BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tujuan dari survei geolistrik adalah untuk menentukan distribusi

resistivitas bawah permukaan dengan melakukan pengukuran di permukaan

tanah. Dari pengukuran ini, nilai true resistivity bawah permukaan dapat

diperkirakan. Nilai resistivitas batuan berhubungan dengan berbagai parameter

geologi seperti mineral dan kandungan fluida, porositas dan derajat kejenuhan air

pada batuan. Survei geolistrik tahanan jenis telah digunakan selama beberapa

dekade pada bidang hidrogeologi, pertambangan dan investigasi geoteknik.

Baru-baru ini, telah digunakan untuk survei lingkungan. (Dr. M.H.Loke “Electrical

imaging surveys for environmental and engineering studies”)

Penggunaan geolistrik pertama kali dilakukan oleh Conrad Schlumberger

pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk

mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah

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

tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah

‘Elektroda Arus A dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu.

Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa

menembus lapisan batuan lebih dalam.

Hingga saat ini metode geolistrik semakin pesat berkembang, berbagai

alat dan metode telah dikembangkan agar penggunaan geolistrik tahanan jenis

dapat lebih efisien dan efektif. Oleh karena itu pada saat ini pengetahuan

mengenai peralatan dan metode – metode geolistrik resistivity perlu didapatkan

khususnya oleh seorang ahli pertambangan untuk menambah perbendaharaan

keilmuanya.

1.2. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah tentang “geolistrik tahanan jenis” adalah

agar mahasiswa teknik pertambangan mengetahui tentang metode dan peralatan

yang digunakan pada geolistrik tahanan.

BAB II

PEMBAHASAN

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 Relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik pengukuran atau

dibutuhkan 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

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

elektrolit sampai terjadi 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).

2.

a b

Gambar 2.3 Metode resistivitas (a) mapping (b) sounding

3.

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.