INTERPRETASI DATA GRAVITASI UNTUK MELOKALISIR JEBAKAN MINYAK BUMI PADA ZONA PATAHAN DI DAERAH X CEKUNGAN SUMATERA TENGAH

Transkripsi

1 INTERPRETASI DATA GRAVITASI UNTUK MELOKALISIR JEBAKAN MINYAK BUMI PADA ZONA PATAHAN DI DAERAH CEKUNGAN SUMATERA TENGAH Skrps Sebaga Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sans Fakultas Sans dan Teknolog Unverstas Islam Neger Syarf Hdayatullah Jakarta Oleh : Artad Pra Sakt NIM: PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ( UIN ) SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 009 M / 1430 H 1

2 DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN ABSTRAK ABSTRACT v v x x xv xv xv BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PENELITIAN 1 1. TUJUAN PENELITIAN 1.3 LINGKUP PEMBAHASAN 1.4 SISTEMATIKA PENULISAN... BAB II DASAR TEORI GAYA GRAVITASI 5. PERCEPATAN GRAVITASI 6.3 POTENSIAL GRAVITASI SATUAN ANOMALI GRAVITASI FORMULA GAYA GRAVITASI EFEK GAYA GRAVITASI DARI BENDA TERKUBUR 14

3 .6.1 Bola Slnder Horsontal Slnder Vertkal Prsma Sku-sku 16.7 INTERPRETASI DATA GRAVITASI Interpretas Kualtatf Interpretas Kuanttatf 17.8 TEORI TERBENTUKNYA MINYAK BUMI Batuan Reservor 0.8. Proses Mgras dan Pemerangkapan 1.9 TINJAUAN DAERAH PENELITIAN.9.1 Topograf Daerah Peneltan.9. Geolog Daerah Peneltan Geolog umum Kerangka Geolog Cekungan Sumatera Tengah Struktur Daerah Peneltan Stratgraf Daerah Peneltan 5 BAB III METODE PENELITIAN DATA PENELITIAN 6 3. ALAT DAN BAHAN TAHAPAN PENGOLAHAN DATA METODE PENGOLAHAN DATA Reduks Data Gravtas 8 3

4 Koreks Lntang Koreks Udara Bebas Koreks Bouger Koreks Medan Anomal Bouger Penentuan Rapat Massa Batuan Rata-rata Pemsahan Anomal Bouger Menggunakan Metode Polnomal Fttng Pemodelan Benda Penyebab Anomal Metode Talwan Pemodelan Bola Pejal 41 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL Anomal Bouger Perhtungan Rapat Masa Batuan Rata-rata Pemsahan Anomal Lokal dan Regonal Pemodelan Benda Penyebab Anomal Pemodelan Struktur Patahan Penentuan Kedalaman dan Volume Jebakan Mnyak Bum Menggunakan Metode Bola Pejal PEMBAHASAN Rapat Massa Batuan Rata-rata 5 4

5 4.. Interpretas Kualtatf Interpretas Kuanttatf 55 BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 5

6 Daftar Gambar Gambar.1 Gaya Gravtas 5 Gambar. Bentuk Elpsod 11 Gambar.3 Elpsod dan Geod 1 Gambar.4 Pengendapan Ganggang d daerah cekungan 19 Gambar.5 Perubahan Bahan Dasar Menjad Batuan Induk 0 Gambar.6 Proses Mgras dan Pemerangkapan Mnyak Bum 1 Gambar.7 Topograf Daerah Peneltan dan Skala Pembacaan Gambar.8 Cekungan Sumatera Tengah 3 Gambar 3.1 Sebaran Ttk Pengukuran 6 Gambar 3. Tahapan Pengolahan Data 7 Gambar 3.3 Efek Gravtas Polgon Menurut Talwan 41 Gambar 3.4 Pendekatan Benda Bola Pejal Terhadap Nla Cross Secton Anomal Lokal 4 Gambar 4.1 Peta Kontur Anomal Bouger dan Skala Pembacaan 45 Gambar 4. Sebaran Data dan Persamaan Regres Lnear Untuk Mencar Rapat Massa Batuan Rata-rata 47 Gambar 4.3 Nla Varance Terhadap Orde Polnomal 48 Gambar 4.4 Peta Kontur Anomal Regonal dan Skala Pembacaan 49 6

7 Gambar 4.5 Peta Kontur Anomal Lokal, Irsan A-B dan Skala Pembacaan 49 Gambar 4.6 Pemodelan Patahan dan Struktur Bawah Permukaan Menggunakan Software GravDC 51 Gambar 4.7 Kurva Cross Secton A-B Pada Kontur Anomal Lokal 5 Gambar 4.8 Interpretas Letak dan Arah Patahan Pada Peta Kontur Anomal Bouger 54 7

8 Daftar Tabel Tabel 4.1 Rapat Massa Batuan Rata-rata Beberapa Ltholog Menurut Tellford, Tabel 4. Kedalaman Lapangan Mnyak Bum Cekungan Sumatera Tengah 55 8

9 Daftar Lampran Tabel Data Reduks Nla Percepatan Gravtas

10 ABSTRAK Mnyak bum memlk hubungan erat dengan zona patahan sebaga sstem pembentuk cekungan dan sedmen. Mengetahu pola struktur bawah permukaan termasuk sstem patahan yang ada sangat dperlukan dalam eksploras mnyak bum. Untuk mengetahu potens mnyak bum dan nterpretas bawah permukaan bsa dlakukan dengan berbaga macam metode. Salah satu metode yang dgunakan adalah dengan menggunakan Metode Gravtas. Metode nlah yang dgunakan dalam tulsan n. Dmana daerah peneltan termasuk dalam wlayah cekungan Sumatera Tengah yang banyak mengandung potens mnyak bum dan dlewat patahan-patahan lokal. Dengan mengolah data percepatan gravtas observas daerah Cekungan Sumatera Tengah, dperoleh nla rapat masa batuan rata-rata, nla anomal bouger dan anomal lokal. Untuk kemudan nterpretas dperoleh dar kontur anomal bouger dan pemodelan cross secton dar kontur anomal lokal. Peneltan n menghaslkan 1) nterpretas kualtatf dar kontur anomal bouger yatu adanya patahan utama yang berarah tenggara-barat laut dan patahanpatahan lan berarah barat daya-tmur laut. Dan ) nterpretas kuanttatf yatu nterpretas dar pemodelan menggunakan Talwan dan pemodelan bola pejal. Dar nterpretas n dperoleh bahwa patahan utama merupakan patahan nak, kedalaman jebakan mnyak bum 441.1m dan volume km3. Kata kunc: patahan, sedmen, mnyak bum, metode gravtas, anomal bouger, anomal lokal, nterpretas kualtatf dan nterpretas kuanttatf 10

11 ABSTRACT Petroleum has close relatons to the fracture zone as the generator system of the basn and sedment. Learn the pattern of the sub-surface structure ncludng the fault system s really needed n the petroleum exploraton. To predct the petroleum area and the sub-surface nterpretaton can be carred out wth varous methods. One of the methods s by usng the Gravty Method. Where the area of the research s located n the Central Sumatra basn terrtory that contans a lot of petroleum and t s passed by local faults. By processng the observaton gravtaton data at area n Central Sumatra Basn, produced the value of the rock densty average, the anomaly bouger and the local anomaly. For the ntepretaton s receved from the bouger anomaly contour and the cross secton modellng from the local anomaly contour. Ths research produces 1) the qualtatve nterpretaton from the bouger anomaly contour that s the exstence of the man fault wch have a drecton south east-north west and the other fractures wch have a drecton south west-north east. And ) The quanttatve nterpretaton that s the nterpretaton from the Talwan modelng and the ball modelng. From ths nterpretaton obtaned the concluson that the man fracture s the reverse fault, the depth of the petroleum trap 441.1m and the volume km3. Key word: fault, sedment, petroleum, gravty methode, bouger anomaly, local anomaly, quanttatve nterpretaton and qualtatve nterpretaton 11

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Mnyak bum terbentuk pada daerah sedmentas atau cekungan dan tersmpan d alam dalam perangkap yang berupa batuan berpor yang dsebut batuan reservor. Akbat pelpatan atau penurunan lapsan batuan karena adanya patahan nak atau turun, maka lapsan yang terlpat atau patah akan mengalam penurunan permukaan tanah. Sehngga bagan yang terlpat atau turun akan ters oleh batuan sedmen dan zat organk dar makhluk hdup yang merupakan bahan dar terbentuknya gas dan mnyak bum. Patahan sebaga sstem pembentuk cekungan dan sedmen akan berasosas dengan mnyak bum, terutama patahan nak atau turun. Daerah peneltan merupakan salah satu 3 cekungan besar yang ada d pulau Sumatera, yatu cekungan Sumatera tengah yang banyak mengandung mnyak bum. Untuk mengetahu daerah yang mengandung mnyak bum perlu dlakukan peneltan. Menurut Munad (000) pada kegatan eksploras hdrokarbon (mnyak dan gas bum) tahap pertama dalam pencaran cadangan mnyak bum adalah penyeldkan geolog dar daerah-daerah potensal untuk memlh lokas yang memlk kemungknan besar adanya endapan mnyak bum. Tahap kedua adalah menyeldk daerah terplh tersebut dengan metode Geofska, yatu melput peneltan magnetk dan gravtas. Kemudan dlanjutkan dengan peneltan sesmk yang bertujuan untuk mengetahu gambaran adanya cadangan 1

13 mnyak bum. Dan yang terakhr yatu tahap pengukuran langsung kedaerah sektarnya dengan cara bor. Peneltan n menggunakan metode gravtas sebaga metode pendahuluan dalam eksploras mnyak bum. Dalam metode n pencaran daerah yang dperkrakan mengandung mnyak bum dlakukan dengan memanfaatkan sfat rapat masa (denstas) dar materal yang terkubur dalam bum. Sesua dengan hukum Newton bahwa setap benda yang memlk masa akan menmbulkan gaya tark atau gaya gravtas yang nlanya berbandng terbalk dengan kuadrat jaraknya. 1. TUJUAN Tujuan dar penulsan n adalah mengolah dan menganalsa data percepatan gravtas sehngga dperoleh: 1. Nla rapat masa batuan rata-rata.. Interpretas struktur bawah permukaan. 3. Interpretas arah dan jens patahan yang berada pada daerah eksploras sebaga sstem pembentuk cekungan dan zona pembatas mgras mnyak bum. 4. Kedalaman, jar-jar dan volume dar jebakan mnyak bum. 1.3 LINGKUP PEMBAHASAN Penulsan n dfokuskan pada pengolahan dan analsa data hasl pengukuran percepatan gravtas ddaerah x bagan cekungan Sumatera tengah. Daerah peneltan drahasakan karena mash bernla ekonoms. Analsa berdasarkan nterpretas dar anomal bouger dan anomal lokal. Tnjauan geolog 13

14 daerah peneltan dgunakan sebaga data dukung. Dengan data percepatan gravtas dambl pada tanggal 4 desember 006 sampa 7 desember SISTEMATIKA PENULISAN Untuk memudahkan dalam pembahasan, maka penuls membuat suatu sstematka sebaga berkut : Bab I Pendahuluan Bab n mengurakan tentang latar belakang, tujuan, lngkup pembahasan dan sstematka penulsan. Bab II Dasar Teor Bab n mengurakan tentang teor gaya gravtas, percepatan gravtas, potensal gravtas, satuan anomal percepatan gravtas, formula percepatan gravtas, efek gaya gravtas dar benda terkubur, petroleum sstem dan tnjauan aderah peneltan. Bab III Metode Peneltan Bab n mengurakan tentang data peneltan, alat dan bahan, tahapan pengolahan data dan metode pengolahan data Bab IV Hasl dan Pembahasan Hasl dan Pembahasan bab n mengurakan tentang rapat massa batuan rata-rata, anomal bouger, pemodelan benda penyebab anomal dan nterpretas kualtatf dan kuanttatf. 14

15 Bab V Kesmpulan Bab n mengurakan tentang kesmpulan dar hasl analss perhtungan. 15

16 BAB II DASAR TEORI.1 GAYA GRAVITASI Teor dasar dalam pengamatan gaya berat adalah hukum gravtas Newton, yang menjelaskan tentang gaya tark-menark antara dua buah benda yang mempunya massa m 1 dan m yang mempunya jarak pusat massa sebesar r, dan dformulaskan sebaga berkut : m 1 r m Gambar.1 Gaya Gravtas m1. m F ( r) = G rˆ......(.1 ) r Dengan : F = gaya tark menark ( Newton ) G = konstanta unversal gaya berat (6.67 x m 3 kg -1 s - ) m 1 dan m = massa ( kg ) r = jarak antar pusat massa ( m ) Untuk gaya gravtas antara benda bermassa m dengan bum bermassa M, adalah m. M F = G... (.) r 16

17 Karena jarak benda ke permukaan bum sangat kecl, maka nla r sebandng dengan nla jar-jar bum (R), sehngga persamaan. menjad m. M F = G...(.3) R. PERCEPATAN GRAVITASI Percepatan benda bermassa m yang dsebabkan oleh tarkan massa bum M pada jarak r secara sederhana dapat dnyatakan sebaga berkut: m. M m. g = G...(.4) R Karena massa benda m yang sangat kecl dbandngkan massa bum M maka tarkan massa benda m dabakan, sehngga percepatan gravtas yang bekerja pada sstem massa benda m dan massa bum M hanya dpengaruh oleh massa bum M, sesua persamaan : M g = G...(.5) R Keterangan : g = percepatan gravtas (cm.s - ) M m F = massa bum = massa benda = gaya berat 17

