METODA GRAVITY

GRAV – 01

PENDAHULUAN

Metode gravity (gaya berat) dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan

berdasarkan perbedaan rapat massa cebakan mineral dari daerah sekeliling. Metode ini

adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertical, oleh karena itu metode

ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan

sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain – lain. Eksplorasi

biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Metode gravity merupakan

salah satu metode geofisika yang berlandaskan hukum Newton. Metode penyelidikan ini

didasarkan pada pengukuran adanya perbedaan kecil dari medan gravity. Perbedaan ini

disebabkan karena adanya distribusi massa yang tidak merata dikerak bumi dan

menyebabkan tidak meratanya distribusi massa jenis batuan. Adanya perbedaan massa

jenis batuan dari satu tempat dengan tempat lain menimbulkan medan gravit yang tidak

merata pula dan perbedaan inilah yang terukur di permukaan bumi.

Jadi dengan penyelidikan gaya berat di permukaan bumi diaharapkan untuk dapat

menafsirkan bentuk benda bawah permukaan (geologi subsurface) yang sangat penting

dalam dunia eksplorasi perminyakan. Dengan mengetahui struktur geologi bawah

permukaan kita dapat menafsirkan dimana akan terkumpulnya hidrokarbon. Karena

perbedaan medan gaya berat di suatu tempat dengan tempat lain relative kecil, maka dibuat

alat Gravimeter. Data yang diperoleh dalam pengukuran gravity harus direduksi dengan

beberapa koreksi yaitu koreksi apungan (drift correction), koreksi lintang, koreksi pasang

surut (tidal correction), koreksi medan (terrain correction), koreksi isostasi dan dihitung

sampai memperoleh harga anomali Bougeur. Anomali Bougeur ditimbulkan oleh adanya

medan gravity regional dan medan gravity lokal. Untuk memisahkan anomali regional dan

residual dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain dengan metode smothing,

metode perata – rataan bergerak, dsb. Sedangkan interpretasi kwantitatif untuk menentukan

kedalaman suatu lapisan, dsb dapat dilakukan dengan cara langsung (direct interpretation

method) dan cara tidak langsung (inderect interpretation).

secara ringkas proses pada penyelidikan gaya berat dapat disimpulkan sebagai berikut:

METODA GRAVITY

GRAV – 02

PENGENALAN ALAT (GRAVITY METER)

I. Tujuan

Memahami bagian-bagian alat Gravity Meter.

Dapat membaca alat Gravity Meter.

Mampu mengoperasikan alat Gravity Meter.

II. Alat – Alat Praktikum

Satu buah Gravity Meter LaCoste Romberg.

III. Teori Dasar

Metode gravity (gaya berat) dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan

berdasarkan perbedaan rapat massa cebakan mineral dari daerah sekeliling. Metode ini

adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertical, oleh karena itu metode

ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan

sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain – lain. Eksplorasi

biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Metode gravity merupakan

salah satu metode geofisika yang berlandaskan hukum Newton. Metode penyelidikan ini

didasarkan pada pengukuran adanya perbedaan kecil dari medan gravity.

Dalam pengukuran gaya berat diperlukan peralatan dengan ketelitian yang cukup tinggi

yaitu bisa mengukur adanya perbedaan percepatan gaya berat lebih kecil dari 0.1 mgal.

Berdasarkan sifat – sifat fisikanya, ada 3 macam metode yang digunakan di dalam

penyelidikan geofisika yaitu torsion balance, pendulum, dan gravimeter. Gravity meter

merupakan metode yang digunakan dalam penyelidikan gravity. Gravity meter yang biasa

digunakan adalah gravity meter LaCoste Romber yang termasuk dalam type Zero Lenght

Spring. Gravity meter ini memiliki pembacaan dari 0 sampai dengan 7000 mgal, dengan

ketelitian 0,01 mgal dan drift rata-rata kurang dari 1 mgal setiap bulannya. Untuk

operasinya, gravity meter ini memerlukan temperatur yang tetap, oleh karena itu dilengkapi

dengan Thermostat untuk menjaga keadaan temperatur supaya tetap.Dengan adanya

thermostat ini, maka diperlukan baterai 12 volt, disamping untuk pembacaan benang palang

(cross hair) dan bubble level. Gravity meter LaCoste Romberg seismograph ini, terdiri

suatu beban (weight) pada ujung batang, yang ditahan oleh zero lenght spring yang

berfungsi sebagai spring utama. Perubahan besarnya gaya tarik bumi akan menyebabkan

perubahan kedudukan benda, dan pengamatan dilakukan dengan pengaturan kembali

kedudukan benda pada posisi semula (Null Adjusment). Hal ini dilakukan dengan memutar

measuring screw. Banyaknya pemutaran measuring screw terlihat pada dial counter, yang

berarti besarnya variasi gaya tarik bumi dari suatu tempat ke tempat lain. Perubahan

kedudukan pada ujung batang, disamping karena adanya gaya tarik bumi, juga disebabkan

oleh adanya goncangan-goncangan. Untuk menghilangkan goncangan, maka ujung batang

yang lain dipasang shock eliminating spring. Zero lenght spring dipakai pada keadaan

dimana gaya berbandingan lurus dengan jarak antara titik dimana gaya bekerja. Jika

keadaan zero lenght sempurna, maka berlaku :

P=kμs

dimana k adalah konstanta Per, sedangkan s jarak adalah jarak antara titik ikat Per dimana

gaya bekerja.

Gambar. Schema dari prinsip kerja LaCoste Romberg Gravimeter

IV. Prosedur Percobaan

Letakkan piringan pada titik amat yang telah ditentukan. Jika titik amat yang telah

ditentukan lokasi nya kurang bak ( tanah labil, miring, gembur, dll) disarankan

memindahkan titik amat tersebut. Kemudian catat serta buat sketsa pergeseran titik

amat tersebut.

Letakkan kotak pembawa Gravity Meter di depan titik amat.

Berdirilah membelakangi matahari, agar sinar matahari tidak langsung mengenai

gravity meter.

Perhatikan arah angin agar tidak mengganggu pergerakan benang bacaan.

Bila cuaca dalam keadaan panas terik atau hujan, gunakan paying untuk melindungi

Gravity Meter.

Hindarkan benda – benda berat (kunci, koin, yopi, helm) agar Gravity Meter terhindar

dari kemungkinan kejatuhan atau terkena benturan benda – benda tersebut.

Ambillah posisi berlutut sebaik dan seenak mungkin. Pada daerah pengamatan yang

berbatu atau berkerikil gunakan alas lutut (bantalan).

Letakkan piringan pada titik amat / Bench Mark (BM) yang telah ditentukan. Kemudian

keluarkan dan angkat Gravity Meter.

Letakkan Gravity Meter di atas piringan kemudian hidupkan lampu Gravity Meter.

Geser Gravity Meter sampai nivo memanjang, dan nivo melintang mendekati posisi

tengah.

Jika kedua nivo tersebut posisinya sudah di tengah, bukalah sekrup pengunci

berlawanan dengan arah jarum jam.

Amati pergerakkan benang bacaan pada lensa pengamatan dan memutar sekrup

pembacaan secara poerlahan – lahan searah maupun berlawanan dengan arah jarum

jam.

Untuk mendapatkan harga pembacaan, disarankan menggerakkan benang bacaan dari

arah kiri ke kanan.

Lakukan pergerakan benang bacaan yang sama dari satu arah setiap melakukan

pembacaan Gravity Meter,

Tempatkan posisi garis baca (reading line) dengan benar, yaitu keadaan dimana batas

bawah (bagian kiri) dari benang bacaan berimpit denagn garis baca.

Baca angka – angka yang ditunjukkan oleh skala pembilang besar dan sekrup

pembacaan halus.

Matikan lampu Gravity Meter.

Kunci kembali Gravity Meter tersebut dengan menggunakan sekrup pengunci searah

jarum jam.

Angkat gravity Meter, masukkan kembali ke dalam kotak pembawa. Hati – hati

terhadap soket penghubung Gravity Meter dengan sumber arus, jangan sampai terlepas

ketika memasukkan Gravity Meter.

Tutup kotak pembawa Gravity Meter.\

V. Tugas Pendahuluan

SOAL:

1. Jelaskan kelebihan dan kekurangan metode Torsion Balance (keseimbangan torsi),

Pendulum, dan Gravity Meter!

PENYELESAIAN:

Metode Torsion Balance

Kelebihannya ialah bandul torsi lebih mudah bergerak, pengaruh gaya gravitasi yang

kecil dapat menghasilkan perubahan yang besar dari posisi kesetimbangan.

Kekurangannya ialah Peralatan pendulum sangat kompleks dan bentuknya besar dan

juga memiliki tingkat kesensitifan alat yang kurang.

Pendulum

Kelebihannya ialah Dilengkapi alat untuk mengatur kesetimbangan sehingga dapat

mengatasi pengaruh suhu dan tekanan. Kekurangan metode ini ialah Peralatan

pendulum sangat kompleks dan bentuknya besar dan memiliki tingkat kesensitifan alat

hanya sebesar 0,25 mGal.

Gravitymeter

Kelebihannya ialah alat ini memiliki ketelitian sampai 0,01 mGal, pembacaan sampai

dengan 7000 mGal, dan drift rata-ratanya < 1mGal setiap bulannya. Kekurangannya

ialah harganya sangat mahal dan alat ini sangat berat dan sensitive.

METODA GRAVITY

GRAV – 03

KALIBRASI GRAVITY METER DAN AKUISISI DATA

I. Tujuan

Untuk menera kembali koefisien pegas yang berubah sehingga mengakibatkan

perubahan skala.

Menentukan harga CCF (Correction Calibration Factor / Faktor Koreksi Kalibrasi).

Memahami cara akuisisi data.

II. Alat – Alat Praktikum

Gravity Meter LaCoste Romberg

Barometer / Altimeter

Arloji

Global Positioning System (GPS)

Tabel harga pasang surut

Kalkulator dan alat tulis

III. Teori Dasar

Dalam praktikum ini digunakan kembali alat altimeter. Altimeter adalah alat untuk

mengukur ketinggian suatu titik dari permukaan laut. Biasanya digunakan sebagai navigasi

dalam penerbangan, pendakian, dan kegiatan yang berhubungan dengan ketinggian.

Altimeter bekerja dengan beberapa prinsip, yaitu:

tekanan udara (yang paling umum digunakan)

Mangnet bumi (dengan sudut inclinasi)

Gelombang (ultra sonic maupun infra merah, dan lainnya)

Sebelum melakukan pengambilan data, gravity meter harus dikalibrasi terlebih dahulu.

Kalibrasi gravity meter dilakukan karena keadaan komponen-komponen alat ukur tersebut

setiap saat dapat berubah dari keadaan baku. Yang bisa disebabkan oleh temperatur,

tekanan udara atau penyebab mekanisme lainnya. Kalibrasi gravity meter dilakukan untuk

menera kembali koefisien pegas yang berubah sehingga mengakibatkan perubahan skala.

Peneraan dilakukan dengan membaca gravity meter melalui suatu jalur kalibrasi dengan

titik-titik yang mempunyai nilai gravity baku. Dengan cara membandingkan nilai bacaan

gravity r dari pengukuran dengan nilai gravity baku sehingga diperoleh faktor skala.

Kalibrasi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu cara dan cara lapangan yang bertujuan untuk

menguji nilai skala gravity meter yaitu dengan menentukan nilai skala baru untuk

kemudian dibandingkan terhadap nilai pada tabel konversi Dengan demikian dapat

diketahui apakah nilai skala masih sesuai atau perlu dikoreksi.

CCF = g1 – g2

r1 – r2

dengan:

g1, g2 : nilai gravity yang telah diketahui pada stasiun 1 dan 2

r1 – r2 : nilai bacaan Gravity Meter yang telah dikonversi dalam mGal pada stasiun 1 dan

2 setelah dikoreksi pasang surut dan apungan.

Dalam pembuatan jalur kalibrasi, diperlukan pemilihan stasiun yang tepat sesuai dengan

beberapa persyaratan berikut :

Jalur kalibrasi harus mempunyai jarak yang relatif pendek, dengan beda ketinggian

yang cukup besar

Apabila jalur kalibrasi terdiri dari beberapa statiun, maka beda gravity antar statiun

kalibrasi sebaiknya antara 50-60 m Gal

Lokasi statiun sebaiknya mudah dicapai dengan kendaraan pada setiap saat, bebas dari

getaran ataupun gangguan alam lainnya

Statiun harus permanen dan stabil

Pembuatan jalur kalibrasi minimal menggunakan tiga alat

Pembuatan jalur kalibrasi yang baru hendaknya dilaporkan pada komite gaya berat

nasional

Setelah kalibrasi dilakukan tahapan berikutnya yaitu akuisisi data. Dalam akuisisi data

gravity, kita harus dapat membaca medan dan kondisi lapangan, misalnya menempatkan

titik amat pada lokasi yang stabil da mudah dijangkau. Akuisisi data dialpangan harus

dialkukan secara looping, artinya pengukuran dimulai dan diakhiri di titik yang sama.

Pengukuran gravity dapat dilakukan di darat (land gravity), udar (airbone gravity) ataupun

laut (marine gravity). Pengukuran gravity di lapangan dilakukan dengan beberapa tahapan

berikut :

Penentuan lokasi atau daerah target

Pengukuran topografi untuk menentukan ketinggian titik pengamatan

Pembuatan grid, lintasan atau desain survey

Kalibrasi alat

Pelaksanaan pengukuran dan quality control

Sedangkan data yang diperoleh dalam pengukuran gravity, antar lain:

Harga bacaan gravity meter

Waktu

Posisi (L,B) dari GPS, theodolite atau peta kerja

Ketingian dari altimeter, barometer atau theodolite

Sedangkan harga pasang surut bisa diperoleh dari program pasut yang terdapat di

pusat survey geologi (PSG), teknik geodesi ITB, teknik geofisika ITB, BMG, dll.

IV. Prosedur Percobaan

1. Prosedur Pengukuran Kalibrasi

Gravity Meter yang akan dikalibrasi terlebih dahulu diuji kepekaan dan kebenaran

posisi garis bacanya (reading line).

Melakukan pengukuran pada jalur kalibrasi yang mempunyai perbedaan nilai gravity

yang lebih teliti dan stabil.

Pengukuran dilakukan minimal 3 seri : A – B – A – B – A – B.

Waktu maksimum yang diperbolehkan untuk setiap kitaran adalah 2 – 4 jam.

Setiap hasil bacaan harus dikoreksikan dengan koreksi pasang surut dan apungan.

2. Prosedur Pengukuran Akuisisi Data

Mulai pengukuran pada titik yang telah diketahui harga gravitynya, misalnya : DG -

0 (museum Geologi), Base Camp (BC) LIPI (Karang Sambung), DG – 6 (Subang)

dan lain – lain.

Lakukan pengukuran dengan membentuk suatu loop (missal : DG – 0 – BS, BS –

DG-0, BS – titik amat – BS.

V. Tugas Pendahuluan

SOAL:

1. Mengapa alat gravity meter harus dikalibrasi?

2. Mengapa waktu yang diperlukan dalam pengukuran kalibrasi ini tidak boleh terlalu

lama (1 kitaran < 3 jam) ?

3. Sebutkan fungsi harga CCF dalam pengolahan data!

4. Jelaskan mengapa dalam akuisisi data gravity disarankan harus membentuk looping

(pengukuran dimulai dan di akhiri di titik yang sama) ?

5. Jika pengukuran gravity tidak membentuk looping, apakah pengukuran bisa dilakukan?

PENYELESAIAN:

1. Karena keadaan komponen-komponen alat ukur tersebut setiap saat dapat berubah dari

keadaan baku yang bisa disebabkan oleh temperatur, tekanan udara atau penyebab

mekanisme lainnya.

2. Karena jalur kalibrasi harus mempunyai jarak yang relatif pendek.

3. CCF digunakan pada saat pengukuran lapangan untuk mengetahui apakah nilai

konversi dari pabrik masih benar.

4. Dalam pengukuran gravity perlu dilakukan koreksi drift, yaitu perubahan pembacaan

alat terhadap waktu. Dalam gravity meter perubahan ini diduga akibat perubahan pelan-

pelan pada pegas alat atau mungkin dari goncangan selama transportasi. Koreksi drift

ini dilakukan dengan melakukan pengukuran dalam looping tertutup, yaitu dimulai dan

diakhiri pada titik yang sama. Titik awal dan akhir ini merupakan daerah yang nilai

gravity mutlaknya sudah diketahui. Karena alasan inilah semua pengukuran gravity

dilakukan dalam looping tertutup.

5. Tidak bisa, karena koreksi drift tidak bisa dilakukan.

METODA GRAVITY

GRAV – 04

PENGOLAHAN DATA GRAVITY

I. Tujuan

Memahami cara melakukan konversi pembacaan dalam mGal dari data bacaan Gravity

Meter

Memahami dan dapat menghitung koreksi drift, koreksi udara bebas, koreksi Bouguer,

dan menentukan koreksi pasang surut dengan cara interpolasi linier dari tabel pasut

Memahami cara menentukan koreksi medan inner zone dengan metode Robins – Oliver

dan metode Hammer serta menentukan koreksi medan outer zone dengan menggunakan

Hammer chart

Memahami dan dapat menghitung nilai gravitasi pengamatan dan menghitung gravitasi

normal dengan menggunakan beberapa rumus formula gravitasi normal

Memahami dan dapat menghitung anomali gravitasi dan anomali Bouguer.

II. Alat – Alat Praktikum

Data pengukuran gravity

Tabel konversi pembacaan dalam mGal

Tabel koreksi pasang surut

GPS

Kalkulator dan alat tulis

III. Teori Dasar

Penyelidikan gaya berat dimaksudkan untuk membuat peta anomali gaya berat dengan

tujuan mengetahui pola penyebaran batuan dan kondisi geologi serta struktur daerah

tersebut, berdasarkan sebaran pola anomalinya. Metoda gaya berat pada dasarnya adalah

mengukur besaran densitas batuan. Inhomogenitas batuan pembentuk litosfer akan

memberikan kontras densitas batuan yang merupakan sasaran dalam pengukuran dengan

metode ini, dimana keterdapatan struktur maupun perubahan jenis batuan baik secara

vertikal maupun horizontal terdeteksi. Metoda gaya berat merupakan salah satu metoda

penyelidikan dengan menggunakan hukum Newton II tentang gracitasi, yang mengukur

adanya perbedaan kecil dari massa bumi yang besar. Perbedaan terjadi karena distribusi

massa yang tidak meratanya distribusi massa jenis batuan. Adanya perbedaan massa jenis

batuan dari suatu tempat dengan tempat lain, akan menimbulkan medan gaya berat yang

tidak merata, dan perbedaan inilah yang terukur di permukaan bumi. Karena perbedaan

gaya berat di suatu tempat dengan tempat lain relatif kecil, maka diperlukan alat ukur yang

peka terhadap perbedaan tersebut dan alat tersebut disebut gravimeter. Hasil pengukuran

gaya berat kemudian dikoreksi dengan berbagai koreksi yaitu koreksi pasang surut, koreksi

drift, koreksi udara bebas, koreksi Bouguer, koreksi medan dan koreksi lintang sehingga

menghasilkan suatu nilai anomali Bouguer. Hukum Newton II menyatakan bahwa gaya

tarik menarik antara dua benda yang masing-masing mempunyai massa m1 dan m2 dengan

jarak r, dirumuskan sebagai berikut:

F (r )=Gm1 m2

r2m /det2

Dimana: F = Gaya (Newton)

r =Jarak antara dua massa benda (meter)

m1,m2 = Massa benda (kg)

G = Konstata umum gayaberat = 6.67 x 10-11m3/kg det3

dengan G adalah konstanta gaya berat yang besarnya 6,672x10-8 dalam satuan cgs atau

sebesar 6.670x10-11 m3/Kgdet2 sebagi konstanta gravitasi universal. Intensitas medan

gravity adalah gaya persatuan massa :

g= Fm

=GM

r2m /det2

Dari persamaan Hukum Newton diatas dapat dimengerti bahwa intensitas medan gravity

masing-masing benda adalah:

Benda 1 : a1 = F/m1 dan benda 2 : a2 = F/m2

Berdasarkan persamaan diatas, sekarang kita tinjau interaksi sebuah benda dengan bumi.

Elemen percepatan benda tersebut akibat elemen massa bumi sebesar dm1 adalah :

da=Gdm 1R

12

Untuk model bumi bulat, homogen isotropis, maka pusat massa bumi terletak pada pusat

bumi, sehingga percepatan garvitasi akibat massa total bumi Mb adalah :

a=g=GMb

R2dengan R = jari-jari bumi

Reduksi Gravity

Karena bumi mempunyai bentuk hampir spheroid dan homogen isotropis, sehingga

terdapat variasi harga percepatan gravitasi untuk masing-masig tempat. Hal-hal yang

dapat mempengaruhi harga percepatan gravitasi adalah :

Perbedaan derajat garis lintang

Perbedaan topogravi

Kedudukan bumi dalam tatasurya

Variasi rapat massa batuan di bawah permukaan bumi

Perbedaan elevasi tempat pengukuran

Beberapa koreksi dan konversi yang dilakukan dalam pemrosesan data metoda gayaberat,

dapat dinyatakan sebagai berikut :

1. Koreksi Pasang Surut (Tide Corection)

Harga-harga koreksi pasang surut/pasut dapat diperoleh secara teoritis dari harga-

harganya pada waktu survey dan langsung dapat ditabelkan. Harga ini langsung

ditambahkan pada harga pembacaan alat pada titik amat. Jika koreksi ini merupakan

gaya tarik bulan dan matahari pada permukaan bumi, maka harga tersebut ditambahkan

pada harga baca pada pengamatan. Besarnya potensial pasang surut yang diakibatkan

oleh bulan adalah (Garland G.D,1970) :

Ub=Gϕ (c /R )2{3[ (1/3)−sin2α ][1 /3 )−sin2 β ]−sin2 2α sin2 2β cos t+cos2 α cos2 β cos2 t}

Dengan:

Gϕ=3/4GM [ r2

c3 ]G = konstanta gaya berat

M = massa bulan

R = jarak titik amat dengan pusat bumi

C = jari-jari bulan rat-rata

T = hour angle bulan

α = deklinasi bulan

β = lintang titik amat

2. Koreksi Apungan

Koreksi ini merupakan koreksi yang dilakukan karena adanya efek perubahan sifat

elastik komponen mekanis alat, perubahan tekanan dan perubahan suhu. Koreksi

apungan biasanya dilakukan bersama-sama koreksi pasang surut.

Tahapan pelaksanaan koreksi apungan :

Menentukan harga titik acuan yang telah diketahui atau diikat pada station acuan

lain, misal titik g*

Survey pengamatan harus dilakukan secara looping.

Station acuan g* diamati dua kali, demikian pula ujung lintasan lainnya ada titik

kendali (satu station sebelum dan sesudah) ujung.

Maka terdapat dua harga g* yaitu g*(t0) dan g*(t1), kedua harga ini harus telah

dikoreksi terhadap koreksi pasang surut.Perbedaan ini dapat disebut sebagai gejala

apungan alat. Harga g * antara (t0) dan (t1), ini akan digunakan sebagai harga acuan

bagi station lain (misal x) yang diamati pada waktu 1 :

gx=[ h argabacagx ( t )−h arg abacag∗( t x ) ]+g∗( t0)

3. Koreksi Udara Bebas (kub) / free air corection (fac)

Merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h, dimana dalam selang

ketinggian tersebut terisi oleh udara. Percepatan gravitasi di station :

g( R+h )=GM

( R+h )2=GM

R2 [1−2hR

+. .. .]Dari rumus percepatan gaya berat di permukaan bumi (h=0) :

g( R )=GM

R2

dimana M adalah massa bumi dan R adalah jari-jari bumi dan h merupakan ketinggian

suatu tempat. Koreksi udara bebas (KUB) sama dengan perbedaan harga graviti akibat

perbedaan ketinggian tersebut diman penerapannya perlu dikurangkan pada harga g

yang lebih rendah (h=0).

KUB=|g( R+h )−g (R )|=2GM

R2

KUB=0 .3086 hmGals

dengan h = hp – h0. Dan tanda negatif pada pengunaan dalammemperkirakan gn. Ini

merupakan besar koreksi udara bebas jika ketinggiannnya naik tiap satu meter.

4. Koreksi Bougeur / Bougeur Corection (BC)

Koreksi dilakukan untuk menghilangkan efek massa yang mengisi antara bidang acuan

dan titik pengamatan. Massa ini dianggap sebagai lempeng massa (slab) denga jari-jari

tak terhingga dengan tebal h (m) dan rapat massa (gr/cm3). Berdasarkan anggapan

tersebut koreksi Bougeur dapat ditulis sebagai berikut :

BC=2 πGρh

Jika G = (6.673 ± 0.001)x10-11 m3kg-1s-2 (resolusi IAG,1983) maka :

BC = 0.04193 ρh m Gal

5. Koreksi Medan (KM) / Terrain Corection (TC)

Koreksi ini diperlukan karena bumi disekitar kita amat tidak rata. Besar koreksi medan

terlampir di modul praktikum. Pembagian zone-zone oleh Hammer adalah sbb :

A terdiri dari 1 komponen (Inner zone)

B terdiri dari 4 kompartemen (Inner Zone)

C dan D terdiri dari 6 kompartemen (Inner Zone)

E dan F terdiri dari 8 kompartemen (Outer Zone)

G,H,I terdiri dari 12 kompartemen (Outer Zone)

J s/d M terdiri dari 16 kompartemen (Outer Zone)

Faktor h yang dipergunakan adalah beda ketinggian antara ketinggian stasion P dengan

ketinggian rata – rata dalam kompartemen, dan faktor rho juga diambil rata – ratanya.

6. Koreksi Lintang (Latitude Correction)

Koreksi ini sebagai akibat bahwa harga gravity disetiap lintang geografis berbeda-beda,

hal ini dikarenakan adanya gaya sentripetal dan bentuk elipsoide. Rumus persamaan

untuk menghitung koreksi lintang, yaitu :

g(ϕ )=978031 . 85(1+0 , 0052884 sin2 ϕ−0 . 0000059sin2 2ϕ )mGals

7. Anomali Bougeur (Bougeur Anomaly-BA)

Besarnya anomali bougeur adalah harga pengamatan gravity yang telah dikoreksi oleh

koreksi-koreksi yang telah dibahas siatas.

BA=Gobs−g( ϕ )+0 .3086 h−0 .04191 ρh+KMBA=Gobs−(g (ϕ ) KUB+KB−KM )mGal

dengan :

BA = Bougeur Anomaly

Gobs = harga gravity pengamatan

G(φ) = harga gravity pada suatu lintang

KUB = koreksi udara bebas

KB = koreksi bougeur

KM = koreksi medan

IV. Tugas Pendahuluan

SOAL:

1. Apa yang dimaksud dengan lempeng Bouguer?

2. Apakah ketinggian suatu tempat dapat mempengaruhi harga gravity? Jelaskan!

3. Apa perbedaan antara koreksi udara bebas dengan koreksi Bouguer?

4. Apa yang dimaksud koreksi medan Outer zone dan Inner zone?

5. Jelaskan pengaruh massa topografi terhadap harga gravity!

6. Jelaskan perbedaan gravity pengamatan dengan gravity normal?

7. Apakah perbedaan gravity relatif dengan gravity absolut?

8. Apakah perbedaan anomali Bouguer dengan anomali gravity?

9. Apakah perbedaan anomali Bouguer dengan anomali udara bebas?

10. Apabila pengukuran di laut, apakah anomali Bougeur bisa dihitung?

PENYELESAIAN:

1. Lempeng Bouguer atau disebut juga dengan lempeng massa adalah efek massa yang

mengisi antara bidang acuan dengan titik pengamatan akibat adanya perbedaan

ketinggian.

2. Ketinggian dapat mempengaruhi harga gravity karena perbedaan tinggi akan

mengakibatkan adanya pengaruh massa (m) dan jarak (R) pada ketinggian tersebut

sehingga akan mempengaruhi harga gravity (g).

3. Koreksi udara bebas merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h, dimana

dalam selang ketinggian tersebut terisi oleh udara bebas. Sedangkan koreksi Bougeur

merupakan koreksi akibat perbedaan massa, koreksi ini dilakukan untuk

menghilangkan efek massa yang mengisi antara bidang acuan dan titik pengamatan.

4. Koreksi medan dilakukan karena permukaan bumi di sekitar kita amat tidak rata.

Koreksi inner zone atau zona bagian dalam yaitu koreksi medan pada zone A, B, C dan

D pada Hammer Chart. Sedangkan koreksi Outer zone atau zone bagian luar adalah

koreksi medan pada zone E sampai M pada Hammer Chart.

5. Pengaruh massa terhadap harga gravity yaitu semakin besar massa topografi maka

harga percepatan gravitasinya semakin besar, dan semakin kecil massa topografi maka

harga percepatan gravitasinya semakin kecil.

6. Gravity pengamatan (gobs) adalah nilai mutlak observasi hasil pengukuran setelah

dilakukan koreksi drift dan tide. Sedangkan gravity normal adalah nilai medan gravity

yang di ukur pada permukaan berdasarkan referensi geoid dan spheroid.

7. Gravity relatif adalah selisih nilai gravity hasil pengukuran medan gravity di suatu titik

pengukuran terhadap suatu titik tetap yang nilai gravity mutlaknya diketahui.

Sedangkan Gravity absolut adalah nilai gravity sebenarnya pada titik tertentu yang

sudah ditetapkan dan dijadikan acuan dalam pengukuran gravity.

8. Anomali Bougeur adalah harga pengamatan gravity setelah dilakukan koreksi udara

bebas, koreksi bougeur dan koreksi medan. Anomali gravity adalah harga pengamatan

gravity sebelum dilakukan koreksi udara bebas, koreksi bougeur dan koreksi medan.

9. Anomaly udara bebas adalah harga pengamatan gravity setelah dilakukan koreksi

udara bebas saja tanpa pengaruh koreksi lain.

10. Bisa.

METODA GRAVITY

GRAV – 05

PENENTUAN RAPAT MASSA RATA - RATA

I. Tujuan

menentukan harga rapat massa rata – rata dengan menggunakan metode Nettleton dan

Parasnis.

II. Alat – Alat Praktikum

Peta rupa bumi Bakosurtanal / peta topografi

Data gravity

Kertas mmBlock

Kertas kalkir

Kalkulator dan alat tulis

III. Teori Dasar

Rapat massa batuan merupakan besaran utama dalam menentukan nilai gravity. Terdapat

beberapa definisi rapat massa dan batuan sedimen yang umum digunakn antara lain, rapat

massa kering dan basah. Variasi rapat massa pada batuan sedimen ditunjukkan oleh

rekahan karena gaya tektonik. Rapat massa batuan beku pada umumnya membesar dengan

berkurangnya kandungan silika yang berartibahwa menurunnya nilai rapat massa dalam

batuan beku. Variasi rapat massa berhubungan dengan perubahan tekstur dan juga pada

kesarangan dan rekahan-rekahan.Batuan ubah memilki rapat massa sangat heterogen dan

tidak mengikuti aturan yang berlaku. Walaupun demikian rapat massa cenderung

membesar dengan derajat ubah (degree of metemorphism), karena terjadi rekristalisasi

bahan-bahan dan berubah menjadi mineral yang padat.

Untuk menentukan rapat massa rata-rata ada beberapa cara, antara lain :

Analisa rapat massa di laboratorium, Analisa terhadap contoh batuan di daerah survey.

Metode Nettleton Profile.

Analisa bouguer titik amat pada suatu lintasan diplot dengan berbagai macam harga

rapat massa (ρ). Kurva anomali bouguer yang dihasilkan, yang tidak terkoreksi atau

paling sedikit dengan peta topografi dianggap dihitung dengan harga ρ yang paling

tepat, karena diasumsikan bahwa kondisi geologi daerah yang dipilih tidak terlalu

kompleks sehingga anomali bouguer relatif konstan atau dipengaruhi oleh topografi

jika dihitung dengan ρ yang tepat.

Metode Parasnis

Persamaan anomali bouguer dapat ditulis dalam bentuk ;

Gobs−g (ϕ )+0 . 3086 h=(0 . 04193 h−T )+BA

Pada metode ini harga (Gobs−g (ϕ )+0 . 3086h ) diplot terhadap (0.04193h – T),

sehingga rapat massa rata-rata adalah kemiringan dari garis regresinya.

IV. Tugas Pendahuluan

SOAL:

1. Apakah hubungan massa dengan kemiringan suatu daerah pengamatan terhadap nilai

gravity?

2. Mengapa secara lateral bentuk topografi adalah berbanding terbalik dengan penampang

nilai gravity pengamatan ?

PENYELESAIAN:

1. Rapat massa batuan merupakan besaran utama dalam menentukan nilai gravity. Faktor

rapat massa juga sangat penting dalam pengolahan data gravity dan penafsirannya.

Massa dengan kemiringan suatu daerah pengamatan mempunyai jarak terhadap pusat

bumi yang lebih besar dibandingkan massa pada keadaan datar suatu daerah

pengamatan. Sehingga nilai gravity pada suatu daerah dgn kondisi tertentu lebih kecil

dibandingkan nilai gravity pada daerah yang diarsir.

2. Karena topografi yang tinggi posisinya lebih jauh dari pusat bumi sehingga nilai

gravitynya lebih rendah jika dibandingkan dengan topografi yang rendah.

METODA GRAVITY

GRAV – 06

PEMISAHAN ANOMALY REGIONAL DAN RESIDUAL

I. Tujuan

Memahami cara melakukan pemisahan anomali regional dan residual dengan

menggunakan metode analitic (second vertikal derivative, moving average, griffin) dan

metode grafis.

II. Alat – Alat Praktikum

Data anomali Bouguer

Peta anomali Bouguer

Kertas mmBlock

Kalkulator dan alat tulis

III. Teori Dasar

Anomaly boiguer disebabkan oleh anomaly regional dan anomaly residual. Anomaly

regional ialah anomaly yang berhubungan dengan massa homogen. Sedangkan anomaly

residual ialah anomaly yang berhubungan dengan target eksplorasi. Pemisahan anomaly

regional dengan anomaly residual dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya:

Metode Griffin

Prinsip metode ini adalah mencari anomaly regional dengan merata-ratakan harga

anomali bouguer yang berjarak R dari titik pengamatannya.Besarnya jari-jari R

disesuaikan dengan besarnya radius kontur tertutup dari kontur anomali bouguer.

Anomali Regional =

Δg1+Δg2+. . . Δgn

n

Anomali Residual = BAtitik amat – anomali bouguer

Metode Smoothing

Metode ini merupakan metode yang menggunakan cara grafis. Anomali regional

mempunyai tendensi lebih smooth bila dibandingkan dengan bouguer anomalinya.

Berdasarkan gambar pada modul praktikum di dapat bahwa:

Anomali residual = anomali bouguer – anomali regional

Moving Average

Penurunan anomali residual denagn metode ini adalah proses secara tidak langsung

dimana keluaran dari perata-rataan bergerak adalah regionalnya. Sehingga residual

didapat dengan mengurangkan regionalnya terhadap anomali hasil pengukuran (data ini

sebagai input dalam prosesnya).

Second Vertical Derivative

Keluarannya adalah anomali second vertical derivative yang menggambar sumber-

sumber anomali yang kecil/dangkal, sehingga identik denagn anomali residual. Secara

teoritis, metode ini diturunkan dari persamaan laplace dalam gravity yang diukur

dipermukaan, yaitu ;

∇2 Δg=0

Untuk data 1D (data penampang) persamaannya diberikan oleh :

∂2 Δg∂ z2

=−∂2 Δg∂ x2

Beberapa rumus second vertical derivative pendekatan, diantaranya :

Elkins formula (13)

∂2 g∂ z2

= 160 r2

(64 { g (0 )−2 g (r )−4 g(r √2)−5 g (r √5 ))¿

Nettleton formula 7

∂2 g∂ z2

=0 . 710r2

( g (0)+0 . 364 { g(r )−0 .273 { g¿(r √2)−1 . 091 { g¿(r √5))¿

IV. Tugas Pendahuluan

SOAL:

1. Apa perbedaan metode turunan tegak kedua (SVD) dengan metode Griffin ?

2. Apa perbedaan metode graffis dan analitis ?

3. Apa perbedaan anomaly regional dan anomaly residual ?

PENYELESAIAN:

1. Metode SVD menghasilkan keluaran yaitu anomaly second vertical derivate yang

menggambarkan sumber-sumber anomaly yang bersifat local/dangkal. Sedangkan

Metode griffin menghasilkan keluaran berupa anomaly regional yang dicari dengan

merata-ratakan harga anomaly Bouger yang berjarak R dari titik pengamatan dimana

besar jari-jari R disesuaikan dengan radius kontur tertutup dari kontur anomaly Bouger.

