KATA
PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang
Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat
menyelesaiakan makalah dengan judul GEOFISIKA EKSPLORASI. Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas
Individu dalam mata kuliah Pengantar Geofisika.
Atas
bimbingan bapak/ibu dosen dan saran dari teman-teman maka disusunlah Makalah
ini. Semoga dengan tersusunnya makalah ini diharapkan dapat berguna bagi kami
semua dalam memenuhi salah satu syarat tugas kami di perkuliahan. Makalah ini diharapkan bisa bermanfaat dengan efisien
dalam proses perkuliahan.
Dalam menyusun makalah ini, kami banyak memperoleh
bantuan dari berbagai pihak, maka kami mengucapkan terima kasih kepada
pihak-pihak yang terkait. Dalam menyusun makalah ini kami telah berusaha dengan
segenap kemampuan untuk membuat makalah yang sebaik-baiknya.
Sebagai pemula tentunya masih banyak kekurangan dan
kesalahan dalam makalah ini, oleh karenanya kami mengharapkan kritik dan saran
agar makalah ini bisa menjadi lebih baik.
Demikianlah kata pengantar makalah dan kami berharap
semoga makalah ini dapat digunakan
sebagaimana mestinya. Amin.
Samata-Gowa, 20 Juni
2016
WAODE
MUTMAINNAH
BAB II
PEMBAHASAN
Geofisika
adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip
fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan
fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah
permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari
parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari
pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah
permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal.
Dalam
skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk
menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan
pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi
geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).
Beberapa
contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari
gempabumi, ilmu tentang gunungapi (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika
yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi
seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon
2.1 Pengertian Eksplorasi
Geofisika
Salah
satu metoda yang digunakan dalam explorasi bawah permukaan adalah metode
geofisika. Pemanfaatan metode geofisika untuk explorasi bawah permukaan
dilakukan untuk mendapatkan gambaran secara kuantitatif dan kualitatif kondisi
bawah permukaan sesuai dengan sifat fisika yang digunakan dalam metode terkait.
Berbagai sifat fisika yang dimiliki oleh material bawah permukaan dimanfaatkan
untuk mendapatkan anomali bawah permukaan sebagai target explorasi yang
dilakukan.
Metode
geofisika banyak digunakan terutama untuk explorasi bawah permukaan baik dalam
geoteknik, explorasi mineral, pemetaan sumberdaya air, dan lain sebagainya.
Diantara metode geofisika yang banyak dimanfaatkan adalah, metoda resistivitas
(resistivity) / geolistrik, seismik, gaya berat (gravity),
magnetik, radar dan lain sebagainya.
Salah satu metode
geofisika yang banyak digunakan untuk explorasi bawah permukaan adalah metoda
resistivitas. Metoda ini memanfaatkan sifat kelistrikan material bawah
permukaan untuk mendapatkan anomali dan sebaran sifat kelistrikan bawah
permukaan. Metode ini efektif digunakan untuk pemetaan dangkal dan menengah.
Terdapat beberapa
metoda dalam pemanfaatan sifat kelistrikan bumi, antara lain:
- Resistivitas (Tahanan Jenis/Resistivity);
- Self Potensial (Potensial
Diri/SP);
- Induced Polarization (IP);
- Very Low Frequency (VLF);
- Magnetotelluric (MT);
- Arus Telluric (AT);
- Elektro-Magnetik (EM), dan
lain-lain.
Penyelidikan
resistivitas banyak digunakan pada kegiatan-kegiatan sebagai berikut:
- Regional
Geologi : struktur, stratigrafi, sedimentologi dan
lain-lain
- Hidrogeologi
: muka air tanah, aquifer,
intrusi air asin dan lain-lain
- Geologi
Teknik : struktur geologi, konstruksi,
porositas batuan, dll.
- Pertambangan
: penyebaran mineral deposit, potensi bahan galian.
- Arkeologi
: candi terpendam dan lain-lain.
- Geothermal
: kedalaman, penyebaran, low
resistivity dan lain-lain.
- Minyak &
Gas
: struktur,
oil-water contact, well logging geophysics.
