Pengolahan Data Conductivity Meter (CM) Pada Intrusi Diabas Daerah Karangsambung, Jawa Tengah 1. Tinjauan Pustaka
Pengertian Elektromagnetik
Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Sedangkan sumber-sumber yang digunakan dalam pengukuran tersebut diantaranya ada- lah gelombang elektromagnetik, getaran, sifat kelistrikan, sifat kemagnetan, dan lainlain. Metode EM adalah salah satu metode geofisika untuk mengetahui anomali di bawah permukaan yang memanfaatkan sifat medan magnet dan medan listrik (Buttler, 2010). Survei elektromagnetik (EM) pada dasarnya diterapkan untuk mengetahui respons bawah permukaan menggunakan perambatan gelombang elektromagnetik yang terbentuk akibat adanya arus bolak-balik dan medan magnetik. Medan elektromagnetik primer dihasilkan oleh arus bolak-balik yang melewati sebuah kumparan yang terdiri dari lilitan kawat. Respons bawah permukaan berupa medan elektromagnetik sekunder dan resultan medan terdeteksi sebagai arus bolak-balik yang menginduksi arus listrik pada koil penerima ( receiver ) sebagai akibat adanya induksi elektromagnetik. Jenis-jenis Metode Elektromagnetik Metode elektromagnetik yang digunakan umumnya terbagi menjadi 2, yaitu metode pasif dan metode aktif. Metode elektromagnetik pasif menggunakan sumber gelombang elektromagnetik yang berasal dari alam, contoh dari metode elektromagnetik ini antara lain Metode ektromagnetik VLF (Very (Very Low Frequency) Frequency ) dan Metode Elektromagnetik Magnetotelurik. Sedangkan metode elektromagnetik aktif, menggunakan sumber gelombang elektromagnetik buatan yang di pancarkan
oleh transmitter ,
Conductifitymeter (CM).
salah
satu
contohnya
adalah
metode
CM (Conductivity (Conductiv ity Measurement Depth)
CM adalah salah satu instrument dari metode elektromagnetik yang mengukur
sifat
konduktivitas
material
bawah
permukaan
bumi
yang
meliputi batuan, soil, air tanah dan material lainnya yang terkubur di bawah permukaan bumi. Metode ini bersifat pasif, yaitu energi yang digunakan telah ada secara alamiah di alam. CM dari GF instrument merupakan salah perangkat dari metode Elektromagnetik yang memiliki prinsip kerja membangkitkan gelombang elektromagnetik sebagai konduktiviti meter dengan menggunakan frekuensi tetap dan jarak koil yang terpisah sejauh 3,66 meter. Perangkat ini dioperasikan dengan tenaga 8 sel alkalin C yang mampu bertahan 15 hingga hingga 30 jam. Pada kedua ujung terpisah sejauh 3,66 meter terdapat transmitter dan transmitter dan sebuah receiver (Frohlich, (Frohlich, 1986).
Hubungan Metode CM Terhadap Tanah
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dengan melakukan akuisisi data menggunakan satu GF instrument (Conductivity Meter) guna memperoleh nilai konduktivitas bawah permukaan berkisar 2-5 meter. Konduktivitas tanah jenuh selalu lebih tinggi dari konduktivitas dari tanah tak jenuh. Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu pada tanah jenuh pengaruh-pengaruh gaya gravitasi jauh lebih dominan dibandingkan pada tanah tak jenuh dan ukuran pori-pori pada tanah jenuh lebih besar dari pori-pori tanah tak jenuh.
