ANALISIS DATA GAYABERAT UNTUKMENGIDENTIFIKASI CEKUNGAN AIR TANAH DI

PROVINSI LAMPUNG BAGIAN SELATAN(Skripsi)

Oleh

RIVALDI RISMAN

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PERGURUAN TINGGIUNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2019

i

ABSTRAK

ANALISIS DATA GAYABERAT UNTUK MENGIDENTIFIKASICEKUNGAN AIR TANAH DI PROVINSI LAMPUNG BAGIAN SELATAN

Oleh

RIVALDI RISMAN

Telah dilakukan penelitian “Analisis Data Gayaberat Untuk MengidentifikasiCekungan Air Tanah Di Provinsi Lampung Bagian Selatan”. Penelitian inidilakukan untuk mengetahui pola cekungan, patahan serta keberadaan cekunganair tanah. Analisis ini dilakukan berdasarkan analisis data anomali gayaberatSecond Vertical Derivative (SVD), model 2D lapisan bawah permukaan sertaestimasi kedalaman cekungan dengan menggunakan power spectrum analysis.Untuk mencapai tujuan penelitian ini, dilakukan mengestimasikan kedalamananomali regional dari 12 sayatan Anomali Bouguer Lengkap, didapatkan sedalam7849.53 m. Selanjutnya, peta SVD menunjukan keberadaan pola batas cekunganpada dua zona terduga cekungan air tanah dan sebuah pola patahan pada bagianselatan lokasi penelitian. Peta hidrogeologi menunjukan produktivitas sumur yangbaik pada dua zona tersebut dengan debit rata-rata antara 5 sampai 10 l/detik.Kemudian, Anomali residual dimodelkan dengan metode forward modeling 2dimensi, menghasilkan model dengan kedalaman 7850 m. Model 2 dimensimemperlihatkan tiga lapisan formasi, dengan densitas masing – masing, 2.3 gr/cc,2.3 gr/cc dan 2.8 gr/cc. Model ini menunjukan dua cekungan Air Tanah padaFormasi Endapan Gunung Api Muda (Qhv) dan Formasi Lampung (QTl) dengankedalaman masing – masing 1 km dan 1.5 km.

Kata kunci: Anomali residual, Peta SVD, forward modeling, cekungan.

ii

ABSTRACT

GRAVITY DATA ANALYSIS TO IDENTIFY GROUNDWATER BASINSIN SOUTH SIDE OF LAMPUNG PROVINCE

By

RIVALDI RISMAN

Research has been carried out on the gravity data analysis to identify groundwaterbasins in south side of Lampung province. This study aims to knowing basinssystem, fault and existence of groundwater basins. This analysis based on SecondVertical Derivative (SVD) gravity anomaly data analysis, subsurface 2D gravitymodeling and depth estimation based on power spectrum analysis. To get the aimsof this study, Regional anomaly depth estimation has been done from 12 slicing ofComplete Bouguer Anomaly, and the depth are 7849.53 m. Furthermore, SVDmap show the existence boundary basins pattern in two zone that suspected asgroundwater basins and a fault pattern in the south side of research sites.Hydrogeological map show the well productivity have good productivity in bothzone with debit is between 5 until 10 l/second. Furthermore, residual anomaly hasbeen modeled by 2 dimension forward modeling method, the result is model with7850 m depth. 2 dimension model show three formation layers, with each density2.3 gr/cc, 2.3 gr/cc and 2.8 gr.cc. the model show two groundwater basins inEndapan Gunung Api Muda Formation (Qhv) and Lampung Formation (QTl)with 1 km and 1.5 km of depth.

Keyword: Residual anomaly, SVD map, forward modeling, Basins.

iii

ANALISIS DATA GAYABERAT UNTUK MENGIDENTIFIKASICEKUNGAN AIR TANAH DI PROVINSI LAMPUNG BAGIAN SELATAN

Oleh

RIVALDI RISMAN

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik GeofisikaFakultas Teknik Universitas Lampung

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PERGURUAN TINGGIUNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2019

vii

RIWAYAT HIDUP

2 September 1994 tarikan nafas serta tangisan pertama di

dunia ini mengawali kehidupan penulis seperti pada

umumnya. Rivaldi Risman, hidup dan tumbuh di lingkungan

pedesaan di daerah pegunungan Lampung Barat. Tumbuh

dengan kegilaan terhadap olah raga yang tidak bisa

dibendung. Merupakan anak kedua dari empat bersaudara dari pasangan Risman

dan Titi Misyati.

Mengawali Pendidikan formal pertama di SDN 1 Puralaksana Kecamatan Way

tenong Kabupaten Lampung Barat pada tahun 2000 dimulai dari kelas satu

tentunya. Kemudian melanjutkan studi menegah di SMPN 1 Way tenong pada

tahun 2006. Selama tiga tahun cukup untuk menyelesaikan studi menegah

pertama, kemudian melanjutkan studi menengah di SMAN 1 Way tenong, lulus

dalam waktu tiga tahun pula, yaitu pada tahun 2012.

Pendidikan Tinggi selanjutnya menjatuhkan pilihan pada jurusan Teknik

Geofisika Universitas Lampung pada tahun 2012. Bukan sedikit waktu yang

tercurahkan menyelesaikan studi S1 di Teknik geofisika Universitas Lampung,

butuh setidaknya empat belas semester untuk menyelesaikan studi S1 Teknik

geofisika Universitas lampung.

viii

MOTO

“HANYA SEBUAH SKRIPSI, BUKANYANG LAIN”

-Rivaldi Risman

“Dan inipun akan berlalu”-tukang emas kerajaan

“Dan Kami jadikan tidurmu untuk istirahat”

(QS An-naba ayat 9)

ix

SANWACANA

Puji Syukur senantisa terhanturkan kepada Allah Subhanahu wata’ala, pemilik

segala yang ada di langit dan di bumi. Pemilik dari segala pengetahuan, yang

dengan izinnya penulis bisa menikmati seujung jarum pengetahuan di antara

lautan pengetahuan yang dimimiki-Nya. Dengan kebaikan tersebut penulis

mampu menyelesaikan penulisan skripsi “ANALISIS DATA GAYABERAT

UNTUK MENGIDENTIFIKASI CEKUNGAN AIR TANAH DI PROVINSI

LAMPUNG BAGIAN SELATAN”. Pula kepada kekasihnya, seorang yang

menunjuki setiap umatnya kepada jalan yang baik, Nabi Muhammad Sholallahu

‘alaihi wassalam semoga terhanturkan salawat dan salam dari seorang umat yang

kerap kali lupa akan kelembutan kasih sayangnya.

Ucapan terimakasih pula kepada kedua orang tua, Bapak Risman dan Ibu Titi

Misyati yang hingga kini kasihnya tiada pernah sedetikpun terhenti, semoga

rahmat serta hidayah Allah senantiasa tercurah kepada mereka.

Dalam penelitian ini tentunya penulis melibatkan banyak pihak yang memberikan

kontribusi baik berupa dukungan pengetahuan, spiritual dan emosional yang

dengan hal tersebut terselesaikanlah penelitian ini. Untuk itu, dihanturkan

terimakasih sebesar besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Ahmad Zaenudin, S.Si., M.T., atas kesediaannya memberikan

x

2. bimbingan dan persetujuan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan

sebaik-baiknya. Semoga ilmu yang diberikan menjadi sebuah amal jariyah

yang terus mengalir hingga akhir waktu.

