Bab 1 Pengantar Tektonofisik

LOGO

PENGANTAR TEKTONOFISIK

Dr. L.O Ngkoimani

Bab 1. Tektonik Lempeng Zona Batuan Kerak Benua dan Kerak Samudra Litosfir dan Astenosfir Litosfir Benua dan Litosfir Samudra Lempeng Litosfir Tektonik Lempeng dan Batas Lempeng Sistem Lempeng Litosfir Tahapan Pembentukan dan Penutupan Cekungan Samudra Pecahnya benua dan cekungan samudera baru Batas pasif dan sedimen Perkembangan busur kepulauan gunung api Tumbukan busur-busur kepulauan Tumbukan benua-benua Umur relatif benua dan cekungan samudera Benua dan pemisahannya Sistim tektonik lempeng

ZONA BATUAN DI BUMI (THE EARTH’S CONCENTRIC ROCK ZONES)

Radius bumi ~ 6370 km Radius inti bumi ~ 3470 km,

terdiri dari logam besi dan sedikit nikel

Mantel ~ 2800 km, terdiri dari batuan ultramafik, kandungan silikon, okisgen, besi dan magnesium

Kerak ~ 5 – 60 km, tersusun atas metal ringan (aluminium, sodium, kalsium, kalium, dengan silikon dan oksigen yg melimpah

Mantel

Kerak (crust)

KERAK BUMI DAN KERAK SAMUDERA (CONTINENTAL CRUST AND OCEANIC CRUST)

Kerak benua didominasi oleh batuan granitik (felsic), kerak benua lebih tebal dari kerak samdera

Kerak samudera terdiri dari batuan beku mafic (basalt dan gabro)

Batas bawah kerak dinamakan Moho, bidang Moho ditafsirkan sebagai pertemuan (interface) antara batuan kerak yg mafik dan batuan mantel yang ultramafik

LITOSFIR DAN ASTENOSFIR (LITHOSPHERE AND ASTHENOSPHERE)

Litosfir terdiri dari kerak dan mantel bagian luar

Litosfir bersifat lapuh (brittle) Ketebalan litosfir berkisar

antara 50 – 125 km (rata-rata 75 km

Astenofir (lapisan lunak mantel bagian atas) memiliki temperatur tinggi (1400 C) dan dapat mengalir (flowable)

Dari litosfir ke astenosfir temperatur berangsur meningkatlitosfir yg rigid dan brittle dapat bergerak melalui astenosfir yg lunak dan plastis

LITOSFIR BENUA DAN LITOSFIR SAMUDRA(CONTINENTAL LITHOSPHERE DAN OCEANIC

LITOSPHERE)Dasar benua adalah

lapisan tebal dari litosfir benua

Litosfir benua mengandung kerak benua, litosfir benua lebih ringan dari litosfir samudera

LEMPENG LITOSFER (LITOSPHERE PLATE)

Litosfer bersifat rapuh (brittle) dan cenderung pecah menjadi beberapa bagian

Litosfer cenderung tipis pada area yang luas (pada lantai samudera) dan relatif tebal pada daerah lain (khususnya pada benua)

Litosfer yang tipis mudah pecah dan membentuk beberapa kepingan litosfer (lithospheric plate)

Tiap lempeng litosfer dapat bergerak

TEKTONIK LEMPENG DAN BATAS LEMPENG (PLATE TECTONIC AND PLATE BOUNDARIES)

Tektonik lempeng adalah teori mengenai lempeng litosfer, gerakannya dan interaksi batasnya

Istilah ‘aktivitas tektonik’ mengacu pada segala bentuk pecah (brittle) dan melipatnya (bending) batuan pada litosfer

Litosfer samudera bergerak menuju litosfer benua karena litosfer benua lebih ringan dari pada litosfer samudera sehingga litosfer samudera menujam dibawah litosfer benua