Penyelidikan
resistivitas dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik,
dimana setiap batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang
berbeda pula. Hal ini tergantung pada beberapa faktor, diantaranya umur batuan,
kandungan elektrolit, kepadatan batuan, jumlah mineral yang dikandungnya,
porositas, permeabilitas dan lain sebagainya.
Berdasarkan hal di
atas, apabila arus listrik searah (Direct Current) dialirkan ke dalam
bumi melalui dua buah elektroda arus C1 dan C2, kemudian diukur beda potensial
yang ditimbulkan oleh adanya aliran arus tersebut pada dua buah elektroda
potensial P1 dan P2, maka akan diperoleh harga tahanan jenis semu (ρa).
Dari injeksi arus (i)
yang dilakukan, didapatkan beda potensial (V) di titik lain, sehingga akan
didapatkan nilai resistivity (ρa) :
ρa = k V / I
dimana k adalah
faktor geometri yang bergantung kepada susunan elektroda yang digunakan.
Dari hasil pengukuran
didapatkan nilai R sebagai V/I, sehingga akan didapatkan :
ρa = k R
dimana nilai
resistivitas yang terukur adalah nilai resistivitas semu, untuk mendapatkan
nilai resistivitas sebenarnya dilakukan pengolahan dan perhitungan data inversi
secara manual maupun menggunakan software.
Aliran arus listrik
di dalam batuan/mineral dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu :
- Konduksi elektrolitik yang
terjadi jika batuan/mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus
listrik yang dialirkan dalam batuan oleh elektron-elektron bebas tersebut;
- Konduksi elektrolitik terjadi
jika batuan/mineral bersifat porous dan pori-porinya terisi oleh cairan
elektrolitik;
- Konduksi dielektrik terjadi
jika batuan/mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik
dimana pada kasus ini terjadi polarisasi saat batuan dialiri arus listrik.
2.2 Metoda Gaya Berat
Secara umum metoda gaya berat
merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational)
di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih,
namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk
selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil.
Adanya variasi medan gravitasi bumi
ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan.
Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar)
di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat
(relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan
medan gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai
ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah
Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian sebesar
±0.01 mGal dan di laut sebesar ±1 mGal.
Beberapa endapan seperti zinc,
bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda magnetik maupun
elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity), tapi
hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung
mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.
Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum
Newton tentang gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan
tidak berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya
tarik pada
2.3 Metoda Magnetik
Beberapa tipe bijih seperti
magnetit, ilmenit, dan phirotit yang dibawa oleh bijih sulfida menghasilkan
distorsi dalam magnet kerak bumi, dan dapat digunakan untuk melokalisir sebaran
bijih. Disamping aplikasi landsung tersebut, metoda magnetik dapat juga
digunakan untuk survei prospeksi untuk mendeteksi formasi-formasi pembawa bijih
dan gejala-gejala geologi lainnya (seperti sesar, kontak intrusi, dll).
Penggunaan metoda magnetik didalam prospek geofisika
adalah berdasarkan atas adanya anomali medan magnet bumi akibat sifat
kemagnetan batuan yang berbeda satu terhadap lainnya. Alat untuk mengukur
perbedaan kemagnetan tersebut adalah magnetometer.
Gaya magnet (F) yang ditimbulkan oleh dua buah kutub
yang berjarak (r) dengan muatan masing-masing (m1) dan (m2)
Sifat Umum Kemagnetan Batuan
Medan magnet bumi secara sederhana
dapat digambarkan sebagai medan magnet yang ditimbulkan oleh batang magnet
raksasa yang terletak didalam inti bumi, namun tidak berimpit dengan pusat bumi.
Medan magnet ini dinyatakan dalam besar dan arah (vektor) dimana arahnya
dinyatakan dalam deklinasi (penyimpangan terhadap arah utara-selatan geografis)
dan inklinasi (penyimpangan terhadap arah horizontal).
Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian
besar berasal dari dalam bumi (internal field) mencapai lebih dari 90%,
sedangkan sisanya adalah medan magnet dari kerak bumi, yang merupakan target
didalam eksplorasi geofisika, dan medan dari luar bumi (external field).