3. Bapak Syamsurijal Rasimeng S.Si., M.Si., atas kesediaannya memberikan

bimbingan dan persetujuan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan

sebaik-baiknya. Juga tentu semoga ilmu yang diberikan menjadi sebuah

amal jariyah yang terus mengalir hingga akhir waktu.

4. Bapak Rustadi, S.Si., M.T., atas kesediaannya memberikan masukan

terbaik sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya. Juga

tentu semoga ilmu yang diberikan menjadi sebuah amal jariyah yang terus

mengalir hingga akhir waktu.

5. Seluruh dosen Teknik Geofisika Universitas Lampung yang telah

memberikan ilmunya kepada penulis selama ini. Semoga tiap waktu yang

tercurah selama proses mendidik mahasiswanya diberikan bayaran terbaik

dari Allah Subhanahu wata’ala.

6. Kakak – kakak terbaik sepanjang sejarah Rully Oktaveri dan Diana Resti,

semoga selalu diberkahi Allah Subhanahu wata’ala setiap langkahnya. Serta

si cantik, lucu nan menggemaskan Vania Devika Oktaveri, semoga menjadi

kebanggan keluarga dan pembawa kebaikan bagi keluarga.

7. My Brother Farhan Fathurachman dan Fahmi Fathurachman yang tak

terpisahkan. Semoga menjadi insan yang sholeh, penebar kebermanfaatan

untuk sesama, pembawa kebaikan serta menjadi kebanggaan Ayah dan Ibu.

8. Seluruh rekan terbaik dalam kehidupan yang telah membentuk diri hingga

menjadi saat ini. Baik rekan kecil yang kerap kali berpetualang mencari

xi

keseruan dimanapun tempatnya. Rekan-rekan PEMUDA TERBALIK,

rekan-rekan KENDUR, rekan-rekan TG12 yang menjadi guru-guru

kesabaran, guru-guru kebaikan yang memberikan banyak pengalaman

terbaik sepanjang kehidupan. Rekan-rekan FOSSI FT Unila, rekan-rekan

HIMATG Bhuwana, rekan-rekan Birohmah Universitas Lampung semoga

selalu terjaga semangatnya dalam menyebarkan kebermanfaatan. Rekan-

rekan Junior FC, Bintang Muda Sanayudha FC, Pers FC dan Garuda FC

teman berbagi harapan dan keputus asaan. Rasanya tidak mungkin untuk

disebutkan satu persatu Namanya karena mungkin butuh waktu empat belas

semester lagi untuk menyelesaikannya. Semoga saling mendoaakan tidak

pernah menemui rasa bosan hingga akhir hayat.

9. Kepada seseorang yang hanya mampu disebut dalam doa, semoga

kebahagiaan selalu menemani langkahmu dalam mencapai cita-cita.

10. Seluruh civitas akademika Universitas Lampung.

Pada akhirnya, penulisan skripsi ini tidak mampu mendekati kata sempurna,

namun sebuah harapan manis semoga tulisan ini bisa sedikit memberi manfaat

kepada semua.

Bandar lampung, 26 Juni 2019

Rivaldi Risman

xii

DAFTAR ISI

HalamanABSTRAK ........................................................................................................ i

ABSTRACT...................................................................................................... ii

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ iii

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................ iv

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................v

LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................vi

RIWAYAT HIDUP..........................................................................................vii

MOTO...............................................................................................................viii

SANWACANA ................................................................................................. ix

DAFTAR ISI.....................................................................................................xii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................xiv

DAFTAR TABEL ............................................................................................xv

BAB I. PENDAHULUAN................................................................................11.1. Latar Belakang ......................................................................................11.2. Tujuan Penelitian ..................................................................................31.3. Batasan Masalah ...................................................................................3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................42.1. Letak Daerah Penelitian ........................................................................42.2. Geologi Regional ..................................................................................62.3. Fisiografi ...............................................................................................72.4. Stratigrafi ..............................................................................................82.5. Urutan Geologi......................................................................................92.6. Hidrogeologi Lokasi Penelitian ............................................................11

BAB III. TEORI DASAR ................................................................................133.1. Cekungan ..............................................................................................133.2. Metode Gayaberat .................................................................................14

xiii

3.3.Konsep Dasar Gayaberat...................................................................... 143.3.1. Teori Gayaberat ...................................................................... 143.3.2. Potensial Gayaberat ................................................................ 16

3.4.Koreksi Data Gayaberat ....................................................................... 183.4.1. Koreksi Apungan.................................................................... 193.4.2. Koreksi Tidal .......................................................................... 203.4.3. Koreksi Lintang ...................................................................... 203.4.4. Koreksi Udara Bebas .............................................................. 203.4.5. Koreksi Bouguer..................................................................... 21

3.5. Anomali Bouguer Lengkap ............................................................... 213.6. Analisis Spektrum ............................................................................. 223.7. Pemisahan Anomali Regional dan Residual...................................... 263.8. Moving Average ................................................................................ 263.9. Pemodelan Struktur Bawah Permukaan ............................................ 29

BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 314.1. Lokasi, Waktu dan Tema Penelitian.................................................. 314.2. Alat dan Bahan .................................................................................. 314.3. Pengolahan Data ................................................................................ 32

4.3.1. Perhitungan dan Koreksi – koreksi Gayaberat...................... 324.3.2. Anomali Bouguer Lengkap................................................... 324.3.3. Analisis Spektrum................................................................. 334.3.4. Pemisahan Anomali Regional dan Residual ......................... 334.3.5. Pemodelan bawah Permukaan .............................................. 33

4.4. Diagram Alir Penelitian..................................................................... 34

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................ 355.1. Anomali Bouguer Lengkap ............................................................... 355.2. Pemisahan Anomali Regional dan residual ....................................... 36

5.2.1. Analisis Spektral ...................................................................... 365.2.2. Anomali Regional dan Residual .............................................. 425.2.3. SVD Filtering .......................................................................... 45

5.3. Interpretasi ......................................................................................... 465.3.1. Interpretasi Kualitatif ............................................................... 465.3.2. Interpretasi Kuantitatif ............................................................. 53

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 576.1. Kesimpulan........................................................................................ 576.2. Saran .................................................................................................. 57

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 59

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

HalamanGambar 1. Peta Lokasi Penelitian................................................................... 4Gambar 2. Peta Geologi Daerah Penelitian (Mangga dkk, 1993) .................. 5Gambar 3. Penyebaran batuan di Paparan Sunda dan Asia Tenggara (Manggadkk, 1993) ........................................................................................................ 6Gambar 4. Peta Geologi lembar Tanjung Karang (Mangga dkk, 1993)......... 7Gambar 5. Peta Fisiografi daerah Lampung (Mangga, 1993) ........................ 8Gambar 6. Stratigrafi Daerah Penelitian (Mangga dkk, a993) ....................... 9Gambar 7. Peta Hidrogeologi Lokasi Penelitian ............................................ 12Gambar 8. Gaya tarik menarik antara dua benda (Rosid, 2005) .................... 15Gambar 9. Potensial massa tiga dimensi (Telford dkk.,1990)........................ 17Gambar 10. Kurva Ln A terhadap k (Fitriana, 2011) ..................................... 25Gambar 11. Respon penggunaan filter moving average (Smith, 1999) ......... 27Gambar 12. Efek Gayaberat poligon menurut Talwani (Talwani, 1959) ....... 30Gambar 13. Diagram alir penelitian ............................................................... 34Gambar 14. Anomali Bouguer Lengkap ........................................................ 35Gambar 15. 12 sayatan analisis spektral......................................................... 37Gambar 16. Grafik Sayatan A, B dan C ......................................................... 38Gambar 17. Grafik Sayatan D, E dan F.......................................................... 39Gambar 18. Grafik Sayatan G, H dan I .......................................................... 40Gambar 19. Grafik Sayatan J, K dan L .......................................................... 41Gambar 20. Peta Anomali Regional ............................................................... 43Gambar 21. Peta Anomali Residual ............................................................... 44Gambar 22. Peta SVD .................................................................................... 46Gambar 23. Hasil observasi sumur warga dan kondisi air tanah ................... 54Gambar 24. Korelasi hasil observasi sumur warga dengan peta hidrogeologi.......................................................................................................................... 50Gambar 25. Ilustrasi korelasi data geolistrik Perusahaan T dan G................. 52Gambar 26. Analisis batas struktur bawah permukaan lokasi penlitian......... 53Gambar 27. Irisan model 2 dimensi................................................................ 54Gambar 28. Hasil Forward modeling 2 Dimensi ........................................... 55

xv

DAFTAR TABEL

HalamanTabel 1. Jendela optimal hasil analisis spektral............................................... 42Tabel 2. Hasil observasi Sumur warga ............................................................ 48Tabel 3. Pengukuran geolistrik tahanan jenis perusahaan T ........................... 50Tabel 4. Pengukuran geolistrik tahanan jenis perusahaan G........................... 51

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Gravitasi merupakan salah satu besaran fisika yang menyatakan kemampuan bumi

untuk menarik benda – benda disekitarnya. Gaya ini menjamin manusia bisa

melakukan berbagai aktivitasnya di atas muka bumi. Gaya tarik yang dinyatakan

Newton melalui hukum Newton tentang gravitasi, merupakan gaya yang muncul

akibat dari massa yang dimiliki suatu benda yang dipengaruhi oleh jarak benda –

benda bermassa tersebut.

Dengan demikian, manusia dengan massa tertentu akan tetap berada di permukaan

bumi karana bumi memiliki massa yang cukup besar untuk mempertahaankan

posisi manusia dan segala aksesori kehidupannya. Seiring berkembanganya ilmu

pengetahuan, terutama bidang kebumian. Hukum fisika ini mampu memberikan

sebuah metode pendekatan yang digunakan untuk mengetahui struktur bawah

permukaan bumi.

Metode gravitasi atau umum juga dikenal dengan metode gaya berat

memanfaakan adanya perbedaan massa penyusun struktur bawah permukaan

bumi. Hal ini cukup dimungkinkan sesuai dengan hukum Newton tentang gravitasi

2

menyatakan bahwa besar gaya tarik suatu benda sebanding lurus dengan massa

benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara kedua

benda. Hal ini tentunya dilakukan dengan berbagai perhitungan matematis untuk

mampu mendekati keadaan yang sebenarnya.

Manusia tidak pernah lepas tentunya dengan kebutuhan berupa air. Baik air yang

didapatkan dari laut, sungai, danau dan air tanah. Menyoroti fakta tersebut sangat

perlu rasanya kita pelakukan penelitian guna melihat seberapa besar sumber daya

air yang kita miliki. Indonesia merupakan negara beriklim tropis. Hal ini tentunya

membuat kita memiliki sember daya air yang melimpah.

Melihat fakta tersebut sangat disayangkan tentunya, jika kita tidak mengenali

potensi sumber daya yang begitu melimpah ini. Oleh karenanya, perlu rasanya

untuk mengambil peran untuk menganalisa salah satu dari sejumlah cekungan air

tanah yang ada dengan menggunakan data gayaberat, peta geologi dan peta hidro

geologi yang telah dimiliki.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Geofisika Universitas Lampung

menggunakan data gayaberat yang diambil pada tahun 2015 sejumlah 403 titik

data gaya berat. Pengukuran data tersebut dilakukan di Provinsi Lampung.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan beberapa hal sebagai berikut:

3

1. Menentukan, membuat dan menganalisis peta anomali gayaberat wilayah

penelitian.

2. Mengidentifikasi keberadaan cekungan air tanah berdasarkan anomali

gayaberat.

3. Membuat dan menganalisis peta Second Vertical Derivative (SVD)

4. Memodelkan struktur bawah dua dimensi (2D forward modeling) berdasarkan

estimasi kedalaman dari hasil analisis spektrum.

1.3. Batasan Masalah

Penelitaian ini dibatasi beberapa batasan masalah sebagai berikut:

1. Penentuan estimasi kedalaman anomali residual didapatkan dari hasil analisis

spektrum.

2. Filter Pemisahan anomali adalah filter Moving average filter.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Letak Daerah Penelitian

Lokasi daerah penelitian berada di koordinat 497946.5524, 9390495.013

hingga 556456.6195, 9450535 UTM 48 S wilayah penelitian tersebut

termasuk ke dalam Provinsi Lampung. Meliputi beberapa kabupaten/kota

antara lain, Bandar Lampung, Metro, Lampung Selatan, Pesawaran,

Pringsewu, Lampung Timur dan Lampung Tengah. Tersebar sebanyak 403

titik pengukuran pada lokasi tersebut ditunjukan pada Gambar 1.

Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian

5

Gambar 2. Peta Geologi Daerah Penelitian (Manga dkk, 1993)

6

2.2. Geologi Regional

Gambar 2 memperlihatkan sebaran formasi yang menyusun bawah

permukaan lokasi penelitian. Kompleks Gunung Kasih (Pzg) tersusun dari

batuan malihan (metamorphic rocks), diartikan sebagai formasi batuan tertua

yaitu terbentuk pada paleozoikum. Formasi ini tersusun daru batuan sekis,

gneis, kuarsit dan pualam. Formasi Lampung (QTl) merupakan formasi yang

cukup mendominasi hampir seluruh wilayah pada lembar Tanjung Karang.

Formasi Lampung terdiri dari Batuan Riolit-Tufan dan Vulkanoklastik Tufan.

Kegiatan gunung api selanjutnya, erat kaitannya dengan penunjaman

Lempeng Samudera Hindia, terjadi diseluruh busur pegunungan barisan

selama tersier yang menghasilkan batuan Tuf, Lava dan Breksi

Gambar 3. Penyebaran batuan di Paparan Sunda dan Asia Tenggara(Mangga dkk., 1993)

Gunung api bersusunan Riolit-Basal. Proses pengendapan selama holosen

menghasilkan endapan Aluvium, Batu Gamping dan rawa.

7

Pada peta geologi Lembar Tanjung karang memiliki tiga urutan stratigrafi

yaitu: pra-Tersier, Tersier dan Kuarter. Lembar Tanjung Karang termasuk

pula bagian cekungan Sumatera Selatan di lajur busur-belakang serta

Pegunungan Barisan di lajur busur magma yaitu Lajur Palembang dan Lajur

Barisan, yang terjadi pada pra-karbon sampai kuarter (Mangga dkk., 1993).

Gambar 4. Peta Geologi lembar Tanjung Karang (Mangga dkk., 1993)

2.3. Fisiografi

Daerah ini dapat dibagi menjadi tiga satuan morfologi: dataran

bergelombang di bagian Timur hingga Timur laut, pegunungan kasar di

bagian tengah serta Baratdaya, dan daerah pantai berbukit sampai datar.

