Nama : Arata Suci Hirnoveria

NIM : 115.110.041

Tugas Perencanaan Eksplorasi Geofisika

1. Lengkapi jenis jenis metode geofisika

2. Membangun model geologi dan geofisika

JAWAB

Jenis – jenis dalam metode geofisika

1. Seismik Refraksi

Metode seismik refraksi merupakan teknik umum yang digunakan dalam

survai geofisika untuk menentukan kedalaman batuan dasar, litologi batuan dasar

(bed rock), sesar, dan kekerasan batuan. Pada prinsipnya, metode seismik refraksi

memanfaatkan perambatan gelombang seismik yang merambat kedalam bumi.

Pada dasarnya dalam metoda ini diberikan suatu gangguan berupa gelombang

seismik pada suatu sistem kemudian gejala fisisnya diamati dengan menangkap

gelombang tersebut melalui geophone. Waktu tempuh gelombang antara sumber

getaran dan penerima akan menghasilkan gambaran tentang kecepatan dan

kedalaman lapisan.

Hal tersebut akan menghasilkan gambaran tentang kecepatan dan kedalaman

lapisan berdasarkan penghitungan waktu tempuh gelombang antara sumber

getaran (shot) dan penerima (geophone). Waktu yang diperlukan oleh gelombang

seismik untuk merambat pada lapisan batuan bergantung pada besar kecepatan

yang dimiliki oleh medium yang dilaluinya tersebut. Data yang diperoleh berupa

travel time dari gelombang pada tiap-tiap geophone.Untuk mendapatkan kualitas

rekaman seismik refraksi yang tinggi dan mengandung bentuk first break yang

tajam, dilakukan teknik stacking, gain dan filtering.

Pada survai seismik refraksi hukum dasar yang digunakan yaitu dasar

pemantulan dan pembiasan diantaranya: hukum Snellius, azas Fermat, dan hukum

Huygens. Menurut hukum Snellius menjelaskan hubungan antara sinus sudut

datang dan sudut bias terhadap kecepatan gelombang dalam medium. Azas Fermat

yang menyatakan dalam penjalaran gelombang dari satu titik ke titik selanjutnya

yang melewati suatu medium tertentu akan mencari suatu lintasan dengan waktu

tempuh yang paling sedikit. Sedangkan untuk hukum Huygens menyatakan bahwa

suatu gelombang yang melewati suatu titik akan membuat titik tersebut menjadi

sumber gelombang baru dan akan begitu seterusnya. (Telford, 1976).

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh gelombang

untuk menjalar pada batuan dari posisi sumber seismik menuju penerima pada

berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah sinyal

pertama (firstbreak) diabaikan, karena gelombang seismik refraksi merambat

paling cepat dibandingkan dengan gelombang lainnya kecuali pada jarak (offset)

yang relatif dekat sehingga yang dibutuhkan adalah waktu pertama kali

gelombang diterima oleh setiap geophone. Kecepatan gelombang P lebih besar

dibandingkan dengan kecepatan gelombang S sehingga waktu datang gelombang

P yang digunakan dalam perhitungan metode ini. Parameter jarak dan waktu

penjalaran gelombang dihubungkan dengan cepat rambat gelombang dalam

medium. Besarnya kecepatan rambat gelombang tersebut dikontrol oleh

sekelompok konstanta fisis yang ada dalam material yang dikenal sebagai

parameter elastisitas.

Gelombang seismik refraksi yang dapat terekam oleh penerima pada permukaan

bumi hanyalah gelombang seismik refraksi yang merambat pada batas antar

lapisan batuan. Hal ini hanya dapat terjadi jika sudut datang merupakan sudut

kritis atau ketika sudut bias tegak lurus dengan garis normal (r = 90° sehingga sin

r = 1). Hal ini sesuai dengan asumsi awal bahwa kecepatan lapisan

dibawah interface  lebih besar dibandingkan dengan kecepatan diatas interface.

Gelombang seismik berasal dari sumber seismik merambat dengan

kecepatan V1 menuju bidang batas (A), kemudian gelombang dibiaskan dengan

sudut datang kritis sepanjang interface dengan kecepatan V2. Dengan

menggunakan prinsip Huygens pada interface, gelombang ini kembali ke

permukaan sehingga dapat diterima oleh penerima yang ada di permukaan.

Tahapan akhir dalam metode seismik refraksi adalah membuat atau

melakukan interpretasi hasil dari survei menjadi data bawah permukaan yang

akurat. Data-data waktu dan jarak dari kurva travel time diterjemahkan menjadi

suatu penampang seismik, dan akhirnya dijadikan menjadi penampang geologi.

