KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

PRAKTIKUM GEOELEKTRISITAS DAN ELEKTRO MAGNET

ACARA 5 : METODE AUDIO MAGNETOTELURIK

DISUSUN OLEH :

INDRIANI

11/316690/PA/13819

KELOMPOK : B2

ASISTEN ACARA : F DHITYA KUSUMAWARDANI, ALFIAN NUGRAHA, AYU PUTRI

PERMATASARI

YOGYAKARTA

2013

LAPORAN PRAKTIKUM GEOELEKTRISITAS DAN ELEKTROMAGNET

ACARA 6 : METODE AUDIO MAGNETOTELURIK

I. DASAR TEORI

Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan gelombang EM untuk mengetahui nilai-nilai konduktivitas/resistivitas di bawah permukaan. Berdasarkan keaktifan sumbernya, metode MT dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1. CSAMT (Controlled Source Audio Magneto Telluric) Merupakan metode MT yang bekerja dalam jangkau frekuensi audio (20Hz 20KHz) dan dalam perekamannya menggunakan sumber aktif yang terkontrol berupa sumber gelombang sweep yang menjangkau band frekuensi yang dinginkan.

2. AMT (Audio Magneto Telluric) Merupakan metode yang juga bekerja dalam jangkau frekuensi audio, namun tanpa menggunakan sumber buatan. Sinyal EM masukan merupakan sinyal yang dihasilkan oleh alam. Sinyal ini memiliki beberapa death band (blankspot) pada frekuensi sekitar 100Hz.

Dari sisi jangkau frekuensinya, terdapat pula metode MT (magneto Telluric) yang menggunakan jangkau frekuensi yang lebih rendah hingga dibawah 1Hz. Perbedaan utama dari metode tersebut adalah perbedaan sensor penerima medan magnetiknya. Metode MT 1D ini juga akan menghasilkan data tahanan jenis sebagai fungsi kedalaman yang mirip seperti metode VES pada modul sebelumnya. MT 1D dan VES merupakan dua metode yang saling berkomplemen,karena saling mendukung terutama karena perbedaan kedalaman yang bisa dicapainya. Metode VES biasanya digunakan untuk target dangkal, sedangkan metode MT untuk target yang relative dalam.

Gambar di atas menunjukkan contoh aplikasi metode MT dalam menganalisis area geothermal di gunung Vesuvius. Gambar sebelah kiri menunjukkan plot data lapangan (segitiga hitam) dan plot kurva sintetik hasil pemodelannya (garis hitam) masing-masing untuk data resistivitas semu (App Rho) dan Fase nya. Gambar pada bagian tengah menunjukkan model resistivitas sebagai fungsi kedalaman yang menghasilkan garis sintetik pada kurva sebelah kiri. Gambar sebelah kanan adalah data kolom stratigrafi daerah dimaksud. Dari kacamata MT, terlihat bahwa terdapat anomaly tahanan jenis hingga bernilai 10 Ohm pada kedalaman 1000m hingga 2000m. Berdasar gambar tersebut dapat ditunjukkan bahwa metode MT dapat menggambarkan secara vertical nilai-nilai tahanan jenis medium hingga kedalaman yang sanget dalam (hingga 10km) di bawah permukaan tanah.

Contoh aplikasi yang lain dapat dilihat pada gambar di atas. Pada gambar ini ditunjukkan hasil analisis data MT yang diperbandingkan dengan dataTDEM (Time Domain EM) dan data log resistivitas. Perbandingan data ketiganya menunjukkan korelasi yang bagus antarketiganya. Untuk gambar di sebelah kanan, tanda bulatan menunjukkan data lapangan beserta bendera kesalahannya, sedangkan garis tebal diantaranya menunjukkan data perhitungan untuk model terbaik di sampingnya.

II. MAKSUD DAN TUJUAN

1. Mahasiswa dapat memahami pemodelan maju dari metode MT 2. Mahasiswa dapat melakukan pemodelan maju untuk kasus-kasus yang terdapat di

lapangan 3. Mahasiswa dapat mengoperasikan software pemodelan yang tersedia secara gratis di

internet 4. Mahasiswa dapat mempersiapkan data untuk proses inversi data MT 5. Mahasiswa dapat melakukan proses inversi 1D MT

III. ALAT DAN BAHAN

1. Software MT1D (IP2WIN) 2. Data latihan

IV. DATA PERCOBAAN

1. Data Titik Pengukuran

Nama Titik T F Rho App Fase akar T

minus fase

AMT_1 1 1 955 62,6 1 -62,6

1,6 0,63694 739,7 68,3 1,264911 -68,3

2,5 0,40816 541,2 72,3 1,581139 -72,3

3,8 0,26042 384,3 74,6 1,949359 -74,6

6 0,16639 271,5 75,5 2,44949 -75,5

9,4 0,10627 193,3 75,4 3,065942 -75,4

14,7 0,06789 139,5 74,6 3,834058 -74,6

23,1 0,04337 101,4 73,5 4,806246 -73,5

36,1 0,0277 73,8 71,5 6,008328 -71,5

56,5 0,0177 54,1 68,3 7,516648 -68,3

AMT_2 88,5 0,0113 40,9 63,1 9,407444 -63,1

138,5 0,0072 33,4 55,9 11,7686 -55,9

216,9 0,00461 30,5 47,3 14,72753 -47,3

339,5 0,00295 32 38,7 18,42553 -38,7

531,6 0,00188 37,6 31,6 23,05645 -31,6

832,2 0,0012 47,6 26,6 28,84788 -26,6

1303 0,00077 62,3 23,7 36,09709 -23,7

2040 0,00049 82,3 22,4 45,16636 -22,4

3194 0,00031 107,8 22,4 56,51548 -22,4

5000 0,0002 138,9 23,2 70,71068 -23,2

2. Data Input

3. Data Paper

Nama Titik T F

Rho App Fase akar T

minus fase

SITE_1 0,0007 1428,571 47 -10 0,026458 10

0,0008 1250 42 -18 0,028284 18

0,0009 1111,111 45 -21 0,03 21

0,001 1000 42 -12 0,031623 12

0,003 333,3333 38 -13 0,054772 13

0,004 250 37 -9 0,063246 9

0,008 125 36 -10 0,089443 10

0,0098 102,0408 32 -12 0,098995 12

0,01 100 30 -13 0,1 13

0,015 66,66667 29 -10 0,122474 10

0,02 50 27 -5 0,141421 5

0,03 33,33333 25 5 0,173205 -5

0,05 20 20 15 0,223607 -15

0,06 16,66667 14 38 0,244949 -38

0,08 12,5 25 48 0,282843 -48

0,1 10 42 47 0,316228 -47

0,2 5 70 49 0,447214 -49

0,25 4 98 48 0,5 -48

0,28 3,571429 112 47 0,52915 -47

SITE_2 0,0007 1428,571 29 -10 0,026458 10

0,0008 1250 30 -18 0,028284 18

0,0009 1111,111 31 -21 0,03 21

0,001 1000 30 -12 0,031623 12

0,003 333,3333 27 -13 0,054772 13

0,004 250 25 -9 0,063246 9

0,008 125 29 -10 0,089443 10

0,0098 102,0408 32 -12 0,098995 12

0,01 100 33 -13 0,1 13

0,015 66,66667 32 -10 0,122474 10

0,02 50 30 -5 0,141421 5

0,03 33,33333 31 5 0,173205 -5

0,05 20 29 15 0,223607 -15

0,06 16,66667 25 38 0,244949 -38

0,08 12,5 23 48 0,282843 -48

0,1 10 40 47 0,316228 -47

0,2 5 60 49 0,447214 -49

0,25 4 85 48 0,5 -48

0,27 3,703704 92 47 0,519615 -47

0,28 3,571429 110 50 0,52915 -50

4. Data Input

V. ANALISA DAN PEMBAHASAN DATA

1. Analisa dan Pembahasan Data

Setelah data yang diberikan selesai diinput ke Microsoft Excel, selanjutnya dilakukan plot

grafik Rho app vs T, grafik Fase vs T, serta grafik Minus Fase vs T.

Dari plot data di atas dapat diketahui bahwa hasil plotting grafik Rho App vs T

membentuk suatu kurva parabolik terbalik yang terbuka.

Untuk grafik Fase Gelombang vs Periode diperoleh plot data berupa kurva parabolik

tertutup. Satuan unit fase gelombang yang digunakan dalam analisa berupa derajat

dengan unit periode dalam sekon.

0

200

400

600

800

1000

1200

1 10 100 1000 10000

Rh

o a

pp

are

nt

(oh

m.m

)

T (s)

Grafik Rho App vs T

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 10 100 1000 10000

Fase

(d

era

jat)

T (s)

Grafik Fase vs T

Untuk grafik Minus Fase Gelombang vs Periode diperoleh plot data berupa kurva

parabolik terbuka. Satuan unit fase gelombang yang digunakan dalam analisa berupa

derajat dengan unit periode dalam sekon. Dalam analisa menggunakan software

IP2WIN_MT data yang digunakan berupa data minus fase untuk menyesuaikan dengan

kurva data Rho App.

2. Analisa dan Pembahasan Data Hasil Output IP2WIN MT

a. Titik AMT_1

Berdasarkan analisa di atas, diketahui bahwa dari data AMT titik pengukuran pertama

yang diperoleh, diketahui adanya dua buah perlapisan batuan dengan rho lapisan

pertama 920 m dan densitas lapisan kedua sebesar 11,8 m.

b. Titik AMT_2

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

1 10 100 1000 10000M

inu

s Fa

se (

rad

ian

)

T (s)

Grafik Minus Fase vs T

Berdasarkan analisa di atas, diketahui bahwa dari data AMT titik pengukuran kedua yang

diperoleh, diketahui adanya dua buah perlapisan batuan dengan rho lapisan pertama 37,4

m dan densitas lapisan kedua sebesar 782 m.

3. Analisa dan Pembahasan Data Hasil Output Surfer

Setelah dilakukan pengolahan data menggunakan software IP2WIN diperoleh data export

ke surfer dengan metode gridding cross section. Selanjutnya data tersebut dirun dan

menghasilkan gambar seperti di atas.

Bulatan-bulatan dalam gambar menunjukkan perkiraan batas perlapisan berdsarkan nilai

resistivitas semu dan elevasinya. Dari gambar tersebut diketahui bahwa diperkirakan di

daerah pengukuran tersebut terdapat 3 buah perlapisan dengan nilai range resisitivitas

yang berbeda-beda.

Berdasarkan gambar pula, diketahui bahwa besar nilai resisitivitas semu untuk tiap batas

perlapisan berkisar antara 200 hingga 450. Sedangkan nilai resisitivitas semu untuk

lapisan paling bawah bernilai sekitar 700

4. Analisa dan Pembahasan Data Paper

Data diperoleh dari Geophysics Journals International dengan judul Constraining seismic parameters with a controlled-source audio-magnetotelluric method (CSAMT) oleh Pierre-Andr6 Schnegg dan Anna Sommaruga yang diterbitkan pada tahun 1995. Berikut merupakan screenshot data dalam paper. Dalam paper diperoleh 2 titik pengukuran.

Selanjutnya dilakukan input data ke Microsoft Excel dan dilakukan plotting grafik Rho

Apparent vs Periode, Grafik Fase vs Periode, dan Grafik Minus Fase vs Periode untuk

masing-masing titik pengukuran.

0

20

40

60

80

100

120

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Rh

o A

pp

are

nt

(oh

m.m

))

Periode (s)

Grafik Rho Apparent vs T Site 1

Rho vs T

-10

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Fase

( )

Periode (s)

Grafik Fase vs T Site 1

Fase vs T

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Min

us

Fas

e (

)

Periode (s)

Grafik Minus Fase vs T Site 1

Min Fase vs T

23

0

20

40

60

80

100

120

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Rh

o A

pp

are

nt

(oh

m.m

)

Periode (s)

Grafik Rho Apparent vs T Site 2

Rho App vs T

5. Analisa dan Pembahasan Data Paper Hasil Output IP2WIN MT

a. Data Site 1

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Fase

( )

Periode (s)

Grafik Fase vs T Site 2

Fase vs T

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Min

us

Fase

( )

Periode (s)

Grafik Minus Fase vs T Site 2

Min Fase vs T

Berdasarkan analisa di atas, diketahui bahwa dari data AMT titik pengukuran

pertama yang diperoleh, diketahui adanya beberapa perlapisan batuan dengan

resisitivitas semu yang bervariasi. Berdasarkan data yang diperoleh dari analisa

menggunakan IP2WIN diketahui bahwa pada titik pengukuran pertama diketahui

adanya enam buah perlapisan batuan.

b. Data Site 2

Berdasarkan analisa di atas, diketahui bahwa dari data AMT titik pengukuran kedua

yang diperoleh, diketahui adanya beberapa perlapisan batuan dengan resisitivitas

semu yang bervariasi. Berdasarkan data yang diperoleh dari analisa menggunakan

IP2WIN diketahui bahwa pada titik pengukuran pertama diketahui adanya enam

buah perlapisan batuan.

6. Analisa dan Pembahasan Data Paper Hasil Output Surfer

Setelah dilakukan pengolahan data menggunakan software IP2WIN diperoleh data export

ke surfer dengan metode gridding cross section. Selanjutnya data tersebut dirun dan

menghasilkan gambar seperti di atas.

Bulatan-bulatan dalam gambar menunjukkan perkiraan batas perlapisan berdsarkan nilai

resistivitas semu dan elevasinya. Dari gambar tersebut diketahui bahwa diperkirakan di

daerah pengukuran tersebut terdapat 3 buah perlapisan dengan nilai range resisitivitas

yang berbeda-beda. Berdasrkan gambar di atas, diketaui bahwa dalam perlapisan batuan

yang pertama ditemukan adanya perselingan batuan.

Dari gambar di atas dapat diidentifikai sifat batuan yang mendominasi. Sifat batuan yang

mendominasi area pengukuran adalah resistif dengan range nilai tahanan sekitar 0

hingga 200.

7. Analisa Data dan Pembahasan Model Geothermal

a. Data Sintetik Geothermal

Nama Titik Rho App Fase

Site_1 100000 -35

96750 -17

94560 -5

89720 15

86010 25

74900 37

72310 42

69000 45

62400 46

58675 48

Site_2 54000 52

46750 57

32870 58

25900 60

19860 64

15090 65

11987 69

9885 70

9564 73

8400 76

Site_3 7500 78

5400 76

1500 73

1200 70

1000 69

985 65

875 64

740 60

720 57

690 52

Site_4 600 48

530 46

312 45

300 42

258 37

245 25

198 15

156 -5

102 -17

87 -35

8. Analisa Data dan Pembahasan Sayatan Geologi Yogyakarta

Sayatan Geologi Sisi Barat Yogyakarta

Sayatan Geologi Sisi Timur Yogyakarta

a. Data Sintetik Sayatan Geologi Yogyakarta

Nama Titik Periode F Rho App

Fase akar T min fase

Site 1 1 1 5780 -18 1 18

1,65 0,606061 4325 -17 1,284523 17

2,89 0,346021 2000 -17 1,7 17

3,12 0,320513 1789 -16 1,766352 16

4,68 0,213675 1045 -15 2,163331 15

5,98 0,167224 745 -15 2,445404 15

20 0,05 402 -10 4,472136 10

47,2 0,021186 200 -10 6,870226 10

67,2 0,014881 148 5 8,197561 -5

80 0,0125 58 25 8,944272 -25

Site 2 1 1 15000 40 1 -40

1,65 0,606061 13900 45 1,284523 -45

2,89 0,346021 10000 48 1,7 -48

3,12 0,320513 7645 52 1,766352 -52

4,68 0,213675 3789 54 2,163331 -54

5,98 0,167224 1200 60 2,445404 -60

20 0,05 785 62 4,472136 -62

47,2 0,021186 500 65 6,870226 -65

67,2 0,014881 200 70 8,197561 -70

80 0,0125 174 74 8,944272 -74

Site 3 1 1 8500 70 1 -70

1,65 0,606061 6300 65 1,284523 -65

2,89 0,346021 3800 62 1,7 -62

3,12 0,320513 1700 60 1,766352 -60

4,68 0,213675 890 54 2,163331 -54

5,98 0,167224 720 52 2,445404 -52

20 0,05 590 48 4,472136 -48

47,2 0,021186 345 45 6,870226 -45

67,2 0,014881 140 40 8,197561 -40

Site_1 Site_2 Site_3

Site_4

80 0,0125 70 25 8,944272 -25

Site 4 1 1 15000 5 1 -5

1,65 0,606061 13900 -10 1,284523 10

2,89 0,346021 10000 -15 1,7 15

3,12 0,320513 7645 -17 1,766352 17

4,68 0,213675 632 -16 2,163331 16

5,98 0,167224 550 -19 2,445404 19

20 0,05 420 -18 4,472136 18

47,2 0,021186 330 -17 6,870226 17

67,2 0,014881 250 -15 8,197561 15

80 0,0125 100 -10 8,944272 10

b. Analisa dan Pembahasan Data Sayatan Geologi dengan IP2WIN

Berdasarkan data hasil input dari data sintetik, diketahui bahwa terdapat 4 perlapisan

batuan dengan nilai Rho Apparent yang bervariasi yakni 2,97 hingga 5275. Data tersebut

merupakan hasil masukan dari keempat buah titik pengukuran sepanjang sayatan geologi

Yogyakarta.

Sementara itu data hasil input dari data sintetik pertama dibandingkan dengan input data

sintetik kedua, diketahui bahwa terdapat 4 perlapisan batuan dengan nilai Rho Apparent

yang bervariasi yakni 16,7 hingga 24485. Data tersebut merupakan hasil masukan dari

keempat buah titik pengukuran sepanjang sayatan geologi Yogyakarta.

c. Analisa dan Pembahasan Data Sayatan Geologi dengan Surfer

Berdasarkan data sintetik yang telah dibuat sebelumnya, diketahui persebaran

resisitivitas semu pada empat titik pengukuran sepanjang sayatan geologi Yogyakarta.

Nilai Resisitivitas yang mendominasi sekitar -10000 hingga 0 dengan besar tahanan

semu maksimum sekitar 45000. Berdasarkan nilai tahanan tersebut diketahui bahwa

sifat batuan yang mendominasi adalah konduktif.

VI. KESIMPULAN

1. Dari data yang diberikan oleh asisten, diperoleh tiga buah perlapisan batuan dengan

range resistivitas batas antarlapisan 200-450 dengan sifat dominan batuan resistif.

Berdasarkkan nilai kedalamannya, semakin ke bawah semakin resistif.

2. Dari data yang diperoleh di paper, diketahuibahwa di wilayah penelitian terdapat 3 buah

lapisan utama dimana terdapat perselingan batuan pada lapisan 1. Jenis batuan yang

mendominasi berupa batuan resistif.

3. Dari data sintetik sayatan geologi Yogyakarta diketahui bahwa terdapat beberapa

perlapisan batuan dengan jenis bedrock yang sama dengan nilai resistivitas 2,97-16,7.

Dari hasil analisa kontur surfer diketahui bahwa sifat batuan yang mendominasi adalah

konduktif dengan cakupan wilayah di bagian permukaan dan dasar. Sementara bagian

tengah didominasi oleh batuan dengan sifat resistif.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Asisten Praktikum GEM. 2013.Slide Presentasi Materi AMT. Yogyakarta. Laboratorium

Geofisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Gadjah Mada.

Hartantyo, Eddy. 2013. Modul Praktikum Geoelektrisitas dan Elektromagnet 10. Yogyakarta.

Laboratorium Geofisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas

Gadjah Mada.

Schnegg , Pierre-Andre and Anna Sommaruga. 1995. Constraining seismic parameters with a controlled-source audio-magnetotelluric method (CSAMT). Neuchdlel, Switzerland. Institut de Geologie

VIII. LAMPIRAN