18 .3 POTENSIAL GRAVITASI Potensal pada suatu ttk pada medan gravtas dnyatakan sebaga usaha untuk memndahkan satu satuan massa dar jauh tarberhngga ke ttk tertentu. Usaha yang dperlukan untuk memndahkan satu satuan massa sejauh dr adalah: m.(1) m F = G. = G...(.6) r r m F. dr = G. dr...(.7) r Usaha yang dlakukan untuk memndahkan satu satuan massa (m) dar tempat jauh tak berhngga ke ttk awal (0,0) dalam medan gravtas bum bermassa M adalah : V V V M = G.. dr r r 0 M = G.. r r M = G....(.8) r Keterangan : V = potensal gravtas G = konstanta gravtas unversal (6.67 x m 3 kg -1 s - ) m,m r = massa benda, massa bum = jarak antara m dan bum 18

19 dar persamaan (.6) dapat dlhat bahwa turunan dar potensal gravtas terhadap r adalah percepatan gravtas. Pernyataan besarnya potensal sebaga fungs dar jarak untuk suatu dstrbus massa sembarang dengan rapat massa konstan, dapat dtulskan dalam bentuk ntegral volume dar persamaan (.6 ). Pernyataan tersebut masngmasng dalam koordnat kartesan, koordnat slnder dan koordnat bola adalah sebaga berkut : U r dx. dy. dz ( ) = Gρ 1/ ( x y z ) x y z...(.9 ) U ( r ) = Gρ dr. dφ. dz...(.10 ) r φ z U ( r ) = Gρ r snθ. dr. dφ. dθ...(.11 ) r φθ Percepatan gravtas komponen vertkal (z) merupakan besaran yang terukur oleh alat ukur gravtas (gravmeter) ddapatkan dengan menurunkan (deferensal) persamaan (.7 ), (.8 ) dan (.9 ). masng-masng terhadap z sehngga menghaslkan : g z. dx. dy. dz z = Gρ...(.1 ) 3 / ( x y z ) x y z g z = G zdr. dφ. dz r ρ r φ z...(.13) g z = Gρ sn θ cosθ. dr. dφ. dθ...(.14) r φθ 19

20 dmana tanda negatf hanya menunjukan arah dar komponen vertkal tersebut. Persamaan (.10 ),(.11 ) dan (.1 ) tersebut merupakan persamaan yang cukup pentng dalam metoda gravtas, antara lan dapat dgunakan sebaga dasar pada permasalahan : Perhtungan efek dar percepatan gravtas pada suatu ttk akbat suatu dstrbus massa tertentu terutama untuk pemodelan benda anomal pada masalah nterpretas. Perumusan untuk mengetahu kecenderungan /graden gravtas bak arah vertkal maupun horzontal..4 SATUAN ANOMALI PERCEPATAN GRAVITASI Satuan anomal percepatan gravtas dalam sstem CGS dberkan oleh cm/s. Untuk menghormat Galleo, 1 cm/s dsebut dengan 1 Galleo atau 1 Gal. Besar percepatan gravtas bum secara umum berksar 980 Gal, sedangkan besar anomal gravtas dalam kegatan eksploras adalah dalam orde mlgal atau mgal. Sehngga dalam kegatan eksploras satuan yang dgunakan adalah: 1 cm = 1Gal = 10 3 mgal... (.15) s Sedangkan nla konstanta unversal gravtas G dalam cgs adalah sebesar 6,67x10-8 cm 3 g -1 s -.5 FORMULA GAYA GRAVITASI Geopotensal total merupakan penjumlahan atau gabungan antara potensal akbat massa bum ( potensal gaya berat ) dan potensal akbat adanya perputaran 0

21 bum pada sumbunya ( potensal rotas ). Untuk konds deal dmana tdak ada varas lateral rapat massa maka terdapat suatu permukaan ekpotensal yang merupakan hasl kesetmbangan antara kedua potensal tersebut datas, permukaan n dsebut sperod. Pada kenyataannya bum tdaklah deal, bentuk bum sebenarnya tdaklah sepert bola homogen sempurna, melankan lebh mendekat ellpsoda. Hal n menyebabkan harga percepatan gravtas tdaklah konstan d seluruh permukaan bum. Faktor-faktor yang mempengaruh besarnya percepatan gravtas adalah : 1. Poss lntang, dmana perubahan gravtas dar ekuator ke kutub adalah sektar 5 gal atau 5% dar harga rata-rata g (sektar 980 gal).. Ketnggan, bsa mencapa 0.1 gal atau 0.01% dar harga g. 3. Varas denstas, yang berhubungan dengan eksploras gravtas antara lan: Eksploras mnyak sektar 10 gal atau 0.001%. Eksploras mneral sektar 1 gal. 4. Pasang surut bum 5. Topograf Dua yang terakhr besarnya lebh kecl dar efek yang dsebabkan oleh varas denstas. Sehubungan dengan keadaan tersebut maka dbutuhkan suatu datum referens untuk keseragaman dalam pengukuran denstas d permukaan bum. Bum berbentuk elpsod. Dar hasl pengukuran dengan metode geodes dan dar pengamatan satelt, dketahu bentuk bum adalah mendekat sferod yang cembung d ekuator dan datar (pph) d kedua kutubnya. Sferod adalah bentuk 1

22 oblate ellpsod yang merupakan permukaan laut rata-rata dengan menghlangkan daratan d atasnya.. Pemphan bum tersebut adalah sektar 1/98.5 yatu dperoleh dar {(Re-Rk)/Re} yang basa dsebut dengan parameter pepatan. Bentuk n tdak lan dsebabkan oleh perputaran bum pada porosnya ( rotas ), sehngga bentuk bum menjad tdak bulat benar, melankan memph dkedua kutubnya ( sepert terlhat pada gambar 3. d bawah n ). Re Rk Gambar. Bentuk Ellpsod Bum Pemphan bum basanya dalam bentuk parameter bum ( pemepatan ), dan dapat dtulskan dalam notas matematka sebaga berkut : f = Re R R e k...(.16) Dengan : R e = jar-jar ekuator R k = jar-jar kutub Karena bentuk bum tersebut, menyebabkan percepatan gravtas bum memlk nla maksmum d kutub dan mnmum d equator. Perbedaan aktual antara percepatan d kutub dan d equator adalah sebesar ± 5.3 gal atau 5300 mgal.

23 Karena geod dpengaruh oleh tarkan massa maka d daratan geod akan tertark ke atas dan berada lebh tngg darpada sferod, sebalknya d lautan akan tertark ke bawah sehngga lebh rendah. Devas antarakedua permukaan tersebut mencapa 100 meter ( Kahn, 1983 ). Sebagamana telah dsebutkan sebelumnya bahwa medan gravtas dpengaruh oleh beberapa faktor ( lntang, ketnggan, denstas, pasangsurut dan topograf ). Maka setap pembacaan gravtas observas haruslah dkoreks untuk mereduks pembacaan tersebut, supaya sesua dengan harga pada datum referens permukaan ekupotensal yatu geod atau setap permukaan yang sejajar dengannya. Gambar.3 Ellpsod dan Geod Permukaan bum dapat ddefnskan dalam bentuk matemats yang dnyatakan dalam harga-harga gaya berat d semua ttk pada permukaan bum. Bentuk n dkenal sebaga sperod referens yang berhubungan dengan tngg muka laut rata-rata. Percepatan gravtas yang ddapat adalah nla pada permukaan laut yang telah d smooth pada bentuk bum spherod yang memberkan penetapan terbak berbentuk aktualnya dan memlk rapat massa seragam ke arah lateral. 3

24 Harga gaya berat normal atau teorts pada permukaan laut rata-rata sebaga fungs dar lntang geograf tempat pengamatan yang dlakukan, dapat dtentukan dengan rumus : g = g E (1 β sn φ ε sn φ ) mgal...(.17 ) φ Dengan : g E = harga gaya berat d ekuator Ф = lntang tempat pengamatan β dan ε = konstanta yang berhubungan dengan parameter bum Persamaan tersebut dkenal sebaga formula gaya berat Internasonal (Internatonal Gravty Formula) yang dtetapkan oleh Internatonal Unon of Geodesy and Geophyscs (IUGG, 1930). Pada rumusan gaya berat Internasonal tahun 1930 tersebut dgunakan data parameter bum (pepatan) sebesar 1/97 (Hayford, 1910) dan radus ekuator = meter serta harga gaya berat d ekuator g E = gal (hasl nternatonal assosaton tahun 194). Dar data tersebut, harga gaya berat teorts pada lntang tempat pengamatan dapat dnyatakan sebaga berkut : g = ( sn φ sn φ )gal...(.18) φ Perkembangan satelt telah menghaslkan data parameter-parameter bum yang lebh telt. Pada Internatonal Assocaton of Geodesy tahun 1967 dhaslkan rumusan gaya berat sebaga berkut : g φ = ( sn φ sn φ ) gal...(.19 ) 4

25 Perbakan-perbakan parameter bum terus dlakukan sehngga rumusan gaya berat teorts dapat terus berubah. Dar tahun ketahun sejak Helmert (1901), Bowe (1917), Heskanen (1938), Heskanen dan Outla (1957), IUGG (1980) dan seterusnya sampa sekarang mengalam perbakan data parameter bum. Tahun 1980 Internatonal Unon of Geodesy and Geophyscs (IUGG) menentukan sstem referens geodes dengan parameter pepatan bum = 1/98.47 dan jar-jar ekuator = meter. Rumusan gaya berat teorts haslnya yatu : g = ( sn φ sn φ )gal...(.0) φ.6 EFEK GAYA GRAVITASI DARI BENDA TERKUBUR Benda terkubur dengan bentuk tertentu bla rapat massanya (ρ B ) = rapat massa lngkungannya ( ρ L ) sukar dnterpretas, tetap bla (ρ B ) berbeda dengan (ρ L ) baru akan menghaslkan anomal gravtas dengan ketentuan : 1. ρ L > ρ B anomal negatf. ρ L < ρ B anomal postf Dengan : ρ L = rapat massa lngkungan ρ B = rapat massa benda terkubur ρ = ρ B - ρ L = densty contrast (dgunakan dalam perhtungan) Perhtungan efek gaya berat dar model-model benda berbentuk sederhana dapat dgunakan sebaga pendekatan dalam koreks dan nterpretas gaya berat. 5

26 Dbawah n akan durakan beberapa efek gaya berat dantara model benda sederhana yang pentng :.6.1 Bola `Komponen vertkal gaya berat suatu bola dapat danggap bahwa seluruh massa bola terkumpul pada ttk pusatnya. Suatu bola bermassa M dengan rapat massa ρ yang jar-jar nya R, akan memberkan percepatan gravtas : GMz g z =...(.1) 3 r Karena : 4 M = π R 3 ρ 1/ r = ( x z ) 3 Maka : 4 z = π ρ...(.) 3 / z ) 3 g z R G 3 ( x Dengan : g z = dalam mlgal ρ = dalam gram/cm 3 R, x, z = dalam rbuan feet.6. Slnder Horzontal Efek gaya berat slnder horzontal dengan penampang berupa lngkaran homogen tak hngga dapat dperlakukan sebaga model benda dua dmens, danggap seluruh massa slnder terkumpul pada sumbu utamanya. 6

27 GMz g z =...(.3 ) 3 r Dmana M adalah massa persatuan panjang sumbu utama, sehngga : g πr z = ρ z g z = π R Gρ...(.4) ( x z ).6.3 Slnder Vertkal Secara umum efek gaya berat terhadap benda slnder vertkal yang terletak pada sumbu utamanya adalah : π z R 1 r. z. dr. dθ. dz g z = Gρ...(.5) 3 / ( r z ) 0 z 0 [( z ) ( ) ( ) ] 1/ 1/ z1 R z R 1 g z = π RGρ z...(.6).6.4 Prsma Sku-sku Untuk suatu prsma sku-sku horzontal sampa tak hngga sehngga penampangnya berbentuk perseg panjang, efek gaya beratnya dnyatakan oleh : r r4 r g = G ρ [ x ln 1 b.ln D ( φ φ 4 ) d ( φ 1 3 )] r r r φ z...(.7 ) 3 1 Model prsma sku-sku dapat dkembangkan untuk mewakl modelmodel lan dengan menggunakan varas atau susunan beberapa prsma, antara lan step model untuk nterpretas sesar. 7

28 .7 INTERPRETASI DATA GRAVITASI Interpretas data medan potensal bum ( gravtas ) yang dhaslkan dar data pengamatan d lapangan setelah mengalam koreks dan analsa trend resdu dtujukan untuk menentukan benda dbawah permukaan, sepert struktur geometr atau geolog penyebab anomal dan parameter fssnya. Dalam menentukan sebuah besaran tertentu dar anomal Bouguer yang telah dperoleh, perlu adanya proses lanjutan yatu nterpretas terhadap data tersebut. Interpretas gayaberat secara umum dbedakan menjad dua yatu nterpretas kualtatf dan kuanttatf..7.1 Interpretas Kualtatf Interpretas kualtatf dlakukan dengan mengamat data gayaberat berupa anomal Bouguer. Anomal tersebut akan memberkan hasl secara global yang mash mempunya anomal regonal dan resdual. Hasl nterpretas dapat menafsrkan pengaruh anomal terhadap bentuk benda, tetap tdak sampa memperoleh besaran matematsnya. Msal pada peta kontur anomal Bouguer dperoleh bentuk kontur tertutup maka dapat dtafsrkan sebaga struktur batuan berupa lpatan ( snkln atau antkln ). Dengan nterpretas n dapat dlhat arah penyebaran anomal atau nla anomal yang dhaslkan..7. Interpretas Kuanttatf Interpretas kuanttatf dlakukan untuk memaham lebh dalam hasl nterpretas kualtatf dengan membuat penampang gayaberat pada peta kontur anomal. Teknk nterpretas kuanttatf mengasumskan dstrbus rapat massa dan menghtung efek gaya berat kemudan membandngkan dengan gaya berat 8

29 yang damat. Intrepretas kuanttatf melput pemodelan Kedepan ( Forwad ) dan pemodelan kebelakang Belakang ( Invers ). Interpretas tak langsung ( metoda kedepan ) dlakukan dengan mencoba-coba parameter model benda anomal hngga dperolah anomal / efek gravtas perhtungan yang sesua dengan anomal pengamatan. Pemodelan gravtas merupakan salah satu metoda nterpretas data gravtas untuk menggambarkan struktur geometr bawah permukaan berdasarkan dstrbus rapat massa batuannya. Metoda n merupakan metoda nterpretas tak langsung ( metoda kedepan ) yang dlakukan dengan cara membuat model geometr bawah permukaan, menghtung pengaruh gravtas yang dsebabkan oleh benda penyebab anomal pada model tersebut dan membandngkannya dengan dengan anomal gravtas hasl pengamatan. Ada tga metoda yang dkenal dalam pemodelan gravtas yatu pemodelan gravtas dua dmens ( D ), dua setengah dmens ( 1 D) dan tga dmens (3D). Dalam pemodelan gravtas dua dmens, model D dgunakan untuk mendteks benda 3D yang salah satu dmensnya jauh lebh besar dbandng dengan dmens arah lannya. Pendekatan n memudahkan perhtungan karena luas penampang dapat ddefnskan sebaga suatu polgon dengan banyak ss berhngga ( metoda Talwan D ). Dalam komputas, pendekatan dengan metoda n prakts dan tdak memerlukan waktu lama karena pengabaan dmens ketga dan penyederhanaan spesfkas nput model. Secara geolog, benda penyebab anomal pada model D danggap mempunya strke arah tak berhngga tegak lurus pada profl yang dplh, dengan luas penampang tetap serta rapat massa 9

30 serba sama. Namun dalam kenyataannya benda-banda anomal d alam sult ddteks dengan model D, karena bentuk penampangnya tdak smetrs dan panjangnya berhngga ( terbatas ). Hal n akan menmbulkan kesalahan dalam menentukan bentuk dan kedalaman benda penyebab anomal..8 TEORI TERBENTUKNYA MINYAK DAN GAS BUMI Secara alam mnyak bum terbuat dar bahan dasar ganggang. Selan ganggang, bota-bota lan yang berupa daun-daunan juga dapat menjad sumber mnyak bum. Ganggang merupakan bota terpentng dalam menghaslkan mnyak bum. Namun dalam stud permnyakan dketahu bahwa tumbuh-tumbuhan tngkat tngg akan lebh banyak menghaslkan gas darpada menghaslkan mnyak bum. Hal n dsebabkan karena rangkaan karbonnya juga semakn kompleks. Gambar.4 Pengendapan bahan dasar ganggang d daerah cekungan Setelah ganggang-ganggang n mat, maka akan terendapkan d dasar cekungan sedmen. Keberadaan ganggang n bsa juga dlaut maupun d sebuah danau. Jad ganggang n bsa saja ganggang ar tawar, maupun ganggang ar laut. Tentu saja batuan yang mengandung karbon n bsa batuan hasl pengendapan d danau, d 30

31 delta, maupun d dasar laut. Batuan yang banyak mengandung karbon n yang dsebut Source Rock (batuan Induk) yang kaya mengandung unsur karbon (hgh TOC-Total Organc Carbon). Proses pembentukan karbon dar ganggang menjad batuan nduk n sangat spesfk. Itulah sebabnya tdak semua cekungan sedmen akan mengandung mnyak atau gasbum. Jka karbon n teroksdas maka akan terura dan Gambar.5 Perubahan bahan dasar menjad batuan nduk proses pengendapan batuan n berlangsung terus menerus. Dan jka daerah n terus tenggelam dan terus dtumpuk oleh batuan-batuan lan datasnya, maka batuan yang mengandung karbon n akan terpanaskan. Tentu saja kta tahu bahwa semakn jauh ke dalam bum, maka suhu akan bertambah pula..8.1 Batuan Reservor (batuan Sarang) Ketka proses penmbunan n berlangsung tentu saja banyak jens batuan yang menmbunnya. Salah satunya akan menjad batuan reservor atau batuan sarang. Jens batuan yang dapat menjad batuan sarang adalah batuan yang memlk sfat 31

32 porostas dan permeabel. Batuan sarang n dapat berupa batu pasr, batu gampng atau batuan vulkank..8. Proses mgras dan pemerangkapan Gambar.6 Proses mgras dan pemerangkapan mnyak bum Mnyak yang dhaslkan oleh batuan nduk yang termatangkan n tentu saja berupa mnyak mentah. Walaupun berupa caran, mnyakbum yang mentah cr fsknya berbeda dengan ar. Dalam hal n sfat fsk yang terpentng yatu beratjens dan kekentalan. Walaupun kekentalannya lebh tngg dar ar, namun berat jens mnyakbum lebh kecl. Sehngga harus mengkut hukum Archmdes. Demkanlah juga dengan mnyak yang memlk berat jens lebh rendah dar ar n akhrnya akan cenderung berpndah atau bermgras keatas. Ketka mnyak tertahan oleh sebuah bentuk batuan yang menyerupa mangkok terbalk atau kubah, maka mnyak n akan tertangkap atau lebh serng dsebut terperangkap dalam sebuah jebakan (trap). ( 3

33 .9 TINJAUAN DAERAH PENELITIAN Tnjauan daerah peneltan melput topograf dan geolog daerah peneltan. Tnjauan daerah peneltan n sebaga data dukung dalam nterpretas anomal gravtas..9.1 Topograf Daerah Peneltan Sebagan besar daratan wlayah daerah peneltan merupakan dataran rendah dan sebagan merupakan daerah perbuktan yang bergelombang. Secara umum ketnggan beberapa daerah berksar antara 3 ~ 6 meter, dengan kemrngan lahan rata-rata ± 0 ~ 15% dan 15 ~ 40%. Daerah perbuktan terletak d sebelah barat dan dataran rendah terletak d sebelah tmur dan utara. UTARA Gambar.7 Topograf daerah peneltan dan skala pembacaannya 33

34 .9. Geolog Daerah Peneltan.9..1 Geolog Umum Pada dasarnya pulau Sumatera dbag menjad 3 cekungan besar yang merupakan back arc basn (cekungan belakang busur) dar suatu hasl rangkaan ser tektonk lempeng Pulau Sumatera ketga cekungan tersebut dpsahkan satu dengan lanya oleh adanya tnggan tnggan : - Antara Cekungan Sumatera Utara dengan Cekungan Sumatera Tengah d psahkan Tnggan Asahan, Cekungan Sumatera Tengah dengan Cekungan Sumatera Selatan dpsahkan Tnggan Tga Puluh. - Sedangkan dsebelah barat daya ketga cekungan tersebut dbatas oleh Pegunungan Bukt Barsan dan oleh Sesar Sumatera yang memanjang dar Aceh sampa Lampung, struktur daerah peneltan termasuk ddalam Cekungan Sumatera Tengah (gambar.4). U Gambar.8 Cekungan Sumatera Tengah (R.P. Koesoemadnata Geolog Mnyak dan Gas Bum Jld.1980) 34