Litosfer samudera terpanaskan oleh astenosfer sehingga melunak dan mencair menjadi magma yang kemudian magma tersebut dapat bergerak ke atas (ke litosfer benua) membentuk gunung api

Palung samudera (oceanic trench) adalah batas penujaman lempeng samudera

Litosfer samudra mengalamai akresi (acreation)

Terdapat tiga batas utama lempeng aktif

Batas divergen adalah batas dua litosfer samudra bergerak terpisah dan litosfer samudra baru terbentuk oleh magma

Batas konvergen adalah batas litosfer dikonsumsi dibawah mantel, terjadi zona subduksi (zona penujaman)

Batas transform adalah batas lempeng saling bergerak menyamping sepanjang trancurrent fault / transform fault

SISTEM LEMPENG LITOSFER (THE GLOBAL SYSTEM OF LITOSPHERIC

PLATE)

Sistem lempeng litosfer terdiri dari 12 lempeng utama:1.Lempeng Pasifik2.Lempeng Amerika3.Lempeng Eurasia4.Lempeng Afrika5.Lempeng Australia6.Lempeng Antartika7.Lempeng Nasca8.Lempeng Cocos9.Lempeng Filipina10.Lempeng Arab11.Lempeng Caribbean12.Lempeng Juan De Fuca

Tahapan Pembentukan dan Penutupan Cekungan Samudra-

Silus Wilson Siklus Wilson : menggambarkan siklus tektonik atau siklus permulaan dan akhir dari suatu cekungan samudra1.Tahap I : Sistem regangan pada lembah2.Tahap II : Teluk Sempit3.Tahap III : Cekungan Samudra4.Tahap IVa : Permulaan Penutupan Cekungan Samudra5.Tahap IVb : Pembentukan jalur subduksi baru pada kerak samudra dan perkembangan sumbu kepulauan gunung api6.Tahap V : Kelanjutan penutupan cekungan. Tumbukan sumbu kepulauan dengan benua, membentuk orogen7.Tahap VI : Akhir penutupan cekungan samudra

PECAHNYA BENUA DAN CEKUNGAN SAMUDRA BARU

Tahap 1 Siklus Wilson, Pecahnya Benua, Seluruh benua terbagi duaoMantel membentuk kubah (domed up) mengakibatkan kerak benua meregang dan menipisoMuncul lembah sempit yang panjang (rift valley). Kerak bergerak ke bawah, kemudian terjadi sesar normal sehingga membentuk pegunungan.oMagma naik ke permukaan dan membentuk gunung api oTerbentuk laut sempitoProses terpisahnya kerak benua masih berlanjut hingga terbentuk cekungan samudra

BATAS PASIF DAN SEDIMEN

Litosfer samudra bergerak semakin jauh dari pusat pemekaran sehingga semakin “dingin”.

Pendinginan disertai dengan meningkatnya densitas batuan mengakibatkan litosfer bergerak semakin bawah sehingga cekungan samudra semakin dalam.

Sedimen dari benua tersedimentasi ke laut Pada batas kontinen terbentuk sedimen wedge Tepi luar paparan terdapat lereng benua curam Arus Turbid membawa sedimen hingga ke dasar

samudra dimana terakumulasi tipe kedau sedimen wedge

Jenis batas kontinen ini dinamakan batas pasif (passive margin)

PERKEMBANGAN BUSUR KEPULAUAN GUNUNG API

Tahap 4 merupakan permulaan penutupan cekungan samudra

Harus terdapat minimal 1 (satu) zona subduksi sehingga listosfer samudra dapat menunjam di palung

Terjadi litosfer lempeng di bawah lempeng benua (underplating)

Magma berakresi ke tepi lempeng Terjadi akumulasi sedimen di palung Terjadi perkembangan prisma akresi berupa

deformasi sedimen benua dan sedimen laut dalam. Sedimen ini berubah menjadi batuan metamorf

