geofisika eksplorasi

MAKALAH PENGANTAR GEOFISIKA

“GEOFISIKA EKSPLORASI”

NAMA : IKA DESIANTI

NIM : 60400114011

KELAS : B

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKHNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR

KATA PENGANTAR

Segala  puji  hanya  milik  Allah SWT.  Shalawat  dan  salam  selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW.  Berkat  limpahan dan rahmat-Nya kami mampu  menyelesaikan  tugas  makalah ini guna memenuhi tugas  mata kuliah Pengantar Geofisika

Dalam penyusunan tugas atau materi ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah akhirnya makalah ini dapat terselesaikan. Dan kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan dari  teman – teman terdekat kami sehingga kendala-kendala yang  kami hadapi teratasi.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang ‘GEOFISIKA EKSPLORASI ‘. Makalah ini di sajikan berdasarkan rangkuman dari hasil pengamatan yang bersumber dari berbagai informasi, referensi, buku tentang batuan dan mineral  (pengantar geofisika).

Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan memberikan wawasan yang lebih luas. Kami sadar bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Kami mohon kiranya pembaca berkenang memberikan komentar yang bersifat membangun untuk makalah kami agar kami tidak melakukan kesalahan dalam pembuatan makalah ini nantinya. Terima kasih kami ucapkan......

Samata -Gowa,  22 juni  2016

                                                                                     Penyusun

                                                                         

                                                                          IKA DESIANTI

Pengertian Eksplorasi Geofisika

Eksplorasi geofisika adalah kegiatan penjajakan strukturgeologi yang cocok bagi pengumpulan minyak bumi dengan menggunakan peralatan geofisika seperti gravimeter, magnetometer dan seismometer. Proses-proses yang dilakukan adalah survei gravimetrik, survei magnetik, dan survei seismik. Di dalam pencarian minyak dan gas bumi, masing-masing survei ini dilaksanakan oleh kontraktor jasa (service companies) yang mempunyai keahlian terkait, dengan tenaga ahli dan peralatan masing-masing.

Salah satu metoda yang digunakan dalam explorasi bawah permukaan adalah metode geofisika. Pemanfaatan metode geofisika untuk explorasi bawah permukaan dilakukan untuk mendapatkan gambaran secara kuantitatif dan kualitatif kondisi bawah permukaan sesuai dengan sifat fisika yang digunakan dalam metode terkait. Berbagai sifat fisika yang dimiliki oleh material bawah permukaan dimanfaatkan untuk mendapatkan anomali bawah permukaan sebagai target explorasi yang dilakukan.

Metode geofisika banyak digunakan terutama untuk explorasi bawah permukaan baik dalam geoteknik, explorasi mineral, pemetaan sumberdaya air, dan lain sebagainya. Diantara metode geofisika yang banyak dimanfaatkan adalah, metoda resistivitas (resistivity) / geolistrik, seismik, gaya berat (gravity), magnetik, radar dan lain sebagainya.

Salah satu metode geofisika yang banyak digunakan untuk explorasi bawah permukaan adalah metoda resistivitas. Metoda ini memanfaatkan sifat kelistrikan material bawah permukaan untuk mendapatkan anomali dan sebaran sifat kelistrikan bawah permukaan. Metode ini efektif digunakan untuk pemetaan dangkal dan menengah.

Terdapat beberapa metoda dalam pemanfaatan sifat kelistrikan bumi,  antara lain:

• Resistivitas (Tahanan Jenis/Resistivity);
• Self Potensial (Potensial Diri/SP);
• Induced Polarization (IP);
• Very Low Frequency (VLF);
• Magnetotelluric (MT);
• Arus Telluric (AT);
• Elektro-Magnetik (EM), dan lain-lain.

Penyelidikan resistivitas banyak digunakan pada kegiatan-kegiatan sebagai berikut:

• Regional Geologi    : struktur, stratigrafi, sedimentologi dan lain-lain
• Hidrogeologi           : muka air tanah, aquifer, intrusi air asin dan lain-lain
• Geologi Teknik       : struktur geologi, konstruksi, porositas batuan, dll.
• Pertambangan       : penyebaran mineral deposit, potensi bahan galian.
• Arkeologi               : candi terpendam dan lain-lain.
• Geothermal           : kedalaman, penyebaran, low resistivity dan lain-lain.
• Minyak & Gas                  : struktur, oil-water contact, well logging geophysics.

Penyelidikan resistivitas dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik, dimana setiap batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang berbeda pula. Hal ini tergantung pada beberapa faktor, diantaranya umur batuan, kandungan elektrolit, kepadatan batuan, jumlah mineral yang dikandungnya, porositas, permeabilitas dan lain sebagainya.

Berdasarkan hal di atas, apabila arus listrik searah (Direct Current) dialirkan ke dalam bumi melalui dua buah elektroda arus C1 dan C2, kemudian diukur beda potensial yang ditimbulkan oleh adanya aliran arus tersebut pada dua buah elektroda potensial P1 dan P2, maka akan diperoleh harga tahanan jenis semu (ρ_a).Dari injeksi arus (i) yang dilakukan, didapatkan beda potensial (V) di titik lain, sehingga akan didapatkan nilai resistivity (ρ_a) :

ρ_a = k V / I

dimana k adalah faktor geometri yang bergantung kepada susunan elektroda yang digunakan.Dari hasil pengukuran didapatkan nilai R sebagai V/I, sehingga akan didapatkan :

ρ_a­= k R

dimana nilai resistivitas yang terukur adalah nilai resistivitas semu, untuk mendapatkan nilai resistivitas sebenarnya dilakukan pengolahan dan perhitungan data inversi secara manual maupun menggunakan software.

Aliran arus listrik di dalam batuan/mineral dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu :

1. Konduksi elektrolitik yang terjadi jika batuan/mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik yang dialirkan dalam batuan oleh elektron-elektron bebas tersebut;
2. Konduksi elektrolitik terjadi jika batuan/mineral bersifat porous dan pori-porinya terisi oleh cairan elektrolitik;
3. Konduksi dielektrik terjadi jika batuan/mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik dimana pada kasus ini terjadi polarisasi saat batuan dialiri arus listrik.

2.2 Metoda Gaya Berat

Secara umum metoda gaya berat merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil.

Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian sebesar ±0.01 mGal dan di laut sebesar ±1 mGal.

Beberapa endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity), tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.

Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada

2.3 Metoda Magnetik

Beberapa tipe bijih seperti magnetit, ilmenit, dan phirotit yang dibawa oleh bijih sulfida menghasilkan distorsi dalam magnet kerak bumi, dan dapat digunakan untuk melokalisir sebaran bijih. Disamping aplikasi landsung tersebut, metoda magnetik dapat juga digunakan untuk survei prospeksi untuk mendeteksi formasi-formasi pembawa bijih dan gejala-gejala geologi lainnya (seperti sesar, kontak intrusi, dll).

Penggunaan metoda magnetik didalam prospek geofisika adalah berdasarkan atas adanya anomali medan magnet bumi akibat sifat kemagnetan batuan yang berbeda satu terhadap lainnya. Alat untuk mengukur perbedaan kemagnetan tersebut adalah magnetometer.Gaya magnet (F) yang ditimbulkan oleh dua buah kutub yang berjarak (r) dengan muatan masing-masing (m₁)dan (m₂)

Sifat Umum Kemagnetan Batuan

Medan magnet bumi secara sederhana dapat digambarkan sebagai medan magnet yang ditimbulkan oleh batang magnet raksasa yang terletak didalam inti bumi, namun tidak berimpit dengan pusat bumi. Medan magnet ini dinyatakan dalam besar dan arah (vektor) dimana arahnya dinyatakan dalam deklinasi (penyimpangan terhadap arah utara-selatan geografis) dan inklinasi (penyimpangan terhadap arah horizontal).

Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian besar berasal dari dalam bumi (internal field) mencapai lebih dari 90%, sedangkan sisanya adalah medan magnet dari kerak bumi, yang merupakan target didalam eksplorasi geofisika, dan medan dari luar bumi (external field).Karena medan magnet dari dalam bumi merupakan bagian yang terbesar, maka medan ini sering juga disebut sebagai medan utama yang dihasilkan oleh adanya aktivitas di dalam inti bumi bagian luar (salah satu konsep adanya medan utama ini adalah dari teori dinamo).Mineral-mineral dengan sifat magnet yang cukup tinggi antara lain :

ï Oksida-oksida besi : FeO – Fe₂O₃ – TiO₂

ï Sulfida-sulfida dalam series troilite-phyrotit

Kerentanan (susceptibilities) Batuan

Kerentanan magnetik merupakan parameter yang menyebabkan timbulnya anomali magnetik dan karena sifatnya yang khas untuk setiap jenis mineral, khususnya logam, maka parameter ini merupakan salah satu subjek didalam prospek geofisika.

Telah diketahui bahwa adanya medan magnet bumi menyebabkan terjadinya induksi magnetik yang besarnya adalah penjumlahan dari medan magnet bumi dan magnet batuan dengan kerentanan magnetik yang cukup tinggi. Besaran ini adalah total medan magnet yang terukur oleh magnetometer apabila remanan magnetiknya dapat diabaikan.Setiap jenis batuan mempunyai sifat dan karakteristik tertentu dalam medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter kerentanan magnetik batuan atau mineralnya (k). Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus dari tiap jenis batuan atau mineral inilah yang melandasi digunakannya metoda magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika. Pada Tabel 1 dapat dilihat daftar kerentanan magnetik (k) beberapa jenis batuan dan mineral yang umum dijumpai.

Tabel 1 Kerentanan magnet dalam beberapa batuan dan mineral (Telford, 1990., dan Parasnis, 1973).

Tipe Batuan	Kerentanan (x 103)	Tipe Mineral	Kerentanan (x 103)
Dolomite	0 – 0.9	Graphite	0.1
Limestones	0 – 0.3	Quartz	-0.01
Sandstones	0 – 20	Rock salt	-0.01
Shales	0.01 – 15	Gypsum	-0.01
Amphibolite	0.7	Calcite	-0.001 – 0.01
Schist	0.3 – 3.0	Coal	0.02
Phyllite	1.5	Clays	0.2
Gneiss	0.1 – 25	Chalcopyrite	0.4
Quartzite	4.0	Siderite	1 – 4
Serpentine	3 – 17	Pyrite	0.05 – 5
Granite	0 – 50	Limonite	2.5
Rhyolite	0.2 – 35	Hematite	0.5 – 35
Dolorite	1 - 35	Chromite	3 – 110
Diabase	1 – 160	Ilmenite	300 – 3500
Porphyry	0.3 – 200	Magnetite	1200 – 19200
Gabbro	1 – 90
Basalts	0.2 – 175
Diorite	0.6 – 120
Peridotite	90 – 200
Andesite	160
Porfiri	0.22 – 210

Berdasarkan sifat magnetik yang ditunjukkan oleh kerentanan magnetiknya, batuan dan mineral dapat diklasifikasikan dalam :

ï Diamagnetik, mempunyai kerentanan magnetik (k) negatif dan kecil artinya bahwa orientasi elektron orbital substansi ini selalu berlawanan arah dengan medan magnet luar. Contohnya : graphite, marble, quarts dan salt.

ï Paramagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan kecil

ï Ferromagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan besar yaitu sekitar 10⁶ kali dari diamagnetik/paramagnetik.

Sifat kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh keadaan suhu, yaitu pada suhu diatas suhu Curie, sifat kemagnetannya hilang. Efek medan magnet dari substansi diamagnetit dan hampir sebagian besar paramagnetik adalah lemah.

2.4. Metoda Potensial Diri (Self Potential)

Metoda potensial diri pada dasarnya merupakan metoda yang menggunakan sifat tegangan alami suatu massa (endapan) di alam. Hanya saja perlu diingat bahwa anomali yang diberikan oleh metoda potensial diri ini tidak dapat langsung dapat dikatakan sebagai badan bijih tanpa ada pemastian dari metoda lain atau pemastian dari kegiatan geologi lapangan.

Karena pengukuran dalam metoda potensial diri diperoleh langsung dari hubungan elektrik dengan bawah permukaan, maka metoda ini tidak baik digunakan pada lapisan-lapisan yang mempunyai sifat pengantar listrik yang tidak baik (isolator), seperti batuan kristalin yang kering.

Potensial diri yang ada di alam dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

ï The small background potenstials, yang mempunyai interval (fraksi) sampai dengan puluhan mV. Potensial alami ini juga dapat bernilai minus.

ï Potensial mineralisasi, yang mempunyai orde dari ratusan mV sampai dengan ribuan mV.

Secara umum, peralatan yang digunakan pada metoda potensial diri ini terdiri dari elektroda, kabel, dan voltmeter. Elektroda yang digunakan terbuat seperti tabung panjang yang diisi dengan larutan CuSO₄ dengan porosnya terbuat dari dari tembaga. Tipe lainnya dikenal dengan elektroda Calomel yang diisi oleh KCl-HgCl₂ Voltmeter digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda.

2.5 Metoda Tahanan Jenis (Resistivity)

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah permukaan, yaitu dengan mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di bawah permukaan bumi. Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan elektromagnetik dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik secara alamiah (metoda pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (metoda aktif) dari permukaan.Dengan metoda elektrik (salah satunya tahanan jenis) mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan mengukur kembali potensial yang diterima di permukaan. Hanya saja perlu diingat bahwa untuk daerah dengan formasi yang bersifat isolator metoda elektrik ini tidak efektif.

 2.6 Metoda Seismik Refleksi

Tujuan utama dari suatu survei seismik refleksi adalah memberikan informasi mengenai geologi bawah permukaan. Metoda seismik refleksi ini dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

ï Seismik dangkal (shallow seismic reflection) yang umumnya digunakan dalam eksplorasi batu bara dan bahan tambang lainnya.

ï Seismik dalam yang umum digunakan untuk eksplorasi daerah prospek hidrokarbon.

Prinsip dasar dari metoda seismik pantul ini adalah pengiriman sinyal ke dalam bumi, dan karena adanya bidang perlapisan (bidang kontak) maka bidang tersebut dapat menjadi bidang pantul (reflektor).

Sinyal yang dikirim melalui alat peledak (S) direfleksikan oleh bidang reflektor oleh titik refleksi (R), dan sinyal yang dipantulkan direkam oleh detektor berupa geofon (G). Jika h adalah ketebalan lapisan, maka waktu (t) yang dibutuhkan oleh sinyal untuk sampai ke detektor

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2009.Artikel Pelajaran dan Pengetahuan  Eksplorasi Geofisika.htmwww.google.com (diakses pada tanggal 20 Juni 2016).

Anonim.2011.Eksplorasi geofisika - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.htmwww.google.com (diakses pada tanggal 20 Juni 2016).

Anonim.2012.Proses Sri Wahyu Widyaningsih, S.Pd., M.Pd.  Eksplorasi Geofisika.htmwww.google.com (diakses pada tanggal 20 Juni 2016).

Anonim.2013.Eksplorasi Geofisika Metode Resistivitas _ Survey Geolistrik,Alat Geolistrik,Training Geolistrik.htmwww.google.com (diakses pada tanggal 20 Juni 2016).