mklah

5/14/2018 mklah - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/mklah 1/16

angga wijaya

Jumat, 01 Januari 2010PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Emas adalah mineral yang memiliki nilai artistic dan ekonomis. Kondisi tersebut menyebabkan

emas menjadi salah satu bahan tambang logam mulia yang banyak dieksplorasi. (Handini, 2006).

Daerah penelitian merupakan salah satu daerah termineralisasi emas, yang terletak di Propinsi

Jawa Tengah. Asumsi keberadaan emas di daerah hasil pengamatan geologi dimana adanya

kegiatan hydrothermal, yang menghasilkan zona ubahan yang mendominasi daerah ini. Pada

umumnya zona alterasi akibat proses hydrothermal, diikuti urat kuarsa sehingga zona tersebutdapat digunakan sebagai petunjuk adanya mineral. Sedangkan emas itu sendiri berasosiasi

dengan jaringan urat kuarsa dan mineral pirit (Andras and Chovan, 2005).

Salah satu metode yang tepat untuk mendeteksi 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. Salah satu metode geolistrik yang baik digunakan untuk

eksplorasi mineral logam adalah metode induksi polarisasi atau metode polarisasi terimbas,

prinsip kerja dari metode induksi polarisasi ini adalah untuk mendeteksi terjadinya polarisasi

listrik pada permukaan mineral-mineral logam di bawah permukaan bumi. (Hendrajaya dan Arif,

1988).

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah

1. Memetakan zona mineralisasi emas di daerah Gunung Lawu Jawa Tengah.

2. Mengetahui hasil pengukuran dengan menggunakan metode Induksi Polarisasi.

C. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan informasi tersebut, penelitian ini dibatasi oleh :

Penelitian menggunakan metode geofisika induksi polarisasi

Konfigurasi dipole-dipole dalam kawasan frekuensi.



D. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan data awal geologi bawah permukaan pada zona

mineralisasi emas yang dapat digunakan sebagai acuan pada saat eksplorasi mineral di lapangan

selanjutnya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Stratigrafi Daerah Penelitian

Stratigrafi regional Gunung Lawu telah banyak diteliti oleh para ahli geologi. Menurut penelitian

Sampoerno dan Samodra (1997), daerah penelitian secara umum disusun oleh batuan vulkanik berumur

kwarter, sedangkan batuan yang berumur tersier, tersingkap disebelah selatan di luar daerah penelitian,

terdiri dari batuan intrusi dan batuan sedimen.

Daerah penelitian terdapat di sebelah barat kota Surakarta, menurut penelitian Sampoerno dan

Samodra (1997) daerah tersebut tersusun oleh endapan batuan gunungapi yang berumur akhir plitosen

– holosen. Pada batuan tersebut terdapat beberapa sesar yakni Sesar Sidoramping, Sesar Cemorosewu

dan Sesar Lawu, pada Sesar Cemorosewu terjadi sesar turun dengan memisahkan batuan BreksiJabolarang dan batuan Gunungapi Lawu.

Pembagian Stratigrafi di lapangan berdasarkan data-data batuan tersingkap di permukaan, dan

didapatkan urut-urutan stratigrafi daerah penelitian dari satuan batuan tertua hingga termuda seperti

yang diperlihatkan pada gambar 1 (Sampoerno dan Samodra, 1997).

Gambar 1. Korelasi Satuan Peta (Sampoerno dan Samodra, 1997).

Pada Peta Geologi Lembar Ponorogo, berbagai formasi batuan yang ada diperlihatkan pada gambar 1.

Berbagai formasi batuan tersebut meliputi batuan Gunungapi Lawu (Qvl), Lava Anak (Qval), Breksi

Jabolarang (Qvjb), Tuff Jabolarang (Qvjt), serta Lava Condrodimuko (Qvcl).

Gambar 2. Peta Geologi Lembar Ponorogo (Sampoerno dan Samodra, 1997).

QvlSusunan batuan pada setiap formasi dan penyebaran formasi batuan tersebut sangat beragam

antara lain :

Qval= Terdiri dari tuff, breksi gunung api dan juga lava andesit yang berumur holosen, satuan batuan ini

penyebaranya cukup luas, tuff berbutir kasar mengandung andesit, batuapung, kuarsa, felspar.

= Terdiri dari lava andesit yang berpusatnya pada G. Anak, berumur holosen, tersebar disebelah barat

daerah penelitian.

Qvjb= Terdiri dari breksi gunungapi, sisipan lava andesit G. Jabolarang (Lawu Tua), tersebar di bagian

selatan daerah penelitian, berumur plitosen akhir.

Qvjt= Terdiri dari tuf lapili dan breksi batu apung, tersebar di sebelah selatan tenggara daerah

penelitian.

Qvcl= Terdiri dari aliran lava andesit dari kawah condrodimuko, berumur holosen dan diendapkan

menutupi satuan batuan Gunungapi Lawu.

B. Struktur Geologi

Struktur geologi daerah penelitian umumnya merupakan sesar normal, diantaranya adalah Sesar

Cemorosewu berarah timur – barat, yang membatasi batuan Gunungapi Lawu tua dan Lawu muda dan

juga Sesar Sidoramping yang berarah utara selatan.

Penarikan struktur geologi daerah penelitian didasarkan hasil interpretasi dan pengamatan-pengamatan



batuan yang tersingkap di lapangan, serta pengamatan dilakukan terhadap gejala-gejala seperti

ditemukanya vein (urat) kuarsa yang terlihat di permukaan, kandungan bijih sulfida pada urat-urat

kuarsa serta hasil laporan terdahulu yang tertulis dalam peta geologi lembar pornorogo yang

menyatakan bahwa pada urat kuarsa pada batuan breksi gunungapi mengandung emas dan batuan

terobosan diduga menyebabkan pemineralan emas, platina, seng, dan air raksa (Sampoerno dan

Samodra, 1997).

C. Mineral Emas

Emas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Au (bahasa Latin: 'aurum') dan

nomor atom 79. Emas merupakan logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa. Mineral pembawa

emas biasanya berasosiasi dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya

kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral non logam (Komazuraman, 2009).

D. Proses Terbentuknya Mineral Emas

Emas terbentuk dari proses magmatisme. Beberapa endapan emas terbentuk pada larutan hidrotermal.

Berdasarkan temperatur, tekanan dan kondisi geologi pada saat pembentukannya endapan hidrotermal

dapat dibagi menjadi 3 jenis yaitu: endapan hipotermal, endapan mesotermal dan endapan epitermal.

D.1. Endapan HipotermalEndapan ini terbentuk pada temperatur ≈ 300°C - 600°C 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, 2009).

D.2. Endapan Mesotermal

Endapan ini terbentuk pada suhu 175°C - 300°C dan kedalaman bekisar 4.000 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. Fluidatersebut 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 (Warmada,

2009).

D.3. Endapan Epitermal

Endapan ini terbentuk pada suhu 50°C - 300°C yang berada dekat permukaan bumi dan terletak paling

jauh dari tubuh intrusi. 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.

Gambar 3. Model endapan hidrothermal sistem (Warmada, 2009).

Endapan epitermal umumnya terbentuk pada batuan induk berupa batuan-batuan vulkanik, antara lain

batuan piroklastik subaerial dan batuan sedimen volkanik yang umurnya relatif sama. Jenis batuan yang

sering dijumpai adalah andesit, riolit, serta dasit. Adapun ciri-ciri endapan epitermal secara umum dapat

dilihat pada Tabel 1.

http://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia



http://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodik



http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Latin



http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom








Tabel 1. Ciri-ciri sistem epitermal (Warmada, 2009).

Kedalaman

Permukaan sampai 1000m

Temperatur pembentukan

50°-300°C (biasanya 170°-250°C)

Asal fluida

Meteorik, meskipun beberapa komponen dapat berasal dari magmatik

Bentuk endapan

Urat tipis sampai yang besar, stockwork, sebaran, penggantian

Tekstur bijih

Open space filling, crustification, colloform banding, struktur comb, breksiasi.

Unsur bijih

Au, Ag, (As, Sb), Hg, [Te, Tl, Ba, U], (Pb, Zn, Cu)

Alterasi

Silisifikasi, argilisasi lanjut, montmorillonit/illit, adularia, propilitisasi

Kenampakan umum

Kuarsa kalsedonik berbutir halus, kuarsa pseudomorf setelah kalsit, breksiasi akibat hydraulic fracturing

Epitermal dibagi menjadi dua tipe yang dibedakan berdasarkan sifat kimia fluidanya yaitu sulfida rendah

(low sulphidation) dan sulfida tinggi (high sulphidation) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.

Pembagian tersebut juga dapat berdasarkan alterasi dan mineraloginya sehingga kadang-kadang dua

tipe ini disebut sebagai tipe acid sulphate untuk sulfida tinggi dan adularia sericite untuk sulfida rendah.

Gambar 4. Sistem epitermal (Warmada, 2009).

III. TEORI DASAR

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 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. Hanya saja perlu diingat bahwa untuk daerah

dengan formasi yang bersifat isolator metoda geolistrik ini tidak efektif (Berau, 2009).

A. Hukum Coulumb

Salah satu sifat yang terjadi antara dua buah muatan listrik adalah interaksi muatan tersebut

(Hendrajaya dan Arif, 1988). Besarnya gaya interaksi antara dua muatan listrik telah diselidiki oleh

Charles Augustin de Coulumb yang memenuhi hubungan seperti pada persamaan (3.1).

(3.1)

Keterangan,

: Vektor gaya Coulumb (Newton)

Q : Muatan sumber (Coulomb)



q : Muatan uji (Coulomb)

r : Jarak antara kedua muatan (Meter)

: Konstanta permitivitas ruang hampa

B. Medan Listrik

Besarnya medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan sumber Q adalah:

(3.2)

Medan listrik merupakan besaran vektor yang besarnya dapat dihitung dari Persamaan (3.2). Sedangkan

arahnya jika muatan sumber Q positif maka arah medan listrik meninggalkan sumber, kebalikannya bila

muatan sumber Q negatif maka arah medan listriknya menuju sumber.

C. Potensial Listrik

Energi potensial listrik suatu muatan didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan

muatan tersebut dari titik tak berhingga ke titik muatan tersebut berada.

(3.3)

Sedangkan potensial listrik (V) didefinisikan sebagai energi potensial persatuan muatan uji.

(3.4)

D. Hukum Ohm

Hukum Ohm memberikan gambaran hubungan antara besarnya potensial listrik (V), kuat arus (I) danbesarnya tahanan listrik suatu penghantar (R), yang dapat dituliskan sebagai berikut:

(3.5)

Hubungan antara rapat arus ( ), medan listrik ( ) dan potensial listrik(V), dalam notasi skalar V = r. ,

sehingga:

(3.6)

Karenanya Rapat Arus adalah

(3.7)

Besaran merupakan besaran yang menunjukkan karakteristik suatu bahan penghantar. Besaran ini

adalah besaran skalar yang juga disebut sebagai konduktivitas listrik bahan.

(3.8)

Satuan dari konduktivitas adalah 1/Ohm meter. Kebalikan dari konduktivitas adalah tahanan jenis

dengan satuan Ohm meter, dituliskan sebaga berikut:

(3.9)

Dengan mensubtitusikan Persamaan (3.9) ke dalam Persaman (3.7), maka:

(3.10)

atau

(3.11)

Persamaan (3.11) dikenal sebagai Hukum Ohm.

Hubungan antara rapat arus dengan medan listrik adalah:



(3.12)

adalah medan konservatif, maka dapat dinyatakan dalam bentuk gradien potensial V sebagai:

= (3.13)

Jadi,

-σ (3.14)

Apabila tidak ada sumber muatan yang terakumulasi pada daerah regional, maka:

(3.15)

Untuk ruang medium homogen isotropis maka σ adalah konstanta skalar dalam ruang vektor, sehingga

Persamaan (3.15) menjadi:

(3.16)

Karena simetri bola, potensial hanya sebagai fungsi jarak r dari sumber, selanjutnya Persamaan dapat

dinyatakan sebagai:

(3.17)

atau

(3.18)

Penyelesaian persamaan tersebut dapat dilakukan dengan integral atau dengan persamaan diferensial.

Dengan mengintegralkan dua kali kita peroleh:(3.19)

A dan B adalah konstanta integrasi yang nilainya bergantung pada syarat batas. Oleh karena V = 0 pada

maka diperoleh , jadi potensial listrik mempunyai nilai berbanding terbalik dengan jarak dari titik sumber

(Telford etc, 1990).

E. Aliran Arus di Bawah Permukaan Bumi

E.1. Sumber arus di dalam bumi

Untuk sebuah elektroda C di dalam bumi yang bersifat homogen isotropik dirangkai dengan elektroda

lain di permukan dengan jarak cukup jauh sehingga gangguannya dapat diabaikan. Elektroda C dapat

dipandang sebagai titik sumber yang memancarkan arus listrik ke segala arah di dalam bumi dengan

hambatan jenis . Ekuipotensial di setiap titik di dalam bumi membentuk permukaaan bola dengan jari- jari r. Arus listrik keluar secara radial dari titik arus (elektroda C), sehingga jumlah arus yang keluar

melalui permukaan bola A dengan jari-jari r adalah:

= - = (3.20)

Sehingga :

A = - (3.21)

V = (3.22)

= (3.23)

Gambar 5. Potensial di sekitar titik arus dalam medium (homogen)

(Telford etc, 1990).



E.2. Sumber titik arus di permukaan

Jika sumber arus terletak di permukaan medium homogen yang membentuk medium setengah ruang

(half-space) dengan setengah ruang lainnya adalah udara maka potensialnya menjadi:

(3.24)

dan resistivitasnya:

(3.25)

Yaitu faktor 4π menjadi 2π sebagai akibat distribusi arus hanya terdapat pada setengah ruang dengan

resistivitas berhingga sementara resistivitas udara dianggap tak berhingga.



Gambar 6. Potensial di sumber arus di permukaan medium

homogen (Telford etc, 1990).

E.3. Dua sumber titik arus di permukaan

Bila jarak antara dua elektroda arus tidak terlalu besar potensial di setiap titik terdekat permukaan akan

dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut. Sehingga ekuipotensial yang dihasilkan dari titik

sumber ini bersifat lebih kompleks dibandingkan sumber arus tunggal, akan tetapi pada daerah dekat

sumber arus mendekati bola.

Bentuk permukaan ekuipotensial dan arah aliran listrik akibat adanya dua buah elektroda arus yang

saling berlawanan porositasnya (besarnya sama yaitu I) tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Pada

gambar ini dapat dilihat bahwa arah aliran arus listrik selalu tegak lurus terhadap permukaan

ekuipotensial. Dalam ruang tiga dimensi, permukaan ekuipotensial yang terletak di tengah-tengah kedua

sumber arus berupa bidang setengah lingkaran.

Gambar 7. Permukaan ekuipotensial dan arah aliran arus listrik akibat dua sumber arus (I dan –I) dipermukaan medium homogen (Telford etc,1990)

Perbedaan potensial antara kedua titik elektroda potensial yaitu :

V11+V12 = (3.26)

(3.27)

F. Metode Induksi Polarisasi

Metode IP pada hakekatnya adalah pengembangan lebih lanjut dari metode tahanan jenis yang mampu

memberikan informasi tambahan ketika tidak ditemukan kontras tahanan jenis yang memadai. Metodeini memiliki teknis pengukuran relatif serupa dengan pengukuran tahanan jenis.

Metode ini menggunakan efek polarisasi terinduksi sebagai dasar kerjanya. 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), sebagaimana diilustrasikan dalam Gambar 9.

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). Efek IP yang ditunjukkan selama selang waktu penurunan beda

potensial, sebagaimana Gambar 9.

Hal ini sangat dipengaruhi oleh :

1. Daya hantar listrik atau konduktivitas

2. Tingkat polarisasi medium

3. Tingkat mobilitas ion pada medium

Gambar 8. Konfigurasi elektroda standar dengan masing-masing 2 elektroda potensial

dan 2 elektroda arus



Gambar 9. Efek polarisasi terinduksi

F.1. Sumber Polarisasi

Polarisasi pada suatu medium dapat terjadi karena adanya penyimpanan tenaga 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 akibat adanya variasi ion dalam fluida sering disebut sebagai polarisasi membran atau

polarisasi elektrolit dan dikenal sebagai efek IP normal (normal IP effect). Efek ini terjadi apabila medium

batuan tidak mengandung mineral logam. Efek elektrokimia disebut juga 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 (Telfordetc,1990).

F.2. Penyebab Polarisasi Batuan

a. Polarisasi Membran

Polarisasi membran terjadi sebagai akibat keberadaan partikel lempung pada sisi pori - pori batuan.

Partikel lempung memiliki sifat bermuatan negatif yang sangat besar yang menyebabkan ion - ion positif

pada fluida elektrolit akan tertarik ke arah patikel lempung yang bermuatan negatif. Hal ini

menyebabkan ion positif akan terakumulasi pada sisi pori - pori batuan dan ion negatif yang berasal dari

fluida elektrolit akan menjauh dari partikel lempung. Akumulasi ion positif ini tidak akan terlalu

berpengaruh bila tidak diberikan beda potensial pada batuan tersebut. Namun jika diberikan beda

potensial maka muatan elektron yang berasal dari arus listrik yang diijeksikan ke dalam struktur batuanakan terhambat oleh akumulasi ion positif tersebut. Proses penghambatan inilah yang menjadi konsep

dasar dari polarisasi membran dalam pori – pori batuan.

Gambar 10 merupakan model dalam skala mikroskopis. Terlihat adanya proses penghambatan

mobilisasi ion – ion oleh polarisasi membran saat arus diinjeksikan. Penghambatan mobilisasi ion – ion

ini akan sangat besar pengaruhnya bila perubahan medan listrik yang lambat dengan frekuensi yang

lebih kecil dari 0.01 Hz dengan kata lain batuan memiliki impedansi yang lebih besar pada frekuensi

rendah. Hal ini berlaku sebaliknya untuk frekuensi besar.

Gambar 10. Polarisasi membran pada pori-pori batuan (Telford etc,1990)

b. Polarisasi Elektroda

Model penampang melintang sebuah batuan dalam skala mikroskopis dan terdapat larutan elektrolit

yang mengisi pori – pori batuan tersebut diasumsikan dengan Gambar 10. 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 11. 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 11. Model penampang melintang batuan dan gerakan ion – ion pada pori-pori batuan (Telford

etc,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. Perbedaan kedua hal diatas 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 etc,1990).

F.3. Konfigurasi Dipole-Dipole

Konfigurasi dipol – dipol merupakan konfigurasi yang dipergunakan dalam penelitian ini. Gambar 12

merupakan susunan elektroda konfigurasi dipol – dipol.

r1

r2

r2

VI

M

N

A

B\N

Plotting Point

Gambar 12. Susunan elektroda 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

Sehingga untuk konfigurasi dipol-dipol beda potensial antara titik N dan M yang dituliskan pada

persamaan 3.27 menjadi :

(3.28)

Dimana :

(3.29)

Persamaan di atas disederhanakan menjadi :

(3.30)



Dengan K merupakan faktor geometri yang nilainya bervariasi bergantung pada jarak dari “a”. Kemudian

dengan mensubtitusi nilai K terhadap persamaan di atas dapat dihitung nilai resistivity tiap kedalaman

adalah :

(3.31)

Jarak antara pasangan elektroda arus adalah “a” yang besarnya sama dengan jarak pasangan elektroda

potensial. Terdapat besaran lain dalam susunan ini, yakni “n”. Ini adalah perbandingan antara jarak

elektroda arus-potensial terdalam terhadap jarak antara kedua pasang elektroda arus atau potensial.

Besarnya “a” dibuat tetap serta faktor “n” meningkat mulai dari 1 ke 2 ke 3 sampai sekitar 8 untuk

meningkatkan depth of investigation.

Jarak antar elektroda a dan n adalah kelipatan bilangan bulat, didapat titik di bawah permukaan yang

terdeteksi yakni plotting point atau depth of investigation.

F.4. Teknik Pengukuran Induksi Polarisasi

Teknik pengukuran induksi polarisasi dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu pengukuran kawasan waktu

dan pengukuran kawasan frekuensi. Adapun penjelasan kedua teknik pengukuran kedua teknik tersebut

adalah:

F.4.1 Parameter IP Kawasan Waktu (time domain)

Dalam 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 13. Lain halnya yang terjadi 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 etc,1990).

Gambar 13. Menunjukkan Polarisasi pada Kawasan Waktu (Telford etc,1990)

Parameter yang dihitung sebagai petunjuk adanya polarisasi dalam kawasan waktu adalah :

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 etc,1990).

(3.32)

dimana: = tegangan sekunder pada saat

= tegangan primer

b. Chargeability

Sedangkan untuk menghitung nilai chargebility, dilakukan perbandingan nilai Vp dan nilai rata - rata Vs

yang diperoleh dengan mengintegralkan nilai Vs terhadap sampel waktu peluruhan yang dipergunakan.

Sampel waktu peluruhan yang dipergunakan merupakan batas integral dari persamaan tersebut.

(3.33)

Dimana: t dan t adalah batas-batas integrasi



= tegangan sekunder pada saat (t) setelah arus listrik diputus

= tegangan primer (Telford etc,1990).

F.4.2 Parameter IP Kawasan Frekuensi (frequency domain)

Pada pengukuran metode IP kawasan frekuensi adalah mengukur persen perbedaan antara impedansi

pada waktu 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). Ada beberapa parameter dalam kawasan frekuensi, diantaranya adalah resistivitas semu, Percent

Frequency Effect dan Metal Factor. Parameter yang dapat dihitung adalah:

a. Tahanan Jenis 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 pengaruhlapisan-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 etc,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. Frekuensi efek ini dapat didefenisikan sebagai berikut:

(3.34)

(3.35)

Dimana

: resistivity yang terukur pada frekuensi rendah (ohm.m)

: resistivity yang terukur pada frekuensi tinggi (ohm.m)

PFE : Percent Frekuensi Effect (%)

Frekuensi Effect didefienisikan sebagai perbandingan antara selisih tegangan pada frekuensi rendah

dengan tegangan pada frekuensi tinggi, yang terukur pada prospot atau 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 etc,1990).

b. 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, dirumuskan :

(3.36)

(3.37)



Satuan MF adalah mhos per meter.

IV. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Pengambilan data dilakukan oleh team eksplorasi PT. Antam tbk di daerah Ponorogo Jawa Tengah padatahun 2008, dan pengolahan data dilakukan oleh Mahasiswa Fisika Fakultas Mipa Unila tahun 2009 di

Bandar Lampung.

B. Bahan dan Alat Penelitian

Adapun peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1 unit IP Transmitter Peonix Model IPTI

1 unit IP Generator tipe Honda GX 390

1 unit IP reciever Peonix model IPTI

8 gulung kabel arus @250-550m

9 buah multi-elektroda arus4 buah porouspot

4 gulung kabel porouspot

Larutan CuSO4 dan air garam

5 unit HT, untuk memudahkan komunikasi

1 box tool set, buku lapangan/lembar data

1 unit laptop.

C. Akusisi Data Penelitian

Metode geofisika yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode geolistrik yakni metode induksi

polarisasi dengan konfigurasi dipole-dipole. Susunan elektroda dan porospot yang dilakukan pada

konfigurasi dipole-dipole dapat dilihat seperti Gambar 14. Pada penelitian ini digunakan peralatan

induksi polarisasi merk Poenix IPTI tahun 1976 yang terdiri dari alat transmitter dan alat reciever.

Gambar 14. Susunan elektrode untuk survey 2-D DC-Resistivity dipole – dipole (Telford etc,1990)



Pada gambar ini sebuah titik data pada plot terdapat pada perpotongan garis yang ditarik, dari pusat

dipol elektroda, 45 derajat terhadap horisontal. Ini berdasarkan asumsi bumi homogen.

C.1. Transmitter

Pada alat transmitter ini dihubungkan dua kabel elektroda arus yang menuju ke gulungan, setiap

gulungan kabel yang tersusun di gulungan dihubungkan ke dua buah elektroda arus yang nantinya akan

diinjeksikan ke dalam permukaan bumi. Pada peralatan transmitter ini nilai yang dicatat adalah nilai arus

dari setiap pengiriman arus ke elektroda arus.

Gambar 15. Alat Pengirim Arus (Transmitter)

C.2. Reciever

Pada alat reciever ini dihubungkan ke dua buah porospot yang nantinya bertujuan menangkap nilai

tegangan yang dihasilkan dari pertemuan arus dan hambatan batuan di bawah permukaan bumi, selaintegangan juga didapatkan nilai dari Percent Frequency Effect (PFE) yakni adalah nilai persentase dari

sifat kelogaman batuan.

(a) (b)

Gambar 16. (a). Alat Reciever yang dihubungkan ke porospot, (b). Porospot

D. Pengolahan Data

Setelah proses pengambilan data selesai dilakukan, didapatkan nilai-nilai seperti Percent Frequency



Effect (PFE), Tegangan (Volt), Arus (I). Nilai-nilai tersebut dapat diolah untuk menghasilkan penampang

dalam bentuk 2D dan 3D. Untuk penampang dalam bentuk 2D dapat digunakan software Surfer 8 dan

Res2divn, sedangkan untuk penampang dalam bentuk 3D dapat dilakukan dengan menggunakan

software Rockwork.

E. Diagram Alir

Diagram alir pada penelitian ini dapat dijelaskan pada Gambar 17 di bawah ini :

Mulai

Pemodelan 2D perlintasan (True Resistivity, True PFE)

Analisis Data Perlintasan

Analisis Data Terpadu

Pemodelan 3D (True Resistivity, True PFE)

Metode Induced Polarization

Pengolahan Data Awal Psudosection dan PFE



Selesai

Kesimpulan

mklah

Documents

Transcript of mklah