BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Penelitian

Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari bumi dengan pendekatan

fisika, dimana dalam geofisika dikenal beberapa metoda, antara lain: metoda

gravity, metoda magnetik, metoda listrik, metoda seismik. Metode geolistrik

adalah salah satu metode geofisika yang mengukur tentang sifat aliran listrik di

dalam bumi berdasarkan hukum-hukum kelistrikan. Dalam eksplorasi metode

geolistrik sering digunakan untuk identifikasi air tanah, bidang gelincir, mineral

logam, panas bumi dan geoteknik. Survey geolistrik terbagi menjadi dua yaitu

survei mapping dan sounding. Mapping merupakan survei untuk mengetahui

sebaran secara lateral. Konfigurasi yang sering digunakan pada survei ini yaitu

dipole-dipole, wenner dan wenner schlumberger.

Metode ini dilakukan dengan cara mengirim arus dan mengukur tegangan

atau potensial yang terbaca dipermukaan, sehingga diperoleh resistivitas atau

tahanan jenis antar lapisan batuan dibawah permukaan bumi, dan juga ketebalan

masing-masing lapisan batuan tersebut. Dari harga tahanan jenisnya dipakai

sebagai dasar penafsiran litologi batuan yang terdapat pada lapisan tersebut

I.2. Maksud Dan Tujuan

Geolistrik bertujuan untuk mengetahui formasi yang bersifat konduktif

dalam bumi, sehingga dapat dimanfaatkan untuk pencarian mineral, geothermal,

keairan (air tanah) yang diperkirakan prospek. Tujuan dari praktikum ini adalah

untuk mengetahui nilai resistivitas tiap satuan batuan dan kondisi geologi di

bawah permukaan yang bersifat konduktif maupun resistif pada daerah yang

diperkirakan potensial dengan mendeteksi perbedaan resistivitas batuan daerah

tersebut. Selain itu juga tujuannya yaitu untuk mengetahui topografi lapisan

bawah permukaan.

1

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Geolistrik

Penggunaan geolistrik pertama kali dilakukan oleh Conrad Schlumberger

pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk

mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah

dengan cara mengalirkan arus listrikDC (‘Direct Current’) yang mempunyai

tegangantinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah

‘Elektroda Arus’ A dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu.

Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa

menembus lapisan batuan lebih dalam.

Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan

tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah

diukur dengan penggunakanmultimeter yang terhubung melalui 2 buah ‘Elektroda

Tegangan’ M dan N yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB.

Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik

yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan

yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar.

Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus oleh

arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak AB yang biasa disebut AB/2 (bila

digunakan arus listrik DC murni), maka diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran

arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari AB/2.

Gambar II. 1 Cara Kerja Metode Geolistrik

2

Umumnya metoda geolistrik yang sering digunakan adalah yang

menggunakan 4 buah elektroda yang terletak dalam satu garis lurus serta simetris

terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus (AB) di bagian luar dan 2 buah

elektroda tegangan (MN) di bagian dalam. Kombinasi dari jarak AB/2, jarak

MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan

didapat suatu harga tahanan jenis semu (‘Apparent Resistivity’). Disebut tahanan

jenis semu karena tahanan jenis yang terhitung tersebut

merupakan gabungan dari banyak lapisan batuan di bawah permukaan

yang dilalui arus listrik. Bila satu set hasil pengukuran tahanan jenis semu dari

jarak AB terpendek sampai yang terpanjang tersebut digambarkan pada grafik

logaritma ganda dengan jarak AB/2 sebagai sumbu-X dan tahanan jenis semu

sebagai sumbu Y, maka akan didapat suatu bentuk kurva data geolistrik. Dari

kurva data tersebut bisa dihitung dan diduga sifat lapisan batuan di bawah

permukaan

II.2. Metode Induksi Polarisasi

Metode geolistrik induksi polarisasi adalah salah satu metode yang cukup

banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi mineral karena

induksi polarisasi dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan meineral

logamnya dimana bumi dianggap sebagai sebuah resistor. Metode geolistrik

induksi polarisasi adalah salah satu dari jenis metode geolistrik yang digunakan

untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat

aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi.

Metode Polarisasi terimbas adalah salah satu Polarisasi terimbas adalah

salah satu metode geofisika (geolistrik) yang menggunakan aliran listrik dalam

melakukan survey. Efek polarisasi tergantung pada jenis konduksi dalam batuan.

Jika ada aliran arus listrik, maka dekat permukaan mineral akan terjadi

pengakumulasian ion.

ion bernuatan negatif dan positif , karena ion negatif dari medan listrik

yang melaluinya tertahan oleh ion positif di dekat permukaan mineral tersebut. Di

bagian lain dekat pengakumulasian terjadi kekurangan muatan. Dari sini terjadi

gradien konsentrasi ion.

3

ion yang menentang arus listrik yang melewatinya dan gejala ini disebut

polarisasi. Polarisasi terimbas ini juga dapat dibagi menjadi dua yaitu :

a. Polarisasi Elektroda

Polarisasi ini dinamakan juga polarisasi elekitronik atau polarisasi logam.

Polarisasi ini terjadi karena adanya beda tegangan, antara ion negatif dan ion

positif. Beberapa ion negatif bergerak kekiri dan ion positif bergerak kekanan di

bawah pengaruh medan potensial. Dalam butiran sulfida, konduksi disebabkan

oleh elektron-elektron, sehingga aliran arus berubah dari ionik menjadi elektronik

pada permukaan mineral.

b. Polarisasi Membran

Polarisasi ini juga dinamakan polarisasi elektrolitik atau polarisasi bukan

logam. Polarisasi ini dapat terjadi pada pori-pori batuan meskipun tanpa aliran

arus karena diakibatkan oleh mineral yang bermuatan negatif karena strukturnya

berupa lembaran silika alumina, sehingga muatan negatif ini menarik ion-

ion positif dan terbentuk awan ion positif di sekitar permukaannya dan

meluas pada elektrolit. Pengakumulasian muatan akan menghambat jalannya arus

listrik yang melaluinya sehingga terjadilah hambatan ionik sepanjang pori-pori

batuan yang ada mineral lempungnya.

Gambar 1. Konfigurasi elektroda dipole-dipole

Konfigurasi dipole-dipole telah banyak diterapkan dalam eksplorai

mineral-mineral sulfida dan bahan tambang dengan kedalaman yang relatif

dangkal. Dimana hasil akhir yang berupa profil secara vertical dan horizontal.

II.3. Konfigurasi Dipole Dipole

4

Konfigurasi jenis dipole-dipole ini lebih jarang digunakan pada kegiatan

pendugaan air tanah. 2etapi lebih diarahkan penerapannya di lokasi pertambangan.

Dilakukan demikian karena pada konfigurasi dipole-dipole, maupun pole-dipole

lebihditujukan untuk mapping lokasi daripada sounding. Sedikit penjelasan

mengenai artikata sounding dan mapping disini yaitu, sounding digunakan sebagai

survei awal resistivitas semu, untuk mengetahui kontras resistivitas ke arah

vertikal dalam tanah.Sedangkan mapping digunakan sebagai survei awal, untuk

mengetahui variasi resistivitas dalam bumi secara horizontal.

Pada konfigurasi Dipole-dipole, dua elektrode arus dan dua elektrode

potensial ditempatkan terpisah dengan jarak na meter, sedangkan spasi masing-

masing elektrode adalah a meter. Pengukuran dilakukan dengan memindahkan

elektrode potensial pada suatu penampang dengan elektrode arus tetap, kemudian

pemindahan elektrode arus pada spasi n berikutnya diikuti oleh pemindahan

elektrode potensial sepanjang lintasan seterusnya hingga pengukuran elektrode

arus pada titik terakhir di lintasan itu.Variasi nilai n digunakan untuk

mendapatkan berbagai kedalaman yang diinginkan, semakin besar n maka

kedalaman yang diperoleh juga semakin besar. Tingkat sensitivitas jangkauan

pada konfigurasi dipole-dipole dipengaruhi oleh besarnya a dan variasi n (Loke,

1999).

Berikut ilustrasi dari geolistrik konfigurasi dipole-dipole.

Gambar 4. Konfigurasi Dipole-Dipole

Nilai resistivitas semu dari konfigurasi dipole-dipole adalah

ρ=K× R

Dengan K adalah faktor geometri yang dirumuskan sebagai berikut

5

K=n(n+1)(n+2)πa

Beberapa contoh aplikasi dari geolistrik konfigurasi dipole-dipole antara

lain untuk mendeteksi unsur mineral mangan yang terdapat di dalam tanah, untuk

penelusuran keberadaan sungai bawah tanah, dan dapat juga untuk menentukan

potensi air tanah meskipun lebih disarankan penggunaan konfigurasi

schlumberger. Aplikasi-aplikasi yang lain masih dapat ditelusuri lagi kemampuan

dari konfigurasi ini.

Gambar 3. Konfigurasi dipole dipole

6

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

III.1. Tabel Pengolahan Data

Dari data awal yang diketahui yaitu data AB/2, MN/2, I, V maka dapat

mencari nilai R, K dan rho sehingga didapat hasil sebagai berikut:

Tabel III. 1 Pengolahan Data

III.2. Kurva Matching Software IP2Win

Setelah data diolah menggunakan software Ip2win maka didapat hasil

seperti dibawah ini, kurva matching hampir berhimpit dengan error sebesar 14,9%

yang menunjukkan bahwa data tersebut cukup akurat.

7

Tabel III. 2 Nilai p, h,d dan Alt

Gambar III.1 kurva IP2Win

Berdasarkan kurva dan tabel pada IP2Win diketahui pada kedalaman 13,9

meter terdapat 4 lapisan batuan dengan nilai resistivitas yang berbeda- beda, hal

ini menunjukkan lapisan yang berbeda kandungan mineral logam dan nonlogam,

kandungan elektrolit (garam), kandungan air, porositas, permeabilitas,

tekstur/kekompakan, serta suhu, yaitu nilai yang mempengaruhi tahanan terhadap

8

listrik. Nilai resistivitas yang tinggi menunjukkan konduktivitas (daya hantar

listik) yang rendah.

Lapisan pertama memiliki ketebalan sebesar 1,17 m dengan kedalaman

1,17 m dan nilai resistivitasnya sebesar 86976 Ωm. Lapisan kedua memiliki

ketebalan sebesar 2,52 m dengan kedalaman 3,68 m dan nilai resistivitasnya

sebesar 18242 Ωm. Dari hasil tersebut diinterpretasikan bahwa lapisannya yaitu

soil. Lapisan ketiga memiliki ketebalan sebesar 3,04 m dengan kedalaman 6,72 m

dan nilai resistivitasnya sebesar 48714 Ωm. Sedangkan Lapisan keempat memiliki

ketebalan 7,23 m , kedalaman 13,9 m dan nilai resistivitasnya sebesar 24638 Ωm.

Dari hasil data tersebut diperkirakan bahwa lapisan ketiga yaitu batupasir dengan

ukuran butir pasir halus dan lapisan keempat batupasir dengan ukuran butir pasir

sedang. Setelah didapatkan nilai kedalaman dan ketebalan maka dapat dibuat

penampang vertikal.

III.3 Profil Kedalaman

Dari hasil data yang didapat yaitu lapisan pertama dan lapisan kedua

didapat soil dan lapisan ketiga dan keempat didapat batupasir maka dapat

digambar penampang vertikalnya. Penampang vertikal dari lapisan diatas yaitu

seperti dibawah ini:

9

skal

1 0 m

5 m

1 5 m

0 mlapisan 1

lapisan 2

lapisan 3

lapisan 4

lapisan 5

h=1,17m

h=2,52m

h=3,04m

h=7,23m

1,17m

3,68m

0m

6,72m

13,9m

86976ohm.m

18242ohm.m

48714ohm.m

24638ohm.m

24638ohm.m

a: 1cm : 1m

Gambar III. 2 penampang vertikal

10

BAB IV

PENUTUP

IV. 1. Kesimpulan

Setelah dilakukan pengolahan data metode resistivitas konfigurasi

schlumberger menggunakan software IP2WIN dapat disimpulkan bahwa

penampang tersebut terdapat 5 lapisan yang diketahui dengan kedalamann 17,2

meter. Lapisan pertama memiliki ketebalan sebesar 0,854 m dengan kedalaman

0,854 m dan nilai resistivitasnya sebesar 1.4E+5 Ωm. Lapisan kedua memiliki

ketebalan sebesar 0,0879 m dengan kedalaman 0,942m dan nilai resistivitasnya

sebesar 1634 Ωm. Lapisan ketiga memiliki ketebalan sebesar 3,1 m dengan

kedalaman 4,04 m dan nilai resistivitasnya sebesar 60093 Ωm. Sedangkan

Lapisan keempat memiliki ketebalan 4,29 m , kedalaman 8,33 m dan nilai

resistivitasnya sebesar 6732 Ωm. Lapisan ke lima ketebalan 8,9 m, kedalaman

17,2 m dan nilai resistivitasnya 4.8E+5. Setelah didapatkan nilai kedalaman dan

ketebalan maka dapat dibuat penampang vertikal.

IV. 2. Saran

Setelah melakukan pengolahan data penulis menyarankan agar tingkat eror

diperkecil sehingga data yang diperoleh lebih akurat.

11