35 .9.. Kerangka Geolog Cekungan Sumatera Tengah Kerangka geolog Cekungan Sumatera Tengah dmula dengan fase rftng yang memungknkan untuk pengendapan formas Kelesa, sedmentas pada kala tu dawal dengan fluvatl ddalam sstm half grabben dar depres bengkals (bengkals trough) Karena subsden secara cepat terjad sebaga akbat patahan aktf memungknkan terbentuknya patahan yang aktf berkembang menjad grabben pengendapan sedmen batu lempung ddalam grabben tersebut secara prnspl sebaga batuan nduk lapangan- lapangan yang terdapat ddaerah n. Pada akhr olgosen terjad ketdak selarasan memsahkan formas kelesa dengan formas formas yang berada datasnya, ketdak selarasan n menanda mulanya fase pengsan (pengendapan) Pengendapan formas Lakat terjad pada lngkungan fluvatl berangsur kearah lngkungan laut dangkal dengan dendapkan formas Tualang, kedua formas n (Lakat & Tualang) merupakan reservor penghasl mnyak utama untuk cekungan untuk Sumatera Tengah n. Sedmentas berlanjut sampa Mosen tengah pada lngkugan laut dalam dengan dendapkan shale dar formas Telsa sampa formas Bno. Pada mosen akhr terendapkan batuan formas Kornc yang menempat bagan dangkal dar cekungan n. Pada Plo plestosn adanya aktftas tektonk meyebabkan kenampaan sekarang n, selama waktu tersebut pembalkan struktur terjad beberapa tempat dar cekungan dan bersamaan dengan tu dendapkan batuan formas Nlo pada daerah yang rendah Struktur Daerah Peneltan Struktur daerah peneltan merupakan salah satu bagan dar rangkaan antklonorum Lrk Trend yang mempunya arah barat laut tenggara. Struktur n 35

36 merupakan antkln asmetrs dengan kemrngan lereng bagan tmur laut lebh curam. Struktur n terbag menjad tujuh blok (perlu dkaj ulang) dan dbatas oleh sesar sesar normal berarah tmur laut-barat daya. Terdapatnya sesar nak dengan arah Barat Laut Tenggara merupakan batas perangkap antkln dar struktur n Stratgraf Daerah Peneltan Formas yang tertembus pengeboran pada Cekungan Sumatera tengah berurutan dar tua kemuda yatu formas Lakat, Tualang dan Telsa. Lapsan penghasl mnyak pada struktur n berasal dar formas Lakat dan formas Tualang yang berumur Mosen awal. Formas yang produktf penghasl mnyak yatu Formas Lakat dan Tualang dengan jens lapsan berupa batu pasr. 36

37 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 DATA PENELITIAN Pengamblan data dalam penulsan n dperoleh dar hasl survey gravtas yang dlakukan oleh BMG ddaerah x pada Cekungan Sumatera Tengah pada tanggal 4 desember 006 sampa 7 desember 006. Data berupa data sekunder yang berupa data percepatan gravtas observas yang sudah terkoreks dengan koreks drft dan koreks pasang surut. Data berjumlah 45 buah dengan sebaran ttk pengukuran dbuat grd teratur. Sebaran ttk pengukuran pada kontur topograf bsa dlhat pada gambar berkut. Gambar 3.1 Sebaran ttk pengukuran 3. ALAT DAN BAHAN Data dambl menggunakan alat gravmeter scntrex CG 3. Pengolahan data menggunakan software MS.Excell03, Surfer7 (pembuatan kontur), Surft 37

38 (pemsahan anomal lokal dengan regonal) dan GravDC (nterpretas struktur bawah permukaan). 3.3 TAHAPAN PENGOLAHAN DATA Dalam pengolahan data gravtas pada penulsan n terdapat beberapa tahapan yang bsa dlhat pada dagram alr berkut : mula Δρ geolog Kontur negatf Pemodelan dan Interpretas selesa Δρ Model ρ lngkungan ρ benda : ρ lngkungan- ρ benda : Rapat massa batuan rata-rata hasl perhtungan dengan metode parasns : Rapat massa benda terkubur penyebab anomal hasl perkraan dar nformas geolog Gambar 3. Tahapan Pengolahan Data 38

39 3.4 METODE PENGOLAHAN DATA Proses pengolahan data gravtas secara umum dbag menjad, reduks atau koreks data gravtas sehngga dperoleh besaran anomal bouger, penentuan rapat massa batuan rata-rata dan pengolahan data berupa pemsahan anomal regonal dan anomal lokal serta pemodelan benda terkubur penyebab anomal Reduks Data Gravtas Reduks data gravtas secara umum dapat dpsahkan menjad dua macam, yatu: proses dasar dan proses lanjutan. Proses dasar mencakup seluruh proses berawal dar nla pembacaan alat d lapangan sampa dperoleh nla anomal Bouguer d setap ttk amat. Proses tersebut melput tahap-tahap sebaga berkut: koreks bacaan alat yatu koreks apungan (drft correcton), koreks pasang surut (tdal correcton), koreks lntang (lattude correcton), koreks udara bebas (freear correcton), koreks Bouguer, dan koreks medan (terran correcton). Hasl akhr bacaan alat yang telah dkoreks tersebut adalah anomal Bouger. Dalam peneltan n data yang dgunakan adalah data gravtas observas yang sudah terkoreks drft dan pasang surut. Reduks data tersebut menggunakan komputer dengan software MS. Excel. Proses lanjutan merupakan proses untuk mempertajam kenampakan/gejala geolog pada daerah penyeldkan yatu pembuatan kontur dengan menggunakan software Surfer 8 dan pemodelan dengan menggunakan software GRAVDC. 39

40 Koreks Lntang (Lattude Correcton) Koreks lntang dgunakan untuk mengkoreks gayaberat d setap lntang geografs karena gayaberat tersebut berbeda, yang dsebabkan oleh adanya gaya sentrfugal dan bentuk ellpsode. Dar koreks n akan dperoleh anomal medan gayaberat. Medan anomal tersebut merupakan selsh antara medan gayaberat observas dengan medan gayaberat teorts (gayaberat normal). Menurut (Sunardy, A.C., 005) gayaberat normal adalah harga gayaberat teorts yang mengacu pada permukaan laut rata-rata sebaga ttk awal ketnggan dan merupakan fungs dar lntang geograf. Medan gayaberat teorts dperoleh berdasarkan rumusan-rumusan secara teorts, maka untuk koreks n menggunakan rumusan medan gayaberat teors pada sperod referens (z = 0) yang dtetapkan oleh The Internatonal of Geodesy (IAG) yang dber nama Geodetc Reference System 1967 (GRS 67) sebaga fungs lntang (Burger, 199), yang besarnya adalah : ( 1 0,005304( sn ϕ) ( 0, ( sn ϕ ) g = , ( 3.5) n dmana : g n adalah nla gayaberat teortk pada poss ttk amat ϕ adalah poss (derajat lntang) ttk amat. Jad anomal medan gravtas dapat dnyatakan sebaga berkut : Δ ( 3.6) g = g obs g n dengan Δg adalah anomal medan gayaberat. 40

