LAPORAN PRAKTIKUM

METODE GEOLISTRIK DAN ELEKTROMAGNETIK

OLEH:

ANDRY DENY WARDHANA (12312041)

ERIC CANDRA SIMANJUNTAK (12312066)

ASISTEN :

ANDI SYAMRIZAL (22304302)

FIRMAN HADI MUHAMMAD (22304304)

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

I. PENDAHULUAN

Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari bumi dengan pendekatan fisika, dimana dalam

geofisika dikenal beberapa metoda, antara lain: metoda gravity, metoda magnetik, metoda listrik, metoda

seismik.

Setiap metoda memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing dan sebagai geologist, perlu

mengetahui bagaimana pembacaan dan pengolahan data, sehingga hasil olahan data tersebut dapat

membantu pekerjaan eksplorasi.

Metoda geolistrik resistivity memanfaatkan sifat ketahanan batuan terhadap listrik, yang

dipengaruhi oleh nilai-nilai seperti kandungan mineral logam dan nonlogam, kandungan elektrolit

(garam), kandungan air, porositas batuan, permeabilitas batuan, tekstur/kekompakan batuan, serta

suhu/temperatur.

II. DASAR TEORI

Geolistrik resistivity merupakan metode geolistrik yang mempelajari sifat resistivitas (tahanan jenis)

listrik dari lapisan batuan di dalam bumi (Hendrajaya dan Idam, 1990). Pada metode ini arus listrik

diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua buah elektroda arus dan dilakukan pengukuran beda potensial

melalui dua buah elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial listrik akan dapat

dihitung variasi harga resistivitas pada lapisan permukaan bumi di bawah titik ukur (Sounding point)

(Apparao, 1997). Pada metode ini dikenal banyak konfigurasi elektroda, yaitu : konfigurasi Wenner,

konfigurasi Schlumberger, konfigurasi Wenner-Schlumberger, konfigurasi Dipol-dipol, Rectangle Line

Source dan sistem gradien 3 titik (Hendrajaya dan Idam, 1990).

Berdasarkan pada tujuan penyelidikan metode ini dibagi menjadi dua yaitu mapping dan sounding.

Metode resistivitas mapping merupakan metode resistivitas yang bertujuan mempelajari variasi

resistivitas lapisan bawah permukaan secara horisontal. Sedangkan metode resistivitas sounding

bertujuan mempelajari variasi resistivitas batuan di bawah permukaan bumi secara vertikal. Pada metode

ini, pengukuran pada suatu titik sounding dilakukan dengan jalan mengubah-ubah jarak elektroda.

Pengubahan jarak elektroda ini tidak dilakukan secara sembarang, tetapi mulai jarak elektroda kecil

kemudian membesar secara gradual. Jarak elektroda ini sebanding dengan kedalaman lapisan batuan

yang terdeteksi. Dari kedalaman lapisan batuan yang terdeteksi, akan diperoleh ketebalan dan resistivitas

masing-masing lapisan batuan.

Konfigurasi elektoda yang sering digunakan dalam teknik sounding yaitu konfigurasi Schlumberger.

Keterangan : R1 = R4

Gambar 1. Rangkaian elektroda konfigurasi Schlumberger

Adapun kelemahan dari konfigurasi schlumberger adalah pembacaan tegangan pada elektroda MN

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 (Anonim, 2007a)

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 :

Secara umum faktor geometri untuk konfigurasi Schlumberger adalah sebagai berikut :

𝑘 = π AB2−MN2

4MN

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 Geometri

Berdasarkan Sunaryo, dkk (2003) resistivitas semu (ρa) pada pengukuran resistivitas secara umum

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 :

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 2. Siklus Elektrik Determinasi

Resistivitas dan Lapangan Elektrik Untuk Stratum Homogeneus permukaan bawah tanah. (Todd, D.K,

1959).

Titik pengukuran konfigurasi Schlumberger dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 3. Titik sounding konfigurasi Schlumberger

Nilai Resistivitas Dari Berbagai Tipe Batuan (Telford, 1990; Astier; 1971, Mori, 1993)

Jenis Batuan/Tanah/Air

Tingkat Resistivitas (Ωm)

Clay/lempung 1-100

Silt/lanau 10-200

Marls/batulumpur 3-70

Kuarsa 10-2x108

Sandstone/BatuPasir 50-500

Limestone/Batukapur 100-500

Lava 100-5x104

Air tanah 0,5-300

Air laut 0,2

Breksi 75-200

Andesit 100-200

Tufa vulkanik 20-100

Konglomerat 2x103-104

III. PENGOLAHAN DATA

Lakukan pengolahan data menggunakan IPI2Win dari data hasil pengukuran tabel dibawah. Anggap

bahwa stasiun sounding yang berlokasi berurutan terletak pada garis lurus dengan jarak antar stasiun

pengukuran 1 km (total panjang lintasan SET 1 = 2km, SET 2 = 4km). Pekerjaan lapangan dianggap

dilakukan dalam daerah batuan sedimen. Dari data lobang bor yang tersedia, diketahui bahwa terdapat

selang-seling pasir dan lempung ditutup dengan lapisan tipis alluvium.

SET 1

VES 1

VES 2

VES 3

Hasil SET 1 (Hasil Interpolasi VES 1, VES 2 dan VES 3)

SET 2

VES 1

VES 2

VES 3

VES 4

VES 5

Hasil SET 2 (Hasil Interpolasi VES 1, VES 2, VES 3, VES 4, dan VES 5)

IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

SET 1

Pseudo Cross Section dari SET 1 di atas menggambarkan kondisi bawah permukaan berdasarkan kontras

resistivitas batuan. Penampang ini merupakan hasil interpolasi dari pengukuran tiga titik VES (Vertical

Electrical Sounding).

Dari soal informasi yang diketahui adalah “terdapat selang-seling pasir dan lempung ditutup dengan

lapisan tipis alluvium”

Lapisan berwarna merah pada jarak lateral 0-300 m, 1600-2000m dengan tebal 8 m menggambarkan

lapisan yang mimiliki resistivitas yang tinggi (20.54-30.14 Ωm), warna kuning-jingga merupakan lapisan

dengan resistivitas 13.99-20.54 Ωm, warna hijau merupakan lapisan dengan nilai resistivitas 9.532-13.99

Ωm, dan lapisan berwarna biru pada kedalaman 11-200 m menggambarkan lapisan yang memilki

resistivitas yang paling rendah (0-9.532 Ωm).

Pada data resistivitas pada Pseudo Cross Section di atas dapat diduga bahwa terdapat empat kelompok

batuan dengan kontras resistivitas yang berbeda. Dalam hal ini lapisan batu pasir basah memiliki

resistivitas yang lebih rendah dari lapisan batu lempung. Hal ini kemungkinan terjadi karena penampang

ini merupakan penampang yang masih tergolong dangkal sehingga masih sangat mungkin air (dalam hal

ini air hujan) mampu menerobos lapisan. Batu pasir dapat menyerap air karena memiliki porositas yang

baik, dimana porositas berbanding terbalik dengan nilai resistivitas. Oleh karena itu, batu lempung

memiliki resistivitas yang kurang baik dibanding batu pasir sehingga dalam kondisi ini nilai resistivitas batu

lempung lebih tinggi dibandingkan dengan batu pasir karena batu pasir yang memiliki porositas tinggi

yang dapat menyimpan air. Sementara itu lapisan tipis alluvium merupakan yang berwarna hjau dimana

nilai resistivitasnya berada diantara batu pasir dan batu lempung yaitu 9.53-12.71 Ω m.

Nilai resistivitas yang tinggi pada daerah yang berwarna merah dapat diasumsikan sebagai anomaly

bongkah/boulder (resistivitas tinggi) yang terpendam ke dalam permukaan bumi sampai pada kedalaman

7 meter. Oleh sebab itulah mengapa nilai resistivitas di sekitar titik VES 1 dan VES 3 sangat tinggi dibanding

lapisan lain.

SET 2

Pseudo Cross Section dari SET 2 di atas menggambarkan kondisi bawah permukaan berdasarkan kontras

resistivitas batuan. Penampang ini merupakan hasil interpolasi dari pengukuran lima titik VES (Vertical

Electrical Sounding).

Warna merah menggambarkan nilai resistivitas yang tinggi yaitu 9.43-17 Ωm. Lapisan ini kemudian

dikelilingi oleh lapisan batuan berwarna yang memiliki resistivitas yang lebih rendah (hijau-jingga), yaitu

dengan nilai resistivitas 4.12-9.43 Ωm. Sementara itu di sekitar lapisan batuan tersebut juga terdapat

batuan yang memiliki nilai resistivitas yang lebih rendah lagi (biru) yaitu sekitar 0-3.67 Ωm.

Dari data resistivitas pada Pseudo Cross Section di atas dapat diduga bahwa lapisan berwarna biru

(resistivitas paling rendah) merupakan batu pasir yang mengandung air. Pada kondisi ini air kemungkinan

berasal dari air hujan yang mampu menerobos sampai kedalaman yang masih terbilang dangkal (0-40

meter). Nilai resistivitas suatu batuan berbanding terbalik dengan porositasnya. Dalam kondisi ini sangat

memungkinkan resistivitas batu lempung (kuning) lebih tinggi daripada batu pasir karena batu pasir yang

terisi oleh air (porositas baik) sedangkan batu lempung memiliki porositas yang buruk.

Warna hijau merupakan lapisan tipis alluvial yang memiliki resistivitas yang berada di antara batu pasir

dan batu lempung. Sifat dari alluvial yang mampu menyerap air lebih baik dari batu lempung menjadi

alasan mengapa lapisan yang berwarna hijau merupakan lapisan tipis alluvial yang memiliki tebal 30 m.

Oleh karena itu dari interpretasi ini dapat diketahui bahwa lapisan yang berwarna kuning-jingga

merupakan batuan lempung yang memiliki resistivitas yang lebih tinggi dibandingkan batu pasir dan

alluvial.

Selanjutnya lapisan berwarna merah dengan nilai resistivitas 9.43-17 Ωm pada kedalaman 140-500 m

merupakan lapisan yang lebih kompak dan diduga merupakan bedrock. Dugaan ini diperkuat oleh karena

jaraknya dari permukaan bumi yang cukup dalam sehingga akan menerima tekanan yang lebih besar

sehingga lapisan akan lebih terkompaksi. Lapisan berwarna merah jarak 800-1200 m dan kedalaman 5-25

m diduga merupakan bongkahan lempung dengan kompaksi lebih baik yang memiliki nilai resistivitas yang

lebih tinggi dibandingkan dengan lapisan di sekitarnya.

V. KESIMPULAN

1. Berdasarkan sifat kelistrikan batuan, dapat dideteksi kontras anomali dengan menggunakan

metode Geolistrik sehingga dapat ditentukan jenis lapisan batuan di bawah permukaan bumi.

2. Kekompakan batuan dapat mempengaruhi nilai resistivitasnya, dimana batuan yang memiliki

kekompakan yang lebih baik memiliki resistivitas yang lebih tinggi dibandingkan batuan yang

belum terkompaksi (lepas). Kekompakan batuan ini dapat dipengaruhi tekanan yang diterima oleh

batuan tersbut sehingga kedalaman lapisan dari permukaan bumi sangat mempengaruhi

resistivitas batuan.

3. Batuan dengan sifat porositas yang baik memiliki resistivitas yang lebih kecil dibandingkan dengan

batuan yang porositasnya kurang baik.

4. Pada SET 1 diperoleh dugaan bahwa terdapat selang seling antara batuan pasir basah dan batuan

lempung yang ditutupi oleh lapisan tipis alluvial.

5. Pada SET 2 di kedalaman 140-500 m terdapat lapisan bedrock dengan resistivitas yang semakin

tinggi dengan bertambahnya kedalaman.

Sumber :

Syamsuddin, Lantu, dan Muh. Arizal Syam, 2014, Investigasi Lapisan Batuan Dasar dengan

Menggunakan Metode Geolistrik, Universitas Hasanuddin, Makassar

Reynolds, John. 1997. An Introduction to Applied and Enviromental Geophysics. New York : John

Wiley & Sons