geofisika_ Aplikasi Geolistrik

4/23/2014 geofisika: Aplikasi Geolistrik

http://fisikabumi-geofisika.blogspot.com/2010/07/aplikasi-geolistrik.html 1/18

geofisika

Sabtu, 10 Juli 2010

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

Join this sitew ith Google Friend Connect

There are no members yet.Be the first!

Already a member? Sign in

Pengikut

2010 (1)

Juli (1)

Aplikasi Geolistrik

Arsip Blog

geofisika

orangnya bisa di nilai

dari photonya n

tulisannya kale ya..

Lihat profil lengkapku

Mengenai Saya

Bagikan 0 Lainnya Blog Berikut Buat Blog Masuk



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 dilakukan

masyarakat 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 distribusi

keberadaan 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 proses

metasomatisme 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 300C - 600C

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 50C - 250C

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

mediumhomogen

(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 arus

I 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.

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 () (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).

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

3. Resistivitas Emas

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



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 dengan

potential 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 pada

medium.

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 skala

mikroskopis 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 gerakan

ion 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.

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

(4)



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 denganfrekuensi 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 disebut

metal 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 Penelitian

a. Stratigrafi Daerah Penelitian

Penelitian dilakukan di Kecamatan Kupitan Kabupaten

Sijunjung. Secara geografis terletak antara 1000 39 54 sampai

1000 39 45 BT dan 00 3954 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. SawahuntoSijunjung, 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 pengukuran

berupa 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.



Diposkan oleh geofisika di 01.34

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

Rekomendasikan ini di Google

4 komentar:

riyela 10 Juli 2010 02.41

akhirnya bikin blog juga neng.... yahuuu

Balas

Mardison Tahard,SE 16 Desember 2010 08.20

Ada teknik lain yang lebih sederhana untuk mengetahui lapisan tanah yang

mengandung emas ?

Balas

Andi_arwin 10 Februari 2011 09.19

mana gambar nya... susunan rumusnya.. kok habis mendwnlod data kok

geofisika_ Aplikasi Geolistrik

Documents

Transcript of geofisika_ Aplikasi Geolistrik