Karena medan magnet dari dalam bumi merupakan bagian
yang terbesar, maka medan ini sering juga disebut sebagai medan utama yang
dihasilkan oleh adanya aktivitas di dalam inti bumi bagian luar (salah satu
konsep adanya medan utama ini adalah dari teori dinamo).
Mineral-mineral dengan sifat magnet yang cukup tinggi
antara lain :
ï Oksida-oksida besi : FeO – Fe2O3
– TiO2
ï Sulfida-sulfida dalam series troilite-phyrotit
Kerentanan (susceptibilities)
Batuan
Kerentanan magnetik merupakan
parameter yang menyebabkan timbulnya anomali magnetik dan karena sifatnya yang
khas untuk setiap jenis mineral, khususnya logam, maka parameter ini merupakan
salah satu subjek didalam prospek geofisika.
Telah diketahui bahwa adanya medan
magnet bumi menyebabkan terjadinya induksi magnetik yang besarnya adalah
penjumlahan dari medan magnet bumi dan magnet batuan dengan kerentanan magnetik
yang cukup tinggi. Besaran ini adalah total medan magnet yang terukur oleh
magnetometer apabila remanan magnetiknya dapat diabaikan.
Setiap jenis batuan mempunyai sifat dan karakteristik
tertentu dalam medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter kerentanan
magnetik batuan atau mineralnya (k). Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus
dari tiap jenis batuan atau mineral inilah yang melandasi digunakannya metoda
magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika. Pada Tabel 1
dapat dilihat daftar kerentanan magnetik (k) beberapa jenis batuan dan mineral
yang umum dijumpai.
Tabel 1 Kerentanan magnet dalam beberapa batuan dan
mineral (Telford, 1990., dan Parasnis, 1973).
Tipe
Batuan
|
Kerentanan
(x 103)
|
Tipe
Mineral
|
Kerentanan
(x 103)
|
Dolomite
|
0 – 0.9
|
Graphite
|
0.1
|
Limestones
|
0 – 0.3
|
Quartz
|
-0.01
|
Sandstones
|
0 – 20
|
Rock salt
|
-0.01
|
Shales
|
0.01 – 15
|
Gypsum
|
-0.01
|
Amphibolite
|
0.7
|
Calcite
|
-0.001 – 0.01
|
Schist
|
0.3 – 3.0
|
Coal
|
0.02
|
Phyllite
|
1.5
|
Clays
|
0.2
|
Gneiss
|
0.1 – 25
|
Chalcopyrite
|
0.4
|
Quartzite
|
4.0
|
Siderite
|
1 – 4
|
Serpentine
|
3 – 17
|
Pyrite
|
0.05 – 5
|
Granite
|
0 – 50
|
Limonite
|
2.5
|
Rhyolite
|
0.2 – 35
|
Hematite
|
0.5 – 35
|
Dolorite
|
1 - 35
|
Chromite
|
3 – 110
|
Diabase
|
1 – 160
|
Ilmenite
|
300 – 3500
|
Porphyry
|
0.3 – 200
|
Magnetite
|
1200 – 19200
|
Gabbro
|
1 – 90
|
|
|
Basalts
|
0.2 – 175
|
|
|
Diorite
|
0.6 – 120
|
|
|
Peridotite
|
90 – 200
|
|
|
Andesite
|
160
|
|
|
Porfiri
|
0.22 – 210
|
|
|
Berdasarkan sifat magnetik yang ditunjukkan oleh
kerentanan magnetiknya, batuan dan mineral dapat diklasifikasikan dalam :
ï Diamagnetik, mempunyai kerentanan magnetik (k)
negatif dan kecil artinya bahwa orientasi elektron orbital substansi ini selalu
berlawanan arah dengan medan magnet luar. Contohnya : graphite, marble, quarts
dan salt.
ï Paramagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik
(k) positif dan kecil
ï Ferromagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik
(k) positif dan besar yaitu sekitar 106 kali dari
diamagnetik/paramagnetik.
Sifat kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh
keadaan suhu, yaitu pada suhu diatas suhu Curie, sifat kemagnetannya hilang.
Efek medan magnet dari substansi diamagnetit dan hampir sebagian besar
paramagnetik adalah lemah.
2.4. Metoda Potensial Diri (Self
Potential)
Metoda potensial diri pada dasarnya
merupakan metoda yang menggunakan sifat tegangan alami suatu massa (endapan) di
alam. Hanya saja perlu diingat bahwa anomali yang diberikan oleh metoda
potensial diri ini tidak dapat langsung dapat dikatakan sebagai badan bijih
tanpa ada pemastian dari metoda lain atau pemastian dari kegiatan geologi
lapangan.
Karena pengukuran dalam metoda potensial diri
diperoleh langsung dari hubungan elektrik dengan bawah permukaan, maka metoda
ini tidak baik digunakan pada lapisan-lapisan yang mempunyai sifat pengantar
listrik yang tidak baik (isolator), seperti batuan kristalin yang kering.
Potensial diri yang ada di alam dapat dikelompokkan
menjadi dua, yaitu :
ï The small background potenstials, yang
mempunyai interval (fraksi) sampai dengan puluhan mV. Potensial alami ini juga
dapat bernilai minus.
ï Potensial mineralisasi, yang mempunyai orde dari
ratusan mV sampai dengan ribuan mV.
Secara umum, peralatan yang
digunakan pada metoda potensial diri ini terdiri dari elektroda, kabel, dan
voltmeter. Elektroda yang digunakan terbuat seperti tabung panjang yang diisi
dengan larutan CuSO4 dengan porosnya terbuat dari dari tembaga. Tipe
lainnya dikenal dengan elektroda Calomel yang diisi oleh KCl-HgCl2
Voltmeter digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda.
2.5 Metoda Tahanan Jenis (Resistivity)
Metoda geolistrik adalah salah satu
metoda geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah permukaan, yaitu dengan
mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di bawah permukaan bumi.
Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan
elektromagnetik dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik secara
alamiah (metoda pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (metoda aktif)
dari permukaan.Dengan metoda elektrik (salah satunya tahanan jenis) mempunyai
prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan mengukur kembali
potensial yang diterima di permukaan. Hanya saja perlu diingat bahwa untuk
daerah dengan formasi yang bersifat isolator metoda elektrik ini tidak efektif.
2.6 Metoda Seismik Refleksi
Tujuan utama dari suatu survei
seismik refleksi adalah memberikan informasi mengenai geologi bawah permukaan.
Metoda seismik refleksi ini dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
ï Seismik dangkal (shallow seismic reflection)
yang umumnya digunakan dalam eksplorasi batu bara dan bahan tambang lainnya.
ï Seismik dalam yang umum digunakan untuk eksplorasi
daerah prospek hidrokarbon.
Prinsip dasar dari metoda seismik pantul ini adalah
pengiriman sinyal ke dalam bumi, dan karena adanya bidang perlapisan (bidang
kontak) maka bidang tersebut dapat menjadi bidang pantul (reflektor).
Sinyal yang dikirim melalui alat peledak (S)
direfleksikan oleh bidang reflektor oleh titik refleksi (R), dan sinyal yang
dipantulkan direkam oleh detektor berupa geofon (G). Jika h adalah ketebalan
lapisan, maka waktu (t) yang dibutuhkan oleh sinyal untuk sampai ke detektor
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2009. Artikel
Pelajaran dan Pengetahuan Eksplorasi
Geofisika.htm www.google.com (diakses
pada tanggal 20 Juni 2016).
Anonim.2011. Eksplorasi
geofisika - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.htm www.google.com (diakses pada tanggal 20 Juni 2016).
Anonim.2012. Proses Sri
Wahyu Widyaningsih, S.Pd., M.Pd.
Eksplorasi Geofisika.htm www.google.com (diakses
pada tanggal 20 Juni 2016).
Anonim.2013. Eksplorasi
Geofisika Metode Resistivitas _ Survey Geolistrik,Alat Geolistrik,Training
Geolistrik.htm www.google.com (diakses
pada tanggal 20 Juni 2016).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar