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