BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum digunakan

dalam eksplorasi endapan bahan galian. Meskipun eksplorasi mineral sudah

dilakukan semenjak ratusan tahun yang lalu tetapi catatan ilmiah mengenai hal ini

baru dimulai pada tahun 1556 manakala Georgius Agricola mempublikasikan De

re Metalica. Berpangkal dari buku ini maka beberapa tahun kemudian eksplorasi

mineral dan dunia pertambangan mulai menggunakan suatu landasan ilmu

pengetahuan. Sejarah mencatat ternyata di dunia pertambangan ini pula kemudian

berkembang ilmu-ilmu lain yang sangat mendukung antara lain ilmu geologi dan

geofisika. Meskipun perkembangan ilmu-ilmu tersebut sudah cukup lama namun

aplikasi metode geofisika pada dunia pertambangan ternyata baru dimulai pada

tahun 1893, ketika Von Wrede menmukan bahwa variasi medan magnet bumi

yang di ukur oleh Lamont menggunakan magnetic theodolite ternyata dapat di

pakai untuk mengidentifikasi bodi dari suatu magnetic ore. Sekitar 25tahun

kemudian seorang professor bernama Robert Thalens mempublikasikan bukunya

yang berjudul On The Examination of Iron Ore deposits by Magnetics Methodes.

Tahun-tahun sesudahnya adalah maraknya aplikasi geomagnet di dunia

pertambangan.

Metode geolistrik berkembang pada awal tahun 1900-an. Tetapi kemudian

mulai banyak dipakai untuk keperluan eksplorasi pada tahun 1970-an. Metode

yang pertama kali banyak dipakai di Indonesia adalah metode geolistrik aturan

Schlumberger dan Wenner. Pada metode ini pengambilan data V (beda potensial)

dan I (kuat arus) dilakukan mengikuti konfigurasi elektroda yang dibuat oleh

Schlumberger (untuk aturan schlumberger) dan Wenner (untuk aturan Wenner).

BAB II

ISI

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika yang didasarkan

pada penerapan konsep kelistrikan pada masalah kebumian. Tujuannya adalah

untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan bawah-

permukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat

listrik (konduktivitas atau resistivitas).

Aliran listrik pada suatu formasi batuan terjadi terutama karena adanya

fluida elektrolit pada pori-pori atau rekahan batuan. Oleh karena itu resistivitas

suatu formasi batuan bergantung pada porositas batuan serta jenis fluida pengisi

pori-pori batuan tsb. Batuan porous yang berisi air atau air asin tentu lebih

konduktif (resistivitas-nya rendah) dibanding batuan yang sama yang pori-porinya

hanya berisi udara (kosong).

Metoda geolistrik ada banyak macamnya, antara lain, metode:

1. Metode Resistivitas.

2. Metode Polarisasi Terimbas/Induce Polarization.

3. Metode potensial diri/Self Potential.

Potensial listrik batuan adalah potensial listrik alam atau potensial diri

disebabkan terjadinya kegiatan elektrokimia atau kegiatan alam. Faktor

pengontrol dari semua kejadian ini adalah air tanah. Potensial ini berasosiasi

dengan pelapukan mineral pada bodi sulfida, perbedaan sifat batuan (kandungan

mineral) pada kontak geologi, kegiatan bioelektrik, dan materi organik korosi,

gradient termal, serta gradient tekanan.

2.1 Kegunaan

Mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai

kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya

lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air.

Umumnya yang dicari adalah ‘confined aquifer’ yaitu lapisan akifer yang diapit

oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan

bagian atas. ‘Confined’ akifer ini mempunyai ‘recharge’ yang relatif jauh,

sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh

perubahan cuaca setempat.

Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang

mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan

bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk

fondasi bangunan.

Metoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi

(geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah satu

metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti

keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan.

 

2.2 Keunggulan

Keunggulan metoda geolistrik untuk mendeteksi perlapisan batuan sampai

kedalaman sekitar 500 m.

 

Item Keunggulan

Harga peralatan Relatif murah

Biaya survey Relatif murah

Waktu yang

dibutuhkan

Relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik pengukuran atau

lebih per hari

Beban pekerjaanPeralatan yang kecil dan ringan sehingga mudah untuk

mobilisasi

Kebutuhan

personalSekitar 5 orang, terutama untuk konfigurasi Schlumberger

Analisa data Secara global bisa langsung diprediksi saat di lapangan

2.3 Metode Polarisasi Terimbas

Metode polarisasi terimbas merupakan salah satu metode geofisika yang

mendeteksi terjadinya polarisasi listrik pada permukaan mineral-mineral logam di

bawah permukaan bumi. Metode IP pada hakekatnya adalah pengembangan lebih

lanjut dari metode tahanan jenis yang mampu memberikan informasi tambahan

ketika tidak ditemukan kontras tahanan jenis yang memadai.

Pada metoda ini arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua

elektroda arus, kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda

potensial.

Dalam metoda polarisasi terimbas ada 3 macam metoda pengukuran yaitu:

1) Pengukuran dalam domain waktu,

2) Pengukuran dalam domain frekuensi,

3) pengukuran sudut fasa.

Metoda polarisasi terimbas ini terutama dipahami dalam eksplorasi logam

dasar (Base Metal) dan penyelidikan air tanah (Ground Water). Berdasarkan letak

(konfigurasi) elektroda potensial dan arus, dikenal beberapa jenis metoda

polarisasi terimbas antara lain :

1) Metoda Schlumberger

2) Metoda Wenner

3) Metoda Pole-Dipole

4) Metode Dipole-dipole

Ketika arus tunak dialirkan ke medium dapat dihitung arus efektifnya.

