metode eksplorasi migas.docx

55
GEOLOGI LAPANGAN {SURFACE} Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum digunakan dalam eksplorasi endapan bahan galian. Metoda ini tergolong kepada metoda tidak langsung, dan sering digunakan pada tahapan eksplorasi pendahuluan (reconnaissance), mendahului kegiatan-kegiatan eksplorasi intensif lainnya. Adapun tahapan-tahapan pekerjaan yang umum digunakan dalam metoda geofisika adalah : Survei pendahuluan (penentuan lintasan) Pemancangan (penandataan titik-titik ukur) dalam areal target Pengukuran lapangan Pembuatan peta-peta geofisika Penarikan garis-garis isoanomali Penggambaran profile Interpretasi anomali 1. Metoda Gaya Berat Secara umum metoda gaya berat merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil. Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian sebesar 0.01 mGal dan di laut sebesar 1 mGal. Beberapa endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity), tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti. Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada benda dengan massa (m) di permukaan bumi sebesar : , dengan (g) adalah percepatan gaya berat vertikal permukaan bumi. Harga rata-rata gayaberat di permukaan bumi adalah 9.80 m/s2. Satuan yang digunakan adalah gayaberat adalah milliGal (1 mGal = 10-3 Gal = 10-3 cm/s2) atau ekivalen dengan 10 gu (gravity unit). Variasi gaya berat yang disebabkan oleh variasi perbedaan densitas bawah permukaan adalah sekitar 1 mGal (100 mm/s2). Karena bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan relif yang tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak homogen. Dengan demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan bumi akan

Upload: marcos-de-deus

Post on 19-Dec-2015

36 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

GEOLOGI LAPANGAN {SURFACE}

Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum digunakan dalam eksplorasi endapan bahan galian. Metoda ini tergolong kepada metoda tidak langsung, dan sering digunakan pada tahapan eksplorasi pendahuluan (reconnaissance), mendahului kegiatan-kegiatan eksplorasi intensif lainnya.Adapun tahapan-tahapan pekerjaan yang umum digunakan dalam metoda geofisika adalah : Survei pendahuluan (penentuan lintasan) Pemancangan (penandataan titik-titik ukur) dalam areal target Pengukuran lapangan Pembuatan peta-peta geofisika Penarikan garis-garis isoanomali Penggambaran profile Interpretasi anomali1. Metoda Gaya BeratSecara umum metoda gaya berat merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil.Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian sebesar 0.01 mGal dan di laut sebesar 1 mGal.Beberapa endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity), tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada benda dengan massa (m) di permukaan bumi sebesar :,dengan (g) adalah percepatan gaya berat vertikal permukaan bumi.Harga rata-rata gayaberat di permukaan bumi adalah 9.80 m/s2. Satuan yang digunakan adalah gayaberat adalah milliGal (1 mGal = 10-3 Gal = 10-3 cm/s2) atau ekivalen dengan 10 gu (gravity unit). Variasi gaya berat yang disebabkan oleh variasi perbedaan densitas bawah permukaan adalah sekitar 1 mGal (100 mm/s2).Karena bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan relif yang tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak homogen. Dengan demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan bumi akan dipengaruhi oleh 5 faktor, yaitu : lintang ketinggian topografi pasang surut variasi densitas bawah permukaansehingga dalam pengukuran dan interpretasi, faktor-faktor tersebut harus diperhatikan (dikoreksi).1.1 Prosedur LapanganTargetan observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas (significant) agar dapat dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum digunakan cukup lebar yaitu antara 200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap titik pengamatan diusahakan bebas dari angin, pohon-pohon, pengaruh (getaran) tanah, dll. Elevasi setiap titik observasi harus diketahui dengan akurat karena akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil pembacaan alat. Begitu juga dengan waktu setiap pengukuran.Series dari hasil perhitungan akan diplot pada kertas grafik terhadap waktu .1.2 Koreksi Hasil ObservasiSeperti yang telah disebutkan di atas bahwa, harga pengukuran gayaberat di permukaan bumi dipengaruhi oleh 5 faktor. Sedangkan dalam melakukan survei gayaberat diharapkan satu faktor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan, sehingga pengaruh 4 faktor lainnya (lintang, ketinggian, topografi, pasang surut) harus direduksi atau dihilangkan dari harga pembacaan alat.a. Koreksi lintang (latitude)Koreksi terhadap titik pengukuran terhadap kutub bumi., dimana F1 dan F0 adalah koordinat titik pengukuran dan titik base.

b. Koreksi elevasi (Free-Air Correction)Koreksi ini merupakan koreksi terhadap pengaruh ketinggian pengukuran terhadap medan gravitasi bumi.FAC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.c. Koreksi Bouguer (Bougeur correction)Koreksi massa lapisan yang diasumsikan berada diantara titik amat dengan bidang referensi .d. Koreksi topografi (Terrain correction)Koreksi topografi, Tc, adalah koreksi pengaruh topografi terhadap gayaberat pada titik amat, akibat perbedaan ketinggian antara titik observasi dengan base. Dapat dihitung dengan menggunakan Hammer Chart (lihat gambar 3).1.3 Anomali BouguerMerupakan anomali yang dicari dengan cara mereduksi hasil pengukuran lapangan dengan koreksi-koreksi seperti yang telah diuraikan di atas.Dg = {Dgobs DgF + (3,086 - 0,4191r) h + Tr} gu2. Metoda MagnetikBeberapa tipe bijih seperti magnetit, ilmenit, dan phirotit yang dibawa oleh bijih sulfida menghasilkan distorsi dalam magnet kerak bumi, dan dapat digunakan untuk melokalisir sebaran bijih. Disamping aplikasi landsung tersebut, metoda magnetik dapat juga digunakan untuk survei prospeksi untuk mendeteksi formasi-formasi pembawa bijih dan gejala-gejala geologi lainnya (seperti sesar, kontak intrusi, dll).Penggunaan metoda magnetik didalam prospek geofisika adalah berdasarkan atas adanya anomali medan magnet bumi akibat sifat kemagnetan batuan yang berbeda satu terhadap lainnya. Alat untuk mengukur perbedaan kemagnetan tersebut adalah magnetometer.Gaya magnet (F) yang ditimbulkan oleh dua buah kutub yang berjarak (r) dengan muatan masing-masing (m1)dan (m2) adalah :, dimana : m adalah permeabilitas magnetik medium.Kuat medan magnetik (H) pada suatu titik dengan jarak (r) dari muatannya adalah : ,Jika suatu benda berada dalam medan magnetik dengan kuat medan (H), maka akan terjadi polarisasi magnetik (I) sebesar : I = k.H,dimana k adalah kerentanan (susceptibilities) magnetik.

Polarisasi magnetik (I) disebut juga dengan intensitas magnetisasi pada suatu medan magnet lemah. Kerentanan magnetik yang merupakan sifat kemagnetan suatu benda/batuan yang besarannya dalam satuan SI atau dalam emu yang diberikan oleh hubungan sebagai berikut :k = 4p.k'dimana k' adalah kerentanan magnetik dalam satuan emu dan k dalam SI.Medan magnetik yang terukur oleh magnetometer (B) adalah medan magnet induksi, sebagai berikut :Faktor (1+k) dilambangkan dengan mr atau dikenal dengan permeabilitas magnetit relatif. Jika k diabaikan, maka m0mr = m, yang dikenal sebagai permeabilitas absolut (ohm.dt/m).

2.1 Sifat Umum Kemagnetan BatuanMedan magnet bumi secara sederhana dapat digambarkan sebagai medan magnet yang ditimbulkan oleh batang magnet raksasa yang terletak didalam inti bumi, namun tidak berimpit dengan pusat bumi. Medan magnet ini dinyatakan dalam besar dan arah (vektor) dimana arahnya dinyatakan dalam deklinasi (penyimpangan terhadap arah utara-selatan geografis) dan inklinasi (penyimpangan terhadap arah horizontal).Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian besar berasal dari dalam bumi (internal field) mencapai lebih dari 90%, sedangkan sisanya adalah medan magnet dari kerak bumi, yang merupakan target didalam eksplorasi geofisika, dan medan dari luar bumi (external field).Karena medan magnet dari dalam bumi merupakan bagian yang terbesar, maka medan ini sering juga disebut sebagai medan utama yang dihasilkan oleh adanya aktivitas di dalam inti bumi bagian luar (salah satu konsep adanya medan utama ini adalah dari teori dinamo).Mineral-mineral dengan sifat magnet yang cukup tinggi antara lain : Oksida-oksida besi : FeO - Fe2O3 - TiO2 Sulfida-sulfida dalam series troilite-phyrotit2.2 Kerentanan (susceptibilities) BatuanKerentanan magnetik merupakan parameter yang menyebabkan timbulnya anomali magnetik dan karena sifatnya yang khas untuk setiap jenis mineral, khususnya logam, maka parameter ini merupakan salah satu subjek didalam prospek geofisika.Telah diketahui bahwa adanya medan magnet bumi menyebabkan terjadinya induksi magnetik yang besarnya adalah penjumlahan dari medan magnet bumi dan magnet batuan dengan kerentanan magnetik yang cukup tinggi. Besaran ini adalah total medan magnet yang terukur oleh magnetometer apabila remanan magnetiknya dapat diabaikan.Setiap jenis batuan mempunyai sifat dan karakteristik tertentu dalam medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter kerentanan magnetik batuan atau mineralnya (k). Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus dari tiap jenis batuan atau mineral inilah yang melandasi digunakannya metoda magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika. Pada Tabel 1 dapat dilihat daftar kerentanan magnetik (k) beberapa jenis batuan dan mineral yang umum dijumpai.Tabel 1 Kerentanan magnet dalam beberapa batuan dan mineral (Telford, 1990., dan Parasnis, 1973).

TipeBatuan Kerentanan(x 103) TipeMineral Kerentanan(x 103)Dolomite 0 - 0.9 Graphite 0.1Limestones 0 - 0.3 Quartz -0.01Sandstones 0 - 20 Rock salt -0.01Shales 0.01 - 15 Gypsum -0.01Amphibolite 0.7 Calcite -0.001 - 0.01Schist 0.3 - 3.0 Coal 0.02Phyllite 1.5 Clays 0.2Gneiss 0.1 - 25 Chalcopyrite 0.4Quartzite 4.0 Siderite 1 - 4Serpentine 3 - 17 Pyrite 0.05 - 5Granite 0 - 50 Limonite 2.5Rhyolite 0.2 - 35 Hematite 0.5 - 35Dolorite 1 - 35 Chromite 3 - 110Diabase 1 - 160 Ilmenite 300 - 3500Porphyry 0.3 - 200 Magnetite 1200 - 19200Gabbro 1 - 90 Basalts 0.2 - 175 Diorite 0.6 - 120 Peridotite 90 - 200 Andesite 160 Porfiri 0.22 - 210

Berdasarkan sifat magnetik yang ditunjukkan oleh kerentanan magnetiknya, batuan dan mineral dapat diklasifikasikan dalam : Diamagnetik, mempunyai kerentanan magnetik (k) negatif dan kecil artinya bahwa orientasi elektron orbital substansi ini selalu berlawanan arah dengan medan magnet luar. Contohnya : graphite, marble, quarts dan salt. Paramagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan kecil Ferromagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan besar yaitu sekitar 106 kali dari diamagnetik/paramagnetik.Sifat kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh keadaan suhu, yaitu pada suhu diatas suhu Curie, sifat kemagnetannya hilang. Efek medan magnet dari substansi diamagnetit dan hampir sebagian besar paramagnetik adalah lemah.2.3 Penyajian Data LapanganHasil pengukuran oleh magnetometer umumnya disajikan dalam bentuk Peta Anomali Magnetik dengan kontur yang mencerminkan harga anomali yan sama. Dari peta ini, untuk kepentingan eksplorasi masih memerlukan proses lebih lanjut untuk memperoleh daerah targetan atau daerah prospek.Suatu hal yang penting dalam pengolahan data survei magnetik adalah zero level, dan pekerjaan interpretasi dimulai dari daerah zero level tersebut .

2.4 Interpretasi

Dari interpretasi data magnetik, parameter-parameter tubuh bijih yang akan diperhitungkan adalah : Kedalaman dari permukaan Panjang (dimensi) endapan Arah endapan Batas bawah endapan Ketebalan dari penampang Intensitas magnetik untuk memperkirakan tipe tubuh bijih

2.5 Contoh Model Anomali Magnetik

Pada Gambar 7 dapat dilihat peta iso magnetik hasil survei magnetik batuan predominantly granulit pada daerah Udal Center Sweden, dengan nilai maksimum 1600g. Kemudian dari peta kontur tersebut dibuat penampang melintang yang memotong daerah anomali, dan diinterpretasikan susunan batuan serta titik anomali (bijih) yang akan ditentukan . 3. Metoda Potensial Diri (Self Potential)

Metoda potensial diri pada dasarnya merupakan metoda yang menggunakan sifat tegangan alami suatu massa (endapan) di alam. Hanya saja perlu diingat bahwa anomali yang diberikan oleh metoda potensial diri ini tidak dapat langsung dapat dikatakan sebagai badan bijih tanpa ada pemastian dari metoda lain atau pemastian dari kegiatan geologi lapangan.

Karena pengukuran dalam metoda potensial diri diperoleh langsung dari hubungan elektrik dengan bawah permukaan, maka metoda ini tidak baik digunakan pada lapisan-lapisan yang mempunyai sifat pengantar listrik yang tidak baik (isolator), seperti batuan kristalin yang kering.

Potensial diri yang ada di alam dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu : The small background potenstials, yang mempunyai interval (fraksi) sampai dengan puluhan mV. Potensial alami ini juga dapat bernilai minus. Potensial mineralisasi, yang mempunyai orde dari ratusan mV sampai dengan ribuan mV.

Secara umum, peralatan yang digunakan pada metoda potensial diri ini terdiri dari elektroda, kabel, dan voltmeter. Elektroda yang digunakan terbuat seperti tabung panjang yang diisi dengan larutan CuSO4dengan porosnya terbuat dari dari tembaga. Tipe lainnya dikenal dengan elektroda Calomel yang diisi oleh KCl-HgCl2 (lihat Gambar 9). Voltmeter digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda. Ada dua alternatif dalam melakukan pengukuran metoda potensial diri ini : Cara yang pertama, salah satu elektroda tetap, sedangkan yang satu lagi bergerak pada lintasannya. Cara yang kedua, kedua elektroda bergerak bersamaan secara simultan, katakanlah dengan interval 50 m.Hasil pengukuran digrafikkan antara jarak (m) dengan hasil pengukuran (mV). Jika gradien hasil pengukuran memperlihatkan gradien yang tinggi (negatif ke positif yang tinggi) terhadap zero level dapat dijadikan sebagai indikator anomali (titik infleksi).

Hasil dari survei potensial ini disajikan dalam bentuk peta isopotensial, dan interpretasi dilakukan terhadap daerah anomali dengan menggunakan penampang melintang yang memotong daerah anomali.

4. Metoda Tahanan Jenis (Resistivity)

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah permukaan, yaitu dengan mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di bawah permukaan bumi. Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan elektromagnetik dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik secara alamiah (metoda pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (metoda aktif) dari permukaan.Dengan metoda elektrik (salah satunya tahanan jenis) mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan mengukur kembali potensial yang diterima di permukaan. Hanya saja perlu diingat bahwa untuk daerah dengan formasi yang bersifat isolator metoda elektrik ini tidak efektif.

Pada Gambar 11 dapat dilihat sebaran arus pada permukaan akibat arus listrik yang dikirim ke bawah permukaan. Garis tegas menunjukkan arus yang dikirim mengalami respon oleh suatu lapisan yang homogenous. Sedangkan arus putus-putus menunjukkan arus normal dengan nilai yang sama. Garis-garis tersebut disebut dengan garis equipotensial.

Berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan/mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga : konduktor baik (10-8