Post on 25-Oct-2015
description
Metode geologi meliputi pemetaan geologi permukaan, pengukuran struktur geologi, pengukuran startigrafi, sampling contoh batuan serta analisa laboratorium.
PEMETAAN GEOLOGI UMUM
Pemetaan Geologi secara umum yaitu suatu kegiatan yang berupa ;
pendataan terhadap setiap singkapan batuan yang dijumpai di lapangan baik
singkapan batuan termineralisasi maupun singkapan batuan non meniralisasi
(meliputi pendeskripsian dan pengamatan sifat-sifat fisik batuan), pengukuran
arah jurus dan kemiringan bidang perlapisan (strike dan dip) batuan,
pengukuran dimensi singkapan, penentuan posisi dan lokasi singkapan
tersebut, serta memperkirakan arah penyebaran formasi / satuan batuan yang
menyusun daerah peninjauan.
Dalam kegiatan Pemetaan Geologi ini juga dilakukan pengamatan dan
interpretasi terhadap fenomena-fenomena atau indikasi-indikasi struktur
geologi yang berkembang di daerah peninjauan, yang pada umumnya berupa
struktur Kekar.
PEMETAAN GEOLOGI BATUAN/MINERAL
Pemetaan Geologi Batuan / Mineral, yaitu dengan kegiatan pemetaan yang lebih diarahkan
dan ditujukan pada pencarian indikasi-indikasi keberadaan lapisan / singkapan batuan mineral.
Melakukan pendataan yang meliputi pendeskripsian singkapan secara megaskopis,
pengamatan sifat-sifat fisik termasuk karakteristik batuan pembawanya, pengukuran ketebalan
lapisan dan dimensi singkapannya, penentuan posisi dan lokasi singkapan di lapangan, serta
memperkirakan arah penyebaran setiap lapisan berikut arah penyebaran formasi batuan
pembawa-nya di daerah peninjauan.
Semua data-data lapangan yang diperoleh baik hasil kegiatan Pemetaan Geologi
Umum maupun Pemetaan Geologi Batuan Mineral di-plot pada peta dasar / peta
topografi (skala peta disesuaikan dengan kebutuhan) untuk dikorelasi dan
dievaluasi, kemudian dilakukan interpretasi. Data-data lapangan yang berupa ;
singkapan batuan / mineral, dan indikasi-indikasi struktur geologi, masing-masing
dibuat sketsa penampang-nya dalam Format Data Lapangan.
PENGAMBILAN SAMPEL
Pengambilan sampel batuan / mineral, dilakukan secara representatif pada setiap singkapan
maupun pada pelapukan batuan mineral, hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan sampel
batuan mineral yang cukup segar. Preparasi sampel sesuai dengan kriteria standar, pemilihan
serta penentuan sampel-sampel yang akan diajukan untuk dianalisa di laboratorium kimia
mineral dan petrografinya.
SURVEY GEOMAGNET
PRINSIP DASAR GEOMAGNET
Jika dua kutub magnet dengan kuat kutub m1 dan m2 terpisah sejauh r, maka gaya tarik
menarik diantara keduanya adalah berbanding lurus dengan m1 dan m2 dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jaraknya. Secara matematis dapat diekspresikan sebagai berikut :
F = (m1 m2) / (4π µ r2) ............ (II-20)
Pada persamaan tersebut di atas :
µ = permeabilitas magnet dari medium antara m1 dan m2
m1,m2= pole strength
r = jarak m1 dan m2
Gambar 0-1 Garis fluks magnetik di sekitar batang magnet
Perhatikan gambar II-8. Di sekitar batang magnet terdapat fluks magnet yang ditunjukkan
dengan garis fluks (pada gambar berwarna merah) yang memusat menuju kutub magnet.
Jumlah fluks per satuan luas disebut Densitas Fluks atau notasinya B dengan satuan
webwe/m2 = teslas. B disebut juga induksi magnet. Karena terlalu besar, maka pada praktek
pengukuran tidak dipergunakan satuan teslas melainkan nanotesla dimana 1 nT = 10-9
T.
Hubungan antara densitas fluks (B) dengan Intensitas medan magnet (H) adalah:
B = µ H ................... (II-21)
Karena µ = µr µo
Maka B = µr µo H
Induksi magnetik atau densitas fluks B adalah vektor dari jumlah induksi magnetik bumi 0 H
dan induksi magnetik di batuan yang disebabkan oleh medan magnetik adalah = µ0 B
(Schön, J.H., 1996). Oleh karena persamaan di atas menjadi :
B = µo H + µo B
Karena B = κH (Telford et al, 1990)
Maka,
B = µo H + µo κH
B = µo (1 + κ) H ................ (II-22)
κ = suseptibility magnet
Pada pengamatan Intensitas medan magnet bumi, harga yang teramati Hp terdiri dari :
Hp = H0 + ∆D + ∆T ................ (II-23)
Pada persamaan tersebut :
H0 = Medan magnet bumi rata-rata di titik pengamatan
∆D = Medan Magnet gangguan dari luar bumi
∆T = Medan anomali yaitu penyimpangan permanen dari harga rata-rata
Sifat Kemagnetan Batuan
Berdasarkan sifat kemagnetiannya, material pembentuk batuan dapat dibagi menjadi
(Telford et all 1990) :
1. Diamagnetik
2. Paramagnetik
3. ferromagnetik
4. Antiferromagnetik
5. Ferrimanetik
Diamagnetik
Dalam batuan diamagnetik atom-atom pembentuk batuan mempunyai kulit elektron yang
telah jenuh yaitu tiap elektron berpasangan dan mempunyai spin yang berlawanan dalam
tiap pasangan. Jika mendapat medan magnet dari luar orbit, elektron tersebut akan
membuat putaran yang menghasilkan medan magnet lemah yang melawan medan magnet
luar tadi. Dengan demikian dapat dikatakan material magnetik tadi mempunyai sifat :
• suseptibilitas k negatif dan kecil
• suseptibilitas k tidak tergantung kepada medan luar H.
Contoh : bismuth, gipsum, marmer, kuarsa, garam.
Paramagnetik
Didalam bahan paramagnetik terdapat kulit elektron terluar yang belum jenuh yakni ada
elektron yang spinnya tidak berpasangan dan mengarah pada arah spin yang sama. Jika
terdapat medan magnetik luar, spin tersebut akan membuat putaran menghasilkan medan
magnet yang mengarah searah dengan medan tersebut sehingga memperkuatnya. Akan
tetapi momen magnetik yang terbentuk terorientasi acak oleh agitasi termal. Oleh karena
itu, bahan tersebut dapat dikatakan mempunyai sifat:
• susepbilitas k positif dan sedikit lebih besar dari satu
• susepbilitas k tergantung kepada temperatur
contoh : piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibolit, dll.
Ferromagnetik
Pada bahan ferromagnetik terdapat banyak kulit elektron yang hanya diisi oleh satu
elektron sehingga mudah terinduksi oleh medan luar. Keadaan ini diperkuat lagi oleh
adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk dipol-dipol magnet
(domain) mempunyai arah searah, apalagi jika di dalam magnet magnet luar. Sifat bahan
ferromagnetik :
• susepbilitas positif dan jauh lebih besar dari satu
• susepbilitas bergantung pada temperatur
contoh: besi, nikel, kobalt.
Antiferromagnetik
Pada bahan antiferromagnetik domai-domain tadi menghasilkan dipol magnetik yang saling
berlawanan arah sehingga momen magnetik secara keseluruhan sangat kecil. Bahan
antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan mengalami medan magnet kecil dan
susepbilitasnya seperti pada bahan paramagnetik.