Survey geofisika dengan metode seismik refraksi adalah bertujuan untuk

mendeteksi struktur geologi di bawah permukaan dangkal, misalnya patahan.

Untuk menentukan kedalaman di bawah sumber pada medium dua lapis atau lebih

yang horizontal maupun miring serta menentukan jenis batuan berdasarkan

kecepatan gelombang yang merambat dalam batuan tersebut.

Sumber : http://blog.ub.ac.id/vanino/2014/01/30/metode-seismik-refraksi/

diunduh pada hari Kamis, 5 Juni 2014 pukul 19.00 WIB

2. Seismik Refleksi

Seismik refleksi adalah metoda geofisika dengan menggunakan gelombang

elastis yang dipancarkan oleh suatu sumber getar yang biasanya berupa ledakan

dinamit (pada umumnya digunakan di darat, sedangkan di laut menggunakan

sumber getar (pada media air menggunakan sumber getar berupa air gun, boomer

atau sparker).

Gelombang bunyi yang dihasilkan dari ledakan tersebut menembus sekelompok

batuan di bawah permukaan yang nantinya akan dipantulkan kembali ke atas

permukaan melalui bidang reflektor yang berupa batas lapisan batuan. Gelombang

yang dipantulkan ke permukaan ini diterima dan direkam oleh alat perekam yang

disebut geophone (di darat) atau hydrophone (di laut) (Badley, 1985). Refleksi

dari suatu horison geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau

jurang. Metoda seismik refleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan eksplorasi

perminyakan, penetuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah.

Seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang datang dari batas-batas

formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis

gelombang yakni: Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan

Gelombang Love.

Pengertian Eksplorasi seismik refleksi dapat dikelompokan menjadi dua,

yaitu eksplorasi prospek dangkal dan eksplorasi prospek dalam. Eksplorasi

seismik dangkal (shallow seismic reflection) biasanya diaplikasikan untuk

eksplorasi batubara dan bahan tambang lainnya. Sedangkan seismik dalam

digunakan untuk eksplorasi daerah prospek hidrokarbon (minyak dan gas bumi).

Kedua kelompok ini tentu saja menuntut resolusi dan akurasi yang berbeda begitu

pula dengan teknik lapangannya.

Secara umum, metode seismik refleksi terbagi atas tiga bagian penting

yaitu pertama adalah akuisisi data seismik yaitu merupakan kegiatan untuk

memperoleh data dari lapangan yang disurvei, kedua adalah pemrosesan data

seismik sehingga dihasilkan penampang seismik yang mewakili daerah bawah

permukaan yang siap untuk diinterpretasikan, dan yang ketiga adalah interpretasi

data seismik untuk memperkirakan keadaan geologi di bawah permukaan dan

bahkan juga untuk memperkirakan material batuan di bawah permukaan.

Sumber : http://jefrigeophysics.wordpress.com/2010/07/21/seismik-refleksi-

untuk-eksplorasi-2/ diunduh pada hari Kamis, 5 Juni 2014 pukul 19.10 WIB

3. Magnetik

Metode magnetik merupakan salahsatu metode geofisika tertua yang

mempelajari karakteristik medan magnet bumi. Sejak lebih dari tiga abad yang

lalu telah diketahui bahwa bumi merupakan magnet yang besar. Bentuk bumi

sendiri tidak benar-benar bulat dan material penyusunnyapun tidak homogen, hal

ini mengakibatkan perubahan-perubahan pada lintasan garis gaya magnet.

Penyimpangan inilah yang disebut anomali geomagnet. Metode magnetik

mendasari survei geofisika dalam pencarian jebakan mineral dan struktur bawah

permukaan bumi secara signifikan.

Intensitas Magnetisasi Gaya magnet (F) adalah gaya tarik menarik / tolak-

menolak dari dua kutub magnet (m1,m2) yang berjarak r.

Hukum Coloumb:

F = m1.m2/(µ.r2)

Dimana µ = konstanta permeabilitas magnet

Suatu medan magnetik yang ditempatkan pada suatu medan magnet akan

mengalami magnetisasi oleh imbas magnetik yang didefinisikan sebagai:

I = M / V

Dimana : M = momen magnetik deikutub (dipole)

I = jarak antara kutub +m dan –m

V = volum benda

Momen magnet (M) adalah besaran vektor yang memanjang dari kutub

negatif ke kutub positif. Tingkat suatu benda magnetik untuk mampu

dimagnetisasi ditentukan oleh suseptibilitas kemagnetan (disimbolkan dengan k)

yang ditulis sebagai:

I = k H

Besaran ini adalah parameter dasar yang dipergunakan dalam metode

magnetik. Harga k pada batuan semakin besar apabila dalam batuan tersebut

semakin banyak dijumpai mineral-mineral yang bersifat magnetik. Suseptibilitas

magnetik batuan merupakan harga magnet suatu batuan terhadap pengaruh

magnet yang erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Semakin

besar kandungan mineral magnetit di dalam batuan, semakin besar harga

suseptibilitasnya.

Sifat-sifat Kemagnetan Batuan dan Mineral

Diamagnetik

Batuan yang berkategori diamagnetik mempunyai harga suseptibilitas (k) negatif,

sehingga intensitas imbasan dalam batuan / mineral tersebut memberikan efek

magnet lemah dan mengarah berlawanan dengan gaya medan magnet tersebut.

Hal ini terjadi karena dalam batuan yang mempunyai kulit electron yang telah

jenuh atau tiap electron telah memiliki pasangan, sehingga electron tersebut akan

berpresisi jika mendapat medan magnet luar (H). Contoh batuan diamagnetik

antara lain: Marmer, Grafit, Bismut, Garam, Kuarsa, dan Gipsum atau Anhidrit.

Paramagnetik    

Batuan / mineral paramagnetik mempunyai susceptibilitas batuan (k) positif dan

sedikit lebih besar dari satu. Interaksi antar atomnya lemah, karena kulit electron

terluar belum jenuh (tidak berpasangan). Electron-electron tersebut akan mengisi

tempat yang kosong terlebih dahulu sebelum berpasangan. Adapun momen

magnetik batuan paramagnetik ini menyebar secara acak seiring perubahan suhu.

Tetapi bila diberi medan magnet luar, momen magnetnya akan searah dengan

medan magnet luar, sehingga memperkuat medan magnet luar. Contoh batuan

jenis ini antara lain: Piroksen, Olivin, Granit, Biotit dll.

Ferromagnetik

Besi, Cobalt, Nikel merupakan bahan / mineral yang bersifat ferromagnetik.

Atom-atom penyusunnya mempunyai momen magnet dan interaksi antar atom-

atom tetangganya begitu kuat, sehingga momen semua atom dalam suatu daerah

mengarah sesuai dengan medan magnet luar yang diimbaskan. Bahan magnetik

yang bersifat ferromagnetic lebih banyak memiliki kulit electron yang hanya diisi

oleh satu electron dibandingkan batuan yang bersifat paramagnetik, sehingga

material ferromagnetik akan lebih mudah terinduksi oleh medan magnet luar.

Sumber :

http://kepingan-inra.blogspot.com/2012/11/geomagnet.html diunduh pada hari

Kamis, 5 Juni 2014 pukul 19.29 WIB

http://muhamadrahmawan.blogspot.com/2013/03/hukum-fisika-dalam-metode-

geofisika.html diunduh pada hari Kamis, 5 Juni pukul 19.30 WIB

4. Metode Gravitasi

Metoda gravitasi adalah metoda penyelidikan geofisika yang didasarkan pada

variasi percepatan gravitasi di permukaan bumi. Pengukuran gravitasi ini dimana

adanya perbedaan kecil dari medan gravitasi yang diakibatkan variasi massa di

kerak bumi. Tujuan dari eksplorasi ini adalah untuk mengasosiakan variasi dari

perbedaan distribusi rapat massa dan juga jenis batuan. Metoda ini sangat baik

untuk mengetahui konfigurasi geologi bawah permukaan dengan skala yang luas

berdasarkan pada perbedaan densitas tiap batuan. Teori yang mendasari metode

gaya berat ini adalah teori Newton tentang Gravitasi.

Hukum Newton

Hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya antara dua buah partikel

bermassa m1 dan m2 berbanding langsung dengan hasil kali kedua massa tersebut

dibagi dengan kuadrat jaraknya, seperti pada persamaan berikut:

F=Gm1 m2

r2 r̂

Dimana F: gaya interaksi antara dua massa

r : jarak antara mi dan m2

r̂: vektor satuan yang arahnya dari m1 ke m2

G: konstanta gravitasi umum (6,6732 ×10−11)

Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa besarnya medan gaya berat oleh m1

di m2 sebesar :

E (r )=−Gm1

r 2 r̂

Sumber :

Staf Asisten Praktikum Gravity. 2013: Buku Panduan Praktikum Metode Gravity,

Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknologi Mineral, UPN “Veteran”

Yogyakarta : hal. 2.