Namun ketika arus dimatikan, maka arus yang terukur, tidak langsung seketika

menjadi = 0. Efek ini disebut potensial polarisasi (efek IP) yang dianalisis dalam

metode IP.

2.4 Penyebab Polarisasi Batuan

1. Polarisasi Membran

Penghantaran secara elektrolit paling mungkin terjadi apabila

material tidak memiliki kandungan mineral logam. Untuk

memungkinkan penghantaran jenis ini berlangsung, diperlukan zona-

zona porus yang medium. Kebanyakan material pembentuk batuan

muatan negatif (-) pada bidang batas antara permukaan batuan dengan

fluida pada pori. Karenanya, ion positif (+) akan tertarik ke zona

tersebut dan ion negatif akan tertolak dari zona tersebut apabila

medium dialiri arus.

2. Polarisasi Elektroda

Polarisasi elektroda merupakan sumber polarisasi terbesar

disebabkan oleh keberadaan mineral logam dalam medium batuan.

Penghantaran arus dalam medium batuan yang mengandung mineral

logam dilakukan secara elektronik maupun elektrolitik. Reaksi kimia

berupa reaksi reduksi-oksidasi dan kemungkinan pertukaran ionik akan

terjadi pada bidang batas mineral dengan elektrolit sampai terjadi

Gambar 2.1 proses polarisasi membran pada medium oleh

mineral lempung dalam batuan (a). kondisi sebelum medium

dialiri arus listrik (b). kondisi ketika medium dialiri arus

keadaan setimbang. Apabila arus dialirkan ke dalam medium, akan

timbul gangguan kesetimbangan berupa polarisasi pada bidang batas

mineral logam yang berfungsi sebagai elektroda dan air pada medium

batuan yang berfungsi sebagai eletrolit.

2.5 Aquisisi Data

Cara kerja metoda geolistrik secara sederhana dapat dianalogikan dengan

rangkaian listrik. Jika arus dari suatu sumber dialirkan ke suatu beban listrik

(misalkan kawat seperti terlihat pada gambar) maka besarnya resistansi R dapat

diperkirakan berdasarkan besarnya potensial sumber dan besarnya arus yang

mengalir. Dalam hal ini besaran resistansi tidak dapat digunakan untuk

memperkirakan jenis material karena masih bergantung ukuran atau geometri-nya.

Untuk itu digunakan besaran resistivitas yang merupakan resistansi yang telah

dinormalisasi terhadap geometri.

Dalam prakteknya pengukuran geolistrik dilakukan dengan mengalirkan

arus ke dalam tanah melalui 2 elektroda (C1 dan C2) dan respons-nya (beda

Gambar 2.2 salah satu kemungkinan keadaan distribusi ion pada bidang batas medium solid-elektrolit

potensial) diukur melalui 2 elektroda yang lain (P1 dan P2). Berdasarkan

konfigurasi elektroda dan respons yang terukur maka sifat kelistrikan medium

bawah-permukaan tersebut dapat diperkirakan.

2.6 Data Processing

Berdasarkan pada contoh penyelidikan metode resistivitas yang diambil,

teknik pengukurannya dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu metode

resistivity mapping dan sounding. Metode resistivity mapping merupakan metode

resistivitas yang bertujuan untuk mempelajari variasi tahanan jenis lapisan bawah

permukaan secara lateral. Sedangkan metode resistivitas sounding bertujuan untuk

mempelajari variasi resisitivitas batuan di bawah permukaan bumi secara vertikal.

Selain itu juga terdapat teknik imaging/topografi, yaitu teknik pengukuran untuk

memperoleh informasi baik secara lateral maupun vertical (2D dan 3D).

3.

a b

Gambar 2.3 Metode resistivitas (a) mapping (b) sounding

4.

Gambar 2.4 Contoh kontur (a) visualisasi 2D (b) visualisasi 3D

b

a

2.7 Interpretasi

Hasil pengukuran geolistrik tidak dapat digunakan secara pasti untuk

menentukan jenis batuan, mengingat banyaknya faktor yang mempengaruhi

resistivitas batuan. Namun demikian metoda geolistrik dapat dimanfaatkan untuk

memperkirakan adanya formasi batuan yang mengandung air (akuifer) dalam

eksplorasi air tanah, adanya formasi batuan yang berasosiasi dengan zona

mineralisasi dalam eksplorasi mineral. Dalam studi rekayasa dan lingkungan

metoda geolistrik juga berperan untuk memperkirakan kebocoran bendungan,

dispersi fluida polutan dan sebagainya.

Hasil dari interpretasi data serta analisis yang dilakukan, hendaknya

dicocokkan dengan litologi dari stratigrafi daerah sedimen yang disurvei. Daerah

yang disurvei merupakan daerah sedimen atau daerah vulkanik ataupun daerah

yang telah mengalami proses metamorfosa. Umumnya akuifer pada daerah

vulkanik mempunyai harga true resistivity yang lebih besar daripada daerah

dengan batuan sedimen.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

- Geolistirk merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari

sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksi

dipermukaan bumi yang terjadi baik secara alami maupun akibat injeksi

arus kedalam bumi.

- Kegunaan metode geolistrik dapat menghasilkan informasi pada lapisan

yang mempunyai daya hantar listrik yang digunakan untuk memetakan

badrock didalam airtanah untuk penentuan kadar garam.