8

Daerah dataran yang bergelombang menempati lebih dari 60% dari luas

lembar dan terdiri dari endapan Vulkanoklastika Tersier-Kuarter dan

Aluvium dengan ketinggian beberapa puluh meter di atas muka laut.

Pegunungan Bukit Barisan menempati 25-30 % dari luas lembar, terdiri dari

Batuan Beku dan Malihan serta Batuan Gunung api Muda. keberadaan

Lereng-lereng yang umumnya curam dengan ketinggian antara 500 m sampai

1.680 m di atas permukaan laut.

Daerah pantai memiliki topografi yang cukup beragam dan seringkali

terdapat pula pebukitan kasar, dengan ketinggian mencapai 500 m di atas

permukaan laut dan terdiri dari batuan gunungapi Tersier dan Kuarter serta

batuan terobosan.

Gambar 5. Peta Fisiografi Daerah Lampung (Mangga, 1993)

2.4. Stratigrafi

Urutan stratigrafi Lembar Tanjung Karang dibagi menjadi tiga bagian:

Pra-Tersier, Tersier, dan Kuarter. Setiap satuan batuan diperkirakan secara

Litostratigrafi, telah diberi nama berdasarkan rekomendasi Sandi Stratigrafi

Indonesia yang dilaksanakan pada tahun 1975 dan Panduan Stratigrafi

9

Internasional (Hedberg, 1976), sehingga urutan tata nama yang dipakai

untuk batuan-batuan berlapis adalah anggota, formasi, dan kelompok. Istilah

“Kompleks” dipakai berdasarkan American Geological Institute.

Gambar 6. Stratigrafi Daerah Penelitian (Mangga dkk, 1993)

2.5. Urutan Geologi

Batuan-batuan Sekis, Ortogenes, Pualam dan Kuarsit Kompleks Gunung

Kasih adalah batuan tertua yang tersingkap di Lembar Tanjung Karang.

Karena proses perubahan mereka berderajat lebih tinggi, mereka selalu

diasumsikan berumur lebih tua dari pada runtunan Permo-Karbon lainnya

yang tersingkap di tempat lain di Sumatera (Gafoer, 1990).

Singkapan runtunan Karbon-Perem Awal terdiri dari berbagai jenis Klastika,

Karbonat serta satuan-satuan Kerakal sedimen malih yang tersingkap pada

sepanjang Timur Pegunungan Barisan, kemudian berlanjut ke Timur sampai

Pegunungan Duabelas dan Pegunungan Tigapuluh. Secara umum, mereka

10

meliputi runtunan Barat endapan-endapan laut dangkal sampai paparan

(Formasi- Formasi Alas, Kluet, Kuantan, Tarap dan Terantam) serta runtunan

Timur endapan rombakan di sentuhan tektonik yang terpilah buruk,

kerakalan, Fluvioglasial (Formasi-Formasi Bohorok, Gangsal, Pengabuhan,

dan Mentulu).

Di sini, Kompleks Gunungkasih dianggap sama dengan satuan Runtunan

Barat. Bukti yang jelas, ialah derajat perubahaannya yang lebih tinggi dan

adanya satuan-satuan batuan beku malih di Kompleks Gunungkasih.

Khususnya Sekis Amfibol Way Galih yang merupakan Batuan Gunungapi

Malih. Tetapi, hingga saat ini penelitian lebih lanjut berkaitan dengan

petrografi rinci tentang derajat pemalihan belum dilakukan, sehingga masih

terlalu awal untuk mengasumsikan korelasi regional hanya berdasarkan tinggi

rendahnya derajat pemalihan.

Penjelasan lain yang mungkin dapat diberikan, seperti telah disebutkan, ialah

bahwa batuan Kompleks Gunungkasih telah terangkat secara lokal, kerak

yang lebih dalam batuan dasar malihan Sumatera. Cameron dkk. (1982) juga

telah menyampaikan adanya satuan dengan derajat pemalihan lebih tinggi,

Pualam, Sekis, Gneis dan Batu Hijau atau Batuan Gunung Api Malih di

tempat lain di Sumatera bagian Utara.

Penunjaman kerak samudera yang terjadi di sepanjang tepi Barat Sumatera,

membentuk busur pluton yang berumur pertengahan Jura Akhir (170-110 juta

tahun), walaupun busur itu tidak tersingkap dalam lembar ini. Pada akhir

Kapur Awal proses penunjaman berhenti serta terkumpulnya batuan Wilayah

11

Woyla yang terdiri dari batuan kerak samudera ofiolitik, terakrasikan

terhadap Sumatera, kemungkinan pada Barremian. Selama peristiwa tersebut

berlangsung Batuan Mintakat Woyla telah mengalami kerusakan, terobek-

robek dan membentang sejajar dengan tepi benua, dan mungkin sebagian

telah hancur (Cameron dkk, 1980).

Pada Miosen Akhir lingkungan pengendapannya terubah menjadi laut

dangkal hingga payau serta penyusutan laut yang terus berlangsung selama

Pliosen Awal sehingga menjadi penyebab terjadinya lingkungan

pengendapan daratan. Aktivitas gunungapi yang luas disertai dengan

terjadinya pengangkatan kembali di Busur Barisan, diikuti oleh penunjaman

baru di sepanjang Parit Sumatera, dan berlanjut sampai Holosen. Susunan

batuannya sangat beragam, dari Basal sampai Rio-andesit dan batuan

gunungapi berupa Lava dan Tuf yang luas, khas untuk Formasi Lampung.

Pengendapan selama Holosen berupa Aluvium dan sedikit endapan rawa

(Sanjaya, 2012).

2.6. Hidrogeologi Lokasi Penelitian

Gambar 7 meunjukan kondisi hidrogeologi lokasi penelitian yang cukup

bervariasi. Bagian utara, timur laut hingga timur didominasi oleh akuifer

dengan penyebaran sedang hingga luas. Pada bagian ini akuifer memiliki

aliran yang mengalir melalui ruang antar butir, dengan debit antara 5 sampai

10 l/detik. Pada bagian barat laut hingga ke utara terlihat pola akuifer dengan

aliran melalui celahan dan ruang antar butir yang sangat mendominasi.

Bagian ini memiliki debit antara 5 sampai 10 l/detik. Bahkan beberapa sumur

12

memiliki debit yang sangat luar biasa hingga 100 l/detik pada beberapa

sumur di Kabupaten Pesawaran hingga Bandar Lampung.

Gambar 7. Peta Hidrogeologi Lokasi Penelitian

Bagian tenggara merupakan daerah dengan keadaan yang sulit air. Adapun

keberadaan akuifer merupakan akuifer dengan pola aliran melalui celahan,

rekahan dan saluran batuan.

III. TEORI DASAR

3.1. Cekungan

Cekungan sedimen merupakan subsidensi berkepanjangan pada permukaan

bumi. Proses ini terjadi pada bagian yang rigid serta lapisan yang dingin yang

biasa kita sebut litosfer. Litosfer memiliki bebrapa lempeng yang bergerak.

Cekungan sedimen pada umumnya berada pada lingkungan yang memiliki

pergerakan lempeng tektonik.

Ingersoll dan Busby (1995) menyatakan terdapat enam mekanisme subsidensi

yang menghasilkan 26 tipe cekungan yang berbeda. Dalam pernyataan

tersebut dapat disimpulkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Penipisan kerak

2. Penebalan Litosfer, seperti disebabkan oleh pendinginan hasil peregangan

atau penambahan massa dari astenosfer.

