Tugas Eksplorasi Kim Gun

Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS HASANUDDIN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

TUGAS GEOLOGI EKSPLORASI EKSPLORASI GEOLOGI DENGAN METODE GEOLISTRIK

ANDI GUNTUR PUTRA BANGSA D611 08 825

MAKASSAR 2011

Eksplorasi Geologi Dengan Metode Geolistrik

Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852

EKSPLORASI GEOLOGI DENGAN METODE GEOLISTRIK

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika yg didasarkan pada penerapan konsep kelistrikan pada masalah kebumian. Tujuannya adalah untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan bawah-permukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat listrik (konduktivitas atau resistivitas). Aliran listrik pada suatu formasi batuan terjadi terutama karena adanya fluida elektrolit pada pori-pori atau rekahan batuan. Oleh karena itu resistivitas suatu formasi batuan bergantung pada porositas batuan serta jenis fluida pengisi pori-pori batuan tsb. Batuan porous yg berisi air atau air asin tentu lebih konduktif (resistivitas-nya rendah) dibanding batuan yg sama yg pori-porinya hanya berisi udara (kosong). Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current) yang mempunyai tegangan tinggi 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 menggunakan multimeter 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 (Anonim, 2007a). Resistivitas ditentukan dari suatu tahanan jenis semu yang dihitung dari


Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852 pengukuran perbedaan potensi antara elektroda yang ditempatkan di dalam bawah permukaan. Pengukuran suatu beda potensial antara dua elektroda seperti pada gambar 1) sebagai hasil dua elektroda lain pada titik C yaitu tahanan jenis di bawah permukaan tanah di bawah elektroda (Todd, D.K, 1959).

Gambar 1. Siklus Elektrik Determinasi Resistivitas dan Lapangan Elektrik Untuk Stratum Homogenous Permukaan Bawah Tanah (Todd, D.K, 1959).

Ada dua jenis penyelidikan tahanan jenis, yaitu Horizontal Profilling (HP) dan Vertical Electrical Sounding (VES) atau penyelidikan kedalaman, dengan pembedaan penampang anisotropis pada arah yang horisontal dan pembedaan pendugaan anisotropis pada arah yang vertikal. Hasil profiling dan sounding sering dipengaruhi oleh kedua variasi yang vertikal dan pada jenis formasi listrik. Distribusi vertikal dan horisontal tahanan jenis di dalam volume batuan disebut penampang geolistrik seperti gambar 2 (Karanth, K.R., 1987).

Horizontal Profiling

Vertical Electrical SoundingGambar 2. Konfigurasi Elektroda pada Metode Wenner-Schlumberger Untuk Penampang Horizontal dan Pendugaan Vertikal (Karanth, K.R., 1987).


Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852 Metode geolistrik lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 atau 1500 kaki. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang geologi teknik seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoir air, juga digunakan dalam eksplorasi panasbumi (geothermal) (Anonim, 1991). Keunggulan secara umum adalah Harga peralatan relatif murah, biaya survei relatif murah, waktu yang dibutuhkan relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik pengukuran atau lebih per hari, beban pekerjaan; peralatan yang kecil dan ringan sehingga mudah untuk mobilisasi, kebutuhan personal sekitar 5 orang, terutama untuk konfigurasi Schlumberger serta analisis data secara global bisa langsung diprediksi saat di lapangan (Anonim, 2007a). Dalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metoda pengambilan data sesuai dengan peletakan eloktroda yang dilakukan. Hal ini berpengaruh terhadap faktor geometri peneletian resistivity yang kita lakukan. Adapun aturan/metoda tersebut antara lain : Metoda Wenner Metoda Gradien Metoda Schlumberger Metoda Dipole-dipole Metoda Pole-dipole

Gambar 4. Konfigurasi elektroda


Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852 Teknik akusisi data resistivity : Peralatan yang dibutuhkan : Sepasang elektroda arus dan elektroda potensial Accu (biasanya 12 v, 1 A) Peralatan elektronik pengukuran (spt: Mc-Ohm, Phoenix Technology, Abem Terrameter dll) Tennik Pengukuran : Sounding : untuk informasi bawah permukaan secara vertikal (model bumi berlapis) Profilling : untuk informasi bawah permukaan secara mendatar (variasi lateral) Offset Sounding : untuk informasi bawah permukaan profil sounding yang kontinyu secara lateral Tahapan akusisi : Tentukan konfigurasi elektroda yang ingin dipakai Pasang elektroda sesuai dengan konfigurasi yang dipilih Ukur besar resistivity semunya Catat hal-hal penting : posisi dan elevasi elektroda, arus dan potensial yang digunakan tiap pengukuran, resistivity semu yang didapat di alat, kondisi geologi dilapangan secara umum Plot pada kurva bi-log antara jarak AB/2 vs resistivity semu yang didapat

Konfigurasi Metode Schlumberger Prinsip konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB seperti pada gambar 5. Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger adalah pembacaan tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relatif jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang mempunyai karakteristik high impedance dengan mengatur tegangan minimal 4 digit atau 2 digit di belakang koma atau dengan cara peralatan arus yang mempunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi. Keunggulan konfigurasi Schlumberger adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya sifat tidak homogen lapisan batuan pada


Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852 permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2(Anonim, 2007a).

Gambar 4. Konfigurasi Metode Schlumberger

Parameter yang diukur yaitu : jarak antara stasiun dengan elektroda-elektroda (AB/2 dan MN/2), arus (I) dan beda potensial (V). Parameter yang dihitung yaitu : tahanan jenis (R) dan faktor geometrik (K). Faktor geometrik (K) dapat dicari dengan formula :

Berdasarkan Sunaryo, dkk, (2003) tahanan jenis semu (a) dalam pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan arus ke dalam tanah melalui 2 elektroda arus (C1 dan C2), dan mengukur hasil beda potensial yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (P1 dan P2). Dari data harga arus (I) dan beda potensial (V), dapat dihitung nilai resistivitas semu (a) sebagai berikut :



Sifat Listrik Dalam Batuan Aliran arus listrik di dalam batuan dan mineral dapat di golongkan menjadi tiga macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik, dan konduksi secara dielektrik. Konduksi secara elektronikKonduksi ini terjadi jika batuan atau mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik di alirkan dalam batuan atau mineral oleh elektron-elektron bebas

tersebut. Aliran listrik ini juga di pengaruhi oleh sifat atau karakteristik masing-masing batuan yang di lewatinya. Salah satu sifat atau karakteristik batuan tersebut adalah resistivitas (tahanan jenis) yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik. Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut menghantarkan arus listrik, begitu pula sebaliknya. Resistivitas memiliki pengertian yang berbeda dengan resistansi (hambatan), dimana resistansi tidak hanya bergantung pada bahan tetapi juga bergantung pada faktor geometri atau bentuk bahan tersebut, sedangkan resistivitas tidak bergantung pada faktor geometri. Jika di tinjau suatu silinder dengan panjang L, luas penampang A, dan resistansi R, maka dapat di rumuskan:

L Gambar 5. Silinder konduktor

Di mana secara fisis rumus tersebut dapat di artikan jika panjang silinder konduktor (L) dinaikkan, maka resistansi akan meningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkan yang berarti luas penampang (A) berkurang maka resistansi juga meningkat. Di mana adalah resistivitas (tahanan jenis) dalam m. Sedangkan menurut hukum Ohm, resistivitas R dirumuskan :



Sehingga didapatkan nilai resistivitas ()

namun banyak orang lebih sering menggunakan sifat konduktivitas () batuan yangmerupakan kebalikan dari resistivitas () dengan satuan mhos/m.

Di mana J adalah rapat arus (ampere/m ) dan2

E adalah medan listrik (volt/m). (Mr.

Rob & Perry, 1996: 1) Konduksi secara elektrolitik Sebagian besar batuan merupakan konduktor yang buruk dan memilikiresistivitas yang sangat tinggi. Namun pada kenyataannya batuan biasanya bersifat porus

dan memiliki pori-pori yang terisi oleh fluida, terutama air. Akibatnya batuan-batuan tersebut menjadi konduktor elektrolitik, di mana konduksi arus listrik dibawa oleh ionion elektrolitik dalam air. Konduktivitas dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dan susunan pori-porinya. Konduktivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, dan sebaliknya resistivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan berkurang. Menurut rumus Archie:

di mana e adalah resistivitas batuan, adalah porositas, S adalah fraksi pori-pori yang berisi air, dan wadalah resistivitas air. Sedangkan a, m, dan n adalah konstanta. m disebut juga faktor sementasi. Untuk nilai n yang sama, schlumberger menyarankan n = 2. (NN,1996: 8). Konduksi secara dielektrik


Tugas Geologi EksplorasiAndi Guntur Putra Bangsa D611 08 852 Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral bersifat dielektrik terhadap aliranarus listrik, artinya batuan atau mineral tersebut mempunyai elektron bebas sedikit, bahkan tidak sama sekali. Elektron dalam batuan berpindah dan berkumpul terpisah dalam inti karena adanya pengaruh medan listrik di luar, sehingga terjadi poliarisasi. Peristiwa ini tergantung pada konduksi dielektrik batuan yang bersangkutan, contoh : mika.



DAFTAR PUSTAKA

http://geoful.wordpress.com/metode-geofisika/ Azhar Gunawan Handayani. Jurnal Natur Indonesia 6(2): 122-126 (2004). Issn 1410-9379. Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batubara http://i-elisa.ugm.ac.id http://www.earthsci.unimelb.edu.au/ES304/MODULES/SEIS/ http://www.science,art and technology Blog Archive geolistrik.htm


Tugas Eksplorasi Kim Gun

Documents

Transcript of Tugas Eksplorasi Kim Gun