BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Geofisika merupakan salah satu cabang dari ilmu geologi yang

menerapkan ilmu fisika dan matematika dalam mempelajari keadaan bumi,

dengan metoda-metode tertentu yang dapat menampilkan data bawah

permukaan bumi. Jadi pada dasarnya, Ilmu Geofisika merupakan

gabungan dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika yang di harapkan

dapat memiliki perandan bagi antersendiri dalam dunia teknologi di bidang

Geologi Eksplorasi, sehingga bisa di katakan sebagai Domain Tambang

dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics” atau

“Theoritical Geophysics”, yang di dalami pada bidang Ilmu Fisika. Ilmu

Geofisika yang mempelajari bumi secara umum juga disebut Global

geophysics yang mengamati dan menganalisa bumi, interior, gempa

melalui pengamatan seismic ,dan lain sebagainya,yang juga bisa dapat

dikatakan “Solid Earth Geophysics”. Aplikasi geofisika untuk eksplorasi

disebut Eksploration Geophysics, atau Geofisika eksplorasi atau Geofisika

terapan.

Di dalam ilmu geofisika, terdapat berbagai metode dalam menguak

rahasiabumi ini, di antaranya adalah dengan metode geolistrik.Batuan dan

mineral yang ada di bumi memiliki sifat-sifat listrik seperti; potensial

listrik alami, konduktivitas listrik, dan konstanta dielektrik. Hal tersebut

menjadi keuntungan tersendiri bagi dunia eksplorasi dalam mempermudah

penganalisaan bawah permukaan.

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode yang cukup

banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi air tanah

karena resistivitas dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan

airdimana bumi dianggap sebagai sebuah resistorbesar.

1

I.2 Maksud dan Tujuan

Laporan Praktikum Geofisika tentang Metode Geolistrik ini dibuat

dengan maksud untuk menguasai pengolahan data dengan aplikasi IP2Win

untuk menyelesaikan permasalahan metode geolistrik dari data data yang

ada.Selain penggunaan software tersebut,Konfigurasi Schlumberger juga

di pilih untuk mengaplikasikan metoderesistivitas dalam pembuatan profil

sesuai dengan tingkat resistivitas bendanya.

Dengan menempuh praktikum ini di harapkan praktikan yang

bertujuan dalam kegiatan eksplorasi mineral logam, maupun non logam,

kondisi air yang ada dibawah permukaan tanah, untuk arkeologi, dapat

mengenal salah satu metode geofisika untuk menganilisis bawah

permukaan bumi.

2

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Geolistrik

Metode Geolistrik dilakukan dengan cara mengirim arus dan

mengukur tegangan atau potensial yang terbaca dipermukaan, sehingga

diperoleh resistivitas atau tahanan jenis antar lapisan batuan di bawah

permukaan bumi, dan juga ketebalan masing-masing lapisan batuan

tersebutdengan cara mengalirkan arus listrik DC (‘Direct Current’) yang

mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Penggunaan metode ini

pertama kali dilakukan oleh Conrad Schlumberger pada tahun 1912.

Metode Geolistrik secara umum dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

1. Metode geolistrik yang bersifat pasif

Dimana energi yang dibutuhkan telah ada terlebih dahulu sehingga

tidak diperlukan adanya injeksi atau pemasukan arus terlebih dahulu.

Geolistrik ini disebut Self Potensial (SP).

2. Metode geolistrik yang bersifat aktif

Dimana energi yang dibutuhkan ada karena penginjeksian arus ke

dalam bumi terlebih dahulu. Geolistrik macam ini ada 2 metode, yaitu

metode resistivitas (tahanan jenis) dan polarisasi terimbas atau induksi

polarisasi (Induced Polarization).

3

II.2 Metode Resistivitas

Geolistrik resistivitas merupakan metode geolistrik yang mempelajari

sifat resistivitas (tahanan jenis) listrik dari lapisan batuan di dalam bumi

(Hendrajaya dan Idam, 1990). Pada metode resistivitas terdapat 2 metode,

yaitu dengan menggunakan konfigurasi Wenner dan Schumberger.

Sedangkan pada metode induksi polarisasi terimbas terdapat 4 metode,

yaitu secara dipole – dipole, pole-pole, pole-dipole dan dipole-pole.

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode yang cukup

banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi air tanah

karena resistivitas dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan airnya

dimana bumi dianggap sebagai sebuah resistor. Metode geolistrik

resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari jenis metode geolistrik

yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan

cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan

bumi.

