Interpretasi SP

7/25/2019 Interpretasi SP

1/21

11 September 2015

METODE GEOFISIKA POTENSIAL DIRI(SELF POTENTIAL)

METODE GEOFISIKA POTENSIAL DIRI

(SELF POTENTIAL)

OLEH :

CHARLES TAMBUNAN, ST., MT.

19771121 200502 1 006

WIDYAISWARA PERTAMA

A. Pendahuluan

Metode potensial diri (self potential/SP)pertama kali ditemukan oleh Robert Fox

ketika berusaha menemukan endapan tembaga sulfida di Cornwall, Inggris pada

tahun 1830. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan elektroda plat

tembaga yang dihubungkan dengan suatu galvanometer.

Metode SP ini mulai digunakan sejak 1920 sebagai salah satu metode untuk

eksplorasi logam dasar, lebih khusus lagi untuk mendeteksi adanyha suatu

badan bijih. Beberapa mineral yang mungkin di prospeksi dengan metode SP

adalah Pirit, Pirhotit, Grafit, Kalkopirit, Kovelit, Bornit, Kalkosit, Antrasit, dan

Galena karena mineral-mineral tersebut dapat berfungsi sebagai konduktor.

Sedangkan Sfalerit karena bersifat nonkonduktor maka mineral ini tidak dapatdiprospeksi dengan metode SP.

diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...

21 12/29/2015 11:52 AM


2/21

Saat ini, metode SP tidak hanya digunakan untuk eksplorasi logam dasar saja

tetapi berkembang untuk investigasi air tanah dan panas bumi. Metode ini dapat

digunakan untuk pemetaan geologi seperti delineasi zona rekahan dan

near-surface fault.

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 CuSO4 dengan porosnya terbuat dari dari tembaga.

Tipe lainnya dikenal dengan elektroda Calomel yang diisi oleh KCl-HgCl2 (lihat

Gambar A.1). Voltmeter digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda.


21 12/29/2015 11:52 AM


3/21

B. Dasar Teori

Potensial alami dapat terjadi akibat adanya perbedaan material, konsentrasi

larutan eletroktrolit dan atau adanya suatu aliran fluida. Beberapa kejadian lain

adalah terbentuknya potensial spontan (spontaneous potentials) seperti akibat

adanya perbedaan mineralisasi, reaksi elektrokimia, aktivitas geotermal, dan

bioelektrik yang dihasilkan oleh tumbuhan. Interpretasi bawah permukaan dapat

dilakukan dengan memetakan potensial spontan tersebut.

Metode SP adalah metode yang pasif, beda potensial alami yang dihasilkan

oleh suatu material geologi di suatu daerah survey diukur diantara dua titik

elektroda di permukaan tanah. Beda potensial yang terukur mulai dari beberapa

milivolt hingga lebih dari satu volt. Positif dan negatif harga beda potensial

adalah faktor yang penting di dalam interpretasi anomali SP.

Pada tabel B.1. ditampilkan beberapa tipe umum untuk anomali SP dan sumber

geologi yang menghasilkan anomali tersebut. Tetapi sebagai tambahan,geometri dari struktur geologi dapat juga memberikan anomali SP, sehingga

sumber-sumber pada tabel berikut hanya digunakan sebagai petunjuk.

Potensial alami terdiri dari dua komponen, komponen pertama bernilai konstan

dan tak berarah, sedangkan komponen berikutnya berfluktuasi dengan waktu.

Komponen konstan berhubungan dengan proses elektrokimia sedangkan

komponen variabel berhubungan dengan variasi dari berbagai proses, sepertiinduksi arus bolak balik akibat adanya petir dan medan magnetik bumi.


21 12/29/2015 11:52 AM


4/21

Di dalam eksplorasi mineral kedua komponen tersebut dikenal dengan nama

mineral potensialdan backgroud potentials.

Terdapat tipe potensial elektrik yang diketahui yaitu :

1. Potensial elektrokinetik, disebabkan oleh aliran fluida

2. Potensial difusi, diakibatkan oleh pergantian larutan ionic dengan konsentrasi

berbeda


21 12/29/2015 11:52 AM


5/21

3. Potensial Nernst, terjadi ketika larutan yang berada di antara kedua konduktor

yang sama memiliki konsentrasi yang berbeda

4. Potensial mineral, dihasilkan dipermukaan akibat kontaknya dengan permukaan

medium lain

Terdapat beberapa teori yang menjelaskan proses terjadinya potensial spontan dari

mineral. Pengukuran lapangan mengindikasikan bahwa beberapa mineral harus berada didalam zona oksidasi agar anomali SP dapat muncul ke permukaan. Teori ini menjelaskan

bahwa badan bijih befungsi sebagai sel galvanic yang menghasilkan beda potensial.


21 12/29/2015 11:52 AM


6/21

Deskripsi teori ini dapat diperhatikan pada gambar 1 berikut.

Tetapi ada beberapa kelemahan dalam penjelasan teori ini. Sebagai contoh, Mineral

grafit, dikenal sebagai mineral yang dapat menghasilkan anomali SP, tetapi dalam

kenyataannya mineral grafit ini tidak berada di dalam zona oksidasi. Selain itu, oksdasi

intensif seperti yang terjadi pada kebanyakan mineral sulfida akan menyebakan

permukaan teratas dari badan bijih menjadi positif karena kehilangan sejumlah elektron,tetapi dalam kenyataannya mineral sulfida ini menghasilkan anomali negatif.

Hipotesis lain menyebutkan bahwa variasi pH di atas dan di bawah muka air tanah dapat

menyebabkan terjadinya aliran arus di sekitar sumber. Sebagai contoh, pH larutan yang

berada di atas badan bijih sulfida dan muka air tanah cenderung bersifat asam (pH =

24) sedangkan larutan di bawah muka air tanah cenderung bersifat basa ( pH = 7-9).

Adanya hubungan antara potensial minealisasi dengan variasi pH mungkin saja terjadi,tetapi pada dasarnya, perbedaan nilai pH tidak akan menyebabkan terjadinya

perpindahan elektron yang akan menghasilkan aliran arus.


21 12/29/2015 11:52 AM


7/21

Teori yang disampaikan oleh (Sato and Mooney, 1960) menyebutkan bahwa terdapat dua

jenis setengah reaksi elektrokimia yang berlawanan tanda. Satu katoda berada di atas

muka air tanah sedangkan anoda berada di kedalaman tertentu. Reduksi di katoda akan

menyebabkan terjadinya penambahan jumlah elektron sedangkan reaksi oksidasi di

anoda akan menyebabkan hilangnya elektron. Zona mineral berfungsi sebagai media

yang mentransportasikan elektron dari anoda ke katoda. Metode self potensial bertujuan

untuk menentukan potensial oksidasi yang terjadi di antara dua larutan setengah sel.

Beberapa nilai potensial untuk berbagai sumber seperti grafit ( > 500 mV), pyrit (100

200 mV) dan masif sulfida ( < 100 mV).

C. Teknik Pengukuran


21 12/29/2015 11:52 AM


8/21

Pengukuran dengan metode SP cukup sederhana, dua elektrodaporous-pot

dihubungkan dengan multimeter dengan precisi tinggi dengan input impedansi

lebih dari 108 ohms dan kemampuan mengukur hingga ketelitian 1 mV. Tiap

elektroda dibuat dari plat tembaga yang berada di dalam larutan jenuh tembaga

sulfat yang dapat berhubungan dengan tanah dan menghasilkan listrik (gambar

C.1). Selain itu, eletroda seng di dalam larutan jenuh seng sulfat atau elektroda

perak di dalam larutan jenuh perak klorida, dapat digunakan untuk

menggantikan tembaga dan larutan tembaga sulfat.

Terdapat dua teknik pengukuran di lapangan, yaitu metode potensial gradien

dan metode potensial amplitudo.


21 12/29/2015 11:52 AM


9/21

Metode potensial gradien menggunakan dua elektoda yang terpisah secara

tetap dengan jarak 5 m atau 10 m. Hasil pengukuran perbedaan potensial dibagi

dengan spasi elektroda menghasilkan potensial gradien. Titik pergukuran adalah

titik tengah diantara kedua elektroda tersebut. Kedua elektoda berpindah dari

satu titik ke titik lainnya. Pada metode pengukuran ini yang perlu diperhatikan

adalah pencatatan polaritas potensial.

Pada metode potensial amplitudo, satu elektroda dibiarkan menjadi titik tetap di

base stationyang berada diluar daerah mineralisasi dan mengukur perbedaan

potensial diantara kedua elektroda. Sedangkan elektroda lainnya selalu

berpindah sesuai lintasan pengukuran (leap-froged). Metode ini menghindari

problem polaritas dan akumulatif error. Tetapi yang perlu diperhatikan adalah

menjaga suhu larutan elektrolit pada elektroda yang berpindah-pindah agartetap sama dengan suhu pada elektroda di base station. Koefisien suhu untuk

tembaga-tembaga sulfat, sekitar 0,5 mV/0C sedangkan untuk elektroda

perak-perak klorida sekitar 0,25 mV/0C.


21 12/29/2015 11:52 AM


10/21

Sensitivitas metode SP, untuk kedalaman maksimun adalah sekitar 60 100

meter, tergantung kedalaman badan bijih dan sifat overburdennya.

Pengukuran SP dapat juga dilakukan di atas air dengan tujuan pengukuran

potensial streaming. Elektroda ditempatkan di tempat khusus sehingga

elektroda tersebut dapat terhubung dengan air tanpa kehilangan larutan

elektrolit dari dalampots. Metode ini hanya dapat dilakukan jika terdapat aliran

arus (vertikal ataupun horizontal) meskipun sangat sedikit (Ogilvy, 1969).

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), lihat

Gambar C.3.


f 21 12/29/2015 11:52 AM


11/21

Hasil dari survei potensial ini disajikan dalam bentuk peta isopotensial, dan interpretasi

dilakukan terhadap daerah anomali dengan menggunakan penampang melintang yang

memotong daerah anomali.

D. Koreksi Data

Survey potensial diri untuk daerah yang cukup luas (beberapa km2) akan

memiliki kecenderungan regional, berdasarkan arus telluric, sekitar 100 km2.

Gradien regional ini kemungkinan akan mempengaruhi nilai potensial mineral.

Untuk menginterpretasi anomali yang dihasilkan, maka data hasil survey harus

di koreksi terlebih dahulu dengan data regional sehingga diperoleh anomali

residual. Koreksi ini tidak perlu dilakukan untuk daerah yang tidak begitu luas

dan harus dilakukan terlebih dahulu sebelum pencocokan dengan topografi

dilakukan.

Selain itu, ketinggian topografi atau perubahan elevasi akan berpengaruh juga

terhadap arus telluric. Kombinasi kedua efek terhadap anomali SP akan sulit

dilakukan tetapi secara umum koreksi terhadapnya dapat dilakukan (Yungul,


f 21 12/29/2015 11:52 AM


12/21

1950; Bhattacharya dan Roy, 1981; Bhattacharya, 1986)

Jika kemiringan permukaan daerah survey > 200 maka SP anomali tidak

mencerminkan keadaan sebenarnya, dengan kata lain posisi target (badan bijih)

dapat berpindah. Sehingga bila dilakukan pemboran pada posisi tersebut maka

target (badan bijih) kemungkinan tidak dapat ditemukan. Di dalam melakukan

koreksi data baik regional maupun topografi maka anomali SP yang berasal dari

polarisasi individu badan bijih harus diisolasikan terlebih dahulu.

Jika anomali observed merupakan gabungan dari beberapa anomali yang

berasal dari beberapa sumber geologi yang berbeda (termasuk bentuk dan

ukuran) maka koreksi regional dan topografi tidak dapat dilakukan. Lokasi top

badan bijih ditentukan dengan perkiraan secara hati-hati dan dengan metode

geofisika lainnya ditentukan batas struktur geologi secara lebih tepat.

Harus diperhatikan juga efek bioelektrik yang dihasilkan oleh tumbuhan.

Perjalanan survey dari daerah yang lapang menuju daerah yang dipenuhi

tumbuhan akan memberikan potensial negatif beberapa ratus milivolt,

sebanding dengan potensial mineral seperti endapan badan bijih sulfida. Untukmengatasi permasalahan ini maka pengamatan lapangan harus dilakukan

selama survey SP .

E. Interpretasi Anomali

Secara umum, metode SP adalah metode kualitatif, sehingga tidak dapat

digunakan untuk memperkirakan secara kuantitatif bentuk dan volume anomali

maupun konsentrasi atau densitas massa bijih.

Interpretasi anomali SP dilakukan secara kualitatif berdasarkan :

1. Penampang amplitudo


f 21 12/29/2015 11:52 AM


13/21

2. Polaritas (positif atau negatif)

3. Pola kontur

Top dari badan bijih diasumsikan berada secara langsung di bawah potensial

minimum. Jika sumbu polarisasi (misalnya sumbu antara katoda dan anoda dari

badan bijih) memiliki kemiringan tertentu dari arah vertikal maka penampang

akan memberikan bentuk yang tidak simetris dengan arah kemiringan dan kutub

positif berada pada sisi yang curam (gambar E.1)

Interpretasi badan bijih grafit di batuan gneiss, seperti terlihat pada gambar E.3

adalah sebagai berikut. Model pertama adalah dua badan bijih grafit yangterpisah pada struktur sinklin. Kutub positif dari badan bjiih lebih dekat bila

dibandingkan kutub negatif dan memberikan anomali SP dengan dua minima.

Model kedua adalah dua badan bijih grafit yang terpisah pada struktur antiklin.

Kutub negatif dari kedua badan bijih lebih dekat dibandingkan dengan kutub

positif, sehingga memberikan satu nilai negatif yang besar. Pemisah kedua

minimal sama dengan pemisah antara dua top badan bijih grafit.


f 21 12/29/2015 11:52 AM


14/21


f 21 12/29/2015 11:52 AM


15/21


16/21


17/21


18/21


f 21 12/29/2015 11:52 AM


19/21


20/21

G. Penutup

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.


f 21 12/29/2015 11:52 AM


21/21

Interpretasi SP

Documents

Transcript of Interpretasi SP