metode gravitasi -tebe3

UNIVERSITAS INDONESIA

Pengolahan dan Pemodelan Serta

Interpretasi Metode Gaya Berat LAPORAN METODE GAYA BERAT

Tubagus Fatwa Perkasa

0806452671

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI GEOFISIKA, DEPARTEMEN FISIKA

DEPOK

APRIL 2012

Pengolahan dan Pemodelan Serta Interpretasi Metode Gaya Berat

TUBAGUS FATWA P ([email protected]) 1

BAB I

TINJAUAN PUSTAKA

Metode gaya berat adalah salah satu metode eksplorasi geofisika yang

digunakan untuk menentukan struktur bawah permukaan berdasarkan nilai kontras

densitas antar batuan dengan mengukur variasi medan gravitasi bumi di setiap

tempat. Nilai gravitasi bumi di setiap tempat adalah bervariasi dan dipengaruhi

oleh beberapa faktor, yaitu posisi dari benda anomali di bawah permukaan,

ukuran dari benda-benda anomali, dan ketidakteraturan densitas batuan di bawah

permukaan. Oleh karena itu, metode gaya berat umumnya mempelajari perbedaan

dari medan gravitasi di setiap titik obesrvasi relatif terhadap titik observasi

lainnya.

Metode gaya berat memiliki kemampuan dalam membedakan rapat massa

atau densitas batuan di bawah permukaan antara densitas batuan anomali terhadap

densitas lingkungan di sekitar benda anomali, maka metode ini sangat efektif

dalam menentukan struktur di bawah permukaan.

1.1 Prinsip Dasar Metode Gaya Berat

Hukum Newton : Gaya tarik menarik antara dua partikel massa

Prinsip dasar mengenai metode gaya berat berasal dari persamaan hukum

Newton tentang gravitasi bumi yang menjelaskan adanya gaya tarik-menarik

antara dua partikel massa yang berjarak r dengan persamaan sebagai berikut :

. (1)

Dimana : satuan vektor dari massa m1 ke m2 dan : konstanta gaya berat (6.67 x

10-11

m3.kg-

1.s-

2 ).

Berdasarkan teori, bumi dianggap berbentuk bulat, homogen, dan tidak

berotasi sehingga memiliki massa sebesar M dan jarak radius dari dua partikel

massa sebesar R, maka akan menimbulkan suatu gaya tarik pada benda bermassa

m di permukaan bumi sebesar:

................ (2)



Dimana g : percepatan gaya berat tegak lurus permukaan bumi (vertikal).

Pada kondisi bumi homogen dan bentuk bumi yang bulat sempurna, gaya-gaya

yang bekerja pada suatu benda di seluruh permukaan bumi akan bernilai sama

sehingga menghasilkan percepatan gravitasi yang bernilai konstan, yaitu 9.80

m/det2 (Rosid, 2005).

Namun, kenyataan sebenarnya, bentuk dan ukuran bumi tidak bulat

sempurna, melainkan bentuk bumi mendekati bentuk sferoid, yaitu bentuk bumi

yang agak pepat pada kutubnya, relief permukaannya tidak rata, berotasi dan

berevolusi dalam sistem matahari, serta tidak homogen (pada kulit bumi terdapat

variasi densitas batuan) sehingga nilai percepatan gravitasi bumi tidak bernilai

konstan, melainkan terdapat variasi terhadap nilai percepatan gravitasi. Oleh

karena terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi nilai gaya berat pada setiap

titik di permukaan bumi, yaitu pengaruh lintang, ketinggian, topografi, pasang

surut, dan variasi densitas batuan bawah permukaan.

Nilai rata-rata gaya berat di permukaan bumi adalah 9.80 m/det2, dan

satuan yang biasa digunakan dalam gaya berat adalah miliGal (1 mGal=10-3

Gal=10-3

cm/det2). 1 mGal juga senilai dengan 10 gu (gravity units). Variasi gaya

berat yang disebabkan oleh perbedaaan densitas bawah permukaan adalah sekitar

1 mGal (100 m/det2).

1.2. Potensial Gaya Berat

Medan gravitasi merupakan medan yang bersifat konservatif, artinya usaha atau

kerja yang dilakukan dalam suatu medan gaya berat tidak bergantung pada

lintasan yang ditempuh, melainkan hanya bergantung pada posisi awal dan akhir

(Retnowati, 2006).

Persamaan medan potensial gravitasi dapat dituliskan sebagai berikut :



Potensial total dari massa m :

. (3)

1.3. Faktor Koreksi Metode Gaya Berat

Faktor koreksi ini dilakukan terkait perubahan yang terjadi pada bentuk dan

ukuran bumi akibat bumi berotasi pada sumbu putarnya sehingga asumsi secara teoritik

yang menganggap bumi berbentuk seperti bola (spheroid) ternyata mengalami perubahan

dimana bentuk dan ukuran bumi tidak bulat sempurna, melainkan bumi berbentuk seperti

ellips yang disebabkan adanya gaya sentrifugal sebagai hasil dari gerak rotasi bumi yang

arahnya mengarah ke luar bumi sehingga menyebabkan perbedaan pada jari-jari bumi,

baik jari-jari bumi di ekuator, maupun jari-jari bumi di kutub. Perbedaan terhadap jari-jari

bumi di ekuator dan kutub adalah sebesar 21 km.