Metode resistivitas umumnya digunakan untuk eksplorasi dangkal,

sekitar 300 – 500 m. Prinsip dalam metode ini yaitu arus listrik

diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektroda arus, sedangkan beda

potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil

pengukuran arus dan beda potensial listrik, dapat diperoleh variasi harga

resistivitas listrik pada lapisan di bawah titik ukur

Metode Geolistrik resistivitas dilakukan dengan cara menginjeksikan

arus listrik ke permukaan bumi yang kemudian diukur beda potensial

diantara dua buah elektrode potensial. Pada keadaan tertentu, pengukuran

bawah permukaan dengan arus yang tetap akan diperoleh suatu variasi

beda tegangan yang berakibat akan terdapat variasi resistansi yang akan

membawa suatu informasi tentang struktur dan material yang dilewatinya.

Prinsip ini sama halnya dengan menganggap bahwa material bumi

memiliki sifat resistif atau seperti perilaku resistor, dimana material-

materialnya memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghantarkan

arus listrik.

4

II.3 Konfigurasi Schlumberger

Prinsip konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-

kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena

keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relative

besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Dimana perubahannya itu tidak

lebih besar dari 1/5 jarak AB, berikutcontohgambarnya :

Gambar II.3.1 contoh mekanisme konfigurasi Schlumberger

Kelemahan dari konfigurasi schlumberger adalah pembacaan

tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB

yang relative jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang

mempunyai karakteristik High Impedance dengan mengatur tegangan

minimal 4 digit atau 2 digit dibelakang koma, atau dengan cara peralatan

arus yang memepunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi.

Keunggulan konfigurasi schlumberger adalah kemampuan untuk

mendeteksi adanya sifat tidak homogen lapisan batuan pada permukaan

yaitu membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak

elektroda MN/2.

Parameter yang diukur yaitu : jarak antar stasiun dengan elektroda-

elektroda (AB/2 dan MN/2), arus (I), dan beda potensial (ΔV). Parameter

yang dihitung yaitu : tahanan jenis(R) dan factor Geometri (k).(Asisten

Geofisika, 2006). Factor geometri (k) dapat dicari dengan rumus :

5

…………………………....…(1)

……………………….……..…(2)

…………….……………… ……………………(3)

………………………………………………………(4)

Secara umum faktor geometri untuk konfigurasi Schlumberger

adalah sebagai berikut :

k = πAB2−MN 2

4 MN…………………………………………………………(5)

Dimana :

ρ : Resistivitas Semu

0: Titik yang diukur secara sounding

AB : Spasi Elektroda Arus (m)

MN : Spasi Elektroda Potensial (m), dengan syarat bahwa MN < 1/5

AB (menurut Schlumberger)

k: Faktor Geometr

Berdasarkan Sunaryo, dkk (2003) resistivitas semu (ρa) pada

pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan

arus kedalam tanah melalui 2 elektroda arus (C1 dan C2). Dan mengukur

hasil beda potensial yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (P1

dan P2). Dari data harga arus (I) dan beda potensial (V), dapat dihitung

nilai resistivitas semu (ρa) sebagai berikut :

………………………..……………………………(6)

6

Resistivitas ditentukan dari suatu tahanan jenis semu yang dihitung

dari pengukuran perbedaan potensi antar elektroda yang ditempatkan

dibawah permukaan. Pengukuran suatu beda potensial antara dua elektroda

seperti pada gambar dibawah ini sebagai hasil dua elektroda lain pada titik

C yaitu tahanan jenis dibawah permukaan tanah dibawah elektroda

(Todd.D.K.1959).

Gambar II.3.2 Siklus Elektrik Determinasi Resistivitas dan Lapangan Elektrik Untuk

Stratum Homogeneus permukaan bawah tanah. (Todd, D.K, 1959).

Titikpengukurankonfigurasi Schlumberger

dapatdilihatpadagambarberikutini :

Gambar II.3.3Titik sounding konfigurasi Schlumberger

7

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

III. 1 Tabel Pengolahan Data Konfigurasi Schlumberger

Gambar III.1Tabel pengolahan data konfigurasi Schlumberger

8

III.2 Kurva matching Software IPI2Win

Gambar III.2Kurva software IPI2Win konfigurasi Schlumberger

Gambar III.3 Hasil Resistivitas ketebalan dan kedalaman kurva matching software

IPI2Win konfigurasi Schlumberger

9

Berdasarkan kurva dan tabel pada IPI2Win diketahui pada kedalaman

51 meter terdapat 7 lapisan dengan nilai resistivitas yang berbeda-beda,

berdasarkan data tersebutdapat di pahamijikalapisan yang

berbedaresistivitasnyajugamemiliki kandungan mineral logam dan non

logam, kandungan elektrolit (garam), kandungan air, porositas,

permeabilitas, tekstur/kekompakan, serta suhu, yang berbeda-beda.

Semakintingginilaidari resistivitas suatulapisanbatuanmaka menunjukan

konduktivitas (daya hantar listrik) semakin

rendah

.Sedangkansemakinrendahnyanilairesistivitasnyamakakonduktivitaslapisan

nyasemakintinggi.

