Konsep Dasar Metoda Geofisika [PDF]

Zitiervorschau

KONSEP DASAR METODA-METODA GEOFISIKA 1. Metode Seismik Konsep dasar teknik seismik dapat dijelaskan sebagai berikut yaitu apabila suatu sumber gelombang dibangkitkan di permukaan bumi. Akibat material bumi yang bersifat elastik maka gelombang seismik yang terjadi akan dijalarkan ke dalam bumi dalam berbagai arah. Pada bagian batas antar lapisan, gelombang ini sebagiannya dipantulkan dan sebagian lain dibiaskan untuk diteruskan ke permukaan bumi. Dipermukaan bumi gelombang tersebut akan diterima oleh serangkaian detektor (geophone) yang umumnya disusun membentuk garis lurus dengan sumber ledakan (profil line), selanjutnya dicatat/direkam oleh suatu alat seismogram. Dengan didapatkan waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dan sumber ledakan, maka struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan berdasarkan besar kecepatannya. Seismik refraksi digunakan dalam pengukuran bentuk lapisan dibawah permukaan, perlapisan bawah permukaan diketahui berdasarkan cepat rambat gelombang seismik pada setiap lapisan. Metode ini dipergunakan untuk mendeteksi perlapisan dangkal, sehingga metode ini tidak dapat dipergunakan pada daerah dengan kondisi geologi yang kompleks. Untuk seismik refleksi untuk penentuan struktur lapisan bumi yang dalam sehingga metode seismik refleksi memberikan kontribusi yang besar dalam menentukan titik pemboran minyak dan gas bumi serta telah menunjukkan keberhasilannya dalam meningkatkan success ratio dalam penemuan migas. 2. Metode Geolistrik dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda arus (misalkan A dan B). Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial (misalkan M dan N). Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, dapat ditentukan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur. Pendeteksian di atas permukaan meliputi pengukuran medan potensial, arus dan elektromagnetik yang terjadi secara alamiah maupun akibat penginjeksian arus ke dalam bumi. 3. Metode Gravity Landasan konsep yang dipergunakan adalah ide bahwa sebuah benda penyebab anomali (causative body), dimana sebuah unit batuan memilki perbedaan densitas dengan batuan disekitarnya. Sebuah benda penyebab anomali merepresentasikan sebuah zona lapisan bawah permukaan dari anomali massa dan menyebabkan perturbasi yang terlihat dalam perbedaan medan gravitasi yang kemudian disebut sebagai anomali gravitasi. Interpretasi dari anomali gravitasi memberikan bantuan untuk menentukan gambaran kedalaman dan bentuk dari benda penyebab anomali tersebut. Interaksi antara dua benda yang berjarak r ialah timbulnya gaya tarik menarik antar kedua benda tersebut. Bila perbandingan massa kedua benda bernilai sangatbesar, maka benda yang mempunyai massa lebih besar akan menimbulkan medangravitasi terhadap benda yang massanya jauh lebih kecil. Sehingga benda yangmempunyai massa jauh lebih kecil tersebut akan mengalami medan gravitasi olehbenda bermassa besar. 4. Metode GPR Secara umum metoda GPR adalah metoda yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik ( geolombang radio) berfrekuensi tinggi dalam mengidentifikasi kondisi di bawah permukaan ( sub-surface ). Prinsip dasar dari skema kerja metoda GPR ini yakni dengan jalan memancarkan gelombang radio berfrekuensi tinggi ke bawah permukaan melalui pemancar (transmitter). Dimana hasil penjalaran gelombang ini akan dipantulkan kembali ke permukaan dan selanjutnya diterima oleh antena penerima (receiver), dan hasil dari penerima kemudian ditampilan dalam sebuah diagram ( radargram ) yang langsung dapat tersajikan dalam bentuk visualisasi 2 Dimensi pada monitor penerima ( Display ). 5. Metode Elektromagnetik Metode elektromagnetik merupakan metode yang mengukur respon bawah prmukaann terhadap perambatan gelombang elektromagnetik. Gelombang elektro-magnetik menjalar ke seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu gelombang antara permukaan bumi dan ionosfer. Karena induksi gelombang primer tersebut, di dalam medium akan timbul arus induksi (arus Eddy). Arus induksi inilah yang menimbulkan medan sekunder yang dapat ditangkap di permukaan. Besarnya kuat medan EM sekunder ini ), sehingga s sebanding dengan besarnya daya hantar listrik batuan ( dengan mengukur kuat medan pada arah tertentu, secara tidak langsung kita dapat mendeteksi daya hantar listrik batuan di bawahnya. PENGERTIAN-PENGERTIAN LAINNYA 1. Metode gravitasi (metode gayaberat) Metode gravitasi merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, di kapal maupundiudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya. Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa suatu material

terhadaplingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik minyak maupun meneral lainnya. 2.Metode Magnetik Metode magnetik didasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan magnetik di permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi yang terukur (anomali) berada dalam latar belakang medan yang relatif besar. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkandalam bentuk distribusi bahan magnetik di bawah permukaan, yang kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin. Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehngga keduanya sering disebut sebagai metoda potensial. Namun demikian, ditinjau dari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yangmendasar. Dalam magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi. sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukan sifat residual yang kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu jauh lebih besar.Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat, laut dan udara. Metodemagnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta serta bisa diterapkan pada pencarian prospeksi benda-benda arkeologi. 3. Metode seismik Metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik refleksi maupun refraksi. Ada beberapa anggapan mengenai medium dan gelombang dinyatakan sebagai berikut : a. Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara lain : 1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan berbeda. 2. Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak. b. Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah : 1. Panjang gelombang seismik. 2. Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi hukum Snellius dan prinsip Huygens. 3. Pada batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan kecepatan gelombang padalapisan di bawahnya. 4. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Metode seismik sering digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon, batubara, pencarian air tanah (ground water), kedalaman serta karakterisasi permukaan batuan dasar (characterization bedrock surface), pemetaan patahan dan stratigrafi lainnya dbawah permukaan dan aplikasi geoteknik. 4. Metode Geolistrik (Metode Resistivitas) Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik didalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiahataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metoda geolistrik, antaralain : metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric, elektromagnetik, IP (Induced Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan lain-lain. Dalam bahasan ini dibahas khususmetode geolistrik tahanan jenis. Pada metode geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus. Kemudian beda potensial yang terjadidiukur melalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenismasing-masing lapisan di bawah titik ukur (sounding point). Metoda ini lebih efektif jikadigunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan dikedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakanuntuk eksplorasi munyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineeringgeology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalameksplorasi geothermal. 5. Metode Elektromagnetik VLF (Very Low Frequency) Salah satu metode yang banyak digunakan dalam prospeksi geofisika adalah metode elektromagnetik. Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-bendakonduktif. Perubahan komponen-komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkanuntuk menentukan struktur bawah permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapatdiperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerahobservasi, pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh metode ini adalah Turam elektromagnetik. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif, teknik ini memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak secara sengajadibangkitkan di sekitar daerah pengamatan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasaldari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30 Khz) yang digunakan untuk kepentingan navigasi kapal selam. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas.