makalah geolistrik
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum digunakan
dalam eksplorasi endapan bahan galian. Meskipun eksplorasi mineral sudah
dilakukan semenjak ratusan tahun yang lalu tetapi catatan ilmiah mengenai hal ini
baru dimulai pada tahun 1556 manakala Georgius Agricola mempublikasikan De
re Metalica. Berpangkal dari buku ini maka beberapa tahun kemudian eksplorasi
mineral dan dunia pertambangan mulai menggunakan suatu landasan ilmu
pengetahuan. Sejarah mencatat ternyata di dunia pertambangan ini pula kemudian
berkembang ilmu-ilmu lain yang sangat mendukung antara lain ilmu geologi dan
geofisika. Meskipun perkembangan ilmu-ilmu tersebut sudah cukup lama namun
aplikasi metode geofisika pada dunia pertambangan ternyata baru dimulai pada
tahun 1893, ketika Von Wrede menmukan bahwa variasi medan magnet bumi
yang di ukur oleh Lamont menggunakan magnetic theodolite ternyata dapat di
pakai untuk mengidentifikasi bodi dari suatu magnetic ore. Sekitar 25tahun
kemudian seorang professor bernama Robert Thalens mempublikasikan bukunya
yang berjudul On The Examination of Iron Ore deposits by Magnetics Methodes.
Tahun-tahun sesudahnya adalah maraknya aplikasi geomagnet di dunia
pertambangan.
Metode geolistrik berkembang pada awal tahun 1900-an. Tetapi kemudian
mulai banyak dipakai untuk keperluan eksplorasi pada tahun 1970-an. Metode
yang pertama kali banyak dipakai di Indonesia adalah metode geolistrik aturan
Schlumberger dan Wenner. Pada metode ini pengambilan data V (beda potensial)
dan I (kuat arus) dilakukan mengikuti konfigurasi elektroda yang dibuat oleh
Schlumberger (untuk aturan schlumberger) dan Wenner (untuk aturan Wenner).
BAB II
ISI
Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika yang didasarkan
pada penerapan konsep kelistrikan pada masalah kebumian. Tujuannya adalah
untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan bawah-
permukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat
listrik (konduktivitas atau resistivitas).
Aliran listrik pada suatu formasi batuan terjadi terutama karena adanya
fluida elektrolit pada pori-pori atau rekahan batuan. Oleh karena itu resistivitas
suatu formasi batuan bergantung pada porositas batuan serta jenis fluida pengisi
pori-pori batuan tsb. Batuan porous yang berisi air atau air asin tentu lebih
konduktif (resistivitas-nya rendah) dibanding batuan yang sama yang pori-porinya
hanya berisi udara (kosong).
Metoda geolistrik ada banyak macamnya, antara lain, metode:
1. Metode Resistivitas.
2. Metode Polarisasi Terimbas/Induce Polarization.
3. Metode potensial diri/Self Potential.
Potensial listrik batuan adalah potensial listrik alam atau potensial diri
disebabkan terjadinya kegiatan elektrokimia atau kegiatan alam. Faktor
pengontrol dari semua kejadian ini adalah air tanah. Potensial ini berasosiasi
dengan pelapukan mineral pada bodi sulfida, perbedaan sifat batuan (kandungan
mineral) pada kontak geologi, kegiatan bioelektrik, dan materi organik korosi,
gradient termal, serta gradient tekanan.
2.1 Kegunaan
Mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai
kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya
lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air.
Umumnya yang dicari adalah ‘confined aquifer’ yaitu lapisan akifer yang diapit
oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan
bagian atas. ‘Confined’ akifer ini mempunyai ‘recharge’ yang relatif jauh,
sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh
perubahan cuaca setempat.
Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang
mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan
bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk
fondasi bangunan.
Metoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi
(geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah satu
metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti
keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan.
2.2 Keunggulan
Keunggulan metoda geolistrik untuk mendeteksi perlapisan batuan sampai
kedalaman sekitar 500 m.
Item Keunggulan
Harga peralatan Relatif murah
Biaya survey Relatif murah
Waktu yang
dibutuhkan
Relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik pengukuran atau
lebih per hari
Beban pekerjaanPeralatan yang kecil dan ringan sehingga mudah untuk
mobilisasi
Kebutuhan
personalSekitar 5 orang, terutama untuk konfigurasi Schlumberger
Analisa data Secara global bisa langsung diprediksi saat di lapangan
2.3 Metode Polarisasi Terimbas
Metode polarisasi terimbas merupakan salah satu metode geofisika yang
mendeteksi terjadinya polarisasi listrik pada permukaan mineral-mineral logam di
bawah permukaan bumi. Metode IP pada hakekatnya adalah pengembangan lebih
lanjut dari metode tahanan jenis yang mampu memberikan informasi tambahan
ketika tidak ditemukan kontras tahanan jenis yang memadai.
Pada metoda ini arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua
elektroda arus, kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda
potensial.
Dalam metoda polarisasi terimbas ada 3 macam metoda pengukuran yaitu:
1) Pengukuran dalam domain waktu,
2) Pengukuran dalam domain frekuensi,
3) pengukuran sudut fasa.
Metoda polarisasi terimbas ini terutama dipahami dalam eksplorasi logam
dasar (Base Metal) dan penyelidikan air tanah (Ground Water). Berdasarkan letak
(konfigurasi) elektroda potensial dan arus, dikenal beberapa jenis metoda
polarisasi terimbas antara lain :
1) Metoda Schlumberger
2) Metoda Wenner
3) Metoda Pole-Dipole
4) Metode Dipole-dipole
Ketika arus tunak dialirkan ke medium dapat dihitung arus efektifnya.
Namun ketika arus dimatikan, maka arus yang terukur, tidak langsung seketika
menjadi = 0. Efek ini disebut potensial polarisasi (efek IP) yang dianalisis dalam
metode IP.
2.4 Penyebab Polarisasi Batuan
1. Polarisasi Membran
Penghantaran secara elektrolit paling mungkin terjadi apabila
material tidak memiliki kandungan mineral logam. Untuk
memungkinkan penghantaran jenis ini berlangsung, diperlukan zona-
zona porus yang medium. Kebanyakan material pembentuk batuan
muatan negatif (-) pada bidang batas antara permukaan batuan dengan
fluida pada pori. Karenanya, ion positif (+) akan tertarik ke zona
tersebut dan ion negatif akan tertolak dari zona tersebut apabila
medium dialiri arus.
2. Polarisasi Elektroda
Polarisasi elektroda merupakan sumber polarisasi terbesar
disebabkan oleh keberadaan mineral logam dalam medium batuan.
Penghantaran arus dalam medium batuan yang mengandung mineral
logam dilakukan secara elektronik maupun elektrolitik. Reaksi kimia
berupa reaksi reduksi-oksidasi dan kemungkinan pertukaran ionik akan
terjadi pada bidang batas mineral dengan elektrolit sampai terjadi
Gambar 2.1 proses polarisasi membran pada medium oleh
mineral lempung dalam batuan (a). kondisi sebelum medium
dialiri arus listrik (b). kondisi ketika medium dialiri arus
keadaan setimbang. Apabila arus dialirkan ke dalam medium, akan
timbul gangguan kesetimbangan berupa polarisasi pada bidang batas
mineral logam yang berfungsi sebagai elektroda dan air pada medium
batuan yang berfungsi sebagai eletrolit.
2.5 Aquisisi Data
Cara kerja metoda geolistrik secara sederhana dapat dianalogikan dengan
rangkaian listrik. Jika arus dari suatu sumber dialirkan ke suatu beban listrik
(misalkan kawat seperti terlihat pada gambar) maka besarnya resistansi R dapat
diperkirakan berdasarkan besarnya potensial sumber dan besarnya arus yang
mengalir. Dalam hal ini besaran resistansi tidak dapat digunakan untuk
memperkirakan jenis material karena masih bergantung ukuran atau geometri-nya.
Untuk itu digunakan besaran resistivitas yang merupakan resistansi yang telah
dinormalisasi terhadap geometri.
Dalam prakteknya pengukuran geolistrik dilakukan dengan mengalirkan
arus ke dalam tanah melalui 2 elektroda (C1 dan C2) dan respons-nya (beda
Gambar 2.2 salah satu kemungkinan keadaan distribusi ion pada bidang batas medium solid-elektrolit
potensial) diukur melalui 2 elektroda yang lain (P1 dan P2). Berdasarkan
konfigurasi elektroda dan respons yang terukur maka sifat kelistrikan medium
bawah-permukaan tersebut dapat diperkirakan.
2.6 Data Processing
Berdasarkan pada contoh penyelidikan metode resistivitas yang diambil,
teknik pengukurannya dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu metode
resistivity mapping dan sounding. Metode resistivity mapping merupakan metode
resistivitas yang bertujuan untuk mempelajari variasi tahanan jenis lapisan bawah
permukaan secara lateral. Sedangkan metode resistivitas sounding bertujuan untuk
mempelajari variasi resisitivitas batuan di bawah permukaan bumi secara vertikal.
Selain itu juga terdapat teknik imaging/topografi, yaitu teknik pengukuran untuk
memperoleh informasi baik secara lateral maupun vertical (2D dan 3D).
3.
a b
Gambar 2.3 Metode resistivitas (a) mapping (b) sounding
4.
Gambar 2.4 Contoh kontur (a) visualisasi 2D (b) visualisasi 3D
b
a
2.7 Interpretasi
Hasil pengukuran geolistrik tidak dapat digunakan secara pasti untuk
menentukan jenis batuan, mengingat banyaknya faktor yang mempengaruhi
resistivitas batuan. Namun demikian metoda geolistrik dapat dimanfaatkan untuk
memperkirakan adanya formasi batuan yang mengandung air (akuifer) dalam
eksplorasi air tanah, adanya formasi batuan yang berasosiasi dengan zona
mineralisasi dalam eksplorasi mineral. Dalam studi rekayasa dan lingkungan
metoda geolistrik juga berperan untuk memperkirakan kebocoran bendungan,
dispersi fluida polutan dan sebagainya.
Hasil dari interpretasi data serta analisis yang dilakukan, hendaknya
dicocokkan dengan litologi dari stratigrafi daerah sedimen yang disurvei. Daerah
yang disurvei merupakan daerah sedimen atau daerah vulkanik ataupun daerah
yang telah mengalami proses metamorfosa. Umumnya akuifer pada daerah
vulkanik mempunyai harga true resistivity yang lebih besar daripada daerah
dengan batuan sedimen.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
- Geolistirk merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari
sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksi
dipermukaan bumi yang terjadi baik secara alami maupun akibat injeksi
arus kedalam bumi.
- Kegunaan metode geolistrik dapat menghasilkan informasi pada lapisan
yang mempunyai daya hantar listrik yang digunakan untuk memetakan
badrock didalam airtanah untuk penentuan kadar garam.