A. Geofisika
Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau
prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas
atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi
di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari
parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari
pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah
permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal.
Bumi sebagai tempat tinggal manusia
secara alami menyediakan sumber daya alam yang berlimpah. Kekayaan sumber daya
alam Indonesia sangat melimpah, sehingga kita sebagai generasi penerus bangsa
harus berupaya untuk dapat memanfaatkan sumber daya yang ada tersebut untuk
kesejahteraan bangsa. Keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam tersebut
memang menjadi kendala bagi kita untukmelakukan eksplorasi terhadap kekayaan
alam yang kita miliki tersebut. Sehingga kita merasa perlu untuk mempelajari
cara atau metode untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat di dalam perut
bumi. Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi tersebut adalah
dengan menggunakan metode survei geofisika. Survei geofisika yang sering
dilakukan selama ini antara lain
1. Metode
Geolistrik
2. Metode Seismik
3. Metode GPR
4. Metode
Gravity
5. Metode
Magnetik
B.
Eksplorasi Geifisika
Eksplorasi
adalah penyelidikan geologi yang dilakukan untuk mengidentifikasi, menentukan
lokasi, ukuran, bentuk, letak, sebaran, kuantitas, dan kualitas suatu endapan
bahan galian untuk kemudian dapat dilakukan analisis/kajian kemungkinan
dilakukannya penambangan. Tujuan utama dari kegiatan eksplorasi geofisika
adalah untuk membuat model bawah permukaan bumi dengan mengandalkan data
lapangan yang diukur bisa pada permukaan bumi atau di bawah permukaan bumi atau
bisa juga di atas permukaan bumi dari ketinggian tertentu. Untuk mencapai
tujuan ini, idealnya kegiatan survey atau pengukuran harus dilakukan secara
terus-menerus, berkelanjutan, dan terintegrasi menggunakan sejumlah ragam
metode geofisika.Seringkali -bahkan hampir pasti- terjadi beberapa kendala akan
muncul dan tak bisa dihindari, Seperti kehadiran noise pada data yang diukur.
Ada juga kendala ketidaklengkapan data atau malah kurang alias tidak cukup.
Namun demikian, dengan analisis data yang paling mungkin, kita berupaya
memperoleh informasi yang relatif valid berdasarkan keterbatasan data yang kita
miliki. Dalam melakukan analisis, sejumlah informasi mengenai kegiatan akuisisi
data juga diperlukan, antara lain: berapakah nilai sampling rate yang optimal?
Berapa jumlah data yang diperlukan? Berapa tingkat akurasi yang diinginkan?
Selanjutnya -masih bagian dari prosesanalisis- model matematika yang cocok
mesti ditentukan yang mana akan berperan ketika menghubungkan antara data
lapangan dan distribusi parameter fisis yang hendak dicari. Setelah proses
analisis dilalui, langkah berikutnya adalah membuat model bawah permukaan yang
nantinya akan menjadi modal dasar interpretasi. Ujung dari rangkaian proses ini
adalah penentuan lokasi pemboran untuk mengangkat sumber daya alam bahan
tambang/mineral dan oil-gas ke permukaan. Kesalahan penentuan lokasi berdampak
langsung pada kerugian meteril yang besar dan waktu yang terbuang percuma. Dari
sini terlihat betapa pentingnya proses analisis apalagi bila segala keputusan
diambil berdasarkan data eksperimen. Prinsip-prinsip (konsep) dasar eksplorasi
tersebut antara lain :
1. Target
eksplorasi · Jenis bahan galian (spesifikasi kualitas) dan · Pencarian
model-model geologi yang sesuai
2.
Pemodelan eksplorasi · Menggunakan model geologi regional untuk pemilihan
daerah target eksplorasi, · Menentukan model geologi lokal berdasarkan keadaan
lapangan, dan mendiskripsikan petunjuk-petunjuk geologi yang akan dimanfaatkan,
serta · Penentuan metode-metode eksplorasi yang akan dilaksanakan sesuai dengan
petunjuk geologi yang diperoleh. Selain itu, perencanaan program eksplorasi
tersebut harus memenuhi kaidah-kaidah dasar ekonomis dan perancangan (desain)
yaitu :
1. Efektif ; penggunaan alat, individu,
dan metode harus sesuai dengan keadaan geologi endapan yang dicari.