Gambar 1. Bumi berbentuk ellips akibat gaya sentrifugal

Perbedaan ini dapat memberikan pengaruh terhadap nilai gravitasi bumi di

ekuator ataupun di kutub dimana nilai gravitasi di ekuator lebih kecil dibandingkan nilai



gravitasi di kutub (terkait

), sehingga pengaruh nilai

gravitasi di kutub sebesar 6.63 gal.

Selain itu, koreksi ini dilakukan karena terkait adanya distribusi massa bumi yang

tidak homogen. Hal ini disebabkan karena adanya gaya sentrifugal sebagai hasil gerak

rotasi menyebabkan terjadinya tarikan massa bumi dimana massa terbesar berada di

ekuator, maka akibat perbedaan massa ini dapat memberikan pengaruh terhadap nilai

gravitasi, yaitu nilai gravitasi di ekuator lebih besar dibandingkan dengan nilai gravitasi

di kutub (terkait ), sehingga pengaruh nilai gravitasi

di kutub sebesar -4.85 gal.

Koreksi ini juga dilakukan karena terkait adanya pengaruh percepatan sentifugal

di ekuator, sehingga dapat memberikan pengaruh terhadap nilai gravitasi. Hal ini

disebabkan karena adanya efek rotasi yang menyebabkan adanya percepatan sentrifugal

sehingga hasil resultan gaya-gaya yang bekerja di ekuator berasal dari gravitasi yang

terukur dan pengaruh gravitasi akibat adanya percepatan sentrifugal. Sedangkan, di kutub

tidak terdapat percepatan sentrifugal sehingga resultan gaya-gaya yang bekerja hanya

berasal dari gravitasi yang terukur. Oleh karena itu, nilai gravitasi di ekuator lebih kecil

dibandingkan nilai gravitasi di kutub dan pengaruh nilai gravitasi di kutub sebesar 3.39

gal. Total perbedaan nilai gravitasi di kutub dan ekuator adalah sebesar :

..(4)

Tujuan dilakukan koreksi-koreksi dalam metode gaya berat adalah mendapatkan

nilai gravitasi absolut di setiap titik pengukuran, kemudian nilai gravitasi absolut inilah

yang digunakan dalam prosesing data metode gaya berat. Terdapat beberapa faktor-faktor

koreksi dalam metode gaya berat, antara lain :

1.3.1. Koreksi Pembacaan Alat

Koreksi ini dilakukan untuk mengkonversi nilai bacaan alat ke dalam satuan

mGal. Nilai konversi dapat didapatkan dari literatur masing-masing alat, sehingga

besarnya konversi pada alat yang dipakai adalah:

( )

1.3.2. Koreksi Pasang Surut

Koreksi Pasang Surut (tidal correction) merupakan faktor koreksi yang

bergantung terhadap waktu. Koreksi ini disebabkan pengaruh gaya tarik yang dialami

bumi akibat massa bulan dan matahari. Gravitasi bulan akan menarik air di samudra ke



arah gravitasi bulan sehingga menyebabkan terbentuknya tonjolan air yang berada pada

sisi bumi yang dekat dengan bulan dan pada sisi bumi yang berlawanan. Tonjolan air

tersebut akan mengikuti pergerakan bulan mengelilingi bumi sehingga terjadinya pasang.

Harganya berubah-ubah setiap waktu secara periodik bergantung dari kedudukan benda-

benda langit tersebut. Data koreksi pasang surut harus tersedia secara harian dan langsung

dikoreksikan terhadap hasil bacaan yang telah dikonversi ke miligal. Koreksi pasang

surut dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

[ (

) (

) ]

Dimana : lintang, : deklinasi, t : sudut waktu bulan, c: jarak rata-rata ke bulan.

1.3.3. Koreksi Drift

Koreksi Apungan (Drift) juga merupakan faktor koreksi yang bergantung

terhadap waktu. Koreksi ini dilakukan dengan menganggap perubahan alat linier terhadap

waktu. Koreksi ini langsung dihitung pada setiap pengukuran poligon tertutup (looping)

dengan koreksi apungan tidak lebih besar dari pada 0.1 mgal. Tujuan dilakukan sistem

looping adalah untuk koreksi apungan yang disebabkan terjadinya penyimpangan

terhadap karakteristik pegas akibat guncangan sehingga terjadi perubahan terhadap

pembacaan alat ukur. Sistem looping dimulai dari suatu titik tertentu (Base Camp

open) dan berakhir di titik yang sama (Base Camp close). Penentuan titik base camp

sebaiknya dipilih tempat atau lokasi yang nilai gravitasi relatifnya stabil dan memiliki

akses jalan yang baik. Besar koreksi apungan dengan sistem pengukuran metode poligon

tertutup/looping adalah:

Gambar 2. Sistem Looping

Koreksi drift Base Camp relatif terhadap Base Stasiun :

Base

Station

Base

Camp 2

Base

Camp 1

Titik Station

Pengukuran



. (5)

Dengan i= 1, 2,3,n, merupakan jumlah titik Base Camp, sedangkan j=1,2, merupakan

kondisi open dengan angka 1 dan close dengan angka 2.

Koreksi drift Stasion relatif terhadap Base Camp :

..(6)

dengan i= 1, 2,3,n, merupakan jumlah titik Base Camp, sedangkan j=1,2, merupakan

kondisi open dengan angka 1 dan close dengan angka 2. Selain itu, t merupakan

waktu pengukutan di titik tertentu (jam), g merupakan harga gaya berat di titik tertentu

(mgal), BS2 merupakan titik Base Station tutup, BS1 merupakan titik Base Station

buka.

..(7)

1.3.4. Koreksi Ketinggian

Koreksi ini dihitung berdasarkan perbedaan ketinggian titik pada awal dan akhir

pengukuran titik basis (base station) yang terbaca dalam altimeter. Bila bacaan awal

ketinggian di titik basis terbaca h1 pada waktu T1, dan hN adalah bacaan akhir di titik basis

pada waktu TN, sedangkan hN adalah bacaan ketinggian di suatu titik pada waktu Tn,

maka ketinggian titik amat h (hn terkoreksi) dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai

berikut:

(

) ..(8)

1.3.5. Koreksi Gaya Berat Normal

Koreksi gaya berat normal merupakan faktor koreksi yang tergantung terhadap

topografi. Nilai gaya berat normal dihitung dengan menggunakan formula gaya berat

yang mengacu kepada International Association of Geodesy (1967):

g = 978.0318 (1 + 0.0053024 sin2 () 0.0000058 sin2 (2)). (9)

Dengan g : Gaya Berat normal ( mgals ) dan : Latitude atau nilai lintang titik ukur

(derajat).



Koreksi ini dilakukan karena berkaitan dengan nilai gravitasi yang terukur di permukaan

dimana nilai gravitasi tersebut berasal dari nilai gravitasi yang disebabkan material yang

ada di mantel, inti, dan kerak bumi. Sedangkan, dalam eksplorasi gaya berat target

utamanya hanya berasal dari material yang ada di kerak bumi saja, sehingga diperlukan

koreksi untuk mereduksi pengaruh material yang ada di mantel dan inti bumi. Persamaan

anomali lintang adalah :

.(10)

1.3.6. Koreksi Free Air

Koreksi udara bebas atau Free Air Correction (FAC) merupakan koreksi yang

dilakukan karena adanya pengaruh topografi di titik pengukuran. Koreksi ini sangat

penting dilakukan dalam eksplorasi gaya berat karena bertujuan untuk mengembalikan

hasil pengukuran (adanya efek topografi) ke bidang datum atau referensi, yaitu geoid

sebagai standar pengukuran ketinggian metode gaya berat. Pengaruh koreksi free air

terhadap nilai Gobs adalah :

Jika lokasi titik pengukuran dilakukan di bukit, maka pengaruh koreksi free air

terhadap nilai Gobs harus ditambahkan. Hal ini disebabkan jarak dari bidang

referensi (geoid) ke pusat bumi relatif lebih besar (R>), sehingga nilai gravitasi

yang terukur di permukaan relatif kecil karena terkait faktor jari-jari,

, maka koreksi free air harus ditambahkan terhadap nilai Gobs.

Sebaliknya, jika lokasi titik pengukuran berada di lembah, maka pengaruh

koreksi free air terhadap nilai Gobs harus dikurangkan. Hal ini disebabkan jarak

dari bidang referensi (geoid) ke pusat bumi relatif lebih kecil (R



..(11)

Dimana FAC : koreksi udara bebas (mgal) dan H : elevasi (meter). Persamaan

anomali free air adalah :

..(12)

Persamaan free air untuk model bumi yang berbentuk ellipsoid :

Dimana, : lintang

1.3.7. Koreksi Bougeur

Koreksi ini memperhitungkan adanya massa yang mengisi antara bidang acuan

dan ketinggian. Koreksi Bouguer menggunakan asumsi, bahwa lempeng tak berhingga

dengan formula lempeng Bouguer tak berhingga, atau lempeng berhingga dalam jarak

minimal 60 km dengan formula lempeng bumi sperik. Formulasi dengan koreksi Bouguer

digunakan dengan menganggap massa yang mengisi bidang berbentuk silinder, sehingga

menggunakan volume silinder dan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

= 0.04193 h

(mgal).(13)

Dimana KB : koreksi Bouguer (mgal), G :

konstanta gravitasi = 6.673 x 10 -11 ( m3 kg-

1det-2 ), : rapat massa batuan (gram/cm3),

dan h : Tebal lempeng massa (meter).

Pengaruh koreksi Bougeur terhadap nilai Gobs

h

Bukit

R

Pusat

Bumi

Lembah

Bidang

Referensi

(Geoid)

h

Bukit

R Lembah

Bidang

Referensi

(Geoid)

Massa Bukit



adalah :

Jika lokasi titik pengukuran dilakukan di bukit (di atas titik datum), maka

pengaruh koreksi Bougeur terhadap nilai Gobs harus dikurangkan. Hal ini

disebabkan karena di titik pengukuran terdapat pengaruh massa bukit sehingga

memberikan pengaruh terhadap nilai gravitasi di titik tersebut dimana nilai

gravitasi yang terukur lebih besar (terkait faktor massa, ), maka

koreksi bougeur harus dikurangkan terhadap nilai Gobs.

Sebaliknya, jika lokasi titik pengukuran dilakukan di lembah (di bawah titik

datum), maka pengaruh koreksi Bougeur terhadap nilai Gobs harus ditambahkan.

Hal ini disebabkan karena di titik pengukuran tidak terdapat pengaruh massa

lembah atau adanya massa yang hilang di lembah sehingga memberikan

pengaruh terhadap nilai gravitasi di titik tersebut dimana nilai gravitasi yang

terukur lebih kecil (terkait faktor massa, ), maka koreksi bougeur

harus ditambahkan terhadap nilai Gobs. Persamaan anomali bougeur adalah :

(14)

1.3.8. Koreksi Medan (Terrain)

Koreksi ini diperhitungkan karena kondisi medan/topografi yang tidak rata. Data

terrain detil (skala lebih besar daripada 1:25.000) harus disediakan dalam bentuk digital,

jika tidak tersedia, maka harus dilakukan pendigitan terhadap peta topografi skala detil.

