BAB IV EKSPLORASI GEOFISIKA
Dalam metode geolistrik ini yang diukur adalah tahanan jenis (resistivity ( resistivity)) dari batuan. Yang dimaksud dengan tahanan jenis batuan adalah tahanan yang diberikan oleh masa batuan sepanjang satu meter dengan luas penampang satu meter persegi kalau dialiri listrik dari ujung ke ujung, satuannya adalah Ohmm2/m atau disingkat Ohm-meter.Dalam cara pengukuran tahanan jenis batuan di dalam bumi biasanya dipakai sistem empat elektrode yang dikontakan dengan baik pada bumidua elektrode dipakai untuk memasukan arus listrik ke dalam bumi, disebut elektrode arus (current electrode) disingkat C, dan dua elektrode lainnya dipakai untuk mengukur voltage yang timbul karena arus tadi, elektrode ini disebut elektrode potensial atau “potential electode” disingkat P. P. 4.1 Metode Geolistrik
Dalam geofisika eksplorasi terdapat beberapa metode geofisika yang dapat dimanfaatkan untuk mempelajari sifat-sifat fisika dan struktur kerak bumi yang bertujuajn untuk mencari sumber daya alam. Salah satu metode geofisika tersbut diantaranya metode geolistrik. Umumnya, metoda ini baik untuk eksplorasi dangkal, sekitar 150 m. Metoda geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Parameter yang diukur dalam pengukuran geolistrik, diantaranya: potensial , arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa metoda geolistrik, yaitu: resistivitas (tahanan jenis), Induced Polarization Polarization (IP), Self Potensial (SP), magnetotelluric, dan lain-lain. Dalam metoda geolistrik resistivitas, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus, beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap
jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan bawah titik ukur. Pengukuran Geolistrik dengan menggunakan metode resistivitas bertujuan untuk menetapkan distribusi potensial listrik pada permukaan tanah. Hal tersebut secara tidak langsung juga merupakan penentuan resisitivitas lapisan tanah. Dalam metode geolistrik resistivitas arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus , beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda ber beda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis masing – masing lapisan dibawah titik ukur. Metoda geolistrik digunakan untuk eksplorasi mineral, reservoar air, geothermal, gas biogenik, kedalaman batuan dasar, dan lain-lain. 4.1.1 Konduksi secara elektronik .
Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik di alirkan dalam batuan atau mineral oleh elektronelektron bebas tersebut.Aliran listrik ini juga di pengaruhi oleh sifat atau karakteristik masing-masing batuan yang di lewatinya.Salah satu sifat atau karakteristik batuan tersebut adalah resistivitas (tahanan jenis) yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik.Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut menghantarkan arus listrik, begitu pula sebaliknya.Resistivitas memiliki pengertian yang berbeda dengan resistansi (hambatan), dimana resistansi tidak hanya bergantung pada bahan tetapi juga bergantung pada faktor geometri atau bentuk bahan tersebut, sedangkan resistivitas tidak bergantung pada faktor geometri. Jika di tinjau suatu silinder dengan panjang L, luas penampang A, dan resistansi R, maka dapat di rumuskan:
L R=ρ
Dimana :
R = Resistansi ρ = Resistivitas L = Panjang A = Luas
Di mana secara fisis rumus tersebut dapat di artikan jika panjang silinder konduktor (L) dinaikkan, maka resistansi akan meningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkan yang berarti luas penampang (A) berkurang maka resistansi juga meningkat. Di mana ρ adalah resistivitas (tahanan jenis) dalam Ωm. Sedangkan menurut hukum Ohm, resistivitas R dirumuskan :
= Sehingga didapatkan nilai resistivitas (ρ)
ρ = Namun banyak orang lebih sering menggunakan sifat konduktivitas (σ) batuan yang merupakan kebalikan kebalikan dari resistivitas (ρ) dengan satuan mhos/m.
σ = 1 = = ( ) ( ) = ( ) Di mana J adalah rapat arus (ampere/m 2 ) dan E adalah medan listrik (volt/m).
4.1.2 Konduksi secara elektrolitik .
Sebagian besar batuan merupakan konduktor yang buruk dan memiliki resistivitas yang sangat tinggi.Namun pada kenyataannya batuan biasanya bersifat porus dan memiliki pori-pori yang terisi oleh fluida, terutama air.Akibatnya batuan-batuan tersebut menjadi konduktor elektrolitik, di mana konduksi arus listrik dibawa oleh ion-ion elektrolitik dalam air.Konduktivitas dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dan susunan pori-porinya. Konduktivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, dan sebaliknya resistivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan berkurang. Menurut rumus Archie: Archie:
ρ e = ∂ ϕ-m S-n ρw di mana ρe adalah resistivitas batuan, φ adalah porositas, S adalah fraksi pori- pori pori yang berisi air, dan ρw adalah resistivitas air. Sedangkan a, m, dan n adalah konstanta.m disebut juga faktor sementasi. Untuk nilai n yang sama, schlumberger menyarankan n = 2. 4.1.3
Konduksi secara dielektrik .
Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik, artinya batuan atau mineral tersebut mempunyai elektron bebas sedikit, bahkan tidak sama sekali. Elektron dalam batuan berpindah dan berkumpul terpisah dalam inti karena adanya pengaruh medan listrik di luar, sehingga terjadi poliarisasi. Peristiwa ini tergantung pada konduksi dielektrik batuan yang bersangkutan, contoh contoh : mika. 4.1.4
Konfigurasi Geoolistrik
Metode resistivitas pada dasarnya adalah pengukuran harga resistifitas (tahanan jenis) batuan. Prinsip kerja metode ini adalah dengan menginjeksikan
arus ke bawah permukaan bumi sehingga diperoleh beda potensial, yang kemudian akan didapat informasi mengenai tahanan jenis batuan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan keempat elektroda yang disusun sebaris, salah satu dari dua buah elektroda yang berbeda muatan digunakan untuk mengalirkan arus ke dalam tanah,dan dua elektroda lainnya digunakan untuk mengukur tegangan yang ditimbulkan oleh aliran arus tadi, sehingga resistivitas bawah permukaan dapat diketahui. Resistivitas batuan adalah fungsi dari konfigurasi elektroda dan parameter-parameter listrik batuan.Arus yang dialirkan didalam tanah dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC) berfrekuensi rendah.Untuk menghindari potensial spontan, efek polarisasi dan menghindarkan pengaruh kapasitansi tanah yaitu kecenderungan tanah untuk menyimpan muatan maka biasanya digunakan arus bolak balik yang berfrekuensi rendah. a. Konfigurasi wenner
Jenis
konfigurasi
Wenner
termasuk
resistivitas
sounding,
konsepnya antara lain.: a. pengukuran untuk memperoleh informasi mengenai variasi resistivitas secara 2-D atau 3-D b. resistivity-mapping dg variasi spasi elektroda cukup banyak (n >>) c. aspek akuisisi data otomatis + pemodelan data (inversi). Pengukuran menggunakan konfigurasi elektroda Wenner dilakukan dengan memindahkan masing-masing elektroda sesuai dengan aturan konfigurasi yang digunakan. Dari pengukuran dapat diperoleh nilai resistivitas
semua
dengan
melakukan
perhitungan
menggunakan
persamaan:
∆
ρα = k
dimana k adalah faktor geometri, untuk konfigurasi Wenner dihitung dengan persamaan: k = 2πα
k sedangkan untuk faktor geometri konfigurasi Schlumberger dihitung dengan persamaan:
[ − ] k=π 2 Pada konfigurasi elektroda Wenner, kedua elektroda arus diletakkan di luar elektroda potensial. Jarak antar elektroda elektroda mempunyai jarak yang sama panjang sebesar a. (Gokdi, 2012).
Gambar : Tabel referensi nilai resistivitas batuan
4.2
Akusisi Data
Pertama dilakukan yaitu mempersiapkan alat yang akan digunakan dalam percobaan ini. Kemudian pasang meteran pada daerah yang akan digunakan untuk lintasan pengukuran, kemudian patok pada setiap ujungnya. Setelah itu, pasang elektroda arus (C1C2) dan elektroda potensial (P1P2) dengan spasi 4 meter diawali dengan jarak terdekat yang telah disiapkan pada tabel pengukuran. Kemudian untuk pengukuran yang kedua dan seterusnya memindahkan elektroda arus dan elektroda potensial yang dilakukan secara bersama-sama dengan jarak yang sama pada setiap elektroda. Setelah itu, accu 12 volt ke resistivitimeter dan sambungkan capit dari resistivitimeter ke setiap elektroda. Kemuadian setelah semua tersambung selanjutnya mengambil data yaitu catat arus (I) dan beda potensial (V). Dalam pengambilan data adapun peralatan yang digunakan adalah :
Resistivity meter, Untuk mengukur nilai tahanan jenis
4 buah elektroda, 2 elektroda buah arus dan 2 buah elektroda potensial,Sebagai penginjeksi arus
ACCU, Sebagai sumber energi listrik
Kabel Listrik, Sebagai alat penghantar listrik
GPS, Untuk mengambil koordinat dan data topografi
Kalkulator dan alat tulis menulis, Sebagai alat ala t untuk menghitung data dan alat untuk menulis
Roll Meter, Digunakan untuk mengukur jarak
Kamera, untuk mengambil foto pengukuran dilapangan
Tabel Data, untuk menulis data hasil pengukuran dilapangan.
Software Res2Dinv Software Res2Dinv dan Excel, dan Excel, untuk mengolah data yang didapatkan
Patok Besi / Tembaga, Sebagai penanda jarak.
4.3
Pengelolaan data 4.3.1 Lokasi Penelitian
Tempat
penelitian
berada
di
Daerah
Poboya Kec.Mantikulore Kota
Palu Sulawesi Tengah, yang dapat akses dengan menggunakan sepeda motor atau mobil dengan waktu yang yang di butuhkan butuhkan ± 20 20 menit.Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 27 sampai dengan 28 April April 2017.
Gambar : Peta Lintasan Pengukuran Geolistrik A. Data Geologi
Poboya terletak pada Mandala Tengah berdasarkan dari peta struktur litotektonik (Sompotan, 2012). Berdasarkan struktur litotektonik, Sulawesi dan pulau-pulau sekitarnya dibagi menjadi empat, yaitu ; Mandala barat (West & North Sulawesi Volcano-Plutonic Arc) sebagai jalur magmatic yang merupakan bagian ujung timur paparan sunda, Mandala tengah (Central Sulawesi Metamorphic Belt) berupa batuan malihan yang di tumpangi batuan bancuh
sebagai bagian dari blok Australia, Mandala timur (East Sulawesi Ophiolite Belt) berupa ofiolit yang merupakan segmen dari kerak samudra berimbrikasi dan batuan sedimen berumur Trias-Miosen Trias -Miosen dan yang keempat adalah Fragmen Benua Banggai-Sula-Tukang Besi, kepulauan paling timur dan tenggara Sulawesi yang merupakan pecahan benua yang berpindah kea rah barat karena strike-slip faults dari New Guinea (Sompotan, 2012). Salah satu yang menarik dari endapan mineralisasi tersebut adalah mineralisasi
emas
pada
daerah
Poboya,
Kota
Palu,
Sulawesi
Tengah.
Ketidakhadiran dari batuan vulkanik dan subvulkanik yang biasanya berasosiasi dengan sistem epitermal seperti Endapan Emas Hishikari, Jepang dan Endapan Emas Champagne Pool, New Zeland (Corbett dan Leach, 1997), menjadi daya tarik untuk melakukan penelitian di daerah ini. Saat ini Poboya merupakan salah satu daerah kontrak karya P.T. Citra Palu Mineral (PT CPM). Mineralisasi emas yang terjadi pada daerah Poboya termasuk mineralisasi epitermal sulfidasi rendah (Wajdi et al ., ., 2011). Secara regional, mineralisasi tersebut berasosiasi dengan sesar Palu yang berarah sinistral (Wajdi et al ., ., 2011). P.T. CPM telah melakukan penelitian pada daerah prospek Poboya yang kemudian dipublikasikan pada tahun 2011 dalam jurnal yang berjudul “ Metamorphic Hosted Low Sulphidation Epithermal Gold System at Poboya,Central Sulawesi: A General Descriptive”. Descriptive” . Namun dari penelitian tersebut belum membahas secara detil tentang alterasi, mineralisasi hingga inklusi fluida untuk mengetahui temperatur pada saat mineralisasi terbentuk, guna mengetahui karakteristik jenis endapan yang berada pada daerah Poboya. Hal inilah yang mendasari mengapa penelitian ini penting dilakukan.
Intrepetasi data berdasarkan beberapa lapisan batuan yang tersusun di daerah Poboya :
ALUVIAL
Material berupa batuan sedimen tak terkonsolidasi dengan kedalaman sekitar 0-2,7 meter dengan ketebalan sekitar 2 meter dan nilai Tahanan jenis yang diindikasi sebesar 1,94 hingga hingga 56,0 Ωm, keterdapatan aluvial memang di dapati dilapangan dengan ketebalan relatif sama karena profil lintasan berada di pinggir sungai.
KONGLOMERAT
Material berupa batuan sedimen tak terkonsolidasi dengan kedalaman sekitar 3 – 3 – 9,95 9,95 meter dengan ketebalan sekitar 7 meter dan nilai Tahanan jenis yang diindikasi sebesar 56,0 hingga 1615 Ωm, adanya kongmerat sesuai dengan kenapakan lapangan yang berada di sebelah lereng bukit, dimana diduga konglomerat tersebut merupakan hasil transportasi dari tempat yang lebih tinggi.
GRANIT
Berupa batuan beku asam/intermedite dengan kedalaman sekitar 9,95 – 9,95 – 15,8 meter dengan ketebalan sekitar 6 meter dan nilai Tahanan jenis yang diindikasi sebesar 1615 hingga 4953 Ωm, dengan nilai resistivity yang relatif tinggi, diindikasikan bahwa material masive, dan didapati intrusi tipe sill yang terdapat pada sungai, dan menjadi acuan penentuan.
Gambar : Tipikal Penampang Prospek Mineralisasi Blok Poboya
B. Data Geofisika (Geolistrik)
Pengambilan data dilakukan di satu lintasan dengan titik koordinat yaitu, LS : 00°51'53,5"BT : 119°56'41,0" dan LS : 00°51'53,0"BT 00°51'53,0"BT : 119°56'43,8" dengan dengan panjang lintasan 96 meter dan jarak antar patok 4 meter dan total patok 24 buah. Setelah dilakukan pengambilan data geolistrik di lapangan menggunakan metode konfigurasi Wenner, selanjutnya data diolah dengan menggunakan software Res2Dinv Res2Dinv untuk mendapatkan 2 dimensi kontur resistivitas dari lapisan bawah permukaan:
Pseudosection restivitas semu, kalkulasi resitivitas semu, inversi Gambar : Pseudosection restivitas resistivitas.
Interpretasi
2
Gambar : Interpretasi penampang Res2DInv penampang Res2DInv
Pada lintasan ini nilai resistivitas sebesar 1,94-4963 Ωm. Berdasarkan dari tabel nilai resistivitas material-material bumi dan keadaan litologi lapangan pada lintasan ini di perkirakan terbagi atas 3 batuan penyusun. Lapisan paling atas dengan resistivitas 1,94 -5,95 Ωm di perkirakan lapisan Top Soil dengan kedalaman ± 0 – 2,7 m, Lapisan tengah dengan resistivitas 18,2 – 527 Ωm diperkirakan lapisan alluvial dengan kedalaman ± 2,7 – 9,95 m, Lapisan bawah dengan resistivitas 1615 – 4953 Ωm di perkirakan ialah lapisan batuan Granit dengan kedalaman 9,95 – 9,95 – 15,8 15,8 m.
4.3.2 Kesimpulan
Hasil penafsiran Nilai Tahanan Jenis Material yang terdapat pada Lintasan Geolistrik
dengan
menggunakan
Konfigurasi
Resistivitas terendah yaitu 1,94 – 4953
Elektroda
Wenner
dengan
Ωm. Dengan Lintasan geolistrik
terbentang sepanjang 100 m, dengan kedalaman maximum 15.8 m, didapati tiga jenis litologi berupa satuan Aluvial, Konglomerat, Granit, Berdasarkan data tersebut
disimpulkan Lintasan Geolistrik kedalaman 15m, 15m, bukan merupakan
daerah teralterasi. Karena belum dijumpai batuan host pembawa sulfida yaitu batuan metamorf, hal ini disebabkan oleh beberapa hal yaitu, medan yang tidak memungkinkan untuk membentangkan panjang lintasan secara maksimum, kesesuaian kofigurasi yang digunakan, peralatan yang mengelami gangguan selama pengukuran, waktu pengambilan pengambilan data hingga hingga malam hari, dan operator dan seluruh pengambilan data dilakukan oleh pemula, sehingga cenderung mengalami kesalahan.
Lampiran Gambar di Lokasi Penelitian
Gambar : Log menampakan materil aluvial
Gambar : Intrusi granit tipe sill di pinggirsungai
Gambar : Pengambilan Data Geolistri
granit
Gambar : Log menampakan materil