Contoh : hematit ( Fe2O3)
Ferrimagnetik
Pada bahan ferrimagnetik domain-domain tadi juga saling antiparalel tetapi jumlah dipol
pada masing-masing arah tidak sama sehingga masih mempunyai resultan magnetisasi
cukup besar. Susepbilitasnya tinggi dan tergantung pada temperatur.
Contoh : magnetit (Fe3O4), ilmenit (FeTiO3), pirhotit (FeS), hematit (FeO2)
Gambar 0-2 Skematik dari momen magnet (Reynolds., 1997)
Reduksi Data
Koreksi yang dilakukan pada data geomagnet adalah Koreksi Harian dan Koreksi Topografi
(Terain) dan koreksi lainnya.
Koreksi Harian
Koreksi harian dilakukan untuk menghilangkan pengaruh medan magnet luar pada harga
medan hasil pengukuran. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan pengukuran
intensitas magnet di base station menurut selang waktu tertentu. Selanjutnya dibuat grafik
Intensitas Magnet versus Waktu yang dipakai untuk koreksi data di titik-titik pengukuran
diluar base station.
Koreksi Topografi (Terrain)
Koreksi Terrain adalah koreksi yang dilakukan untuk menghilangkan pengaruh medan
magnet yang ditimbulkan oleh bukit-bukit yang termagnetisasi terhadap harga medan hasil
pengamatan. Belum ada aturan umum dalam koreksi ini.
Jika topografi dianggap tidak termagnetisasi, maka yang akan dilakukan adalah hanya
koreksi ketinggian dengan mengacu pada harga gradien vertikal medan magnet bumi, yaitu:
- di daerah kutub sekitar -0,03 γ /m
- di daerah ekuator sekitar -0,015 γ /m, dimana (1 γ = 1 nano Tesla)
Koreksi lainnya, misalnya:
• koreksi normal : koreksi untuk menghilangkan perbedaan harga medan normal
bumi di daerah pengukuran. Koreksi ini mirip dengan koreksi lintang dalam
metode gravitasi.
• Koreksi suhu.
TUJUAN SURVEY
Tujuan survey geomagnet yaitu untuk mengetahui sumber dan penyebaran anomali
medan magnet yang ada di daerah survey sehingga dapat diketahui juga perkiraan
penyebaran batuan yang mengandung unsure magnet (bijih besi magnetik).
METODE SURVEY GEOMAGNET
Survey Geomagnet dilakukan pada lokasi dengan penyebaran yang merata pada
area pengukuran dengan spasi antar titik pengukuran geomagnet adalah 25 - 50 m.
Pengukuran dengan spasi tersebut untuk mendapatkan gambaran zonasi
penyebaran batuan yang yang bersifat magnetik dari peta anomali magnet hasil
pengukuran.
Metode yang digunakan dalam survey ini adalah metode geomagnet. Metode ini
menggunakan dua alat yaitu satu alat sebagai base stasiun untuk mengukur variasi harian dan
data diambil tiap 3 menit sekali dan satu alat lagi sebagai mobile, yaitu mengukur titik-titik
pengukuran di daerah survey. Pengukuran antar titik dilakukan tidak menggunakan
sistem grid karena topografi lokasi survei yang sulit. Jadi titik-titik pengukuran dilakukan
secara acak akan tetapi meng-cover seluruh lokasi survey. Jarak antar titik pengukuran ±
25-50 meter. Tiap titik pengukuran dilakukan pengambilan data minimal 5 kali.
Contoh gambar Peta lintasan pengukuran geomagnet
GS01GS02GS03
GS04GS05
GS06
GS07
GS08
GS09GS10
GS11
GS12
GS13
GS14GS15GS16
GS17 GS18
GS19
GS19KA
GS19KIGS20KI
GS20GS21GS22GS23
GS24GS25
GS26GS27
GS28GS29
GS30GS31
GS32
GS33
GS34
GS35
GS36
GS37
GS38
GS39GS40
GS41
GS42
GS43
GS44
GS45
GS46
GS47
GS48GS49GS50
GS51
GS52GS53GS54
GS55
GS56GS57
GS58GS59GS60GS61
GS62GS63
GS64GS65GS66
GS67
GS68
GS69
GS70GS71GS72GS73
GS74
GS75GS76
GS77
GS78GS79GS80
GS81
GS82GS83GS84
GS85GS86
GS87GS88
GS89
GS90GS91
GS92GS93
GS94GS95
GS96GS97
GS98
GS99GS100
GS101
GS102GS103
GS104GS105GS106GS107
GS108GS109GS110
GS111
GS112GS113
GS114GS115
GS116GS117
GS118GS119
GS120
GS121GS122GS123GS124
GS125
GS126GS127GS128
GS129
GS130GS131
GS132GS133
GS134GS135GS136GS137
GS138GS139
GS140GS141GS142
GS143GS144
GS145
GS146GS147
GS148
GS149GS150
GS151
GS152GS153
GS154GS155GS156
GS157
GS158GS159
GS160
GS161
GS162
GS163
GS164
GS165GS166
GS167GS168
GS169
GS170
GS171
GS172
GS173
GS174GS175
GS176GS177
GS178
GS179
G180
GS181GS182GS183
GS184
GS185
GS186GS187GS188
GS189
GS190
GS191
GS192
GS193GS194
GS195GS196
GS197GS198
BATAS1
BATAS2
BATAS3
BATAS4
294000
294200
294400
294600
294800
295000
295200
Gambar 0-3 Pengukuran Geomagnmet.
PENGOLAHAN DATA
Data geomagnet tiap titik ukur dipengaruhi oleh variasi harian, medan magnet bumi
regional (IGRF) dan topografi. Oleh sebab itu data geomagnet perlu dikoreksi terlebih
dahulu. Koreksi terhadap topografi bisa diabaikan karena nilainya kecil.
HASIL PENGOLAHAN DATA
Hasil pengolahan data yaitu peta Kontur Anomali Medan Magnet lokasi survey. Ada
beberapa proses pengolahan data untuk memperjelas anomaly yaitu pemilihan
kwalitas data dan Upward Continuation. Hasilnya sebagai berikut :
Overlay antara kontur anomali medan magnet dengan titik-titik pengukuran.
Kontur Anomali Medan Magnet
GS01GS02
GS03
GS04
GS05
GS06
GS07
GS08
GS09
GS10
GS11
GS12
GS13
GS14GS15
GS16
GS17
GS18
GS19
GS19KA
GS19KI GS20KI
GS20GS21
GS22 GS23
GS24
GS25
GS26
GS27
GS28
GS29
GS30
GS31
GS32
GS33
GS34
GS35
GS36
GS37
GS38
GS39
GS40
GS41
GS42
GS43
GS44
GS45
GS46
GS47
GS48 GS49GS50
GS51
GS52 GS53
GS54
GS55
GS56
GS57
GS58
GS59 GS60 GS61
GS62
GS63
GS64
GS65
GS66
GS67
GS68
GS69
GS70GS71
GS72GS73
GS74
GS75
GS76
GS77
GS78GS79
GS80
GS81
GS82GS83
GS84
GS85GS86
GS87GS88
GS89
GS90
GS91
GS92
GS93
GS94
GS95
GS96
GS97
GS98
GS99
GS100
GS101
GS102
GS103
GS104
GS105 GS106
GS107
GS108
GS109GS110
GS111
GS112
GS113
GS114
GS115
GS116
GS117
GS118GS119
GS120
GS121
GS122
GS123 GS124
GS125
GS126GS127
GS128
GS129
GS130
GS131
GS132
GS133
GS134GS135
GS136
GS137
GS138
GS139
GS140
GS141
GS142
GS143
GS144
GS145
GS146
GS147
GS148
GS149
GS150
GS151
GS152
GS153
GS154GS155
GS156
GS157
GS158
GS159
GS160
GS161
GS162
GS163
GS164
GS165
GS166
GS167
GS168
GS169
GS170
GS171
GS172
GS173
GS174GS175
GS176
GS177
GS178
GS179
G180
GS181
GS182GS183
GS184
GS185
GS186GS187
GS188
GS189
GS190
GS191
GS192
GS193GS194
GS195GS196
GS197GS198
BATAS1
BATAS2
BATAS3
BATAS4
SURVEY GEOLISTRIK
I.1 TEORI DASAR
Metoda tahanan jenis adalah metoda geofisika yang memanfaatkan sifat tahanan jenis
media untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan menggunakan arus listrik
searah (DC Current) yang diinjeksikan melalui dua buah arus elektroda kedalam bumi, lalu
mengamati potensial yang terbentuk melalui dua buah elektroda potensial di tempat lain.
Perbedaan potensial yang terukur merefleksikan sebaran tahanan jenis yang terdapat
dibawah permukaan, dari analisis sebaran tahanan jenis spesifik ini nantinya
diinterpretasikan keadaan bawah permukaan.
Pada dasarnya metoda geolistrik dilakukan menggunakan pendekatan konsep perambatan
listrik yang berlaku pada media homogen dan isotropis, berdasarkan asumsi tersebut maka
bila terdapat anomali yang membedakan jumlah rapat arus yang mengalir diasumsikan
diakibatkan oleh adanya perbedaan akibat anomali tahanan jenis. Anomali ini nantinya
digunakan untuk merekonstruksi keadaan geologi bawah permukaan.
I.1.1 PRINSIP DASAR RESISTIVITY
Teori umum potensial listrik didefenisikan sebagai energi potensial V persatuan muatan uji,
pada kelistrikan statis berlaku :
∫∞
==γ
πε r
QEdrV
4
1 (VI.1)
Jika pada suatu medium yang homogen isotropik dialiri arus listrik searah I dengan medan
listrik sebesar E maka elemen arus dI yang melalui elemen luas dA dengan rapat arus J maka
berlaku:
d I = J.d A (VI.2)
Arus listrik diasumsikan muatan positif yang bergerak kearah terminal negatif. Sesuai
dengan hokum Ohm:
VI
R
∆= − (VI.3)
dimana V∆ adalah beda potensial dan R adalah tahanan listrik dari konduktor, tanda
negative menandakan bahwa arus mengalir dari potensial tinggi ke rendah. Sedangkan
tahanan listrik ( R ), sebesar 1 Ohm ditentukan oleh geometri dan jenis media yang
digunakan dalam hal ini tahanan jenis berbanding lurus dengan tahanan jenis spesifik dari
media (ρ) dengan persamaan:
LR
Aρ= (VI.4)
Dimana untuk itu L adalah satuan panjang resistor dalam meter, A adalah satuan luas
penampang dalam m2.
Gambar 0-1 Defenisi dasar dari resistiviti yang melewati bidang homogen
L∆
I∆
V∆
Satuan tahanan jenis dalam SI adalah Ohm-meter (ohm). Sifat merambat arus listrik lebih
banyak memanfaatkan sifat daya hantar jenis listrik yang berbanding terbalik dengan
tahanan jenis, yaitu :
1σρ
= (VI.5)
σ adalah daya hantar jenis listrik (konduktivitas) yang mempunyai satuan dalam SI adalah
Siemens (S) per meter atau SM-1
.
Persamaan diatas berlaku untuk media terbatas berupa silinder kotak dll, yang rapat arus
tetap sedang untuk media bersifat di bumi maka diperlukan suatu pengertian perluasan dari
terminologi diatas, dengan memberikan pengertian tentang rapat arus (J) sebagai berikut :
IJ
A= (VI.6)
I dalam Ampere luas, A dalam m2, J dalam Ampere/m
2. Arus listrik ini bergerak ke semua
arah berupa vektor.
Gambar 0-2 Arus yang bergerak di bidang homogen bumi
Bila persamaan tersebut disubstitusikan maka didapat:
1 VJ
Lρ= (VI.7)
Bila E adalah kuat medan dalam unit Volt/m, maka persamaan Hukum Ohm dapat ditulis :
(VI.8)
Untuk media homogen-isotropik maka σ adalah skalar. Potensial listrik diyakini sebagai nilai
skalar, maka persamaan untuk medan dapat ditulis sebagai gradien dari medan konservatif.
(VI.9)
Sehingga akan didapatkan :
(VI.10)
Seperti diketahui , sehingga :
( ). 0Vσ∇ ∇ = (VI.11)
J Eσ=
E V= −∇
J Vσ= − ∇
0. =∇ J
Dengan menggunakan persamaan ( ). . .A A Aφ φ φ∇ = ∇ + ∇ , maka persamaan akan berubah
menjadi:
(VI.12)
jika σ merupakan suatu konstanta, maka diperoleh suatu persamaan Laplace, yaitu:
(VI.13)
Dari persamaan ini terbukti bahwa potensial listrik adalah fungsi harmonik yang memenuhi
persamaan Laplace.
Konfigurasi dan susunan elektroda
Gambar 0-3 Susunan elektroda arus dan potensial dalam pengukuran
resistivity
2. 0V Vσ σ∇ ∇ + ∇ =
2 0V∇ =
Jika jarak antara dua elektroda arus adalah berhingga, maka potensial pada titik-titik di
dekat permukaan akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut, potensial yang
disebabkan C1 di titik P1 adalah:
(VI.14)
Karena arus pada kedua elektroda adalah sama tapi berlawanan arahnya, maka potensial
yang disebabkan C2 di titik P1 adalah:
122
21 2
, AaI
Ar
AV −==−=
πρ
(VI.15)
Dengan demikian akan didapatkan :
−=+
2121
11
2 rr
aIVV
πρ
(VI.16)
Dengan cara yang sama dilakukanlah penurunan di atas terhadap elektroda potensial P2,
sehingga pada akhirnya dapat diukur perbedaan potensial antara P1 dan P2, yaitu:
−
−
−=∆
4321
1111
2 rrrr
aIV
πρ
(VI.17)
πρ
2, 1
1
11
aIA
r
AV −=−=
Dalam melakukan eksplorasi tahanan jenis diperlukan pengetahuan rencana perbandingan
posisi titik pengamatan terhadap sumber arus. Besaran koreksi terhadap perbedaan letak
titik pengamatan tersebut dinamakan faktor geometri. Faktor geometri diturunkan dari
beda potensial antara elektroda potensial MN (P1P2) yang diakibatkan oleh injeksi arus
pada elektroda arus AB (C1C2), yaitu:
(VI.18)
1
4
1
3
1
2
1
1
12
−
+−−=∆=
rrrrKdengan
I
VKa πρ (VI.19)
ρa adalah apparent resisitivity, K adalah faktor geometri yang merupakan unsur penting
dalam pendugaan resistivity baik pendugaan vertikal maupun horizontal, karena K akan
tetap untuk posisi AB (C1C2) dan MN (P1P2) yang tetap
− −
−=−=∆4
1
3
1
2
1
1
1
2 rrrr
aIVNVMV
πρ
I
V
rrrra
∆
− −
−=−1
4
1
3
1
2
1
1
12πρ
I
V
rrrra
∆
+−−=
−1
4
1
3
1
2
1
1
12πρ
Berikut ini adalah beberapa konfigurasi resistivity beserta nilai faktor geometrinya (K):
Gambar 0-4 Peralatan Survey Geolistrik (Geoscanner).
Survey Geolistrik di awali dengan penentuan titik-titik lintasan di lapangan
menggunakan alat Global Positioning System (GPS). Penentuan lintasan ini
berdasarkan informasi awal dari anomali geomagnet serta arah umum struktur
geologi yang dapat ditemukan di daerah survey. Berdasarkan data tersebut, maka
dapat ditentukan lintasan survey
Gambar 0-5 Pengukuran Geolistrik 2D