Sunday, December 14, 2008

Metode Gravitasi dalam Survei Geofisika


Metoda gravitasi adalah suatu metoda eksplorasi yang mengukuran medan gravitasipada kelompok-kelompok titik pada lokasi yang berbeda dalam suatu area tertentu. Tujuan dari eksplorasi ini adalah untuk mengasosiakan variasi dari perbedaan distribusi rapat massa dan juga jenis batuan. Tujuan utama dari studi mendetil data gravitasi adalah untuk memberikan suatu pemahaman yang lebih baik mengenai lapisan bawah geologi. Metoda gravitasi ini secara relatif lebih murah, tidak mencemari dan tidak merusak (uji tidak merusak) dan termasuk dalam metoda jarak jauh yang sudah pula digunakan untuk mengamati permukaan bulan. Juga metoda ini tergolong pasif, dalam arti tidak perlu ada energi yang dimasukkan ke dalam tanah untuk mendapatkan data sebagaimana umumnya pengukuran. Pengukuran percepatan gravitasi memberikan informasi mengenai densitas batuan bawah tanah. Terdapat rentang densitas yang amat lebar di antara berbagai jenis batuan bawah tanah, oleh karena itu seorang ahli geologi dapat melakukan inferensi atau deduksi mengenai strata atau lapisan-lapisan batuan berdasarkan data yang diperoleh. Patahan yang umumnya membuat terjadinya lompatan pada penyebaran densitas batuan, dapat teramati dengan metoda ini. (Sumber: id.wikipedia.org)

Posted by reza in 02:43:35 | Permalink | No Comments »

Wednesday, November 19, 2008

Eksplorasi Potensi Air Tanah (Underground Water) Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas

Peranan Penting Air Tanah


Air tanah atau (under groundwater) merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau batuan yang terletah di bawah permuikaan tanah. Air tanah dapat berasosiasi dengan lapisan berpasir atau rekahan. Air tanah ini merupakan salah satu sumber daya alam yang mesti dijaga sebab keberadaannya terbatas dan pemulihannya sulit dilakukan. Air tanah mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan  suatu industri, pertanian, peternakan, dan suplai kebutuhan industri lainnya. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.

Lebih dari 98 % dari semua air di daratan tersembunyi di bawah permukaan tanah dalam pori-pori batuan dan bahan-bahan butiran. Dua persen sisanya terlihat sebagai air di sungai, danau dan reservoir. Setengah dari dua persen ini disimpan di reservoir buatan.

Dalam mengeksploitasi air tanah, diperlukan eksplorasi awal untuk mengetahui potensinya yang meliputi  letak, kedalaman, bentuk lapisan, dan formasi batuan yang ada di sekitarnya. Metode yang paling umum digunakan dalam pendugaan potensi air tanah adalah metode geolistrik.


Metode Penentuan Air Tanah Dangkal dengan “Pendugaan Tanpa Teknologi”

Pada saat melakukan survei air tanah di Mandor Kalimantan Barat, penulis sempat berdiskusi dengan masyarakat setempat bahwa penggalian sumur di desa-desa di daerah tersebut didahului dengan “Pendugaan Tanpa Teknologi” yang diperoleh dari ilmu pengetahuan di alam. Bagaimana metodenya? Titik-titik yang akan digali ditutup dengan daun-daun pada siang hari. Salah satu sifat air adalah menguap bila dipanaskan. Setelah beberapa jam, dilihat apakah di badan daun yang menghadap ke tanah terdapat butiran uap air  atau tidak. Jika terdapat uap air yang menempel pada daun tersebut maka kemungkinan titik tersebut memiliki potensi air tanah dangkal.

Pendugaan Potensi Air tanah Dalam dengan Metode geolistrik

Metoda geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang 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). Dalam kasus air tanah, metode ini merupakan metode paling akurat sebab lapisan batuan yang mengandung air (aquifer) sangat mampu dialiri arus listrik.


Aliran listrik pada 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 tersebut. Batuan porous yang berisi air atau air asin tentu lebih konduktif dibanding batuan yang sama yang pori-porinya hanya berisi udara (kosong).

Prospeksi Air Bawah  Tanah dengan Metode Geolistrik
1. Pengamatan geologi dan geomorfologi

Dalam penentuan lokasi survei, perlu diperhatikan keadaan geologi dan geomorfologi daerah rencana survei. Untuk daerah perbukitan, rencana penentuan titik survei harus memperhatikan posisi cekungan dan arah bentangan terhadap badan bukit. Selain itu hindari pengambilan data yang sejajar dengan arah aliran sungai. Untuk daerah datar, tidak ada faktor khusus yang mesti diperhatikan.

2. Alat Survei

Alat survei air tanah meliputi resistivitimeter, elektroda, kabel, aki, dan beberapa alat tambahan lainnya. Rangkaian alat dapat dilihat di bawah ini.