TUMBUKAN BENUA-BUSUR KEPULAUAN

Tahap 5 (?) : Kepulauan Gunung Api, bersama batas pasif, menghasilkan tumbukan kontinen dengan busur Gunung Api dan menghasilkan pegunungan

Di Zona benua terdapat foreland thrust terdiri dari beberapa sesar naik

Kerak benua yang baru terbentuk merupakan sumbu gunung api terdahulu

Sedimen yang terendapkan di dasar kerak samudra memebentuk paparan benua

TUMBUKAN BENUA-BENUA

Tahap 6, yang merupakan akhir siklus wilson dimulai dari dua massa benua menumbuk dan melenyapkan litosfer samudra menghasilkan struktur ikatan permanen yang disebut batas suture.

Tahap ini dapat terjadi tanpa didahului tumbukan sumbu gunung api dengan benua

Yang dibutuhkan adalah adanya batas subduksi yang berada dekat dengan salah satu batas benua pasif

Proses mendekatnya dua kontinen membawa serta sedimen wedge ke pegunungan dengan prisma akresi

Contoh tumbukan benua dengan benua adalah Pegunungan Himalaya

UMUR RELATIF BENUA DAN CEKUNGAN SAMUDRA

Litosfer samudra yang baru terbentuk secara menerus dikonsumsi ke batas lempeng konvergen

Maka itu, umur litosfer samudra tidak dapat berumur tua Namun, litosfer benua dapat berumur lebih tua dari litosfer

samudra karena ketebalannya sehingga massa litosfer benua lebih ringan yang menyebabkan tidak mudah menunjam

Sekali tumbukan antara benua dan benua terbentuk, litosfer benua bertambah luas.

Umumnya umur litosfer benua antara 1-2,5 miliyar tahun Umumnya umur litosfer samudra tidak yang lebih tua dari 230

juta tahun

BENUA DAN PEMISAHANNYA

Benua memiliki rekaman sejarah geologi yang panjang

Ditemukan bukti satu atau dua dekade lalu yang mendukung hipotesa bahwa suatu saat semua benua pernah bergabung menjadi satu yang dinamakan Pangea uang dikelilingi oleh satu samudra

Selanjutnya, superkontinen menjadi tidak stabil karena terdapat pemanasan mantel di bawahnya yang menyebabkan pemekaran benua

Gambar perkiraan lempeng bumi 250 juta tahun yang akan datang

SISTEM TEKTONIK LEMPENG

Sistem gerakan lempeng litosfer menggambarkan sistem aliran material yang sangat besar yang digerakkan oleh sistem aliran energi internal

Magma yang terbentuk melalui pelelehan bergerak ke atas menembus litosfer benua dan menambahkan material kerak benua dalam bentuk pluton batuan beku dam massa ekstrusif

“Offscraping” permukaan luar dari lempeng yang mengalami subduksi menyumbangkan pembentukan prisma akresi

Lempeng yang menunjam menjadi lunak akibat pemanasan dan akhirnya diserap ke atenosfer atau bagian mantel yang lebih dalam

Para ahli sepakat bahwa sistem energi yang menyebabkan lempeng bergerak adalah akibat fenomena radioaktif

Elemen radioaktif pada kerak dan mantel bagian atas mengeluarkan panas secara menerus. Proses ini adalah transformasi benda menjadi energi.

Ketika temperatur batuan pada mantel meningkat maka batuan mengalami pemuaian

Gerak material ke atas dapat terjadi pada sistem konveksi Lempeng dapat bergerak horizontal akibat permukan lempeng litosfer

terdongkrak ke atas karena adanya mantel yang naik di bawah permukaan lempeng tersebut

Pada sisi lempeng lainnya, subduksi terjadi karena lempeng samudra lebih berat. Gerakan ini menyeret atenosfer di bawahnya

Jadi, aliran konveksi yang lambat mungkin terjadi pada atenosfer di bawah lempeng yang bergerak pada zona mantel yang lebih dalam.