3. Sedimen dan pemuatan gunung api yang disebabkan oleh kompensasai

dari isostatic.

4. Pemuatan tektonik sebagai kompensasi dari isostatic.

5. Pemuatan subkerak dikarenakan pemuatan kepadatan subkerak seperti

dikarenakan penghancuran serpihan mantel atau perubahan kepadatan

selama perubahan fase.

14

6. Aliran astenosfer selama proses subduksi dari lapisan litosfer yang dingin

(Philip A.Allen dan John R.Allen, 2005).

3.2. Metode Gayaberat

Pendugaan gayaberat meliputi pengukuran dari variasi medan gravitasi bumi.

Sebuah harapan mampu melihat sebuah massa lokal baik yang lebih besar

ataupun lebih kecil dibanding formasi di sekitarnya dan mempeajari sesuatu

dari suatu perbedaan di suatu lokasi penelitian. Metode gayaberat sangat

berkaitan dengan massa dan juga efek massa lokal yang menjadi tinjauan

utama gayaberat sangat kecil sekali dibanding medan yang dihasilkan oleh

keseluruhan massa bumi yaitu sekitar 1 dari 1000000 besarnya. Oleh

karenanya, koreksi – koreksi data gayaberat sangat penting dibanding metode

– metode geofisika lainnya (Telford dkk, 1990).

3.3. Konsep Dasar Gayaberat

3.3.1.Teori Gayaberat

Dasar dari metode gayaberat adalah dua hukum dari Sir Issac Newton yang

dijelaskan dalam Principia Mathematica (1687), yang dikenal dengan

hukum Newton tentang gravitasi universal dan hukum Newton kedua

tentang gerak benda.

Gaya tarik antara dua buah benda bermassa adalah sebanding dengan besar

massanya dan berbanding tebalik dengan kuadrat jarak antar kedua pusat

massa benda tersebut. Secara konsisten, semakin besar jarak antar

keduanya maka akan semakin kecil gaya tarik antar keduanya.

15

= ×(1)

Dimana G merupakan konstanta gravitasi = 6.67 × 10-11 Nm2kg-2

= × (2)

Persamaan (1) dan (2) dapat dikobinasikan menjadi sebuah persamaan:

= × = × ; sehingga= ×(3)

Persamaan ini memperlihatkan percepatan gravitasi di Bumi berbanding

lurus dengan massa Bumi (M) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jari

– jari Bumi (R) (Reynolds, 1997).

Gambar 8. Gaya tarik menarik antara dua benda.

Satuan gaya berat ditentukan untuk menghormati Galileo yang melakukan

pengukuran percepatan gayaberat pertama kali. Satuan tersebut dapat

didefinisikan (Octonovrilna, 2009):

1 Gal = 1 cm/s2 = 10-2 m/s2

Satuan anomali gayaberat dalam kegiatan eksplorasi diberikan dalam orde

miligal (mGal):

1 mGal = 10-3 Gal

16

1 μGal = 10-3 mGal = 10-6 Gal = 10-8 m/s2

Dalam satuan MKS, gayaberat diukur dalam g.u.(gravity unit) atau μm/s2:

mGal = 10 g.u. = 10-5 m/s

3.3.2.Potensial Gayaberat

Potensial gayaberat dapat didefinisikaan sebagai energi yang diperlukan

untuk memindahkan suatu massa dari suatu titik ke titik tertentu. Suatu

benda dengan massa tertentu dalam sebuah sistem ruang akan menimbulkan

medan potensial disekitarnya. Dimana medan potensial bersifat konservatif,

artinya usaha yang dilakukan pada suatu medan gayaberat tidak tergantung

pada lintasan yang ditempuhnya namun, hanya bergantung pada posisi awal

dan akhir (Rosid, 2005).

Gayaberat merupakan sebuah vektor yang arahnya sepanjang garis yang

menghubungkan pusat dari dua buah massa. Gaya ini menimbulkan suatu

medan yang konservatif yang dapat diturunkan dari suatu potensial skalar

dengan hubungan sebagai berikut.

= ∇ (⃗) (4)

Persamaan tersebut berdasarkan konvensi oleh Kellog tahun 1953, yang

menyatakan bahwa potensial gayaberat merupakan usaha yang dilakukan

oleh medan gayaberat pada partikel uji dan negatif dari energi potensial

partikel. Beberapa buku menetapkan potensial Gayaberat sebagai usaha

yang dilakukan partikel uji, sehingga dalam persamaan (2) ditulis:

17

= −∇ (⃗) (5)

Fungsi U pada persamaan di atas disebut potensial gravitasi, sedangkan

percepatan Gayaberat g merupakan medan potensial. Tanda minus

menandakan bahwa arah Gayaberat menuju ke titik yang dituju. Dengan

mengasumsikan bumi dengan massa M bersifat homogen dan berbentuk bola

dengan jari-jari R, potensial gravitasi di permukaan dapat didefinisikan

dengan persamaan:

∇ (⃗) = − ( ) = − (⃗) (6)

(⃗) = ∫ (∇ ) . = −∫ . (7)

( ) = − ∫ = (8)

Potensial total Gayaberat bersifat penjumlahan sedangkan potensial

gayaberat distribusi massa yang kontinu atau benda yang berdimensi yaitu

dalam ruang bervolume V dengan rapat massa dengan rapat massa yang

konstan ditunjukkan pada Gambar 9.

Gambar 9. Potensial massa tiga dimensi (Telford dkk.,1990)

18

Berdasarkan Persamaan (6), potensial yang disebabkan oleh elemen massa

dm pada titik (x, y, z) dengan jarak r dari P(0, 0, 0) adalah:

= = (9)

dimana:

(x,y,z) adalah densitas

= + +Potensial total dari massa adalah:

= ʃ ʃ ʃ (10)

karena g adalah percepatan Gayaberat pada sumbu z (arah vertikal) dan

dengan asumsi konstan, maka:

= − = ʃ ʃ ʃ (11)

3.4. Koreksi Data Gayaberat

Gravimeter tidak memberikan pengukuran langsung terhadap gayaberat.

Melainkan, memberikan sebuah nilai yang kemidian dikalikan factor

kalibrasi alat tersebut yang disebut dengan nilai gayaberat observasi.

Sebelum diinterpretasikan kedalam kajian geologi, perlu di koreksi terlebih

dahulu masing – masing datumnya, seperti dengan mengoreksi berdasar

ketinggian muka air laut untuk menghilangkan efek yang bukan target

geologi pengukuran. Selisih antara nilai gayaberat observasi dan nilai

19

International Gravity/Geodetic Reference System 67 pada lokasi yang sama

di sebut dengan anomaly gayaberat.

3.4.1. Koreksi Apungan

Perbedaaan pembacaan gravimeter sesuai dengan berjalannya waktu

merupakan pengaruh dari berkurangnya nilai elastisitas pegas. Nilai koreksi

apungan bisa ditentukan dengan mudah, yaitu dengan mengulang

pengukuran dan melihan perbedaan atau pergeseran nilai di titik yang sama

pada hari tersebut. Nilai gayaberat observasi kemudian dikurangakan dengan

nilai pergeseran pengukuran pada masing masing titik yang diukur

(Reynolds, 1997).

Untuk menentukan nilai drift dari suatu pengukuran pada titik tertentu, dapat

dilakukan dengan melakukan perhitungan sederhana. Perhitungan tersebut

menggunakan persamaan (12).

= ( − ) (12)

dimana :

DC : Drift Correction pada titik acuan pengamatan

: harga Gayaberat di titik acuan waktu awal

: harga Gayaberat di titik acuan waktu akhir

: waktu awal pengambilan data

: waktu akhir pengambilan data

: waktu pengamatan di titik pengamatan ke-n

20

3.4.2. Koreksi Tidal

Seperti halnya air laut yang terpengaruh tarikan bulan dan matahari,

begitupun dengan bagian bumi yang solid lainnya. Untuk mengetahui nilai

tidal dilakukan pengukuran pada titik yang sama dalam beberapa waktu

selama pengukuran tentunya dengan tidak melupakan koreksi apungan alat

tersebut (Reynolds, 1997).

3.4.3.Koreksi Lintang

Koreksi lintang digunakan untuk mengoreksi Gayaberat di setiap lintang

geografis (spheroid dan Geoid) karena Gayaberat tersebut berbeda,yang

disebabkan oleh adanya gaya sentrifugaldan bentuk elipsoid (akibat bentuk

bumi yang tidak bulat). Koreksi lintang dapat dilakukan dengan 2 cara yakni

dengan menggunakan diferensi IGRF67 (untuk derajat lintang/latitude) atau

IGRF84 (Untuk radian).

IGRF 84:

= 978032,7 (1 + 0,0053024 − 0,0000058 2 ) (13)

dimana, adalah lintang (Radian) pada titik pengukuran.

3.4.4. Koreksi Udara Bebas

Dasar dari koreksi ini adalah mereduksi gayaberat yang terukur pada

ketinggian tertentu terhadap geoid, tanpa mempertimbangkan kodisi batuan

di ketinggian tersebut. Koreksi udara bebas merupakan perbedaan nilai

21

gayaberat yang terukur pada 0 mdpl dengan ketinggian h meter tanpa batuan

diantaranya. Koreksi udara bebas sesuai lintangnya adalah 3.083 g/cc/m di

ekuator dan 3.088 g/cc/m di kutub (Reynolds, 1997).

= (14)= (15)

3.4.5. Koreksi Bouguer

Koreksi Bouguer menghitung tarikan tambahan yang dihasilkan oleh

ketebalan batuan pada ketinggian h meter dan densitasnya. Sama halnya

dengan koreksi udara bebas, h ini dihitung dari 0 mdpl. Hasil perhitungan

gayaberantya adalah stara dengan 0.04192ρh g/cc (Reynolds, 1997).

= 2 ℎ (16)

3.5. Anomali Bouguer Lengkap

Anomali Bouguer adalah selisih antara harga Gayaberat pengamatan dengan

harga Gayaberat teoritis yang didefinisikan pada titik pengamatan bukan

pada bidang referensi, baik elipsoid maupun muka laut rata-rata. Anomali

Bouguer Lengkap diartikan sebagai anomali udara bebas dikurangi, reduksi

lempeng Bouguer dan reduksi Terrain yang dinyatakan dengan persamaan

17.

∆ ( , , ) = − ( ( ) − + − ) (17)

Peta Anomali CBA lazim digunakan untuk eksplorasi sumber daya alam

seperti cebakan mineral ekonomis, eksplorasi minyak dan gas bumi dalam

22

rangka memperlajari tatanan mineralisasi, cekungan sedimenter dan juga

untuk mempelajari geotektonik secara regional dan lain-lain.

3.6. Analisis Spektrum

Analisis spektrum dilakukan untuk untuk mengestimasi lebar jendela serta

estimasi kedalaman anomali Gayaberat. Analisis spektrum merupakan

transformasi Fourier dari lintasan yang telah ditentukan pada peta kontur

Anomali Bouguer Lengkap. Secara umum, suatu transformasi Fourier adalah

menyusun kembali/mengurai suatu gelombang sembarang ke dalam

gelombang sinus dengan frekuensi bervariasi dimana hasil penjumlahan

gelombang-gelombang sinus tersebut adalah bentuk gelombang aslinya

(Kadir, 2000).

J.W. Cooley dan J.W. Tukey memberikan kontribusi mereka untuk membawa

Fast Fourier Transform (FFT) ke khalayak melalui paper mereka “An

algorithm for the machine calculation of complex Fourier Series.”

Mathematics Computation, Vol. 19, 1965, pp 297-301. Ini mengulas sebuah

eknik yang telah ditemukan beberapa tahun sebelumnya. Seorang ilmuan

matematika Jerman yang termasyur Karl Friedrich Gauss sudah menggunakan

metode ini sejak satu abad yang lau. Cooley dan Tukey memperkenalkan FFT

pada waktu yang tepat, Pada permulaan revolusi computer (Smith, 1999).

Untuk analisis lebih lanjut, amplitudo gelombang-gelombang sinus

tersebut ditampilkan sebagai fungsi dari frekuensinya. Secara matematis

hubungan antara gelombang ( ) yang akan diidentifikasi gelombang

23

sinusnya (input) dan ( ) sebagai hasil transformasi Fourier diberikan oleh

persamaan berikut:

( ) = ∫ ( ) (18)

dimana = √−1.Pada metode Gayaberat, spektrum diturunkan dari potensial Gayaberat yang

teramati pada suatu bidang horizontal dimana transformasi Fouriernya sebagai

berikut (Blakelly, 1996):

( ) = dan = 2 | |( )| | (19)

dimana > , | | ≠ 0, adalah potensial Gayaberat, adalah anomali rapat

masa, adalah konstanta Gayaberat dan r adalah jarak. Percepatan

Gayaberat dihubungkan pada potensial Gayaberat oleh persamaan = ∇ .

Gerak vertikal Gayaberat yang disebabkan oleh suatu titik massa adalah

turunan derivative dari potensial Gayaberatnya:

= (20)

( ) = (21)

( ) = (22)

Transformasi Fourier pada lintasan yang diinginkan adalah:

( ) = 2 | |( ) , > (23)

24

Jika distribusi rapat massa bersifat random dan tidak ada korelasi antara

masing-masing nilai Gayaberat , maka m = 1, sehingga hasil transformasi

Fourier anomali Gayaberat menjadi:

= | |( 0− 1) (24)

dimana adalah amplitudo dan C adalah konstanta. Untuk memperoleh

hubungan antara amplitudo ( ) dengan bilangan gelombang (k) dan

kedalaman ( − ) dilakukan dengan logaritma pada persamaan =| |( 0− 1), sehingga bilangan gelombang k berbanding lurus dengan

spektrum amplitudo.

= 2 | |( 0− 1) (25)

= ( − )| | + (26)

Persamaan di atas dapat dianalogikan dalam persamaan garis lurus:

= + (27)

dimana ln A sebagai sumbu y, | | sebagai sumbu x, dan ( 0 − 1)sebagai kemiringan garis (gradien). Oleh karena itu, kemiringan garisnya

merupakan kedalaman bidang dalam dan dangkal. | | sebagai sumbu x

didefinisikan sebagai bilangan gelombang yang besarnya dan satuannya

cycle/meter, dengan λ adalah panjang gelombang. Hubungan λ dengan∆ diperoleh dari persamaan:

= = × ∆ (28)

25

Nilai λ sama dengan ∆ , ada faktor lain pada ∆ yang disebut konstanta

penggali, sehingga λ = N × ∆ , konstanta N didefinisikan sebagai lebar

jendela, jadi lebar jendela dapat dirumuskan sebagai berikut:

= × ∆ (29)

Dimana ∆ adalah domain spasi yang akan digunakan dalam Fast Fourier

Transform (FFT), dan kc adalah bilangan gelombang cutoff.

Gambar 10. Kurva Ln A terhadap k (Fitriana, 2011)

Semakin besar nilai k, maka nilai frekuensi akan tinggi. Hubungan bilangan

gelombang k dengan frekuensi f adalah

= 2 (30)

frekensi yang sangat rendah berasal dari sumber anomali regional dan

frekuensi tinggi berasal dari sumber anomali residual.

26

3.7. Pemisahan Anomali Regional dan Residual

Peta Anomali Bouguer serupa halnya peta topografi dengan nilai tinggi dan

rendah, dimana terdapat kontur yang rapat dan ada pula yang terpisah atau

renggang. Dimana terdapat pula anomali yang kontrasnya tidak terlalu

tinggi, mencerminkan nilai gelombang gayaberat yang panjang, yang

berasal dari sumber yang dalam yang biasa dikenal anomali regional.

Panjang gelombang yang lebih pendek bersumber dari sumber yang lebih

dangkal yang dikenal dengan anomali residual (Reynolds, 1997).

3.8. Moving Average

Moving average merupakan filter yang paling umum digunakan dalam

Pemrosesan sinyal digital. Hal ini dikarenakan, filter ini sangat mudah

dimengerti dan digunakan. Banyak ilmuan dan teknisi meletakan filter ini

sebagai pilihan pertama ketika menemui sebuah permasalahan. Bukan

hanya sangat aplikatif, filter ini juga optimal untuk beberapa masalah yang

umum ditemukan, mereduksi random white noise ketika menjaga step

response yang paling tajam.

Gambar 12 memprlihatkatkan bagaimana filter ini bekerja. Sinyal pada

gambar (a) membawa noise acak. Pada (b) dan (c), proses smoothing dari

moving average mengurangi amplitude dari noise, tapi juga mengurangi

ketajaman sudutnya (Smith, 1999).

27

Gambar 11. Respon penggunaan filter moving average (Smith, 1999)

Moving average dilakukan dengan cara merata-ratakan nilai anomalinya.

Hasil perata-rataan ini merupakan anomali regionalnya, sedangkan anomali

residualnya diperoleh dengan mengurangkan data hasil pengukuran

Gayaberat dengan anomali regional. Secara matematis persamaan moving

average untuk satu dimensi adalah sebagai berikut :

∆ ( ) = ∆ ( ) ⋯ ∆ ( ) ⋯ ∆ ( )(31)

dimana, i adalah nomor stasiun, N adalah lebar jendela, N adalah nilai

bilangan N dikurangi satu dan dibagi dua dan ∆ adalah besarnya

anomali regional. Sedangkan penerapan moving average pada peta dua

dimensi, harga pada suatu titik dapat dihitung dengan merata-ratakan

28

semua nilai di dalam sebuah kotak persegi dengan titik pusat adalah titik

yang akan dihitung harganya. Misalnya moving average dengan lebar

jendela 3, maka:

∆ = 19∑ =9 1∆ ( ) (32)

Nilai anomali residual ∆ dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan :

∆ = ∆ − ∆ (33)

dimana ∆ adalah anomali Bouguer total (Diyanti, 2014).

Masalah utama menggunakan moving average adalah lebar jendela

penapisan, makin besar jendela yang digunakan, makin lebar panjang

gelombang yang diloloskan. Sebagai contoh, (Yasoki, dalam Bath, 1974)

mencoba penapisan menggunakan bermacam-macam jendela menghasilkan

penyusun yang berbeda-beda. Dengan demikian terlihat bahwa masalah

utama pada pemisahan anomali menggunakan metode moving average

adalah :

1. Menentukan panjang gelombang anomali yang terdapat di daerah

penelitian.

2. Menentukan lebar jendela optimum sebagai jendela penapisan yang efektif.

3.9. Pemodelan Struktur Bawah Permukaan

Pemodelan ke depan (forward modelling) menyatakan proses perhitungan

data yang secara teoritis akan teramati di permukaan bumi jika diketahui

29

harga parameter model bawah-permukaan tertentu. Dalam pemodelan data

geofisika, dilakukan penyesuaian model yang menghasilkan respon yang

sesuai dengan data pengamatan. Dengan demikian, model tersebut dapat

dianggap mewakili kondisi bawah-permukaan di tempat pengukuran data

(Grandis, 2009).

Menurut Talwani (1959), pemodelan ke depan untuk menghitung efek

Gayaberat model benda bawah permukaan dengan penampang berbentuk

sembarang yang dapat diwakili oleh suatu poligon bersisi n dinyatakan

sebagai integral garis sepanjang sisi-sisi poligon:

= 2 ∮ (39)

Integral garis tertutup tersebut dapat dinyatakan sebagai jumlah integral

garis tiap sisinya, sehingga dapat ditulis sebagai berikut:= 2 ∑ (40)

Model benda anomali sembarang oleh Talwani didekati dengan poligon-

poligon dimana sistem koordinat kartesian yang digambarkan seperti di atas.

Untuk benda poligon sederhana seperti pada Gambar 7, dapat ditunjukan

dengan persamaan sebagai berikut:= ∫ (41)

sehingga diperoleh:= ∅ ∅ (∅ + ∅ ) ( ∅( ∅ ) (42)

dimana,= − ∅ = − (43)

30

= ∅ = (44)

Untuk keperluan komputasi, Persamaan (33) ditulis dalam bentuk yang lebih

sederhana, dengan mensubstitusikan harga-harga sin ∅, cos ∅, tan ∅ dengan

koordinat titik poligon dalam x dan z sebagai berikut:

= − + (45)

Gambar 12. Efek Gayaberat poligon menurut Talwani (Talwani, 1959)

IV. METODE PENELITIAN

4.1. Lokasi, Waktu dan Tema Peneletian

Penelitian Tugas Akhir ini dilakukan di:

Tempat : Laboratorium Teknik Geofisika Universitas Lampung

Alamat : Jl. Professor Doktor Ir. Sumantri Brojonegoro No.1,

Gedong Meneng, Rajabasa, Gedong Meneng, Rajabasa,

Kota Bandar Lampung, Lampung 35145

Tanggal : 20 Agustus 2018 – 20 januari 2019

Tema : Analisis data Gaya Berat untuk Mengidentifikasi

Cekungan Air Tanah Di Provinsi Lampung Bagian Selatan

4.2. Alat dan Bahan

Penulis menggunakan data primer pengukuran gaya berat Badan Geologi

Kementrian ESDM, Pusat Survei Geologi (PSG) Bandung. Data merupakan

hasil survei pengukuran gaya berat di daerah Lampung pada tahun 2015,

yang berjumlah 403 titik data pengukuran. Alat dan bahan yang digunakan

dalam penelitian ini adalah:

1. Laptop

2. Data gaya berat daerah Lampung

32

3. Peta administrasi daerah Lampung

4. Peta geologi daerah Lampung

5. Software Surfer 14

6. Software Geosoft Oasis Montaj 8.3

7. Software Global Mapper 16

8. Software Numeri

9. Software Microsoft Word dan Microsoft Excel

10. Software Grav3D

4.3. Pengolahan Data

4.3.1. Perhitungan dan Koreksi-koreksi Gayaberat

Data gaya berat dalam penelitian ini merupakan data yang belum dilakukan

koreksi, sehingga untuk mendapatkan Anomali Bouguer Lengkap perlu

dilakukan beberapa perhitungan dan koreksi gaya berat. Pengolahan data

berupa koreksi data gaya berat dilakukan dengan menggunakan software

Geosoft Oasis Montaj 8.3. Sebelum melakukan perhitungan dan koreksi

gaya berat penulis melakukan konversi nilai baca alat ke dalam mGal.