Ukuran mesh untuk gridding terrain

detil minimal 50 m x 50 m untuk zona

sampai 4 km dan minimal gtopo30

(30 x 30) untuk zona jauh dan koreksi

terrain dihitung secara digital. Koreksi

terrain dilakukan karena adanya efek

tarikan massa antara alat pegas terhadap

massa batuan di sekitar titik ukur.

Pengaruh koreksi Terrain terhadap nilai Gobs adalah :

Jika di sekitar lokasi titik pengukuran terdapat massa bukit, maka akan terjadi

tarikan massa antara pegas terhadap massa bukit di sekitar titik pengukuran. Hal

ini menyebabkan penyimpangan pada pegas dimana simpangan pada pegas

mengecil sehingga menyebabkan nilai gravitasi yang terukur mengecil, maka

koreksi terrain harus ditambahkan terhadap nilai Gobs.

Ke atas Lokasi titik

ukur

Pegas



Sebaliknya, jika di sekitar lokasi titik pengukuran tidak terdapat massa batuan

atau terdapat lembah, maka menyebabkan penyimpangan pada pegas dimana

simpangan pada pegas mengecil sehingga menyebabkan nilai gravitasi yang

terukur mengecil, maka koreksi terrain harus ditambahkan terhadap nilai Gobs.

Persamaan anomali bougeur adalah :

(15)



BAB II

PENGOLAHAN DATA

2.1. Pengolahan Data Dengan Ms. Excel

Pengolahan data dengan menggunakan Ms. Excel dilakukan untuk

mendapatkan nilai Gobs dengan melakukan koreksi drift terhadap nilai Base

Camp relatif Base Station dan Station relatif Bace Camp serta nilai anomali

Bougeur dengan melakukan koreksi-koreksi gaya berat, seperti koreksi lintang,

free air, bougeur, dan terrain.

2.1.1 Cara untuk memperoleh nilai Gobs :

Mengkonversi nilai bacaan alat ke dalam satuan mGal.

Mengkonversi nilai latitude (UTM) ke dalam derajat

Melakukan konversi waktu pengamatan dalam orde jam

Menentukan T (BS) dengan formulasi :

Menentukan G read (BS) dengan formulasi :

Menentukan T (BC BS) dengan formulasi :

dengan i= 1, 2,3,n, merupakan jumlah titik Base Camp, sedangkan j=1,2,

merupakan kondisi open dengan angka 1 dan close dengan angka 2.

Menentukan Drift (BC BS) dengan formulasi :

Menentukan nilai G read pada Base Camp dengan formulasi :





Menentukan T (BC) dengan formulasi :

Menentukan G read (BC) dengan formulasi :

Menentukan T (Station BC) dengan formulasi :

Menentukan Drift (Station BC) dengan formulasi :



Menentukan nilai G read pada Station dengan formulasi :

Menentukan nilai G read pada Base Camp dan Station dengan formulasi:

Menentukan nilai Gobs dengan formulasi :

2.1.2 Cara untuk memperoleh nilai anomali bougeur :

Menentukan koreksi lintang dengan formulasi :

Menentukan koreksi free air dengan formulasi :

Menentukan koreksi bougeur dengan formulasi menggunakan metode

parasnis :

Menentukan nilai anomali bougeur dengan formulasi



Memasukan parameter X,Y,dan Z sebagai input dalam software Sufer9.

Parameter X merupakan nilai koordinat longitude, parameter Y merupakan

nilai koordinat latitude, sedangkan parameter Z merupakan nilai topografi,

Gobs, anomali free air, koreksi free air, dan anomali bougeur.

2.2 Pengolahan Data Dengan Software Surfer 9

Pengolahan data secara 2D dapat dilakukan dengan menggunakan

software Surfer 9. Cara pengolahan data ini menggunakan input data berupa X, Y,

dan Z. Terdapat beberapa tahapan dalam menjalankan program Surfer9, antara

lain :

Sebelum menjalankan software Surfer9 pada komputer/ laptop, maka

harus dipastikan terlebih dahulu bahwa program Surfer9 telah ter-install di

dalam laptop/ komputer.

Selanjutnya, mengaktifkan program Surfer9 pada komputer/laptop dengan

cara membuka piranti lunak/ software Surfer9.

Untuk pengolahan data gaya berat :

Cara memasukkan input data

Data X, Y, dan Z merupakan sebuah data awal dalam prosesing

menggunakan Surfer9. Data ini berupa data tabular berekstensi (*.dat) yang

berada pada worksheet yang serupa dengan worksheet pada MS Excel. Surfer9

akan membaca kolom data X, Y, dan Z dari arah kiri ke kanan, dari baris paling

atas. Langkah-langkah dalam memasukkan input data adalah sebagai berikut :

a. Sebelum memasukkan input data ke dalam worksheet Surfer9, terlebih

dahulu kita lakukan pengolahan data di dalam MS Excel untuk

mencari parameter X,Y, dan Z. Parameter X merupakan nilai koordinat

longitude, parameter Y merupakan nilai koordinat latitude, sedangkan

parameter Z merupakan nilai topografi, Gobs, anomali free air, koreksi

free air, dan anomali bougeur.

b. Kemudian, hasil parameter X,Y, dan Z pada MS Excel di-copy ke

dalam worksheet pada Surfer9, dengan cara memilih menu File

New Worksheet, maka akan muncul lembar worksheet kosong

seperti tampilan worksheet di MS Excel. Data yang telah di-copy



sebelumnya dapat dipindahkan ke dalam worksheet Surfer9 dengan

memilih paste untuk memasukkan parameter input yang kita buat di

MS Excel sebelumnya, kemudian kita dapat menyimpan data yang

telah dimasukkan dalam lembar worksheet dimana data tersebut akan

disimpan dalam bentuk format Ascii dengan ekstensi (*.dat) dan

(*.bln), dengan memilih menu File Save As menentukan nama

file yang diinginkan OK.