2. Metode Penelitian Survei metode elektromagnetik (EM) diterapkan untuk mengetahui respon bawah permukaan menggunakan perambatan gelombang elektromagnetik. el ektromagnetik. Medan magnet primer dihasilkan oleh arus bolak-balik yang melewati sebuah kumparan yang berbentuk lilitan kawat (koil Transmitter, Tx). Medan ini akan menginduksi lapisan konduktif yang berada di bawah permukaan tanah. Interaksi antara medan magnet primer dan lapisan koduktif akan membangkitkan arus Eddy di dalam lapisan ini. Kemunculan arus Eddy akan membangkitkan medan magnet skunder
dari lapisan konduktfif ke segala arah. Pada koil receiver (Rx) kedua jenis medan ini akan terdeteksi. Resultan medan terdeteksi sebagai arus bolak-balik yang menginduksi arus listrik pada koil receiver
Gambar 1. Mekanisme Induksi Elektromagnetik
Gambar 2 : Induksi medan elektromagnetik Sumber: Kearey (2002)
Survey EM-Conductivity biasanya digunakan untuk menemukan dan memetakan objek yang berada di lapisan dangkal seperti patahan, landfill , plums dan lain-lain. Metode ini juga dapat dimanfaatkan untuk menemukan objek bawah tanah seperti tangki, pipa, intrusi air laut dan studi konduktivitas tanah. Metode akuisisi EM-Conductivity terbagi menjadi 2 metode akusisi, yang pertama adalah metode akuisisi data vertical loop coplanar (VCP) dan metode horizontal loop coplanar (HCP). Tiap metode memiliki kemampuan penetrasi yang berbeda. Hal ini disebabkan : jarak antara antenna transmitter dan antenna receiver telah disetting konstan.
Pada metode VCP koil dihadapkan tegak lurus dengan arah permukaan tanah sehingga kedalaman maksimum yang dapat diterobos oleh gelombang EM hanya berjarak 3m dari permukaan tanah. Pada metode horizontal loop coplanar (HCP) koil diposisikan sejajar dengan permukaan tanah sehingga medan EM yang terbentuk bergarak tegak lurus terhadap muka tanah. Pada metode ini kedalaman maksimum yang dapat dijangkau oleh medan EM adalah 6m dari permukaan tanah. Karena spasi data yang digunakan dalam survey ini sangat rapat (3m), maka data konduktivitas yang diperoleh dari lapangan (konduktifitas semu) langsung diinterpretasi tanpa dilakukan inversi.
Metodologi Pengukuran conductifitymeter (CM) dilakukan menggunakan alat CM 310.Proses kerja dari instrumen CDM (Electromagnetic Conductivity Meter) ini yaitu dengan mengirim sinyal berupa gelombang elektromagnetik baik yang dibuat sendiri maupun yang berasal dari alam melalui suatu transmitter (Tx), material bawah permukaan bumi merespon gelombang elektromagnetik tadi dan menginduksi arus eddy. Gelombang S (sekunder) yaitu induksi medan magnet terhadap arus eddy. Kemudian, di permukaan, gelombang S yang datang ini di terima oleh reciever (Rx) secara langsung dari pemancar. Arus Eddy berbanding lurus dengan konduktivitas batuan. Sehingga dalam pengukuran arus eddy, secara tidak langsung mendapatkan nilai konduktivitas batuan. Instrumen CDM (Electromagnetic Conductivity Meter) mengukur sifat kondiktivitas material bawah permukaan bumi yang meliputi soil, air tanah, batuan, dan material lainnya yang terkubur bawah permukaan bumi, Pada tujuan pengukuran kali adalah untuk mengetahui batas antara intrusi batuan diabas dan batuan pasir, dimana batas batuan tersebut dapat terlihat dari perbedaan nilai konduktifitas yang diperoleh.
Wilayah Pengukuran
Gambar : wilayah pengukuran pada google earth
3. Pengukuran Conductifity Meter Tahapan pengukuran adalah sebagai berikut :
a. Medan EM primer dihasilkan dengan melewatkan arus AC melalui kumparan kawat (transmitter ). b. Medan EM yang dihasilkan akan merambat di atas dan di bawah permukaan. c. Jika ada material konduktif di bawah permukaan, komponen magnetik dari gelombang EM menginduksi arus eddy (AC) di dalam konduktor. d. Arus eddy menghasilkan medan EM sekunder yang terdeteksi oleh penerima. e. Penerima juga mendeteksi medan primer (medan yang terdeteksi adalah kombinasi dari medan primer dan sekunder yang memiliki fase dan amplitudo berbeda). f. Setelah kompensasi pada bidang utama (yang dapat dihitung dari posisi relatif dan orientasi dari kumparan), baik besaran dan fase relatif bidang sekunder dapat diukur. g. Resultan dari medan primer dan sekunder memberikan informasi tentang geometri, ukuran dan sifat listrik dari konduktor bawah permukaan.
4. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Data Lapangan
Pengolahan Data Excel (Conductifity dan In Phase)
Grafik Conductivity vs Inphase
Peta Conductivity
Surfer
Analisa
Kesimpulan
Selesai
Gambar : Diagram alir penelitian
Peta In Phase
Pengambilan Data Alat-Alat Yang Digunakan
1. Transmiter (pemancar) 2. Reciver (penerima) 3. Display 4. Kabel data 5. Bolt holder 6. Pengait 7. Meteran 8. GPS
Langkah Kerja Pengambilan Data
Informasi Geologi
Mulai
Studi Literatur
Menentukan Lintasan
Mempersiapkan Alat yang akan digunakan
Akusisi Data
Conductivity, In-Phase
Selesai
Gambar : Diagram Alir Pengambilan Data
Tabel Data Data Conductivity Meter 1. Data Kelompok 2
Lintasan 1 no
koordinat long (X)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
353304
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
Elevasi
IF
SZ
latt (Y)
9166367
9166370
9166373
9166376
9166379
9166382
9166385
9166388
9166391
9166394
9166397
rata-rata IF
125
123
123
123
123
124
130
129
126
125
124
3665
67,2
3045
70
2587
72,1
3509
68,5
3045
70,3
2510
72,8
2661
71,5
2064
75,7
1688
67,7
3509
68,4
3044
70,5
2509
73,5
3665
67,5
3197
67,8
2659
71,7
3582
66,6
2878
68,6
2492
70
3594
71,2
3134
74,2
2683
76,4
3517
72,1
3135
73,9
2684
77,5
3522
75,3
2996
79,2
2487
85,2
3524
76
2998
79,9
2489
85,7
3679
77,3
SZ
30,99
69,76667
30,21333
70,53333
21,37667
71,63333
30,20667
70,8
31,73667
69
29,84
68,4
31,37
73,93333
31,12
74,5
30,01667
79,9
30,03667
80,53333
31,16333
82,8
12
13
14
15
16
17
18
19
20
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
9166400
9166403
9166406
9166409
9166412
9166415
9166418
9166421
9166424
124
123
123
123
116
115
115
113
112
21 353303 22
23
24
353303
353303
353303
9166427 9166430
9166433
9166436
111 111
107
105
3085
82,9
2585
88,2
3550
79,8
3182
82,7
2824
87,3
3611
80,6
3245
85,4
2819
90,8
3688
82,3
3253
87,5
2833
93,7
3757
78
3240
84,2
2809
89
3641
95,2
2977
106
2394
102,3
3257
105,3
2117
115,6
2236
130
3850
89,1
3373
100
2985
107,1
3713
95
3243
101,7
2865
110
3508
98
3048
104,2
2281
113,2
3910
79
3426
95,5
2958
110,5
3493
92,6
2632
109,1
2286
116,7
3545
86,4
2771
95,4
1852
117,2
2279
107,4
1094
118,4
1613
109,7
31,85333
83,26667
32,25
85,6
32,58
87,83333
32,68667
83,73333
30,04
101,1667
25,36667
116,9667
34,02667
98,73333
32,73667
102,2333
29,45667
105,1333
34,31333
95
28,03667
106,1333
27,22667
99,66667
16,62
111,8333
25
26
27
28
29
30
31
353303
353303
353303
353303
353303
353303
353303
9166439
9166442
9166445
9166448
9166451
9166454
9166457
103
96
94
93
91
90
90
3840
82,2
3270
91,8
2794
98,8
3702
88,1
3012
99,7
2627
105,8
3843
84,4
2814
101,9
2276
115,7
3862
84,5
3381
101,4
2810
111,8
3860
88
3380
107,4
2801
116,3
3790
97,5
3238
112,4
2653
118,7
3710
93,8
3232
101,4
2734
11,2
33,01333
90,93333
31,13667
97,86667
29,77667
100,6667
33,51
99,23333
33,47
103,9
32,27
109,5333
32,25333
68,8
Lintasan 2 no
1
2
3
4
5
6
koordinat long (X)
latt (Y)
353259
9166444
353259
353259
353259
353259
353259
9166447
9166450
9166453
9166456
9166459
Elevasi
102
102
103
103
104
105
IF
SZ
1369
64,4
1364
62,5
1362
62,1
2714
98,4
1940
112,3
1599
116
3339
90,3
2858
98
2474
105,3
3842
77,1
3345
91,7
2613
109,9
3771
86,4
3347
92,9
3912
75,4
3269
90,7
rata-rata IF
SZ
13,65