3. Pengambilan Data

Akuisisi data merupakan proses pengambilan data di lapangan. Data yang diambil adalah nilai arus yang diinjeksikan ke tanah (I) dan tegangan antara dua elektroda (V) dengan menggunakan resistivitimeter tipe GL-4100. Untuk menyederhanakan akuisisi data, dalam  survei air tanah  digunakan geoscanner. Geoscanner merupakan sebuah alat yang terhubung ke seluruh elektroda  yang berfungsi untuk mengatur elektroda-elektroda yang bertindak sebagai A, B (C1 dan C2) dan M, N (P1 dan P2).

Apabila menggunakan peralatan geolistrik manual (tanpa geoscanner) bentangan diusahakan sepanjang mungkin (minimal 250 meter) dengan jarak spasi (a) lebih jauh (misal 10 meter). Bentangan yang jauh dapat mendeteksi formasi batuan 40 – 50 meter atau lebih.

4. Pengolahan Data
Metode pengolahan data geolistrik dapat dilakukan dengan metode kurva matching atau menggunakan software Res2Dinv.

5. Interpretasi

Hasil pengolahan data berupa penampang resistivitas (Ohm.meter) batuan penyusun bumi dengan kedalaman tertentu. Untuk air tanah, kisaran harga resistivitas antara 10 – 100 Ohm.meter. Daerah yang potensial biasanya memiliki nilai resistivitas 20 – 30 Ohm.meter.

Oleh                   : Reza Akbar, Mahasiswa FMIPA Universitas Tanjungpura (UNTAN) Jurusan FisikaAktivitas  : Penelitian Geolistrik dan Geomagnet
e-mail                 : reza_mipa85@yahoo.com, bidai76@yahoo.com

Silahkan beri komentar………

Posted by reza in 10:14:59 | Permalink | No Comments »

Tuesday, November 18, 2008

Eksplorasi Bijih Besi (Iron Ore) Menggunakan Metode Magnetik

Eksplorasi Geofisika

Ekplorasi merupakan penyelidikan awal di bidang pertambangan yang bertujuan untuk mengetahui potensi mineral atau bahan galian di suatu wilayah penelitian. Hasil sebuah ekplorasi biasanya berupa karakteristik bahan tambang, sebaran mineral, atau jumlah cadangan mineral.


Di dalam eksplorasi geofisika biasanya digunakan beberapa metode seperti metode geolistrik (geoelectric), metode magnetik, metode gravitasi dan seismik. Masing-masing metode diterapkan sesuai dengan objek bahan galian yang akan diselidiki. Misalnya, metode geolistrik sangat cocok untuk mengetahui potensi air tanah (ground water). Metode ini juga dapat diterapkan untuk eksplorasi mineral seperti bijih besi dan mangan. Namun, akurasinya rendah dikarenakan nilai resistivitas skala laboratorium untuk beberapa jenis mineral berbeda dengan skala lapangan. Hal ini tentunya dipengaruhi oleh struktur batuan.

Contoh lainnya adalah metode magnetik, cocok digunakan untuk eksplorasi mineral magnetis seperti bijih besi seperti magnetit dan hematit. Metode ini didasarkan pada nilai anomali medan magnet bumi di suatu kawasan survei. Sebagaimana kita ketahui bahwa bumi memiliki sifat seperti magnet (dwikutub) yaitu kutub utara dan selatan.

Dalam artikel ini akan diulas secara singkat mengenai eksplorasi mineral dengan metode magnetik atau biasa juga disebut sebagai metode geomagnetik. Untuk memahami metode geomagnetik, ada baiknya diulas secara ringkas beberapa teori dasar tentang kemagnetan dan beberapa kajian yang berkaitan dengannya.

Terbentuknya gejala magnetisme

Ada beberapa sebab timbulnya gejala magnetisme. Pada tahun 1820, Orstead menemukan bahwa arus di dalam sebuah kawat dapat menghasilkan efek-efek magnetik yaitu arus tersebut dapat mengubah arah sebuah jarum kompas (Resnick & Halliday, 1984). Magnet permanen dan arus listrik dalam elektromagnet keduanya menciptakan medan magnet (Young & Freedman, 2004). Momen magnet elektron bebas bila diteliti lebih dalam maka gejala ini adalah akibat dari putaran spin, putaran lintasan orbit, putaran inti atom, dan pengaruh medan eksternal (Rachmantio, 2004).

Suseptibilitas Magnetik

Tingkat suatu benda magnetik untuk mampu dimagnetisasi ditentukan oleh suseptibilitas kemagnetan (disimbolkan dengan k) yang ditulis sebagai:

I = k H


Besaran ini adalah parameter dasar yang dipergunakan dalam metode magnetik. Harga k pada batuan semakin besar apabila dalam batuan tersebut semakin banyak dijumpai mineral-mineral yang bersifat magnetik. Suseptibilitas magnetik batuan merupakan harga magnet suatu batuan terhadap pengaruh magnet yang erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar kandungan mineral magnetit di dalam batuan, semakin besar harga suseptibilitasnya.

Magnet Bumi


Medan geomagnetik (magnet bumi) terdiri atas tiga bagian (Telford dkk, 1979), yaitu:
1. Medan utama (main field), yang secara relatif berubah-ubah dengan lambat dan merupakan medan internal.

Intensitas medan magnetik bumi secara kasar memiliki nilai antara 25.000 – 65.000 nT. Untuk Indonesia, wilayah yang terletak di utara ekuator mempunyai intensitas lebih kurang 40.000 nT, sedangkan di selatan ekuator lebih kurang 45.000 nT. Medan Magmet Anomali. Berdasarkan sifat medan magnet bumi dan sifat kemagnetan bahan pemebentuk batuan, maka bentuk medan magnetik anomali yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya bergantung pada:
a) inklinasi medan magnet bumi di sekitar benda penyebab
b) geometri dari benda penyebab
c) kecenderungan dari arah dipol-dipol magnet di dalam benda pentebab

d) orientasi arah dipol-dipol magnet benda penyebab terhadap arah medan bumi

2. Medan eksternal, yang berubah-ubah agak cepat dan berasal dari luar bumi

Pengaruh medan luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat. Beberapa sumber medan luar antara lain:

a) perubahan konduktivitas listrik lapisan atmosfer dengan siklus 11 tahun.
b) variasi harian dengan periode 24 jam yang berhubungan dengan pasang surut matahari dan mempunyai jangkauan 30 nT.
c) variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan pasang surut bulan dan mempunyai jangkauan 2 nT. 

d) badai magnetik yang bersifat acak dan mempunyai jangkauan sampai dengan 1000 nT.

Metode Geomagnet dalam Survei Geofisika

Batuan di dalam bumi mengandung mineral-mineral yang sebagian juga memiliki sifat kemagnetan. Mineral tersebut terinduksi medan magnet bumi dan menimbulkan medan magnet sekunder (Bakrie, 2008). Hal inilah yang menjadi dasar metode geomagnet. Metode geomagnet didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Pola anomali ini dicirikan oleh pergantian antara anomali positif – negatif dan sejajar dengan sumbu pemekarannya. Pola ini dikenal dengan “Zone of stripped magnetic anomalies”.

Intensitas medan magnet di permukaan bumi diukur menggunakan magnetometer. Hasil pengukuran magnetometer berupa penjumlahan dari medan magnet bumi utama, variasi medan magnet bumi yang berhubungan dengan variasi kerentanan magnet batuan, medan magnet remanen dan variasi harian akibat aktivitas matahari.

Pengukuran medan magnet bumi untuk keperluan eksplorasi dapat dilakukan di darat, laut, dan udara. Survei geomagnet dilakukan untuk memperkirakan adanya cebakan mineral, intrusi magnetik di daerah vulkanik, eksplorasi geotermal, dan konfigurasi cekungan sedimen pada eksplorasi hidrokarbon (Bakrie, 2008). Metode ini juga dapat digunakan untuk prospeksi benda-benda arkeologi (Anonim, 2008). Akurasi pengukuran metode ini relatif tinggi dan pengoperasian alat di lapangan relatif sederhana, mudah dan cepat.

 Akuisisi Data
Sebelum akuisisi data di lapangan, dilakukan terlebih dahulu langkah-langkah persiapan. Persiapan didahului oleh penentuan koordinat lokasi penelitian menggunakan GPS (Global Positioning System). Langkah selanjutnya adalah pembuatan lintasan geomagnet. Secara umum lintasan geomagnet dibuat mengikuti garis lurus dengan arah barat – timur dan utara – selatan. Adapun bentuk lintasan dalam penelitian ini adalah seperti gambar di bawah ini.



Akuisisi data dibagi mejadi dua yaitu akuisisi data intensitas medan magnet bumi diurnal (harian) dengan menggunakan stasiun base (stasiun A) dan akuisisi data anomali medan magnet penyusun kerak bumi dengan stasiun mobile (stasiun B). Pencatat waktu (time) kedua stasiun tersebut telah disamakan. 

Pengambilan data magnetik dilakukan dengan spasi yang serapat mungkin (1 – 5 meter) agar data yang diperoleh banyak. Pengambilan data juga mesti disesuaikan dengan topografi dan keadaan vegetasi lokasi survei. Untuk daerah yang sulit dijangkau, spasi pengambilan data dapat divariasikan.


Koreksi Data

Data intensitas medan magnet yang diukur dengan stasiun A digunakan untuk mengoreksi nilai intensitas medan magnet pada stasiun B. Koreksi data dilakukan secara sederhana yaitu menghitung selisih antara nilai-nilai pada kedua stasiun pada waktu yang sama. Selain itu perlu diperhatiakan data – data yang ekstrim. Data ekstrim ini pada umumnya disebabkan oleh aktivitas matahari. Jika pada stasiun base tidak terukur nilai – nilai ekstrim, maka kemungkinan besar di daerah tersebut terdapat cebakan magnetik. Nilai ekstrim bisa mencapai 100.000 nT.

Pengolahan Data
Data dapat diolah dengan Software Potent dan software lainnya.

Gambar Alat

Penulis    : Reza Akbar, Mahasiswa FMIPA Universitas Tanjungpura (UNTAN) Pontianak
Aktivitas : Peneliti di Bidang Geolistrik dan Geomagnet
e – mail   : reza_mipa85@yahoo.com  atau  bidai76@yahoo.com



Posted by reza in 07:54:20 | Permalink | Comments (1) »