2. Dalam graffis, anomaly regional mempunyai tendensi lebih smooth dibandingkan

dengan Bouger anomalinya. Anomali regional dapat dipetakan sehingga menghasilkan

peta residual atau struktur bawah permukaan yang disebabkan sedimen atau mineral.

Sedangkan dalam metode analitis, anomaly residual tidak dapat dipetakan. Hanya bisa

ditentukan dengan perhitungan.

3. Anomaly regional ialah anomaly yang berhubungan dengan massa homogen.

Sedangkan anomaly residual ialah anomaly yang berhubungan dengan target

eksplorasi.

METODA GRAVITY

GRAV – 07

INTERPRETASI

I. Tujuan

Memahami cara melakukan interpretasi kualitatif dan interpretasi kuantitatif sederhana

dengan metode ke depan (interpretasi tidak langsung).

II. Alat – Alat Praktikum

Peta anomali residual

Kertas mmBlock

Kalkulator dan alat tulis

III. Teori Dasar

Terdapat dua jenis interpretasi, yaitu:

Interpretasi Kualitatif

Interpretasi ini dilakukan dengan mengamati peta gravity untuk membuat suatu analisis

tentang sebab akibat gambaran anomali dalam peta tersebut. Dari anomali bouguer,

seorang ahli berusaha untuk menafsirkan struktur geologi bawah permukaan,

sedangkan peta anomali udara bebas memperlihatkan hubungan langsung dengan

ketinggian atau model rupa bumi suatu daerah. Adakalanya peta anomali bouguer dapat

menggambarkan secara kasar keadaan struktur geologi bawah permukaan. Tetapi

banyak kasus sulit untuk ditafsirkan karena sangat rumit atau sangat sederhana,

sehingga perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut dengan menajamkan penyebaran

anomali agar lebih mudah ditafsirkan. Pada umumnya, peta anomali gravity

memperlihatkan bagian dengan penyebaran ke arah samping dari yang lainnya. Pada

keadaan pertama anomali lebar-lebar dengan frekuensi rendah berhubungan dengan

struktur regional, misalnya cekungan-cekungan seperti geosinklin atau gejala tektonik

global sedangkan yang lainnya dengan frekuensi tinggi berhubungan dengan srtuktur

setempat yang dapat disebut struktur geologi sisa atau residual.

Interoretasi kuantitatif

Anomali gravity berasal dari variasi rapat massa ke arah lateral. Bila benda-benda bumi

misalnya lapisan formasi batuan mempunyai rapat massa sama, walaupun tidak akan

menimbulkan anomali. Sebaliknya, jika beberapa lapisan yang penyebarannya

mendatar dengan berbagai rapat massa akan terjadi anomali. Nettleton (1983)

menggambarkan masalah tersebut dengan beberapa lapisan dengan rapat massa tertentu

yang memperbesar ke arah tegak, misalnya ρ1 , ρ2 , ρ3 , dan ρ4 yang teganggu karena

proses tektonik (gambar 7.1). Lapisan pada ujung-ujung kiri dan kanan tidak

menghasilkan anomali karena tidak ada variasi rapat massa ke arah datar. Dibagian

tengah terdapat gangguan sehingga menonjol yang berarti terjadi variasi rapatmassa ke

arah samping atau mendatar. Penonjolan pada lapisan pertama sebesar

ρ2−ρ1dan ρ3− ρ1 , pada lapisan kedua ρ3−ρ2 dan ρ4−ρ2 dan pada lapisan ketiga

ρ4−ρ3 dan seterusnya. Penonjolan tersebut merupakan perubahan rapatmassa ke arah

samping yang menimbulkan anomali. Penafsiran metode kuantitatif ke depan (tak

langsung), sebagai penentuan bentuk diskontinuitas massa (struktur geologi). Untuk

anomali bola dengan rapat massa ρ , jari-jari R dan terletak pada kedalaman Z di

bawah permukaan bumi dengan gravitasi total; permukaan dengan jarak x dari pusat

bola, dirumuskan sebagai berikut:

g=γMr 2

= 4 πγ R3 ρ3( z2+x2 ) dengan r=( z2+x2 )

12

komponen vertikal gz=g cosθ=g

zr

g=γM

r 2z=4

3πγρ R3 z

(z2+x2)3

2

untuk x = 0, gz( x=0)=8 .52 ρR3 /z2=gmax , maka:

gz( x )=gmax

[1+( x /z )2 ]3

2

dari persamaan ini dapat diturunkan kedalaman pusat: z=0 . 652 w

dan massa benda anomali:

m=gmax

γ(0 .652 )2

REFERENSI

1. http://metoda-gravitasi-prosedurpenelitian.blogspot.com/

2. http://portal.vsi.esdm.go.id/portal/volcano/tangkuban/geofisika.html

3. artono.1998.Geofisika eksplorasi.Jakarta : Dewan riset Nasional

4. Laboratorium Jurusan Fisika, 2007, Modul Praktikum geofisika 2. UNPAD: Bandung.

5. http://www.scribd.com/doc.24889472/Metode-gravitasi