi beberapa joint dan sesar serta berbagai bentuk zona lemah batuan lainnya.

SESAR
Sesar ada tiga jenis; normal, wrench atau tear, dan reverse atau thrust.
Sesar adalah fracture yang mengalami dislokasi. Hal ini juga memungkinkan awal terjadinya spelegenesis sepanjang sesar. Salah satu pengaruh utama dari sesar adalah displacement lapisan yang memiliki karakter speleogenesis, berjauhan satu sama lain. Selain itu sesar dapat menghasilkan bed yang berbeda, bersamaan dengan karakter speleogenetik yang sama, posisi yang berlawanan; gua hasilnya dapat ditandai dengan perubahan ukuran detail potongan dan ciri-cirinya ditempat lintasan sesar.

Pergerakan sesar seringkali berkesudahan dalam sebuah fragmen batuan yang ter-crush atau ter-grind membentuk sebuah zona atau sebuah pita breksi daripada sebuah bidang sesar clean-cut. Breksi semacam itu biasanya merupakan sementasi dari kalsit, tetapi cukup permeable sehingga menjadi faktor yang cukup penting dalam perkembangan gua.
Berbagai macam hipotesis tentang asal muasal gua telah dibuat yang mana titik awalnya adalah sebuah masa homogen batugamping yang kemudian terangkat dari muka air laut. Dengan asumsi bahwa batugamping adalah homogen, maka variabel sedimen gamping dan tekstur diagenesis menjadi diabaikan. Padahal tringkah laku dari; ukuran butir dan pori, permeabilitas yang berbeda; sifat dasar bedding plane, stylolite, kekar, sesar, lapisan mineral, karst yang terkubur, semuanya memiliki arti yang sangat penting dalam mengontrol tempat, waktu, dan tingkatan speleogenesis. Tidak ada sistem gua yang dapat dipahami secara penuh jika faktor-faktor tersebut tidak dianalisa.

Pada teori awal, mulanya semua pathway dari speleogenetik adalah dalam zona phreatic. Faktor geologi yang kemudian mengontrol pathway berkembang menjadi gua. Studi yang mutakhir menunjukkan, bahwa pathway dapat berkembang menjadi gua sistem vadose, dan juga, gua ada juga yang berkembang langsung ketika pada zona vadose.

Sebuah pitch (sumuran) di dalam gua yang terbentuk akibat pelebaran kekar.
Perhatikan bidang perlapisan horisontal, dan perhatikan struktur yang menyamping melewati beberapa bidang perlapisan (di foto melintasi tiga buah).
(Foto: Bagus Yulianto)

(Widjanarko, Sunu.2008.Speleologi dan Karstografi.http://subterra.web.id)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: