Aplikasi Geolistrik

A. JUDUL

Analisa Potensi Emas Mengunakan Metoda Geolistrik Induksi Polarisasi

Konfigurasi dipole-dipole di Kenagarian Padang Sibusuk Kecamatan Kupitan

Kabupaten Sijunjung

B. BIDANG KAJIAN

Geofisika

C. PENDAHULUAN

Emas merupakan elemen yang dikenal sebagai logam mulia. Elemen ini

memiliki nomor atom 79 dan nama kimia aurum atau Au. Emas memiliki sifat fisik

yang sangat stabil, tidak korosif atau tidak lapuk dan jarang bersenyawa dengan

unsur kimia lain. Konduktifitas elektrik dan termalnya sangat

baik, malleable sehingga dapat dibentuk dan juga bersifat ductile. Penggunaan

utama emas adalah untuk bahan baku perhiasan dan benda-benda seni, selain itu

karna konduktif emas digunakan dalam aplikasi elaktronik. Emas juga digunakan

dalam bidang fotografi dan pengobatan (Dinas Pertambangan dan Energi

Kabupaten Landak Kalimantan Barat, 2008)

Salah satu daerah penghasil emas adalah Kenagarian Padang Sibusuk

Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung. Jarak nagari Padang Sibusuk dengan

Ibukota Provinsi Sumatera Barat Kota Padang berkisar antara 80 – 90 km.

Penduduk asli Kenagarian Padang Sibusuk sebagian besar bertani, dan ada juga

yang bekerja di pemerintahan maupun sektor swasta. Beberapa tahun terakhir ini

muncul pekerjaan baru yaitu menambang emas. Menurut data dari map of local

economy (Sarjadi, 2009) persentase jumlah penduduk yang melakukan

penambangan dan penggalian di Kabupaten Sijunjung sekitar 15,55% dari jumlah

penduduk, dan di tingkat nagari sekitar 15% atau kurang lebih berjumlah 1050

orang. Perekonomian masyarakat Padang Sibusuk meningkat, terlihat dari rumah-

rumah sudah dibangun dengan megah, kendaraan bermotor ditemui disetiap

rumah, dan banyak masyarakat Padang Sibusuk yang menunaikan ibadah haji

berkat emas yang ditambangnya.

Penambangan emas yang dilakukan oleh masyarakat di Kenagarian Padang

Sibusuk merupakan pertambangan rakyat. Pertambangan ini dilakukan dengan

cara menggali lahan persawahan yang dianggap mengandung emas dengan

menggunakan eskapator. Kedalaman penggalian emas sekitar 10-15 meter, batu-

batu di dalamnya diangkat kemudian pasirnya dihisap dan disaring pakai mesin

diesel, lalu pasir yang diperoleh didulang untuk memperoleh emas. Tambang emas

yang dilakukan oleh masyarakat Padang Sibusuk memberikan dampak negatif

berupa rusaknya struktur tanah yang tadinya bisa dimanfaatkan untuk bertani

sekarang tinggal bebatuan dan pasir. Bekas tambang membentuk danau-danau

kecil sehingga batas tanah antara seorang dengan orang lain menjadi tidak

jelas, yang apabila tidak diurus akan menjadi sengketa atau perselisihan

dikemudian hari (Hardiwan, 2006).

Berdasarkan survey lokasi, pertambangan emas yang dilakukanmasyarakat

Padang Sibusuk umumnya berlokasi di area persawahan dan di pinggir sungai.

Penambangan dilakukan secara berpindah-pindah dari lokasi yang satu ke lokasi

yang lain. Pemilihan lokasi tambang dilakukan berdasarkan perkiraan saja,

akibatnya beberapa area persawahan di Kenagarian Padang Sibusuk menjadi

rusak dan tidak bisa lagi di manfaatkan. Daerah yang menjadi bekas tambang dan

tidak bisa dimanfaatkan lagi untuk pertanian adalah daerah Batang Laweh dan

Lubuk Batu. Berdasarkan dampak dari pertambangan rakyat, diperlukan adanya

penelitian untuk mendeteksi distribusi emas di Kenagarian Padang Sibusuk sebagai

informasi awal bagi masyarakat Padang Sibusuk untuk melakukan eksplorasi

selanjutnya.

Salah satu metode yang tepat untuk mendeteksi distribusikeberadaan

endapan emas di bawah permukaan adalah dengan menggunakan metode

geolistrik. Metode geolistrik sendiri didefinisikan sebagai suatu metoda geofisika

yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana mendeteksinya

di permukaan bumi. Metoda geolistrik terdiri dari beberapa metoda antara

lain metoda geolistrik tahanan jenis, IP (Indeks Polarization), potensial diri (Self

Potensial) dan lain-lain. Setiap metoda memberikan manfaat dan pengukuran yang

berbeda. Salah satu metoda geolistrik yang baik digunakan untuk eksplorasi

mineral logam adalah metoda induksi polarisasi atau metoda polarisasi terimbas,

prinsip kerja dari metoda induksi polarisasi ini adalah untuk mendeteksi terjadinya

polarisasi listrik pada permukaan mineral-mineral logam di bawah permukaan

bumi (Reynold, 1997).

Metoda Induksi Polarisasi (IP) merupakan metoda geolistrik, yang dalam

geofisika umumnya di bidang eksplorasi logam dasar (base-metal). Metoda ini

banyak digunakan dalam eksplorasi logam dasar karena adanya fenomena

polarisasi yang terjadi di dalam suatu mediun batuan. Fenomena polarisasi itu

menandakan adanya kandungan logam di bawah permukaan yang tidak terdeteksi

dengan baik jika hanya menggunakan metoda geolistrik resistivitas. Sehingga,

dalam eksplorasi logam dasar umumnya dilakukan dengan menggabungkan dua

metoda yaitu metoda IP dan resistivitas (Telford, 1990). Berdasarkan hal tersebut

penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul Pemetaan Sebaran Emas

Menggunakan Metoda Induksi Polarisasi di Daerah Persawahan Kenagarian Padang

Sibusuk Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung.

D. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang diajukan, dirumuskan masalah penelitian

ini yaitu bagaimana peta distribusi emas di Kecamatan Kupitan Kabupaten

Sijunjung ditinjau dengan metode Induksi Polarisasi

E. PEMBATASAN MASALAH

Mengingat keterbatasan waktu, biaya, kemampuan peneliti, dan penelitian

ini mampu memberikan jawaban terhadap masalah yang di kemukakan, dibuatlah

pembatasan dalam kajian penelitian ini, yaitu:

1. Metode geolistrik yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu metoda geolistrik

induksi polarisasi jenis konfigurasi dipole-dipole

2. Penelitian dilakukan di Kenagarian Padang Sibusuk yaitu di Padang Bonei

Bawah pada koordinat 00 42’ 0,61’’ LS dan 1000 50’ 37,5’’ BT dan Padang Bonei

Atas pada koordinat 00 42’ 03,6’’ LS dan 1000 50’ 36,71’’ BT, ketinggian 211

meter diatas permukaan lautLuas medan pengukuran sekitar 14625 m2

3. Lintasan pengukuran terdiri dari 5 lintasan

F. PERTANYAAN PENELITIAN

Adapun yang menjadi pertanyaan dalam penelitian ini yaitu :

1. Berapa nilai tahanan jenis emas di Kenagarian Padang Sibusuk menggunakan

metoda Induksi Polarisasi berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan

2. Bagaimanakah Penyebaran emas di Kenagarian Padang Sibusuk Kecamatan

Kupitan Kabupaten Sijunjung

G. TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui nilai tahanan jenis, menggunakan metode Induksi Polarisasi untuk

konfigurasi Dipole-dipole di Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung

2. Memetakan penyebaran emas di Kenagarian Padang Sibusuk Kecamatan

Kupitan Kabupaten Sijunjung

H. KONTRIBUSI PENELITIAN

1. Sebagai informasi data awal geologi bawah permukaan bagi pihak Dinas

Pertambangan dan Pemerintah Daerah dalam membuka tambang di lokasi yang

tepat

2. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi dan acuan bagi penelitian

lanjutan

3. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains di Jurusan

Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri

Padang.

I. TINJAUAN PUSTAKA

1. Mineral Emas Dan Proses Terbentuknya

Emas merupakan logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa, kekerasannya

berkisar antara 2,5 – 3 (skala Mohs), massa jenisnya 19,3 gr/cm3. Warnanya

kuning emas, kekerasaanya rendah sehingga dapat dipotong dengan pisau dan

mudah diubah bentuknya. Bentuknya di alam tidak teratur, ukuran butirnya

bervariasi tetapi sering kali mikroskopis dan bahkan sukar dilihat (Munir,

1996)

Mineral pembawa emas biasanya berpadu dengan mineral ikutan (gangue

minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin,

flourpar, dan sejumlah kecil mineral nonlogam. Mineral pembawa emas juga

berpadu dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Mineral pembawa emas

terdiri dari emas nativ, elektrum, emas telurida, sejumlah paduan dan senyawa

emas dengan unsur-unsur belerang (Alamsyah, 2006).

Emas berasal dari suatu reservoar yaitu inti bumi dimana air magmatik yang

mengandung ion sulfida, ion klorida, ion natrium, dan ion kalium mengangkut

logam emas ke permukaan bumi.Kecenderungan terdapatnya emas terdapat

pada zona epithermal atau disebut zona alterasi hidrothermal. Zona alterasi

hidrotermal merupakan suatu zona dimana air yang berasal dari magma atau

disebut air magmatik bergerak naik kepermukaan bumi. Celah dari hasil

aktivitas Gunungapi menyebabkan air magmatik yang bertekanan tinggi naik

ke permukaan bumi. Saat air magmatik yang yang berwujud uap mencapai

permukaan bumi terjadi kontak dengan air meteorik yang menyebabkan ion

sulfida dan ion klorida yang membawa emas terendapkan. Air meteorik

biasanya menempati zona-zona retakan-retakan batuan beku yang mengalami

proses alterasi akibat pemanasan oleh air magmatik. Seiring dengan makin

bertambahnya endapan dalam retakan-retakan tersebut, semakin lama retakan-

retakan tersebut tertutup oleh akumulasi endapan dari logam-logam yang

mengandung ion-ion kompleks yang mengandung emas. Zona alterasi yang

potensial mengandung emas dapat diidentifikasi dengan melihat lapisan pirit

atau tembaga pada suatu reservoar yang tersusun atas batuan intrusif misalnya

granit atau diorite (Kurniawan, 2010).

Emas terbentuk dari proses magmatisme atau pengendapan di permukaan.

Beberapa endapan terbentuk karena prosesmetasomatisme yaitu kontak yang

terjadi antara bebatuan dengan air panas (hydrothermal) atau fluida lainnya.

Genesis emas dikategorikan menjadi dua yaitu endapan primer dan endapan

plaser (Alamsyah, 2006) Berdasarkan temperatur, tekanan dan kondisi geologi

pada saat pembentukan emas dapat dibagi menjadi 3 jenis

1) Endapan Hipotermal

Endapan ini terbentuk pada temperatur ≈ 300°C - 600°C pada

kedalaman > 12.000 meter. Endapan ini merupakan endapan urat (vein) dan

penggantian (replacement) yang terbentuk pada temperatur dan tekanan

tinggi. Pada endapan ini, biasa terdapat mineral logam yang berupa bornit,

kovelit, kalkosit, kalkopirit, pirit, tembaga, emas, wolfram, molibdenit, seng

dan perak. Mineral logam tersebut berasosiasi dengan mineral - mineral

pengotor seperti piroksen, amfibol, garnet, ilmenit, spekularit, turmalin,

topaz, mika hijau dan mika cokelat (Warmada, 2007)

2) Endapan Mesotermal

Endapan ini terbentuk pada suhu 200-4000C dan kedalaman bekisar

3.000 meter sampai 12.000 meter. Endapan ini terletak agak jauh dari

tubuh intrusi, maka sumber panas yang utama berasal dari fluida panas

yang bergerak naik dari lokasi intrusi menuju lokasi terbentuknya endapan

ini. Fluida tersebut berasal dari meteorik water yang masuk menuju lokasi

intrusi dan mengalami pemanasan yang selanjutnya naik menuju lokasi

endapan mesotermal.

Logam utama yang terdapat pada endapan ini antara lain emas,

perak, tembaga, seng dan timbal. Mineral bijih yang ditemukan berupa

sulfida, arsenida, sulfantimonida, dan sulfarsenida. Pirit, kalkopirit, sfalerit,

galena, tetrahedrit, dan tentalit serta emas stabil merupakan mineral bijih

yang paling banyak ditemukan. Mineral pengotor yang dominan adalah

kuarsa namun selain itu juga dijumpai karbonat seperti kalsit, dolomit,

ankerit dan sedikit siderit, florit yang merupakan asosiasi penting (Kamar,

2006)

3) Endapan epitermal Endapan ini terbentuk pada suhu 50°C - 250°C yang

berada dekat permukaan bumi dan terletak pada kedalaman paling jauh

dari tubuh intrusi, dan terbentuk pada kedalaman 1 km . Sumber panas

yang utama pada endapan ini berasal dari fluida panas yang bergerak naik

dari lokasi intrusi menuju lokasi terbentuknya endapan ini. Dengan kata

lain, fluida panas tersebut telah melewati zona endapan mesotermal

( Warmada, 2007)

2. Distribusi Arus Pada Medium Homogen

Bumi diasumsikan bersifat sebagai medium homogen yang memiliki harga

tahanan jenis   diinjeksikan arus sebesar I, maka arus akan mengalir

secara radial seperti yang terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Bentuk tiga

dimensi permukaan ekipotensial medium homogen (Reynold, 1997 : 424)

Potensial atau jatuh tegangan antara kedua titik di permukaan dapat

dijelaskan dengan gradien potensial,  tanda minus (-)

menunjukan bahwa potensial berkurang sebanding dengan distribusi arus.

Rapat arus yang dilambangkan dengan J merupakan perbandingan kuat

arusI terhadap luas distribusi arus. Arus tidak mengalir ke udara disebabkan

udara merupakan isolator yang kuat. Bentuk distribusinya setengah permukaan

bola, dengan luas   dengan demikian rapat arus akan berkurang seiring

bertambahnya jarak titik acuan dari sumber arus (Reynolds: 1997: 424-425).

Perubahan beda potensial melewati kulit bola dengan ketebalan   adalah :

 = - 

dengan mengganti nilai J adalah perbandingan kuat arus dengan luas distribusi

arus didapatkan harga

 = -   (1)

sehingga potensial V pada titik r dari sumber arus adalah :

V(r) =   = 

=   (2)

Persamaan (2) memperlihatkan bahwa nilai beda potensial (V)

berbanding terbalik dengan jarak  , yang berarti yaitu jika semakin jauh

suatu titik dari sumber arus maka beda potensial (V) pada titik tersebut

semakin kecil, begitu juga hal sebaliknya jika semakin dekat suatu titik dengan

sumber arus maka beda potensial (V) pada titik tersebut akan semakin besar.

3. Resistivitas Emas

Kelistrikan batuan dapat dipelajari dari respon yang diberikan oleh batuan

saat arus dialirkan. Respon yang diberikan tersebut sebanding dengan harga

tahanan jenis yang dimiliki oleh batuan itu. Secara teoritis kelistrikan dari

batuan yaitu besarnya nilai tahanan yang diberikan batuan saat arus dialirkan

kepadanya, dan besarnya nilai tahanan dinyatakan sebagai nilai tahanan jenis

(ρ) (Reynolds, 1997)

Resistivitas atau tahanan jenis merupakan parameter sifat fisis yang

menunjukan daya hambat suatu medium (batuan) dalam mengalirkan arus

listrik. Jika bumi diasumsikan homogen, isotropis, dimana resistivitas yang

terukur merupakan resistivitas sebenarnya (true resistivity) dan tidak

tergantung pada spasi (jarak) antar elektroda. Bumi terdiri dari lapisan-lapisan

(heterogen) dengan  yang berbeda-beda, sehingga potensial yang terukur

merupakan potensial dari pengaruh lapisan-lapisan tersebut. Harga resistivitas

yang terukur merupakan resistivitas gabungan dari beberapa lapisan tanah

yang dianggap sebagai satu lapisan (apparent resistivity) dan besar nilai

tergantung oleh faktor geometri susunan elektrodanya(Telford, 1990).

Resistivitas suatu medium atau bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor

 Kandungan air atau fluida

 Salinitas atau kandungan garam

 Temperature

 Porositas

 Kandungan lempung

 Kandungan logam

Emas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi nilai resistivitas

suatu medium atau bahan, disebabkan memiliki sifat menghantarkan panas

dan arus listrik. Emas merupakan konduktor yang baik dengan konduktivitas

termal sebesar 317 W m-1 K-1 . Nilai tahanan jenis emas pada suhu 200C adalah

2.2 x 10-8 ��m (Charles dan Robert, 2009). Berdasarkan nilai konduktifitas

termal dan nilai tahanan jenis emas tersebut dapat disimpulkan bahwa

Konduktor yang baik memiliki nilai resistivitas yang rendah

4. Metode Induksi Polarisasi

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. Metode geolistrik

mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan

mengukur kembali potensial yang diterima di permukaan (Berau, 2009).

Polarisasi adalah kemampuan batuan untuk menciptakan atau menyimpan

sementara energi listrik, pada umumnya lewat proses elektrokimia. Induksi

polarisasi adalah efek yang muncul saat batuan terinduksi oleh energi listrik

yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui batuan, dan batuan itu

menyimpan induksi untuk sememtara (Nurhakim, 2006). Jadi metode Induksi

Polarisasi adalah metode yang didasarkan atas fenomena polarisasi yang terjadi

di dalam suatu medium batuan.

Metode Induksi Polarisasi (IP) digunakan dalam eksplorasi logam dasar

karena adanya fenomena polarisasi yang terjadi di dalam suatu medium batuan.

Fenomena polarisasi tersebut menandakan adanya kandungan logam di bawah

permukaan yang tidak dapat terdeteksi dengan baik jika hanya menggunakan

metode geolistrik resistivitas. Sehingga, dalam eksplorasi logam dasar umumnya

dilakukan dengan menggabungkan dua metode yaitu metode IP dan resistivitas

(Telford, 1990). Ilustrasi fenomena induksi polarisasi dapat digambarkan

sebagai berikut (Gambar 3), arus searah (DC) dialirkan melalui rangkaian

empat elektroda dan dimatikan secara tiba-tiba, potensial yang tertangkap pada

elektroda potensial tidak turun langsung menjadi nol namun arus turun secara

perlahan yang disebut denganpotential decay.

Gambar 3. (a) Ilustrasi dari potential decay setelah arus dimatikan(b) Efek dari IP decay terhadap waktu pada injeksi arus gelombang

kotak. (Sumber: Lowrie, 2006 : 265)

a. Fenomena Induksi Polarisasi

Metode IP adalah salah satu metode geofisika dan sedang berkembang

pesat terutama dalam bidang tehnik pertambangan yaitu eksplorasi mineral

ekonomis dan geofisika lingkungan. Metode IP pada dasarnya merupakan

pengembangan dari metode geolistrik tahanan jenis dan mampu

memberikan informasi tambahan ketika tidak ditemukan kontras tahanan

jenis yang memadai. Metode ini memiliki teknis pengukuran yang tidak jauh

berbeda dengan pengukuran tahanan jenis.

Metode IP menggunakan efek polarisasi terinduksi sebagai dasar

kerjanya. Efek polarisasi terinduksi dapat diilustrasikan dengan

menggunakan empat elektroda, dimana pada elektroda arus (C1 dan C2)

dialiri arus listrik searah (DC) maka pada elektroda potensial (P1 dan P2)

akan terukur beda potensial (∆V),sebagaimana diilustrasikan dalam

Gambar 3. Ketika aliran arus pada elektroda arus dihentikan, maka nilai

beda potensial antara kedua elektroda potensial tidak secara langsung

bernilai 0 kembali, melainkan secara perlahan-lahan mengalami penurunan

sehingga bernilai 0. Medium yang mengalami efek tersebut dinamakan

medium yang dapat terpolarisasi (polarisable medium).Grafik yang

menggambarkan efek polarisasi terinduksi dapat dilihat pada Gambar 4

Gambar 4. Grafik penurunan potensial (Reynolds,1997)

b. Sumber Polarisasi Polarisasi pada suatu medium dapat terjadi karena adanya

penyimpan energi saat medium dialiri arus listrik. Secara

teoritis, bentuk energi yang tersimpan pada medium dapat berupa energi

mekanik (elektrokinetik) dan energi kimia (elektrokimia). Penyimpanan

energi secara elektrokimia ini dapat diakibatkan oleh :

1) Variasi mobilitas ion dalam fluida yang terkandung padamedium.

2) Variasi antara jalur penghantaran secara elektronik, hal ini terjadi jika di

dalam medium terdapat mineral logam.

Efek elektrokimia disebut sebagai polarisasi elektroda atau over

voltage effect. Efek ini biasanya lebih besar dibandingkan efek polarisasi

membran, dimana besarnya sangat tergantung pada kandungan mineral

logam yang ada dalam medium batuan (Telford , 1990).

c. Polarisasi Elektroda

Model penampang melintang sebuah batuan dalam

skalamikroskopis dan terdapat larutan elektrolit yang mengisi pori – pori

batuan tersebut diasumsikan dengan Gambar 5. Dalam hal menghantarkan

arus listrik, larutan elektrolit yang mengisi pori-pori batuan merupakan

media yang baik untuk menghantarkan arus listrik. Jika terdapat partikel –

partikel mineral yang bersifat logam terdapat pada jalur pori – pori batuan,

maka partikel – partikel mineral yang bersifat logam akan menghambat

aliran arus listrik dalam bentuk akumulasi ion positif dan ion negatif saat

arus diinjeksikan yang diasumsikan pada Gambar 5. Namun jika tidak

terdapat partikel – partikel mineral yang bersifat logam pada jalur pori –

pori batuan, maka saat arus diinjeksikan ion negatif dan ion positif dapat

mengalir dengan lancar.

Gambar 5. Model penampang melintang batuan dan gerakanion – ion pada pori-pori batuan (Telford, 1990).

Saat arus yang diinjeksikan dihentikan maka ion - ion yang mengalir

akan berhenti bergerak dan kembali ke posisi stabil awalnya. Hal yang

sama juga terjadi pada ion – ion yang tertahan dalam bentuk akumulasi.

Perbedaannya terdapat pada waktu tempuh menuju posisi stabilnya.

Waktu tempuh ion – ion yang mengalir kembali ke posisi stabil jauh

lebih cepat jika dibandingkan dengan ion – ion yang tertahan. Maka ion

– ion yang tertahan inilah yang mendominasi beda potensial yang

terukur setelah injeksi arus dimatikan tidak langsung nol tetapi

perlahan-lahan turun (Telford, 1990).

d. Teknik Pengukuran Induksi Polarisasi

Teknik pengukuran efek IP dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu

pengukuran kawasan waktu dan pengukuran kawasan frekuensi. Adapun

penjelasan kedua teknik pengukuran kedua teknik tersebut adalah:

1) Kawasan waktu ( time domain )

Tehnik pengukuran efek IP kawasan waktu berhubungan erat dengan

proses penurunan tegangan. Pada saat arus diputus jika kita

mengalirkan arus listrik berbentuk pulsa persegi, maka seolah-olah

terjadi pengisian dan pemutusan arus secara periodik oleh kedua buah

elektroda arus yang terlacak pada saat pengukuran arus seperti pada

Gambar 6, pada kedua buah elektroda potensial, alat ukur potensial

akan melacak pulsa yang tidak persegi lagi, jika kita mengambil sebuah

pulsa maka akan terlihat jelas adanya penurunan tegangan secara

perlahan-lahan (decay). Tegangan pada saat arus belum diputus dicatat

sebagai tegangan primer (Vp)sedangkan tegangan pada saat arus mulai

diputus dicatat sebagai tegangan sekunder (Vs) (Telford, 1990).

Gambar 6. Polarisasi pada Kawasan Waktu (Telford, 1990)

a) Efek Induksi Polarisasi

Parameter yang diperoleh dalam pengukuran ini yaitu beda

potensial primer (Vp), beda potensial sekunder (Vs) dan waktu

peluruhan. Beda potensial primer merupakan beda potensial saat

arus belum dimatikan, sedangkan beda potensial sekunder

merupakan beda potensial yang terukur selama waktu peluruhan

nilai beda potensial hingga mencapai nilai nol. Untuk mengetahui

seberapa besar nilai perbandingan efek polarisasi pada batuan kita

bandingkan nilai Vp dan Vs untuk selang waktu t1 kemudian dikalikan

100% (Telford, 1990).

 (3)

dimana:

 = tegangan sekunder pada saat 

 = tegangan primer

b) Chargeability

Chargeability atau M diperoleh dengan pengintegralan waktu luruh

(potensial decay) terhadap beda potensial sebelum arus dimatikan.

 (4) dimana : t  dan t  adalah batas-batas

integrasi  = tegangan sekunder pada saat (t) setelah arus listrik

diputus.   = tegangan primer (Telford, 1990).

2) Pengukuran domain frekuensi

Pada pengukuran metode IP kawasan frekuensi adalah mengukur

persen perbedaan antara impedansi pada waktu frekuensi tinggi dan

frekuensi rendah. Jadi persen perbedaan akan bertambah besar untuk

batuan yang mempunyai sifat polarisasi yang besar. Dalam kawasan ini

sumber arus yang dipakai adalah arus AC dan diukur potensialnya

sebagai fungsi dari frekuensi sumber arus yang digunakan (Telford,

1990)

Untuk mempolarisasikan suatu bahan dengan arus listrik imbas ke

suatu tingkat tertentu dibutuhkan waktu tertentu tergantung dari jenis

bahannya. Karena frekuensi berbanding terbalik terhadap waktu, maka

perbedaan respon tegangan pada pemberian arus listrik dengan

frekuensi yang berbeda juga mencerminkan sifat polarisasi bahan yang

bersangkutan. Ini merupakan dasar pengukuran dalam kawasan

frekuensi.

Ada beberapa parameter dalam kawasan frekuensi, diantaranya

adalah Resistivitas semu, Percent Frequency Effect dan Metal Faktor

a) Resistivitas semu

Resistivitas atau tahanan jenis merupakan parameter sifat fisis

yang menunjukan daya hambat suatu medium (batuan) dalam

mengalirkan arus listrik. Jika bumi diasumsikan homogen, isotropis,

dimana resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya

(true resistivity) dan tidak tergantung pada spasi (jarak) antar

elektroda. Tetapi pada kenyataannya, bumi terdiri dari lapisan-

lapisan (heterogen) dengan yang berbeda-beda, sehingga potensial

yang terukur merupakan potensial dari pengaruh lapisan-lapisan

tersebut. Karena itu, harga resistivitas yang terukur merupakan

resistivitas gabungan dari beberapa lapisan tanah yang dianggap

sebagai satu lapisan (apparent resistivity) dan besar nilai tergantung

oleh faktor geometri susunan elektrodanya (Telford, 1990)

b) Percent Frequency Effect (PFE)

Pengukuran IP kawasan frekuensi didasari pengukuran nilai

resistivity dengan menggunakan frekuensi yang berbeda. Frekuensi

yang digunakan disebut frekuensi DC untuk frekuensi rendah dan

frekuensi AC untuk frekuensi tinggi.Gambar 7. Pengukuran IP kawasan frekuensi dengan frekuensi yang

berbeda, arus listrik dengan frekuensi tinggi (f1), frekuensi rendah (f2). (Sumner dalam Virman )

Prosedur pengukuran kawasan frekuensi dilapangan adalah

mengalirkan arus listrik ke tanah dalam dua frekuensi yang berbeda

(Gambar 7), sebagai parameter pengukuran di defenisikan frekuensi

efek yang secara matematik dapat ditulis

FE =   (5)

dengan:

V1 = tanggap tegangan pada frekuensi tinggi

V2 = tanggap tegangan pada frekuensi rendah

Karena arus listrik yang dialirkan untuk setiap frekuensi adalah

konstan, maka persamaan (5) dapat ditulis menjadi:

FE =   (6)

Dengan :

= tahanan jenis pada frekuensi tinggi ( )

= tahanan jenis pada frekuensi rendah ( )

Sedangkan dalam bentuk persen (%) nilai FE (frekuensi efek)

dapat ditulis:

PFE = 100   (7)

dimana:

PFE = Persen Frekuensi Efek

 = Tahanan jenis pada frekuensi tinggi ( )

= Tahanan jenis pada frekuensi rendah ( )

Frekuensi Effect didefienisikan sebagai perbandingan antara

selisih tegangan pada frekuensi rendah dengan tegangan pada

frekuensi tinggi, yang terukur pada elektroda tegangan. Nilai FE atau

PFE merupakan respon dari keberadaan mineral yang terdapat

dalam pori-pori batuan. Semakin tinggi konsentrasi mineral dalam

batuan semakin besar nilai PFE. Sehingga diharapkan dengan

mengukur berapa besar nilai PFE pada suatu lapisan batuan dapat

diketahui persentasi jumlah mineral yang terkandung di dalamnya.

Konsep di atas yang menjadi dasar mengapa metode IP kawasan

frekuensi dapat digunakan dalam melokalisir zona mineralisasi

endapan emas (Telford, 1990).

c) Metal Faktor (MF)

Dari hubungan PFE dan , didapat apa yang disebutmetal

factor (MF) yang didefinisikan sebagai besaran yang menentukan

seberapa banyak mineral logam (misalnya sulfida) dalam batuan.

Secara teori, hasil pengukuran IP dalam kawasan waktu dan

kawasan frekuensi menghasilkan hal yang sama. Secara praktis

konversi dalam kawasan waktu ke kawasan frekuensi cukup sulit.

Gelombang kotak yang digunakan dalam kawasan waktu

mengandung semua frekuensi. Dalam Telford, 1990 dirumuskan :

 (8)

 (9)

Satuan MF adalah mhos per meter.

Perlu diperhatikan bahwa nilai MF kawasan waktu tidak selalu

sama dengan nilai MF kawasan frekuensi. Parameter MF digunakan

untuk mengkompensasi parameter IP terhadap harga tahanan

jenisnya.

5. Metoda Induksi Polarisasi konfigurasi Dipole-dipole

konfigurasi yang sering digunakan dalam metode Induksi Polarisasi adalah

konfigurasi Dipole-dipole

Gambar 8. Merupakan susunan konfigurasi Dipole-dipole

dimana :

AB : elektroda arus r1 = MB = 2a+na

MN : elektroda potensial r2 (MA) = r3 (NB) = a+na

AB = MN = a (dalam satuan meter) r4 = NA = na

Beda potensial antara titik N dan M untuk konfigurasi Dipole-dipole dapat

dituliskan pada persamaan menjadi

dimana :

 (10)

Persamaan di atas disederhanakan menjadi :

 (11)

K merupakan faktor geometri yang nilainya bervariasi bergantung

pada jarak dari a (spasi elektroda). Subtitusi nilai K terhadap persamaan

(11), sehingga diperoleh nilai resistivity tiap kedalaman adalah :

 (12)

Jarak antara pasangan elektroda arus adalah a, yang besarnya sama

dengan jarak pasangan elektroda potensial, n adalah kelipatan yang dimulai

dari 1,2,3,4,5,6.

6. Geologi Daerah Penelitiana. Stratigrafi Daerah Penelitian

Penelitian dilakukan di Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung.

Secara geografis terletak antara 1000 39’ 54’’ sampai 1000 39’ 45’’ BT

dan 00 39’54’’ sampai 00 39’ 45’’ LS dengan luas 82.01 Km2 dan dibatasi oleh

Kota Sawahlunto dibagian utara, Kabupaten Solok di bagian selatan,

Kecamatan IV di bagian timur dan Kecamatan Silungkang di bagian barat

(Dinas Perhubungan Informasi dan Komunikasi, 2009). daerah ini berada

pada ketinggian 100 meter sampai 1500 meter dari permukaan laut, dengan

kondisi topografi berbukit, bergelombang dan dataran yang cukup

bervariasi pada setiap wilayah, dengan rata-rata curah hujan 11,2

hari/mm/bulan, memiliki suhu berkisar antara 210 – 330 C dan memiliki

beberapa sungai besar dan kecil dengan jumlah 10 buah dengan panjang 578

Km (Lakip Pemda Kabupaten Sijunjung (2004)).b. Struktur Geologi

Struktur Geologi Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung secara

umum disusun oleh batuan sedimen klastis , dan batu pasir.

Gambar 9. Peta Geologi Daerah Penelitian (Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Sijunjung, 2010

Dari peta geologi diatas dapat dilihat bahwa Kecamatan Kupitan tersusun

atas batuan sedimen klastis , dan batu pasir. Disamping batuan sedimen

klastis, dan batu pasir (sandstone) di daerah Padang Sibusuk juga ditemukan

sebaran batugamping. Gambar 10

Gambar 10. Sebaran Batuan Pembawa Batu Gamping (sumber: Dinas Pertambangan dan Mineral Kab. Sijunjung, 2010)

Emas di daerah ini tersebar di dasar aliran sungai (DAS) dan

perbukitan, jenis emas yang terdapat didaerah ini berupa emas primer dan

emas aluvial (Dinas Pertambangan dan Energi Kab.Sijunjung, 2010). Emas

primer berupa bijih yang terikat dengan bebatuan dan menyebar rata dalam

material. Emas alluvial berupa butiran lepas dan padat tetapi berada di

permukaan tanah atau di tepi sungai (Ambrosius, 2007).

Berdasarkan pendataan sekunder, Kabupaten Sijunjung memiliki

potensi bahan galian logam, non logam dan batubara yang cukup besar

( Gambar 11). Diantara bahan non logam yang dianggap memiliki cadangan

cukup besar adalah: andesit, granit, batugamping, tanah liat, marmer dan

dolomit. Bahan galian logam yang dianggap prospek untuk dikembangkan

diantaranya: emas, bijih besi dan air raksa (Armin Tampubolon, 2005).

Gambar 11. Peta Sebaran Bahan Galian Daerah Kab. Sawahunto Sijunjung, Prov. Sumatera Barat (Armin, 2005)

J. METODE PENELITIAN

1. Jenis penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan adalah bersifat penelitian terapan, sebab pada

penelitian ini menerapkan konsep fisika tentang hukum Ohm pada metoda

geolistrik Induksi Polarisasi untuk Memetakan sebaran emas di Kenagarian

Padang Sibusuk Kecamatan Kupitan Kabupaten Sijunjung.

Penerapan konsep hukum ohm pada metoda geolistrik induksi polarisasi adalah

dengan melihat efek polarisasi terinduksi. Efek polarisasi terinduksi dapat

diilustrasikan dengan menggunakan konfigurasi empat elektroda dalam

pengukuran tahanan jenis, dimana pada elektroda arus (C1 dan C2) dialiri arus

listrik searah (DC) maka pada elektroda potensial (P1 dan P2) akan terukur beda

potensial (∆V). Ketika aliran arus pada elektroda arus dihentikan, maka nilai

beda potensial antara kedua elektroda potensial tidak secara langsung bernilai 0

kembali melainkan secara perlahan-lahan mengalami penurunan sehingga

bernilai 0. Selanjutnya diperoleh data pengukuranberupa beda potensial primer

(Vp), beda potensial sekunder (Vs) dan waktu peluruhan, kemudian data diolah

berdasarkan teori dasar yang dikemukakan.

2. Tempat dan waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan di Kenagarian Padang Sibusuk kecamatan Kupitan

Kabupaten Sijunjung. Penelitian ini dilaksanakan selama 2 bulan, mulai dari

bulan Juni sampai dengan Juli 2010.

3. Alat dan Bahan

a. Alat

 ARES (Automatic Resistivity Meter)

 

Besi sebagai elektroda

 Kabel penghubung

 Meteran

 GPS (Global Positioning System)

 Palu

 Seperangkat alat komunikasi

 1 unit laptop.

b. Bahan

Padang Bonei Bawah pada koordinat 00 42’ 0,61’’ LS dan 1000 50’ 37,5’’ BT dan

Padang Bonei Atas pada koordinat 00 42’ 03,6’’ LS dan 1000 50’ 36,71’’ BT

ketinggian 211 meter diatas permukaan laut. Lubuak Bupati pada

koordinat 00 42’ 02,7’’ LS dan 1000 50’ 31,1’’ BT ketinggian 199 meter diatas

permukaan laut.

K. RANCANGAN PENELITIAN

Dalam penelitian dipilih beberapa titik ukur sebagai daerah lintasan

pengukuran, yaitu dengan pertimbangan keadaan geologi sekitar daerah yang

dicurigai mengandung emas. Bentuk lintasan pengukuran dapat dilihat pada

Gambar 12

Gambar 12. Rancangan Lintasan Pengukuran

Bentuk lintasan pengukuran disesuaikan dengan bentuk morfologi

daerah penelitian, yaitu terdiri dari dataran rendah dan dataran tinggi. Medan

pengukuran dibagi menjadi 5. Luas medan pengukuran sekitar 14625 m2 yang

terdiri dari Padang Bonei bawah dan Padang Bonei atas.

L. VARIABEL PENELITIAN

Variabel adalah segala sesuatu yang akan diteliti oleh peneliti dan variable juga

diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai variasi nilai. Variabel dalam

penelitian ini terbagi menjadi 2 macam, yaitu variable bebas dan variable terikat

(Nasir,1983). Variabel bebas merupakan variabel yang besarnya dapat berubah dan

mempengaruhi munculnya variabel lainnya. Adapun variabel bebas dalam

penelitian ini adalah I (kuat arus) dan beda potensial (V). Sedangkan variabel

terikat adalah variabel yang tergantung pada variabel bebas atau variabel yang

muncul akibat oleh variabel bebas. Adapun variabel terikat dalam penelitian ini

adalah harga tahanan jenis ( ) dan tahanan jenis semu (apparent resistivity) (

a), chargeability (M), frekuensi efek (PFE) dan metal faktor (MF).

M. TEHNIK PENGAMBILAN DATA

Survey lokasi penelitian perlu dilakukan untuk mengetahui secara pasti lokasi

tersebut, selanjutnya dilakukan penentuan titik-titik pengukuran (spasi) untuk

memudahkan pengukuran. Setelah alat dipasang sesuai dengan prinsip kerja alat,

terlebih dahulu alat harus dikalibrasi untuk mengetahui apakah alat berfungsi

dengan baik.Selanjutnya pengukuran dilakukan pada spasi-spasi yang telah

ditentukan untuk memperoleh variasi nilai tahanan jenis pada setiap titik spasi

pengukuran. Langkah kerja untuk melakukan pengukuran adalah sebagai berikut:

a. Menghubungkan accu dengan alat ukur ARES

b. Menghidupkan alat dengan menekan tombol ON

c. Memilih metoda pengukuran yang tersedia beserta konfigurasinya, dalam hal ini

metode IP dengan konfigurasi Dipole-dipole

d. Melakukan pengukuran

e. Melakukan pengukuran pertama IP dimulai pada frekuensi 50 Hz atau 60 Hz

setelah pulsa arus dimatikan.

f. Menggunakan Tegangan 100 mv untuk IP, Tegangan ini berguna untuk

mendapatkan pengukuran yang bagus selama pengurangan pulsa eksponensial.

g. Perhitungan kesalahan pengukuran (standar deviasi), paling kurang digunakan 4

pulsa untuk satu titik pengukuran.

h. Apabila standar deviasi pada titik pengukuran besar dari standar deviasi

maksimum, maka pengukuran harus di ulang lagi. Standar deviasi yang

diperbolehkan paling besar 10%

i. Data hasil pengukuran dikirim ke PC melalui software ARES

j. Rancangan pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini seperti terlihat pada

Gambar 11. Jarak antara kedua elektroda arus (C1 dan C2) maupun kedua

elektroda potensial (P1 dan P2) sebesar a dan jarak antara C2 dengan P1 adalah

sebesar na

C1 C2 P1 P2 n=1

C1 C2 P1 P2 n=2

C1 C2 P1 P2 n=3

C1 C2 P1 P2 n=4

C1 C2 P1 P2 n=5

Gambar 13. Susunan

Elektroda pada Verikal Sounding Konfigurasi Dipole-dipole (Reynolds:1997,hal 443)

Berdasarkan gambar 12, pengukuran diawali dengan nilai a yang

terkecil dan faktor n dimulai dari harga 1,2,3,...6, selanjutnya dilakukan

penambahan jarak a dengan tujuan untuk menambah kedalaman penetrasi

arus.

N. TEKNIK PENGOLAHAN DATA

Pengolahan data adalah suatu tahapan merubah data primer menjadi suatu

data yang dapat menggambarkan kondisi bawah permukaan dengan menggunakan

bantuan perangkat lunak. Pengolahan data dilakukan dengan mendownload data

yang tersimpan pada alat geolistrik ARES (Automatic Resistivity System) dengan

menggunakan software ARES v5.1 ke PC, data yang telah didownload kemudian di

ekspor ke MS Excel selanjutnya diolah menggunakan software RES2DINV