Pada lapisan pertama diperoleh batupasir dengan ketebalan 0,154m

pada kedalaman 0 – 0,154m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas sebesar

272 ohm.m.

Pada lapisan kedua diperoleh lapisan batuserpih dengan ketebalan

1,19m pada kedalaman 1,35 m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas

sebesar 587 ohm.m.

Pada lapisan ketiga diperoleh lapisan batugampingberukuran butir

sedang dengan ketebalan 0,824 m pada kedalaman 2,17 m. Pada lapisan ini

diperoleh resistivitas sebesar 1612 ohm.m.

Pada lapisan keempat diperoleh batulempung dengan ketebalan 1,03m

pada kedalaman 3,2 m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas sebesar 83,2

ohm.m.

Pada lapisan kelima diperoleh lapisan alluvial dengan ketebalan 0,781

m pada kedalaman 3,98 m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas sebesar

741 ohm.m.

Pada lapisan keenam diperoleh batuserpih dengan ketebalan 3,89 m

pada kedalaman 7,88m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas sebesar 1986

ohm.m.

Pada lapisan ketujuh diperoleh batulempung dengan ketebalan 5,13 m

pada kedalaman 13 m. Pada lapisan ini diperoleh resistivitas sebesar 60,9

ohm.m.

10

III.3 Profil Kedalaman

11

Gambar III.4 Profil dan kedalaman hasil dari Konfigurasi Schlumberger

III.4 Pembahasan

12

Pengambilan data

denganmetodegeolistrikterbukticukupbaikdanbanyakmembantudalammenganalisi

skondisibawahpermukaansecarakasaran.Berdasarkan data-data yang

adapenyusunmendapatkankenampakkanprofilseperti yang telahterlampir.Hal yang

turutmenjadiperhatianadalahcarapengolahan data dengan software excel maupun

IPI2Win yang cuukupmembutuhkanketelitian yang

tinggiuntukmengurangipresentasi error

dalampenganalisanlebihlanjur(sebisamungkin error kurangdari 10%)

Dalampembuatanprofillapisandenganmetodegeolistrikini,

penyusunharusdapatbelajaruntukmemprediksikemungkinanjenisbatuan yang ada

di setiaplapisan yang memilikiresitivitas relative sama, agar

tidakmenimbulkankerancuandansalahpenafsiranterutamasaatmencobauntukmema

hamikondisiawalpembentukkannya (genesa).

Berdasarkan data profil yang di dapat, penyusun memiliki 7 lapisan batuan

dengan resistivity yang berbeda-beda, dimana setiap lapisan batuan dapat

menceritakan genesa dari lapisan batuan itu. Bila di lihat dari lapisan tiga terdapat

batugamping yang menandakan lingkungan pengendapan yang ada di laut, hal ini

menceritakan bahwa telah terjadi proses transgresi atau peningkatan muka air laut,

yang di karenankan pasokkan sedimen yang cukup banyak, sehingga membuat

seolah terjadi penurunan daratan.

13

BAB IV

PENUTUP

IV.1 Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan nilai R,K, dan p pada Excel, analisa kurva

h, d, p dengan IP2Win, maka di dapatkan hasil bahwa pada

kedalaman maksimal 20 meter terdapat empat lapisan batuan yang

memiliki nilai-nilai resistivitas antara 13,3440 ohm.m dengan

ketebalan yang bervariasi, yang tersusun oleh , Batupasir,

batulempung, batuserpih, batugamping, maupunlapisan alluvial.

Metodegeolistrikdenga

nkonfigurasiSchlumbergerdapatmembantuuntukpembuatanprofilbaw

ahpermukaanbumi

IV.2 Saran

Praktikumgeofisikasebaiknyabisamemberitoleransikepadapraktikanu

ntukdapat ACC paling max seharisebelumpraktikum.

Sebaiknya format laporannya di permudah

Sebaiknya di acarapraktikumselanjutnyabisamengenalkan

instrument-instrumendalammetodegeofisika

14

DAFTAR PUSTAKA

Maswah, Fuziah.2013 . Geolistrik, available at

http://www.slideshare.net/fauziahpieter/geolistrik-ppt

BukuPanduanPraktikumGeofisika. 2011. Lab. GeofisikaEksplorasi.Teknik

Geofisika.FTM_UPN “Veteran” Yogyakarta.

Telford, Geldart, Sherif, (1976). Applied Geophysics 2nd Edition, Cambridge

University Press, London-New York-Melbourne.

Fadhlillah, M. W. (2004). Panduan Workshop EksplorasiGeofisika (Teoridan

Aplikasi),LaboratoriumGeofisika, FMIPA UGM, Yogyakarta

15