Cara membuat gridding data

Surfer melakukan pembuatan kontur dengan menggunakan file grid

sebagai dasar interpolasi atau ekstrapolasi. Data yang dimasukkan sebelumnya

merupakan data mentah dan secara spasial data XYZ tersebut merupakan data

yang tidak teratur yang berkaitan dengan posisi titik pengukuran saat

pengambilan data di lapangan sehingga memungkinkan adanya tempat-tempat

yang tidak terukur. Oleh karena itu, sangat sulit untuk mengambil data ke seluruh

wilayah dengan posisi yang teratur dengan jarak yang tetap.

Proses interpolasi dan ekstrapolasi dilakukan untuk mengurangi

kemungkinan kesalahan yang ada akibat ketiadaan data pada suatu bagian

tertentu, khususnya pada proses pemetaan kontur. Kedua proses ini seakan

menambah jumlah titik dari jumlah data yang ada dimana penambahan ini

dilakukan secara teratur ke seluruh bagian wilayah pemetaan dengan jarak yang

tetap. Bagian yang kosong tersebut akan ditambah dengan titik-titik imajiner yang

memiliki nilai Z tertentu. Pengaturan posisi titik dan nilai Z dihitung secara

matematis oleh surfer dengan penggunaan metode algoritma tertentu. Grid

merupakan jaringan titik segi empat yang tersebar secara teratur ke seluruh area

pemetaan dan grid dibentuk berdasarkan data XYZ dengan metode algoritma

tertentu. Setiap metode grid akan menghasilkan perhitungan grid yang berbeda-

beda. Perbedaan ini akan berpengaruh terhadap pola garis kontur yang dibentuk

file grid. Grid dapat disimpan dalam file grid dengan ekstensi (*.grid). Berikut

jenis-jenis metode algoritma dalam grid pada Surfer9, antara lain :

Inverse Distance to Power metode yang cenderung membentuk

pola mata sapipada kontur-kontur yang kosentris melingkarpada

titik-titik data.



Kringing merupakan metode yang efektif dan fleksibel karena dapat

digunakan dalam tipe data apapun. Kelemahannya hanya pada data

yang berkapasitas besar, maka metode ini berjalan agak lambat.

Minimum Curvature metode yang melakukan generalisasi

permukaan secara halus. Kelebihannya, metode ini dapat berjalan

cepat untuk berbagai data.

Nearest Neighbor metode yang efektif untuk data XYZ yang

tersebar secara merata ke seluruh wilayah pemetaan.

Polynomial Regression metode ini tidak memunculkan detail dari

topografi, hanya untuk pola topografi untuk wilayah yang luas dan

termasuk metode yang cepat untuk berbagai data.

Radial Bias Function merupakan merode yang terbaik dan hampir

sama dengan dengan metode kringing dimana dapat digunakan untuk

beberapa jenis data dan memiliki fleksibilitas yang tinggi.

Triangulation with Linier Interpolation metode ini dapat digunakan

dalam analisa patahan dengan data yang cukup dan menyebar secara

merata. Kelemahannya, metode ini membutuhkan data yang banyak,

jika datanya hanya sedikit, maka akan membentuk permukaan segitiga

di antara-data tersebut.

Langkah-langkah dalam pembuatan grid, antara lain :

a. Terlebih dahulu, kita menampilkan data XYZ dalam peta kontur,

dengan memilih menu File New Plot.

b. Setelah itu, pembuatan file grid dari data XYZ dilakukan dengan cara

memilih menu Grid Data Open data (dengan memilih file

XYZ yang diinginkan dengan ekstensi (*.bln), selanjutnya Surfer9

akan menampilkan kotak dialog Scattered Data Interpolation. Pada

dialog ini kita dapat mengatur metode grid yang digunakan pada

pilihan pilihan gridding method (dalam prosesing ini digunakan

metode kringing) dan berbagai parameter lainnya, lalu OK, maka akan

muncul perintah untuk menyimpan file grid tersebut dalam ekstensi

(*.grid).

Cara membuat peta kontur



Peta kontur merupakan salah satu bentuk peta yang dihasilkan oleh

Surfer9 dalam bentuk 2 dimensi. Peta kontur ini dapat dibuat pada lembar plot.

Kontur dapat dihasilkan dari interpolasi dan ekstrapolasi grid. Langkah-langkah

dalam pembuatan peta kontur adalah sebagai berikut :

a. Dalam pembuatan peta kontur kita menggunakan hasil dari file grid

(*.grid).

b. Kemudian memilih menu Map pada toolbar NEW Contour

Map Open data (dengan memilih file grid yang ingin

dikonturkan dengan ekstensi (*.grid) OK, maka akan muncul

tampilan peta kontur.

c. Untuk memperjelas penyajian tampilan dari peta kontur, dapat

diberikan tambahan informasi, seperti label pada garis kontur,

keterangan ketinggian, blok warna, spektrum warna antarkontur,

mode penghalusan, atribut garis kontur label koordinat, skala peta

kontur, dan sebagainya yang bertujuan untuk mempermudah pemakai

dalam membaca atau memanfaatkan peta kontur tersebut. Dari hasil

prosesing data dengan software Surfer 9 akan diperoleh beberapa peta

kontur, seperti Topography Map, Gobs Map, Free Air Anomaly Map,

Free Air Correction Map, dan Bougeur Anomaly Map.

d. Peta anomali bougeur terdiri dari peta regional dan peta residual atau

lokal, sehingga untuk melakukan separasi terhadap peta anomali

bougeur menjadi anomali residual dan lokal dapat dilakukan dengan

proses filter menggunakan moving average dengan cara memilih

menu Grid Filter Open data (dengan memilih file grid yang

ingin dilakukan separasi dengan ekstensi (*.grid), yaitu file grid

Bougeur Anomaly) kemudian akan muncul tabel digital filtering.

Pada tabel ini terdapat keterangan output grid file, maka kita dapat

menuliskannya dengan residual.grid sebagai output dari hasil separasi

untuk mendapatkan anomali residual. Pada proses separasi ini kita

menggunakan proses low pass filter 3 (3x3), yang berarti melakukan

perata-rataan terhadap jumlah station pengukuran dalam skala 3x3.

Selain itu, pada keterangan number of passes dapat diisikan dengan



1000 yang bertujuan untuk memperoleh data regional yang smooth

atau tidak terdapat closer yang menandakan adanya pengaruh

benda-benda lokal. Kelemahan dari metode ini adalah terdapat

keambiguan karena banyaknya hasil variasi dari proses moving

average.

e. Sedangkan, untuk mendapatkan anomali lokal atau residual dapat

dilakukan dengan memilih menu Grid Math Open data

(dengan memilih file grid yang ingin dilakukan separasi dengan

ekstensi (*.grid), yaitu file grid Bougeur Anomaly), kemudian akan

muncul tabel Grid Math. Pada tabel tersebut terdapat keterangan

input grid file, maka kita dapat memasukkan input data berupa

regional.grid. Sedangkan, pada keterangan output grid file kita

dapat menuliskan lokal.grid, kemudian kita dapat memasukkan

formulasi untuk mendapatkan anomali lokal, yaitu :

Setelah itu, akan diperoleh file grid berupa lokal.grid, maka kita dapat

membuat peta kontur anomali lokal dengan memilih menu Map

New Countour Map Open data (dengan memilih file grid

yang ingin dibuat kontur dengan ekstensi (*.grid), yaitu file grid

Lokal Anomaly), maka akan diperoleh peta anomali lokal.



BAB III

HASIL DAN ANALISA DATA

Hasil Peta Kontur Dengan Prosesing Surfer :

Peta Gobs merupakan peta yang diperoleh dari input data berupa nilai

longitude (X), nilai latitude (Y), dan nilai Gobs (Z). Dalam peta Gobs, data-data

lapangan yang diperoleh belum dikoreksi oleh koreksi-koreksi dalam metode gaya

berat, seperti koreksi lintang, free air, bougeur, dan terrain. Data-data tersebut

masih merupakan data alami yang diperoleh di lapangan dan data tersebut hanya

dikoreksi oleh koreksi drift sebagai koreksi apungan terhadap pembacaan gread

(BC relatif BS dan Station relatif BC).

Sebaran Titik Ukur

Sebaran Titik Ukur



Selain itu, terdapat pula peta topografi yang menyatakan bahwa

pengukuran di area ini berada di dataran tinggi yang dapat diamati berdasarkan

nilai topografinya, yaitu berkisar antara 700-2500 meter di atas permukaan laut.

Daerah bewarna biru tua merupakan daerah yang relatif dangkal dengan topografi

sekitar 700 m dpl. Sedangkan, Daerah bewarna hitam memiliki topografi yang

relatif tinggi sekitar 2500 m dpl. Dari kontras topografi tersebut dapat diketahui

bawah daerah dengan topografi yang tinggi umumnya memiliki densitas yang

rendah dibandingkan pada daerah dengan topografi yang relatif dangkal dimana

umumnya memiliki densitas yang tinggi. Dari hasil peta topografi juga terlihat

bahwa sebaran titik ukur lebih dominan berada pada topografi yang tidak terlalu

tinggi (h < 1000 m), sedangkan untuk daerah dengan topografi tinggi (h > 1500

m) sebaran titik ukur tidak terlalu dominan. Hal ini kemungkinan disebabkan

kondisi medan pengukuran yang sangat sulit sehingga akses jalan untuk

melakukan pengukuran juga sulit (diperkirakan merupakan puncak dari

pegunungan). Selain itu, diperkirakan daerah manifestasi kemungkinan berada di

ketinggian yang relatif rendah (h < 1500 m) karena sebaran titik ukur lebih

dominan pada topografi tersebut.



Peta koreksi free air merupakan peta yang diperoleh dari input data berupa

nilai longitude (X), latitude (Y), dan koreksi free air (Z). Peta ini menunjukkan

bahwa data pengukuran di lapangan atau data observasi mengalami koreksi free

air yang bertujuan untuk mengembalikan nilai gravitasi yang terukur di lapangan

ke bidang datum atau referensi (geoid) karena adanya efek topografi di titik

pengukuran. Secara teoritis, nilai gravitasi akan berkurang terhadap penambahan

ketinggian dari bidang referensi (geoid). Sedangkan, pada peta anomali free air

menggunakan input data berupa longitude (X), latitude (Y), dan anomali free air

(Z). Pada peta anomali free air menunjukkan bahwa nilai gravitasi Gobs telah

dikoreksi oleh koreksi free air, sehingga dapat diamati jarak kontur lebih

renggang dibandingkan kontur koreksi free air. Berdasarkan bentuk kontur,

kontur pada anomali free air hampir mirip dengan bentuk kontur pada topografi.

Hal ini disebabkan karena semua titik pengamatan di permukaan dikembalikkan

pada bidang referensi yang sama, yaitu geoid.



Peta anomali Bougeur merupakan peta yang diperoleh dari input data

berupa nilai longitude (X), latitude (Y), dan anomali bougeur (Z). Pada peta

anomali bougeur menunjukkan bahwa data-data yang terukur di lapangan telah

dikoreksi oleh koreksi-koreksi dalam gaya berat, seperti koreksi lintang, free air,

dan bougeur. Koreksi bougeur dilakukan karena adanya pengaruh tarikan massa

terhadap pegas di sekitar titik pengukuran. Koreksi ini dilakukan dengan

menggunakan metode parasnis, yaitu menentukan nilai densitas rata-rata di luasan

area pengukuran dan diperoleh nilai densitas rata-rata sebesar 2.18 gr/cm3 dengan

interval nilai anomali bougeur sekitar 254 296 mgal.

Dari hasil kontur tersebut akan diamati adanya pengaruh dari benda-benda

yang bersifat lokal (ditandai dengan adanya closer atau kontur dengan bentuk

bulat kecil) dan pengaruh benda-benda yang bersifat regional. Oleh karena itu,

diperlukan proses separasi dengan filter low pass sehingga akan diperoleh kontur

anomali regional dan menentukan selisih antara anomali bougeur terhadap

anomali regional sehingga akan diperoleh anomali lokal.



Peta anomali regional diperoleh dengan melakukan filter menggunakan Low Pass

Filter terhadap peta anomali bougeur. Dari hasil peta kontur anomali regional

terlihat bahwa bentuk kontur terlihat smooth atau tidak adanya pengaruh dari

benda-benda lokal (yang ditandai dengan tidak adanya closer pada peta kontur).

Hal ini disebabkan karena menggunakan nilai filter yang semakin besar (dalam

prosesing ini menggunakan nilai filter 1000), sehingga bentuk kontur akan

semakin bersifat regional. Dengan mengamati kontur anomali regional ini, maka

kita dapat mengetahui bahwa lapisan batuan di kontur tersebut bersifat dalam dan

homogen, sehingga menyebabkan kontur yang dihasilkan lebih smooth

dibandingkan dengan kontur anomali lokal yang bersifat dangkal dan heterogen,

sehingga bentuk konturnya tidak smooth, melainkan berbentuk closer atau

berbentuk bulatan-bulatan kecil karena lebih variatif (heterogen).



Peta anomali residual diperoleh dengan selisih antara anomali bougeur terhadap

anomali regional. Pada peta anomali residual terlihat bentuk kontur yang tidak

smooth, melainkan membentuk bulatan-bulatan kecil di peta konturnya. Hal ini

menunjukkan adanya pengaruh benda-benda yang bersifat dangkal dan heterogen.

Dari peta anomali residual terlihat adanya kontas densitas, yaitu densitas negatif

mengarah ke arah Timur Laut yang ditandai dengan warna hijau hingga warna

biru tua (dengan topografi yang relatif tinggi (h > 1500 m)) dan densitas negatif

mengarah ke arah Barat Daya yang ditandai dengan warna kuning hingga warna

hitam (dengan topografi yang relatif rendah (h < 1500 m)). Dengan adanya

kontras densitas tersebut, saya mencoba untuk melakukan slicing terhadap

lintasan A-A karena dengan adanya anomali densitas (-) dan (+) menandakan

adanya sesuatu yang kemungkinan merupakan patahan atau dapat diperkirakan

juga bahwa anomali densitas (-) menandakan adanya magma yang mendekat ke

permukaan sehingga menyebabkan batuan di bawah tidak dapat menopang batuan

di atasnya, maka densitasnya relatif rendah. Namun, untuk membuktikan hipotesa

tersebut diperlukan proses forward modeling gaya berat dengan menggunakan

software Grav2dc.

Pemodelan dengan menggunakan software Grav2dc menggunakan input data

berupa nilai anomali gravitasi residual yang telah di-slicing (A-A). Penentuan

Zona interest

Puncak

Gunung



lintasan slicing ini dilakukan dengan mengamati kontras densitas yang terjadi dan

diperkirakan adanya sesuatu yang terjadi di antara kontras densitas tersebut.

Dalam pemodelan Grav2dv digunakan nilai kontras densitas terhadap nilai

densitas rata-rata yang diperoleh sebelumnya dengan menggunakan metode

parasnis. Dalam prosesing ini diperoleh nilai densitas rata-rata sekitar 2.18 gr/cm3.

Dalam melakukan forward modeling metode gaya berat harus diperhatikan

penentuan nilai kontras densitas sehingga akan dihasilkan tren kurva hasil

modeling yang mendekati tren kurva sebenarnya hasil slicing (A-A). Jika kurva

dari hasil model telah mendekati atau sama dengan tren kurva hasil slicing, maka

pemodelan yang kita lakukan telah mendekati struktur bawah permukaan

sebenarnya di lapangan. Namun, dari hasil pemodelan ini tentunya akan

menghasilkan keambiguan karena kemungkinan saja setiap interpreter

mendapatkan tren kurva yang sama (tren kurva modeling sesuai dengan tren kurva

hasil slicing), namun dengan model bawah permukaan yang berbeda. Oleh karena

itu, diperlukan data pendukung, seperti data geologi atau data sumur untuk

meyakinkan hasil pemodelan yang dibuat.

Struktur

Antiklin

Struktur

Graben Ignous

Rock

Intrusi Batuan

Beku (Gabbro) Shale



Apabila diamati dari gambar diatas terlihat adanya 2 garis, yaitu garis putus-putus

(berwarna hijau) merupakan kurva hasil slicing (menunjukan struktur bawah

permukaan sebenarnya) dan garis lurus (berwarna hitam) merupakan kurva hasil

pemodelan forward modeling. Dalam modeling ini terdapat beberapa interpretasi,

antara lain :

Adanya lapisan bedrock yang merupakan lapisan batuan beku (ditandai

dengan warna merah) dimana nilai densitasnya relatif tinggi, yaitu 3.1 gr/

cm3. Jika diamati berdasarkan tabel literatur, maka nilai densitas tersebut

merupakan batuan beku basalt, karena batuan beku yang terbentuk terlebih

dahulu adalah basalt. Terbentuknya basalt berkaitan dengan adanya heat

source yang terletak hingga kedalaman lebih dari 3000 m di bawah

permukaan laut pada survei panas bumi. Selain itu, di bagian atas terlihat

juga adanya batuan beku dengan nilai densitas yang relatif besar sekitar 3

gr/cm3. Diperkirakan terjadinya intrusi batuan beku gabbro sehingga

seolah-olah terdapat suatu antiklin. Hal ini dapat diamati dari hasil tren

kurva pemodelan ataupun hasil slicing dimana terdapat tonjolan

menyerupai struktur antiklin.

Kemudian, pada jarak distance kecil dari 800 menunjukkan nilai densitas

yang relatif rendah (menuju titik A) dengan topografi tinggi yang

disebabkan berdekatan dengan puncak gunung, dimana batuan di area

tersebut terpanasi oleh magma yang mendekati permukaan sehingga

menyebabkan batuan tersebut terpanasi dan tidak mampu menopang massa

batuan di atasnya, maka akan terjadi kekosongan massa batuan dan

terbentuknya struktur graben. Hasil ini diperkuat dengan hasil slicing

lainnya yang mengarah ke arah Barat Daya (dengan topografi relatif

rendah) dan ditemukaan adanya kontras densitas yang tinggi yang

diperkirakan adalah batuan beku. Semakin ke arah Barat Daya, maka akan

semakin terlihat adanya struktur graben

Selain itu, pada jarak distance 800-2400 ditemukan nilai densitas sekitar

2.3 gr/cm3. Diperkiran terdapat batuan shale dengan range 1.2-2.4 gr/cm

3.



BAB IV

KESIMPULAN

1. Berdasarkan data topografi bahwa pengukuran dilakukan di dataran tinggi

(h>1500 m) dengan nilai sebaran titik ukur lebih dominan ke arah Barat

Daya dan lebih sedikit ke arah Timur Laut. Diperkirakan daerah

manifestasi berada di sebelah Barat Daya dengan sebaran titik ukur yang

dominan.

2. Diperoleh nilai rata-rata densitas dari luasan area pengukuran dengan

metode parasnis sebesar 2.18 gr/cm3

3. Dalam melakukan slicing data dipilih daerah yang memiliki kontras

anomali densitas dimana dengan adanya anomali densitas (-) dan (+)

menandakan adanya sesuatu yang kemungkinan merupakan patahan.

4. Hasil pemodelan menunjukkan adanya litologi batuan beku basalt (3.1

gr/cm3), intrusi batuan beku gabbro (3 gr/cm

3), shale (2.3 gr/cm

3).

5. Terdapat intrusi batuan beku gabbro yang ditandai dengan seolah-olah

terdapat struktur antiklin pada hasil kurva pemodelan.

6. Adanya struktur graben pada titik A yang ditandai dengan densitas rendah

dan lebih jelas terlihat jika dilakukan slicing ke arah Barat Daya (ke arah

topografi rendah).

7. Sumber termal diperkirakan berasal dari batuan pluton pada kedalaman

lebih dari 3000 meter

8. Litologi batuan di daerah penyelidikan didominasi oleh batuan beku

intrusi, clay dan lempung.



BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Rosid, Syamsu. Buku Pegangan Kuliah Metode Gravitasi. 2001. Depok:

Universitas Indonesia

Telford, W.M, Geldart, L.P, and Sheriff, R.E. 1990. Applied Geophysics 2nd

edition. Cambridge: Cambridge University Press.

Tim Penyusunan Pedoman Teknis, PMG. 2006. Konsep Pedoman Teknis Tata

Cara Pengambilan Dan Pengolahan Data Gaya Beratuntuk Eksplorasi Panas

Bumi. Bandung: Pusat Sumber Daya Geologi.

metode gravitasi -tebe3

Documents

Transcript of metode gravitasi -tebe3