4.3.2. Anomali Bouguer Lengkap

Dibualtah peta Anomali Bouguer Lengkap setelah melalui berbagai proses

pengolahan berupa koreksi data gaya berat oleh software Geosoft Oasis

Montaj 8.3. Koreksi tidal dilakukan menggunakan persamaan longman,

koreksi drift dilakukan seperti pada umumnya dengan persamaan yang

terdapat pada teori dasar. Koreksi lintang menggunakan koreksi lintang

1984, menggunakan lintang dalam bentuk radian. Koreksi udara bebas dan

33

koreksi bouguer menggunakan densitas rata – rata yaitu 2.67 gr/cc. Koreksi

terrain dengan penggabungan metode oleh Dezso Nagy (1966) dan M.F.

Kane (1962).

4.3.3. Analisis Spektrum

Analisis spektrum dilakukan dengan menggunakan software Numeri dan

microsoft excel. Dilakukan sebanyak dua kali untuk mendapatkan hasil

yang lebih dangkal. Proses yang pertama dilakukan dengan melakukan

pengirisan peta Anomali Bouguer Lengkap sebanyak 12 irisan. Kemudian,

sebanyak 12 irisan juga dibuat pada peta anomali residual.

4.3.4. Pemisahan Anomali Regional dan Residual

Pemisahan anomali juga dilakukan dengan menggunakan software Surfer

14. Pemisahan anomaly menggunakan moving average filter, yang lebar

jendelanya didapatkan dari proses analisis spektrum.

4.3.5. Pemodelan Bawah Permukaan

Berdasarkan peta, melakukan pemodelan dua dimensi diawali dengan

menentukan lokasi yang diduga sebagai cekungan lalu dilakukan slicing

untuk mendapatkan penampang bawah permukan. Pemodelan forward

modelling dilakukan dengan menggunakan software Geosoft pada menu

Gm-sys. Kemudian melakukan pencocokkan dengan data geologi

untuk mengetahui lapisan batuan bawah permukan beserta nilai

densitasnya.

34

4.4. Diagram Alir Penelitian

Prosedural penelitian dalam sub-bab 4.3. dapat direpresentasikan dalam

diagram alir penelitian yang ditunjukkan pada Gambar 13:

Mulai

Data Gayaberat

Koreksi Data Gayaberat

Peta Anomali Bouguer Lengkap

Analisis Spektrum

Estimasi Lebar Jendela Estimasi Kedalaman

Moving Average Filter

Peta Anomali Regional Peta Anomali Residual

Informasi Geologi

Forward Modeling 2D

Model 2D

FIX?

YA

Tidak

Interpretasi

Kesimpulan

Selesai

Gambar 13. Diagram Alir

SVD filtering

Peta SVD

VI. KESIMPULAN

6.1. Kesimpulan

Dari Penelitian ini disimpulkan beberapa hal, antara lain:

1. Anomali Bouguer Lengkap daerah penelitian memiliki kisaran anomali 20

mgal hingga 100 mgal.

2. Anomali regional daerah penelitian memiliki kedalaman rata – rata

7849.53 m. Menghasilkan kisaran anomali 24 mgal hingga 80 mgal.

Anomali residual daerah penelitian memiliki kisaran anomali -22 mgal

higga 16 mgal.

3. Peta SVD memperlihatkan dua pola batas cekungan air tanah dan sebuah

pola patahan pada bagian selatan lokasi penelitian.

4. Model 2 dimensi hasil forward modeling menunjukan terdapat dua

cekungan pada Formasi Endapan Gunung Api Muda (Qhv) dan Formasi

Lampung (QTl). Disinyalir memiliki keterkaitan dengan adanya cekungan

air tanah.

6.2. Saran

Dengan mempertimbangkan beberapa aspek, disarankan beberapa hal

berikut:

58

1. Diperlukan data dan atau metode yang memiliki resolusi lebih baik

untuk memodelkan cekungan air tanah pada daerah penelitian.

2. Untuk pemodelan, korelasi data bor akan sangat membatu keakuratan

pemoodelan.

DAFTAR PUSTAKA

Allen.P.A. dan Allen J.R. 1999. Basin Analysis. Oxford: Blackwell Publishing.

Bemmelen. 1946.oc. Mangga, S.A. 1993. Peta Geologi Lembar Tanjungkarang,Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.

Blakley, RJ., 1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications,Cambridge: Cambridge University Press.

Cameron, and De Coster, G. L. 1980. The Geology of Sumatera Basin,Proceedings of the Indonesian Association of Geologist.

Fitriana, I., 2011, Penentuan Struktur Bawah Permukaan Berdasarkan Analisadan Pemodelan Data Gayaberat, Depok: Geophysics Program StudyDepartement of Physics, University of Indonesia.

Gafoer. 1984. Sumatera Geological map of the Bengkulu quadrangle, Sumatera.

Grandis, H., 2009., Pengantar Pemodelan Inversi Geofisika, Jakarta: HAGI.

Hamilton, W. 1979. Tectonic of Indonesian Region, United States GeologicalSurvey, Professional Papaer 1078.

Kadir, W.G.A., 2000, Eksplorasi Gayaberat dan Magnetik, Bandung: JurusanTeknik Geofisika Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral, ITB.

Karig. 1978, Kusnama 1992.oc. Mangga, S.A. 1993. Peta Geologi LembarTanjungkarang, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi,Bandung.

Mangga, S. A., Amirudin, T., Suwarti, S., Gafoer dan Sidarto. 1993. Peta GeologiLembar Tanjungkarang, Sumatera. Pusat Penelitian dan PengembanganGeologi, Bandung.

Octonovrilna, L., 2009, Analisa Perbandingan Anomaly Gravitasi denganpersebaran intrusi air asin (Studi kasus Jakarta 2006-2007), Jakarta: JurnalMeteorologi dan Geofisika Vol.10 No.1:AMG.

60

Reynolds, M., 1997, An introduction to applied and environmental geophysicNew York: John Wiley & Sons Ltd.

Rosid, S., 2005, Gravity Method in Exploration Geophysics, Depok: UniversitasIndonesia.

Sanjaya, Singku. 2012. Analisis sesar menggunakan model sintetik studi kasusSesar panjang lampung dengan menggunakan data Gayaberat, Skripsi.Universitas Lampung, Lampung.

Smith W. Steven. 1999. The Scientist and Engineer’s Giude to Digital SignalProcessing. San Diego: California Tenchnical Publishing.

Talwani, M., Worzel, J.L., dan Ladisman, M., 1959, Rapid Gravity Computationfor Two Dimensional Bodies with Application to The Medicino SubmarineFractures Zone, Journal of Geophysics Research, Vol. 64 No.1.

Telford, W.M., Goldrat, L.P., dan Sheriff, R.P., 1990, Applied Geophysics 2nded, Cambridge: Cambridge University Pres.