METODE GEOLISTRIK

Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari tentang sifat aliran listrik di dalam bumi berdasarkan hukum-hukum kelistrilkan (contoh:Hukum Ohm).
Metode Resistivitas
Metode Geolistrik Metode IP (Induced Potential)
Metode SP (Self Potential)

1) Metode Resistivitas
    Atau sering disebut dengan metode tahanan jenis merupaka salah satu metode geolistrik yang mempelajari sifat resistivitas dari batuan di dalam bumi.
Prinsip : menginjeks

ikan arus kedalam bumi melalui 4 elektroda berada dipermukaan bumi, 2 elektroda untuk arus dan 2 elektroda untuk potensial.
Tujuan :
- Sounding : sebagai survei awal resistivitas semu, untuk mengetahui kontras resistivitas kearah vertikal/kedalaman/kebawah.
- Mapping : juga digunakan sebagai survei awal, untuk mengetahui variasi resistivitas dalam bumi secara horizontal,merupakan mapping semu sedangkan mapping resistivitas sesungguhnya dari hasil beberapa sounding baru dibuat mappingnya.
- Array/Psedo Section :untuk mengetahui variasi resistivitas batuan baik secara vertikal maupun horizontal.
2) Self Potensial (SP)
    Metode SP merupakan metode geofisika yang paling tua dengan tanpa menginjeksikan arus. Dalam batuan terdapat mineral-mineral sehingga terdapat elektron yang bergerak, dengan begitu terdapat arus alam. Karena arus alam sangat kecil jika dibandingkan dengan arus injeksian maka digunakan alat ukur yang lebih peka. Pengukuran SP dilakukan pada lintasan tertentu dengan tujuan untuk mengukur beda potensial antara dua titik yang berbeda. Untuk melakukan pengukuran metode SP ini dengan menggunakan elektroda “phorouspot” agar memperoleh kontak yang baik antara elektroda dan lapisan tanah.
3) Metode IP
    Metode IP adalah salah satu metode geofisika yang relatif baru dan sedang berkembang pesat terutama dalam bidang pertambangan yaitu eksplorasi mineral ekonomis dan geofisika lingkungan. Metode IP pada dasarnya adalah merupakan pengembangan dari metode geolistrik resistivity dan metode IP terbukti mampu menutupi kelemahan-kelemahan metode resistivity pada berbagai kasus. Oleh karena metode IP merupakan pengembangan dari metode resistivity maka teknis dan cara pengambilan data atau pengukuran dilapangan tidak jauh berbeda.
Efek polarisasi terinduksi merupakan elemen dasar yang terjadi pada metode IP, dimana gejala polarisasi terinduksi dapat diilustrasikan sebagai berikut, jika suatu pengukuran tahanan jenis dengan konfigiurasi empat elektroda (standar), dimana pada elektroda arus (C1 dan C2) dialiri arus searah (DC) maka pada elektroda potensial (P1 dan P2) akan terukur beda potensial (ΔV). Ketika aliran arus pada elektroda (C1 dan C2) dimatikan, pada waktu t0 maka nilai beda potensial tidak langsung kembali menjadi nol, melainkan secara perlahan mengalami penurunan beda potensial menuju nol. Grafik yang menggambarkan efek polarisasi terinduksi dapat dilihat pada gambar III.1.



Gambar III.1 Grafik penurunan potensial (Reynolds,1997)

Sumber efek polarisasi
Fenomena suatu proses polarisasi dan mekanisme elektrokimia yang terjadi didalam suatu batuan adalah benar-benar kompleks. Namun demikian oleh (Summer, 1976) mengenai polarisasi yang terjadi pada batuan dan soils adalah melingkupi penyebaran atau difusi ion-ion menuju mineral-mineral logam dan pergerakan ion-ion didalam pore-filling elektrolit. Yang menjadi efek utama atau mekanisme utama yang terjadi dalam suatu proses polarisasi adalah polarisasi elektroda atau electrode polarization dan polarisasi membrane atau membrane polarization.

Polarsisasi Elektroda
Gambar III.2 menggambarkan pergerakan ion-ion ketika kedua sisinya dialirkan arus. Pada bagian A menggambarkan arus yang mengalir pada seluruh ruang pori-pori yang terisi larutan tanpa adanya sumbatan butiran mineral. Terlihat ion-ion positif dan negatif menyebar berdasar arus yang melewatinya, dimana elektrolit positif (+) mengalir searah dengan arah arus sedangkan elektrolit negatif (-) mengalir berlawanan dengan arah arus. Sedangkan pada bagian B menggambarkan mineral logam yang mempunyai jaring pembatas yang saling berlawanan. Peristiwa ini dinamakan elektrolisis dimana ketika arus mengalir dan sebuah elektron berpindah tempat di antara logam dan larutan ion-ion pada bidang batas, dalam proses kimiafisika efek tersebut dinamakan polarisasi elektroda atau electrode polarization.


Gambar III.2 Proses polarisasi elektroda (Reynolds,1997)

Efek polarisasi membran
Polarisasi membran sering terjadi pada mineral lempung yang mana mempunyai pori-pori yang kecil, selain itu polarisasi membran juga terjadi karena adanya kontak permukaan antara mineral lempung dengan air dalam medium. Karakteristik mineral lempung adalah memiliki muatan negatif murni yang cukup besar di permukaan sehingga menyebabkan berkumpulnya awan ion positif disekitar permukaan mineral lempung dan meluas pada larutan gambar III.3
Gambar III.3 Skema polarisasi membrane
Penumpukan muatan ini akan menghambat jalannya arus listrik yang melaluinya sehingga terjadilah hambatan di sepanjang pori-pori batuan yang mengandung mineral. Dengan terbentuknya hambatan-hambatan yang berupa membran-membran, maka mobilitas ion akan berkurang sehingga terbentuklah gradient konsentrasi ion-ion yang berlawanan dengan arus listrik yang melaluinya. Dimana gejala tersebut disebabkan oleh polarisasi membran.

4) metode Mise-a-la-masse

     Metode Mise-a-la-masse merupakan salah satu metode geofisika yang bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai zona-zona yang potensial bagi pengembangan lapangan panas bumi Mataloko dengan cara mencitra secara langsung bagian-bagian yang konduktif dari reservoir.

Metode Gravity

Metode Gravity (gaya berat) dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling (r=gram/cm³). Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. Di pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi ( mgal ), dengan demikian anomali kecil dapat dianalisa. Hanya saja metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk mendapatkan hasil yang akurat.

Metode gravity merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi bumi. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, dikapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan dibawah permukaan, sehingga dalam pelaksanaanya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari satu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Karena perbedaan medan gravitasi ini relatif kecil maka alat yang digunakan harus mempunyai ketelitian yang tinggi.

Gravitimeter La Coste Romberg

Metode ini umumnya digunakan dalam eksplorasi minyak untuk menemukan struktur yang merupakan jebakan minyak (oil trap), dan dikenal sebagai metode awal saat akan melakukan eksplorasi daerah yang berpotensi hidrokarbon. Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lain-lain. Meskipun dapat dioperasikan dalam berbagai macam hal tetapi pada prinsipnya metode ini dipilih karena kemampuannya dalam membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik itu minyak maupun mineral lainnya. Eksplorasi metode ini dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang.

Dalam metode ini penelitian dapat digolongkan menjadi 3 tahap, tahap ini umum digunakan juga pada metode geofisika yang lainnya. Antara lain adalah Akuisisi Data, Prosesing Data, dan Interpretasi. Dalam hal ini kita akan coba bahas beberapa point dalam proses akuisisi data. Akuisisi data ini adalah proses pengambilan data di lapangan. Dalam proses ini dibagi menjadi beberapa tahap yang harus dilakukan. Mulai dari mengatahui informasi dari daerah yang akan diukur dan persiapan alatnya. Beberapa diantara alat itu adalah

• Seperangkat Gravitimeter
• GPS
• Peta Geologi dan peta Topografi
• Penunjuk Waktu
• Alat tulis
• Kamera
• Pelindung Gravitimeter
• Dan beberapa alat pendukung lainnya