2. Efisien ; dengan menggunakan
prinsip dasar ekonomi, yaitu dengan biaya serendah-rendahnya untuk memperoleh
hasil yang sebesar-besarnya.
3. Cost-beneficial ; hasil yang
diperoleh dapat dianggunkan (bankable).
Model geologi regional dapat dipelajari
melalui salah satu konsep genesa bahan galian yaitu Mendala Metalogenik, yaitu
yang berkenaan dengan batuan sumber atau asosiasi batuan, proses-proses geologi
(tektonik, sedimentasi), serta waktu terbentuknya suatu endapan bahan galian.
Beberapa contoh kegiatan perencanaan eksplorasi :
1. Rencana pemetaan, mencakup ; · Perencanaan
lintasan, · Perencanaan tenaga pendukung, yang didasarkan pada keadaan geologi
regional.
2. Rencana survei geofisika dan geokimia,
mencakup ; · Perencanaan lintasan, · Perencanaan jarak/interval pengambilan
data (sampling/record data), yang didasarkan pada keadaan umum model badan
bijih.
3. Perencanaan sampling melalui pembuatan
paritan uji, sumuran uji, pemboran eksplorasi, yang mencakup : Jumlah paritan
uji, sumuran uji, titik pemboran eksplorasi, Interval/spasi antar paritan
(lokasi), Kedalaman/panjang sumuran/paritan, kedalaman lubang bor, Keamanan
(kerja dan lingkungan), Interval/metode sampling, dan Tenaga kerja yang
didasarkan pada proyeksi/interpretasi dari penyebaran singkapan endapan di
permukaan.
4. Perencanaan pemboran inti, meliputi : ·
Target tubuh bijih yang akan ditembus, · Lokasi (berpengaruh pada kesampaian ke
titik bor dan pemindahan (moving) alat), · Kondisi lokasi (berpengaruh pada
sumber air, keamanan), · Kedalaman masing-masing lubang, · Jenis alat yang akan
digunakan, termasuk spesifikasi, · Jumlah tenaga kerja, · Alat transportasi,
dan · Jumlah (panjang) core box. Sedapat mungkin, pada masing-masing
perencanaan tersebut telah mengikutkan jumlah/besar anggaran yang dibutuhkan.
Selain itu, prinsip dasar dalam penentuan jarak sedapat mungkin telah memenuhi
beberapa faktor lain, seperti :
1. Grid
density (interval/jarak) antar titik observasi. Semakin detail pekerjaan maka
grid density semakin kecil (interval/jarak) semakin rapat.
2.
Persyaratan pengelompokan hasil perhitungan cadangan/endapan. Contoh pada
batubara
syarat
jarak untuk klasifikasi terukur (measured) £ 400 m antar titik observasi.
Setiap tahapan/proses eksplorasi harus dapat memenuhi strategi pengelolaan
suatu proyek/pekerjaan eksplorasi, antara lain :
1.
Memperkecil resiko kerugian,
2.
Memungkinkan penghentian kegiatan sebelum meningkat pada tahapan selanjutnya
jika dinilai hasil yang diperoleh tidak menguntungkan
3. Setiap
tahapan dapat melokalisir (menambah/mengurangi) daerah target sehingga
probabilitas memperoleh keuntungan lebih besar, dan 4. Memungkinkan
penganggaran biaya eksplorasi per setiap tahapan untuk membantu dalam
pengambilan keputusan. Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum
digunakan dalam eksplorasi endapan bahan galian. Metoda ini tergolong kepada
metoda tidak langsung, dan sering digunakan pada tahapan eksplorasi pendahuluan
(reconnaissance), mendahului kegiatan-kegiatan eksplorasi intensif lainnya.
Adapun tahapan-tahapan pekerjaan yang umum digunakan dalam metoda geofisika
adalah :
1. Survei pendahuluan (penentuan lintasan)
2. Pemancangan (penandataan titik-titik ukur)
dalam areal target
3. Pengukuran lapangan
4. Pembuatan peta-peta geofisika
5. Penarikan garis-garis isoanomali 6.
Penggambaran profile
7. Interpretasi anomaly
Metode-metode
dalam geofisika adalah sebagai berikut :
1. 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.
Prosedur Lapangan Targetan observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas
(significant) agar dapat dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum
digunakan cukup lebar yaitu antara 200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap
titik pengamatan diusahakan bebas dari angin, pohon-pohon, pengaruh (getaran)
tanah, dll. Elevasi setiap titik observasi harus diketahui dengan akurat karena
akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil pembacaan alat. Begitu juga
dengan waktu setiap pengukuran. Koreksi Hasil Observasi Seperti yang telah
disebutkan di atas bahwa, harga pengukuran gayaberat di permukaan bumi
dipengaruhi oleh 5 faktor. Sedangkan dalam melakukan survei gayaberat
diharapkan satu faktor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan, sehingga
pengaruh 4 faktor lainnya (lintang, ketinggian, topografi, pasang surut) harus
direduksi atau dihilangkan dari harga pembacaan alat.
a. Koreksi lintang (latitude) Koreksi terhadap
titik pengukuran terhadap kutub bumi.
b. Koreksi
elevasi (Free-Air Correction) Koreksi ini merupakan koreksi terhadap pengaruh
ketinggian pengukuran terhadap medan gravitasi bumi.
c. Koreksi Bouguer (Bougeur correction)
Koreksi massa lapisan yang diasumsikan berada diantara titik amat dengan bidang
referensi d. Koreksi topografi (Terrain correction) Koreksi topografi, Tc,
adalah koreksi pengaruh topografi terhadap gayaberat pada titik amat, akibat
perbedaan ketinggian antara titik observasi dengan base. Anomali Bouguer
Merupakan anomali yang dicari dengan cara mereduksi hasil pengukuran lapangan
dengan koreksi-koreksi seperti yang telah diuraikan di atas.
2. 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.
2.1Sifat
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).
2.2Kerentanan (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.
2.3Penyajian Data Lapangan Hasil pengukuran
oleh magnetometer umumnya disajikan dalam bentuk Peta Anomali Magnetik dengan
kontur yang mencerminkan harga anomali yan sama. Dari peta ini, untuk
kepentingan eksplorasi masih memerlukan proses lebih lanjut untuk memperoleh
daerah targetan atau daerah prospek.
2.4 Interpretasi
3. 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 : · The small background potenstials, yang mempunyai
interval (fraksi) sampai dengan puluhan mV. Potensial alami ini juga dapat
bernilai minus. · Potensial mineralisasi, yang mempunyai orde dari ratusan mV
sampai dengan ribuan mV. Ada dua alternatif dalam melakukan pengukuran metoda
potensial diri ini : · Cara yang pertama, salah satu elektroda tetap, sedangkan
yang satu lagi bergerak pada lintasannya. · Cara yang kedua, kedua elektroda
bergerak bersamaan secara simultan, katakanlah dengan interval 50 m. 4. 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. Faktor Geometri Dalam melakukan eksplorasi
tahanan jenis (resistivitas) diperlukan pengetahuan secara perbandingan posisi
titik pengamatan terhadap sumber arus. Perbedaan letak titik tersebut akan
mempengaruhi besar medan listrik yang akan diukur. Besaran koreksi terhadap
perbedaan letak titik pengamatan tersebut dinamakan faktor geometri. Faktor
geometri diturunkan dari beda potensial yang terjadi antara elektroda potensial
MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada elektroda arus AB Konfigurasi
Susunan Alat Untuk mempermudah pekerjaan dan perhitungan interpretasi,
penempatan elektroda diatur menurut aturan tertentu. Beberapa aturan tersebut
antara lain : · Metoda Wenner Keuntungan dan keterbatasan metoda Wenner :
o Sangat sensitif terhadap perubahan lateral
setempat (gawir/lensa setempat)
o Karena bidang equipotensial untuk benda
homogen berupa bola, data lebih mudah diproses atau dimengerti
o Jarak elektroda arus dengan potensial
relatif lebih pendek dari sehingga daya tembus alat sama lebih besar
o Memerlukan tenaga/buruh lebih banyak. ·
Metoda Schlumberger Keuntungan dan keterbatasan metoda Schlumberger :
o Tidak terlalu sensitif terhadap adanya
perubahan lateral setempat, sehingga metoda ini dianjurkan untuk penyelidikan
dalam