63
20,84333
108,9
28,90333
97,86667
32,66667
92,9
36,76667
84,9
33,23333
90,33333
7
8 9
353259
353259 353259
9166462
9166465 9166468
105
106 106
2858
97
3843
83,3
3418
92,2
3007
97,2
1462
92,2
1459
90,6
1459
91,3
3842
82,9
3415
91,9
2936
97,4
26,29
93,86667
22,53333
88,26667
31,755
95,56667
25,63333
100,3333
34,57
92,06667
34,48333
94,83333
33,36667
85,83333
34,10333
86,2
33,67
83,4
29,98667
93,9
32,66333
82,6
33,59333
79,33333
36,52333
71,06667
97,4 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
353259
353259
353259
353259
353259
353259
353259
353259
353259
353259
9166471
9166474
9166477
9166480
9166483
9166486
9166489
9166492
9166495
9166498
107
107
108
108
109
109
110
110
110
111
3042
76,9
2740
101,9
1908
122,2
3917
79,8
3428
94,8
3026
101,6
3915
95,3
3488
90,1
2942
99,1
3838
74,2
3330
88,9
2842
94,4
3839
75
3407
89,4
2985
94,2
3912
62,3
3336
91,1
2853
96,8
3765
80,4
2778
97,1
2453
104,2
3832
76
3236
83,6
2731
88,2
3905
67,7
3603
81,9
2570
88,4
3980
56,3
3601
77,1
3376
79,8
20
21
22
23
353259
353259
353259
353259
9166501
9166504
9166507
9166510
112
112
112
112
3981
57
3384
50,8
3017
85
1331
26,2
1312
29,2
2958
110,5
1297
26,4
3275
69,3
2578
72,4
2578
72,4
2200
74,5
34,60667
64,26667
18,67
55,3
23,83333
56,03333
23,89
73,45
5. Grafik Hasil Pengukuran Lintasan 1
Grafik IF dan SZ terhadap jarak 140 120 100 80
IF
60
SZ
40 20 0 0
5
10
15
20
25
30
35
Gambar 2 : Grafik Konduktivitas dan Imphase terhadap Jarak Pengukuran pada Lintasan 1
Lintasan2
Grafik IF dan SZ terhadap jarak 120 100 80 60
IF
40
SZ
20 0 0
5
10
15
20
25
Gambar 2 : Grafik Konduktivitas dan Imphase terhadap Jarak Pengukuran pada Lintasan 2
6. Kontur Lintasan Pengukuran
Gambar 3 : Sebaran nilai conductifity dan lintasan pengukuran pada daerah Karangsambung, Jawa Tengah
Gambar 4 : Sebaran nilai imphase dan lintasan pengukuran pada daerah Karangsambung, Jawa Tengah
Gambar 5 : Perbandingan nilai sebaran Conductifity, Imphase serta lintasa n pengukuran pada daerah Karangsambung, Jawa Tengah
Analisa :
Pada pengukuran nilai conductifity dan nilai Inphase yang dilakukan pada daerah intrusi batuan diabas dan dilakukan pengukuran sebanyak 2 lintasan pada masing masing kelompok dengan total sebanyak 10 lintasan yang di harapkan dapat mengcover wilayah intrusi diabas, sehingga dapat diperoleh output batas antara intrusi batuan diabas dan batuan pasir yang ada disekitarnya. Kelompok 2 melakukan pengukuran Conductifity di lintasan yang berbeda dari lintasan yang telah di tentukan, pada awalnya plot lintasan pengukuran kelompok 2 berada di +-20 meter lebih naik dari lintasan yang diukur, namun dikarenakan ada faktor lapangan yang tidak memungkinkan untuk dilakukan pengukuran conductifity,maka lintasan pengukuran digeser ke bawah yang berada dekat dengan lintasan kelompok 4 (pada peta kontur di lambangkan dengan huruf D). Kondisi pengukuran di lapangan cukup terjal. Pada sekitar pengukuran titik ke-9 dan seterusnya lintasan melewati persawahan dengan bentuk tanah terasering (tanah terasering merupakan konservasi tanah dan air yang secara mekanis dibuat untuk memperkecil kemiringan lereng) dengan ketinggian antar tingkat terasering +- 1 meter. Hal tersebut menyebabkan proses pengukuran dilakukan dengan lebih hati-hati mengingat alat conductifity meter memiliki panjang koil dari receiver ke transmiter sebesar 3,66 m. Pada peta kontur hasil pengkuran terlihat bahwa intrusi diabas terletak pada wilayah dengan kontur yang cukup rapat, dengan kata lain wilayah tersebut cukup terjal. Kontur yang cukup rapat tersebut di sebabkan oleh perubahan nilai conductivitas yang cukup significan dengan wilayah sekitarnya dimana nilai conductivitas batuan beku bernilai kecil hal tersebut menyebabkan pada peta kontur digambarkan dengan kontur yang rapat.
Hasil kontur conductifity dan inphase sama-sama menunjukan lokasi intrusi diabas yang terlihat berwarna ungu dengan rentang nilai skala conductifity dan inphase yang kecil,batuan diabas merupakan batuan beku. Jika dibandingkan dengan batuan lainya seperti batuan sedimen atau metamorf, batuan beku memiliki nilai resistivitas (resisitivitas pada batuan merupakan kemampuan suatu batuan untuk menghantarkan arus listrik) yang cukup tinggi,hal ini dapat terlihat pada tabel resistivitas (Tabel 1)
Tabel 1. Resistivitas Batuan Beku dan Metamorf (Telford, dkk., 1976). Nilai Konductifitas dan resistivitas berbanding terbalik
Daftar Pustaka CM
6 J.M. Reynolds, An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, John Wiley & Sons Ltd, England (1997) P. Kearey, M. Brooks, dan I. Hill, An Introduction to Geophysical Exploration, Edisi ke-3. Blackweell Science Ltd., Malden (2002) W.N. Telford, L.P. Geldard, R.E. Sherrif, dan D.A. Keys. Applied Geophysics, Cambridge University Press, Cambridge (1976)
Belum edit Elektromagnetik Conductivity Meter Metode EM (Elektromagnet) merupakan salah satu metode geofisika yang bersifat pasif, dimana energi yang dibutuhkan telah ada terlebih dahulu atau alami. Salah satu instrumen elektromagnetik adalah CMD (Electromagnetic Conductivity MeterGeo Model Inc. sudah memprakarsai sejumlah survei konduktivitas secara luas menggunakan instrumen elektromagnetik (CDM) untuk bermacam-macam keuntungan, antara lain: · Cepat dan akurat. · Bersifat portable (alatnya sangat mudah dibawa di sekitar lokasi dan digunakan untuk berbagai macam tujuan penelitian) · Cost effective (Biayasurveiterjangkau). Instrument CMD ini sering digunakan untuk mencari material metal (drum dan tangki penyimpan fluida) yang terkubur, bidang arkeologi (pencarian situs - situs purbakala). Mengamati perkembangan lingkungan (mendeteksi limbah cair / pencemaran). Digunakan dalam bidang pertambangan (eksplorasi mineralmineral logam) Penjalaran gelombang elektromagnetik bias terjadi melalui dua cara yakni horizontal dipole dan vertical dipole. Pada penelitian metode EM - Conductivity menggunakan CMD (Elektromagnetic Conductivity Meter) ini menjalarkan gelombang secara vertical dipole, berikut ilustrasi penjalaran gelombangnya. Gambar II. 3 Penjalaran Gelombang Elektromagnetik (Vertikal dipole) Sedangkan persamaan untuk harga konduktivitas dapat diperoleh dari: BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN III.1. Diagram Alir Pengolahan data CMD Gambar .4. Diagram alir pengolahan data CMD III.2. Tabel Pengolahan Data Tabel.2. Pengolahan data CMD III.3. Pembahasan dan Analisa Gambar III.1 Grafik conductivity VS MA conductivity Grafik diatas merupakan hasil pengolahan data yang diperoleh dari hasil pengukururan menggunakan metode CMD yang menunjukan nilai konduktivitas yang diperoleh dilapangan (konduktivitas) dan yang telah dikalkulasi (Ma konduktivitas). Terlihat perbedaan yang relative sama antara kurva conductivity dan kurva Ma conductivity,akan tetapi setelah dilihat grafik ma konduktivitas itu merpakan hasil dari smooting dari konduktivitas. nilai maksimum konduktivitas =80,95% yang berada pada jarak 710 m, sedangkan nilai minimum=13% pada jarak 250 m, dan nilai maksimum Ma konduktivitas = 77,575% pada lintasan 710 m, sedangkan nilai minimum= 12,95% pada jarak 250 m. III.3.2 grafik inphase VS ma inphase Gambar III.2 Grafik inphase VS MA inphase Grafik diatas merupakan hasil pengolahan data in phase yang ditunjukan dengan warna biru dan Ma in phase yang
ditunjukan dengan warna merah, diperoleh dari pengukuran CMD, terlihat fluktuasi antara in phase maupun ma in phase, ini dikarenakan ma inphase merupaka hasil dari smooting inphase. Pada titik pengukuran ini diperoleh nilai maksimum in phase = 4,28 % pada jarak 580 m, sedangkan nilai minimum= - 9.03% pada jarak 250 m, dan nilai maksimum ma in phase = 4.28 % pada jarak 580 m ,sedangkan nilai minimum=-6,8% pada jarak 250m. III.3.3 Grafik ma inphase VS ma konduktivitas Gambar III.3 Grafik MA inphase VS MA Conductivity Grafik diatas merupakan hasil pengolahan data ma inphase dan ma konduktivitas yang diperoleh dari diperoleh dari pengukuran CMD dan telah dihitung sehingga didapat seperti grafik diatas, terlihat fluktuasi antara ma in phase dan ma konduktivitas pada grafik ini terlihat seperti didalam lingkaran tersebut bahwa disana diduga adanya anomali, karena konduktivitas itu berbanding terbalik dengan ma inphase namun pada lingkaran tersebut ma inphase dan ma conductivity berbanding lurus. Pada jarak 150 – 200 m dan pada jarak 680 – 800 m diduga terdapat indikasi anomali dikarena kan grafik ma inphase berbanding lurus dengan grafik ma conductivity. III.3.4 Peta MA Inphase Gambar III.1 Peta MA Inphase Pada peta in phase didapatkan variasi nilai in phase pada darah penelitian, dimana nilai in phase minimal ditunjukan dengan warna ungu dengan nilai -80, sedangkan nilai in phase maksimal ditunjukan dengan warna merah dengan nilai 28. Pada peta in phase dapat dilihat didominasi oleh warna merah yang memiliki nilai 12 – 20. Pada peta ini didominasi dengan nilai inphase yang sedangyang di tunjukkan dengan warna kuning. Kemudian pada koordinat x : 463400 – 463600 dan Y : 9140600 memiliki nilai in phase yang rendah yang ditunjukkan dengan warna ungu. Kemudian yang pada lintasan yang ditandai tersebut bisa dikorelasikan terhadap fluktuasi nilainya pada grafik. III.3.5 Peta MA Conductivity Gambar III.2 Peta MA Conductivity Pada peta Conductivity didapatkan variasi nilai conductivity pada darah penelitian dengan range 0 – 220 ppt, dimana nilai conductivity minimal ditunjukan dengan warna ungu dengan nilai 0, sedangkan nilai conductivity maksimal ditunjukan dengan warna merah dengan nilai 220. Pada peta conductivity dapat dilihat didominasi oleh warna biru yang memiliki nilai 0 hingga 50.