Setelah peralatan telah tersedia, langkah awal untuk pengukuran adalah menggunakan peta geologi dan peta topografi, hal ini bertujuan untuk menentukan lintasan pengukuran dan base station yang telah diketahui harga percepatan gravitasinya. Akan tetapi ada beberapa parameter lain yang dibutuhkan juga dalam penentuan base station, lintasan pengukuran dan titik ikat. Antara lain adalah :

• Letak titik pengukuran harus jelas dan mudah dikenal.
• Lokasi titik pengukuran harus dapat dibaca dalam peta.
• Lokasi titik pengukuran harus mudah dijangkau serta bebas dari gangguan kendaraan bermotor, mesin, dll.
• Lokasi titik pengukuran harus terbuka sehingga GPS mampu menerima sinyal dari satelit dengan baik tanpa ada penghalang.

Sehingga dapat disimpulkan lokasi titik acuan harus berupa titik/tempat yang stabil dan mudah dijangkau. Penentuan titik acuan sangat penting, karena pengambilan data lapangan harus dilakukan secara looping, yaitu dimulai pada suatu titik yang telah ditentukan, dan berakhir pada titik tersebut. Titik acuan tersebut perlu diikatkan terlebih dahulu pada titik ikat yang sudah terukur sebelumnya. Dalam alur pengambilan data dilakukan dengan proses looping. Tujuan dari sistem looping tersebut adalah agar dapat diperoleh nilai koreksi apungan alat (drift) yang disebabkan oleh adanya perubahan pembacaan akibat gangguan berupa guncangan alat selama perjalanan. Dalam pengukuran gayaberat terdapat beberapa data yang perlu dicatat meliputi waktu pembacaan (hari, jam, dan tanggal), nilai pembacaan gravimeter, posisi koordinat stasiun pengukuran (lintang dan bujur) dan ketinggian titik ukur. Pengambilan data dilakukan di titik-titik yang telah direncanakan pada peta topografi dengan interval jarak pengukuran tertentu.

Hal penting yang perlu diperhatikan adalah melakukan kalibrasi alat dan menentukan titik acuan (base station) sebelum melakukan pengambilan data gayaberat di titik-titik ukur lainnya. Mencari besarnya harga medan gravitasi suatu base station (titik ikat) pengukuran dapat dilakukan dengan persamaan :

gbs = gref + ( gpembacaan bs + gpembacaan ref )

gbs = harga medan gravitasi base station

gref = harga medan gravitasi titik referensi

gpembacaan bs = harga pembacaan gravitasi di base station

gpembacaan ref = harga pembacaan gravitasi di titik referensi

Contoh dalam studi kasus pengukuran yang digunakan dalam suatu survey untuk menentukan daerah geothermal/panas bumi dapat dilakukan dengan beberapa parameter dan terlihat seperti pada gambar berikut.

Titik Ukur Pada Lintasan Akuisisi

Lintasan pengambilan data terdiri dari lintasan A, B, C, D, E, F dan G sebanyak 189 titik pengambilan data. Pada lintasan regional terdapat 74 titik ukur, sehingga jumlah titik pengambilan data terdapat 263 titik. Sehingga dalam titik ukur tersebut terdapat dua jenis titik ukur, lintasan utama dan lintasan regional. Lintasan utama ini merupakan pengukuran inti yang letak titik ukurnya berada pada sepanjang lintasan yang telah ditentukan. Dan lintasan regiona adalah pengukuran yang titik ukurnya tidak berada di lintasan utama yang telah ditentukan. Pada satu lintasan pengukuran, interval pengambilan titik adalah 250-500 m. Pada lintasan regional interval pengambilan titik adalah 500-1000 m sedangkan interval pengambilan titik pada daerah manifestasi panas bumi berkisar antara 100-150 m. Sehingga setelah semua proses akuisisi telah selesai, dapat dilanjutkan ke proses prosesing data dengan berbagai pengolahan.

Signifikansi dan Penggunaan

Konsep - Panduan ini merangkum peralatan, prosedur lapangan, dan metode interpretasi digunakan untuk penentuan kondisi bawah permukaan karena variasi kerapatan menggunakan metode gravitasi. Pengukuran gravitasi dapat digunakan untuk fitur geologi peta utama lebih dari ratusan kilometer persegi dan untuk mendeteksi dangkal fitur yang lebih kecil di dalam tanah atau rock. Di beberapa daerah, metode gravitasi dapat mendeteksi rongga bawah permukaan.

Manfaat lain dari metode gravitasi adalah bahwa pengukuran dapat dilakukan di daerah budaya banyak dikembangkan, dimana metode geofisika lainnya mungkin tidak bekerja. Sebagai contoh, pengukuran gravitasi bisa dibuat di dalam bangunan, di daerah perkotaan dan di daerah kebisingan budaya, listrik, dan elektromagnetik. Pengukuran kondisi bawah permukaan dengan metode gravitasi membutuhkan sebuah gravimeter dan sarana untuk menentukan lokasi dan elevasi relatif sangat akurat dari stasiun gravitasi.

Unit pengukuran yang digunakan dalam metode gravitasi adalah gal, berdasarkan gaya gravitasi di permukaan bumi. Gravitasi rata-rata di permukaan bumi adalah sekitar 980 gal. Unit umum digunakan dalam survei gravitasi daerah adalah milligal (10 ^- gal ³). Teknik aplikasi lingkungan memerlukan pengukuran dengan akurasi dari beberapa gals μ ^(10-6 gals), mereka sering disebut sebagai survei mikro.

Sebuah survei gravitasi rinci biasanya menggunakan stasiun pengukuran berjarak dekat (beberapa meter untuk beberapa ratus kaki) dan dilakukan dengan gravimeter mampu membaca ke beberapa μ gals. Detil survei digunakan untuk menilai geologi lokal atau kondisi struktural.

Sebuah survei gravitasi terdiri dari melakukan pengukuran gravitasi di stasiun sepanjang garis profil atau grid. Pengukuran diambil secara berkala di base station (lokasi referensi stabil noise-free) untuk mengoreksi drift instrumen.

Data gaya berat berisi anomali yang terdiri dari dalam efek lokal regional dan dangkal. Ini adalah efek lokal dangkal yang menarik dalam pekerjaan mikro. Banyak diterapkan pada data lapangan mentah. Koreksi ini termasuk lintang, elevasi udara bebas, koreksi Bouguer (efek massa), pasang surut Bumi, dan medan. Setelah pengurangan tren regional, sisa atau data gayaberat Bouguer anomali sisa dapat disajikan sebagai garis profil atau di peta kontur. Peta anomali gaya berat sisa dapat digunakan untuk kedua interpretasi kualitatif dan kuantitatif. Rincian tambahan metode gravitasi diberikan dalam Telford et al (4); Butler (5); Nettleton (6), dan Hinze (7).

Parameter Terukur dan Perwakilan Nilai:

Metode gravitasi tergantung pada variasi lateral dan kedalaman dalam kepadatan material bawah permukaan. Kepadatan dari tanah atau batuan merupakan fungsi dari densitas mineral pembentuk batuan, porositas medium, dan densitas dari cairan mengisi ruang pori. Rock kepadatan bervariasi dari kurang dari 1,0 g / cm ³ untuk beberapa batu vulkanik vesikuler lebih dari 3,5 g / cm ³ untuk beberapa batuan beku ultrabasa.

Sebuah kontras densitas yang memadai antara kondisi latar belakang dan fitur yang sedang dipetakan harus ada untuk fitur yang akan terdeteksi. Beberapa geologi yang signifikan atau batas hidrogeologi mungkin tidak memiliki kontras densitas medan-terukur di antara mereka, dan karenanya tidak dapat dideteksi dengan teknik ini. Sedangkan metode gravitasi langkah-langkah variasi densitas bahan bumi, itu adalah penerjemah yang, berdasarkan pengetahuan tentang kondisi lokal atau data lain, atau keduanya, harus menginterpretasikan data gravitasi dan tiba di solusi geologi yang wajar.

Peralatan:

Peralatan Geofisika yang digunakan untuk pengukuran gravitasi permukaan termasuk gravimeter, sebuah cara mendapatkan posisi dan sarana yang sangat akurat menentukan perubahan relatif dalam ketinggian. Gravimeters dirancang untuk mengukur perbedaan yang sangat kecil di medan gravitasi dan sebagai hasilnya merupakan instrumen yang sangat halus. Gravimeter ini rentan terhadap shock mekanis selama transportasi dan penanganan.