41 Koreks Udara Bebas (free-ar correcton) Koreks udara bebas merupakan koreks akbat perbedaan ketnggan sebesar h dengan mengabakan adanya massa yang terletak dantara ttk amat dengan sferod referens. Koreks n dlakukan untuk mendapatkan anomal medan gayaberat d topograf. Untuk mendapat anomal medan gayaberat d topograf maka medan gayaberat teorts dan medan gayaberat observas harus sama-sama berada d topograf, sehngga koreks n perlu dlakukan. Koreks udara bebas dnyatakan secara metemats dengan rumus : g fa (0.3087xh) mllgal = ( 3.7) dmana h adalah beda ketnggan antara ttk amat gayaberat dar sferod referens (dalam meter). Setelah dlakukan koreks tersebut maka akan ddapatkan anomal udara bebas d topograf yang dapat dnyatakan dengan rumus : Δ g = g obs ( g KUB) n ( 3.8) dmana : Δ g : anomal medan gayaberat udara bebas d topograf (mgal) g obs : medan gayaberat observas d topograf (mgal) g n : medan gayaberat teorts pada poss ttk amat (mgal) KUB : koreks udara bebas (mgal) 41

42 Koreks Bouguer Koreks Bouguer merupakan koreks yang dlakukan untuk menghlangkan perbedaan ketnggan dengan tdak mengabakan massa d bawahnya. Perbedaan ketnggan tersebut akan mengakbatkan adanya pengaruh massa d bawah permukaan yang mempengaruh besarnya percepatan gayaberat d ttk amat. Koreks n mempunya beberapa model, salah satunya adalah model slab horsontal tak hngga sepert yang dgunakan dalam skrps n. Koreks Bouguer slab horzontal mengasumskan pengukuran berada pada suatu bdang mendatar dan mempunya massa batuan dengan denstas tertentu. Koreks tersebut dapat drumuskan sebaga berkut : g B = π Gρh = ρh... ( 3.9) dmana : G adalah konstanta : 6.67 x 10-8 cgs unt ρ adalah denstas batuan h adalah ketnggan antara ttk amat gayaberat dengan suatu datum level tertentu. Anomal medan gravtas yang telah dkoreks oleh koreks Bouguer dsebut anomal Bouguer sederhana d topograf yang dapat dtulskan sebaga berkut : Δ g = ΔKUB ( 3.10) BS g B 4

43 Koreks Medan (Terran Corecton) Koreks medan dgunakan untuk menghlangkan pengaruh efek massa dsektar ttk observas. Adanya bukt dan lembah dsektar ttk amat akan mengurang besarnya medan gayaberat yang sebenarnya. Karena efek tersebut sfatnya mengurang medan gayaberat yang sebenarnya d ttk amat maka koreks medan harus dtambahkan terhadap nla medan gayaberat. Besar koreks medan dhtung oleh Hammer yang drumuskan sepert pada persamaan berkut : = Gσθ {( r r1 ) r1 L r L }... ( 3.11) g Persamaan datas telah dsusun oleh Hammer dalam sebuah tabel yang dgunakan bersama Teran Chart : TC = ΣTC Dar berbaga zone 1 Denstas ( 3.1) 100 Teran Chart merupakan lngkaran zone-zone yang dgambarkan pada kertas transparant dengan skala tertentu sesua dengan peta topograf yang dpaka Anomal Bouger Setelah nla g observas dreduks dengan koreks-koreks d atas maka ddapatkan harga yang terkorelas terhadap keaadaan bawah permukaan sektar (struktur geolog) yang dsebut Anomal Gravtas. Sebenarnya harga anomal n merupakan penympangan dar nla teorts, anomal yang ddapat dsebut Anomal Bouguer. Pada dasarnya Anomal Bouger adalah selsh antara harga gaya berat pengamatan dengan harga gaya berat teorts yang seharusnya terukur untuk ttk 43

44 pengamatan tersebut. Yang dmaksud harga gaya berat teorts adalah harga gaya berat normal pada ttk pengamatan yang telah dkoreks dengan koreks udara bebas, koreks bouguer dan koreks medan. Dengan demkan, secara matemats rumus untuk mendapatkan nla anomal bouguer d suatu ttk pengamatan, dapat dtulskan pada persamaan berkut : BA = g obs ( g n K UB K B K T ) = g obs g n K UB - K B K T...(3.13) Dmana : BA = Bouguer Anomal g obs = Harga gaya berat pengamatan yang sudah dkoreks dengan koreks pasang surut dan koreks drft. g n = Harga gaya berat teorts d tempat pengamatan K UB = Koreks Udara Bebas (Free Ar Correcton) K B = Koreks Bouger (Bouger Correcton) K T = Koreks Medan (Terran Correcton) Penentuan Rapat Massa Batuan Rata-rata Penentuan rapat massa batuan rata-rata pada peneltan n menggunakan metode parasns. Metode parasns adalah salah satu metode dalam lmu gravtas yang dgunakan untuk menentukan rapat massa rata-rata batuan yang menyebabkan anomal ddaerah peneltan. Metode parasns s straght slope 44

45 (Parasns,1986) ddasarkan pada persamaan bouger Anomal dengan asums nla bouger anomalnya adalah = 0. B g gθ K K K = 0..(3.14) A = obs UB B T Dmana : B A = anomal bouger g obs = harga percepatan gravtas observas g θ = harga percepatan gravtas normal K UB = koreks udara bebas K B = koreks bouger K T = koreks terran Dar asums tersebut dperoleh : g g obs atau obs g g θ θ K UB = K B K h = ( πgh K / ρ )ρ 0 T T...(3.15) Dar persamaan (3.15) bla ruas kr dnyatakan sebaga varable Y dan ruas kanan sebaga varable, dan kedua varable dplot sebaran datanya pada koordnat kartesan. Maka dapat dcar suatu persamaan gars lner dengan metode kuadrat terkecl (least-square). Persamaan regres yang dhaslkan adalah: Y = a b.(3.16) Dmana nla b adalah nla rapat masa batuan rata-rata. 45

46 Nla rapat massa batuan rata-rata yang ddapat n bsa menggambarkan konds geolog daerah peneltan. Jka nlanya tdak sesua dengan konds geolog daerah peneltan maka data percepatan gravtas yang dperoleh kurang memenuh syarat Pemsahan Anomal Bouger Menggunakan Metode Polynomal Fttng Anomal bouger merupakan superposs dar anomal lokal dan regonal, maka untuk mendapatkan anomal lokal yang merupakan anomal dar benda terkubur yang dcar, anomal bouger yang ddapatkan harus dolah untuk dpsahkan antara anomal lokal dan anomal regonalnya. Dalam peneltan n untuk memsahkan anomal lokal dan regonal dgunakan metode polnomal fttng. Metode n dgunakan untuk memsahkan antara anomal regonal dan lokal yang mash menyatu dalam anomal bouger. Dalam metode n,anomal regonal ddekat oleh persamaan polnomal berorde n. Cara umum yang basanya dpergunakan ddalam menentukan derajat kecocokan dar orde polnomal adalah dengan memerksa jumlah kuadrat resdu atau devasnya (Nettleton,1976 ). m δ M = B x - R x =1 [ ( y ) ( y )] (3.17) tepatnya dengan menghtung varance data atau resdu kuadrat rata-ratanya. σ M = δ M ( N-M).. ( 3.18 ) 46

47 Dmana: N M = Jumlah data = Derajat orde Krtera derajat kecocokannya dambl dengan melhat harga varance, selama σ M turun serama dengan penambahan M, maka penambahan tersebut mash dapat dpertanggung jawabkan, deret dapat terus dlanjutkan. Dengan penambahan M, laju penurunan σ M secara perlahan-lahan, pada suatu saat σ M mula nak. Harga M dplh sesua dengan harga σ M pada saat σ M mnmum. Untuk proses data D, persamaan polnomal D orde dgunakan sebaga contoh. Secara matematk permukaan regonal dnyatakan dalam persamaan : R = p qy ry s ty u (3.19) Dmana : R = anomal regonal Y = lntang ttk peneltan = bujur ttk peneltan Dengan cara metode kuadrat terkecl (least square) kta dapat mengetahu nla konstanta P,Q,R,S,T dan U yatu : Z = P QY RY S TY U e.. (3.0) e = Z ( P QY RY S TY U ) (3.1) de = 0...(3.) dp 47

48 48 ( ) = = Z U Y T S Y R Y Q P U TY S RY QY P Z ) ( ) ( ( ) = = = Z Y Y U Y T Y S Y R Y Q Y P Y U TY S RY QY P Z dq e d ) ( ) ( 0 ( ) = = = YZ Y U Y T Y S Y R Y Q Y P Y U TY S RY QY P Z dr e d ) ( ) ( 0....(3.30) ( ) = = = Z U Y T S Y R Y Q P U TY S RY QY P Z ds e d 3 0 ) ( ) ( 0 ( ) = = = YZ Y U Y T Y S Y R Y Q Y P Y U TY S RY QY P Z dt e d 3 0 ) ( ) ( 0 ( ) = = = Z n Y T S Y R Y Q P U TY S RY QY P Z du e d 0 1) ( ) ( 0.(3.3)...(3.5)..(3.6) (3.7)....(3.8)...(3.9)....(3.31)....(3.3) (3.33).....(3.34)....(3.35)...(3.36)...(3.37)....(3.38)......(3.39)...(3.4)

49 49 dengan cara matrks kta dapat mengetahu koefsen varabel datas yatu : = Z Z Y YZ Z YZ Z U T S R Q P x Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y n Y Y Y Dar persamaan datas maka kta dapat menghtung anomal ssa atau anomal lokalnya yatu : e =Z (p qy ry s ty u)...(3.41) dmana : e = anomal lokal Z = anomal bouger = bujur ttk peneltan Y = lntang ttk peneltan Dmana : Z = anomal regonal tap stasun ke- x,y = koordnat stasun c 1,c,.c 6 = konstanta polnomal...(3.40)

50 3.4.5 Pemodelan Benda Penyebab Anomal Setelah ddapatkan nla anomal lokal dar pemsahan anomal bouger, maka tahap selanjutnya adalah pemodelan benda penyebab anomal. Pemodelan gravtas merupakan salah satu metoda nterpretas data gravtas untuk menggambarkan struktur geometr bawah permukaan berdasarkan dstrbus rapat massa batuannya. Metode n merupakan metoda nterpretas tak langsung (metoda kedepan) yang dlakukan dengan cara membuat model geometr bawah permukaan, menghtung pengaruh gravtas yang dsebabkan oleh benda penyebab anomal pada model tersebut dan membandngkannya dengan dengan anomal gravtas hasl pengamatan. Pemodelan pada peneltan n menggunakan metode pemodelan kedepan Talwan dan pemodelan bola pejal Metode Talwan Menurut Talwan (1959) pemodelan ke depan untuk menghtung efek gayaberat model benda bawah permukaan dengan penampang berbentuk sembarang yang dapat dwakl oleh suatu polgon berss- n dnyatakan sebaga ntegral gars sepanjang ss-ss polgon : g z = Gρ z dθ..(3.4) Integral gars tertutup tersebut dapat dnyatakan sebaga jumlah ntegral gars tap ssnya, sehngga dapat dtuls sebaga berkut : g = G ρ (3.43) z g = 1 n Model benda anomal sembarang oleh Talwan ddekat dengan polgon-polgon 50

51 51 dmana sstem koordnat kartesan yang dgambarkan sepert d atas. Untuk benda polgon sederhana sepert pada Gambar 1, dapat dtunjukan dengan persamaan sebaga berkut : θ θ φ θ d a g c b = tan tan tan.(3.44) sehngga dperoleh : ( ) ( ) ( ) = g a φ θ θ φ θ θ θ θ φ φ tan tan cos tan tan cos ln cos sn (3.45) dmana = = z z x x z x z x a cotφ (3.46) = x z 1 tan θ = x x z z tan φ...(3.47) Untuk keperluan komputas, persamaan ( ).45 3 dtuls dalam bentuk yang lebh sederhana, dengan mensubsttuskan harga-harga φ φ φ tan, cos, sn dengan koordnat ttk sudut polgon dalam x dan z, sebaga berkut : = z x z x c c c a Z θ θ.(3.48)

52 a θ θ1 φ ( x, z ) ( x z ) 1, 1 Gambar 3.3 Efek gravtas polgon menurut Talwan Pemodelan Bola Pejal Dalam nterpretas gravtas dpermukaan dar model sumber dbawah permukaan ada dua metode, yatu : metode analtk dan metode grafs. Pada penulsan n, penuls menggunakan metode analtk untuk mengnterpretas gravtas dpermukaan. Metode n adalah pendekatan ftur geolog yang dpandang sebaga sumber dengan geometr sederhana dar medan gravtas dan dapat dhtung secara matematk. Dalam metode n bentuk atau model benda terkubur penyebab anomal ddekat dengan model-model tertentu, sepert : model bola, model slnder horzontal, patahan vertkal atau normal, model sheet dan lan-lan. Pemodelan yang dgunakan dalam peneltan n adalah pemodelan bola pejal. Dengan asums bahwa benda terkubur berbentuk bola bermassa M dan jar-jar r akan memberkan percepatan gravtas sebesar : M g = G (3.49) r 5

53 Karena : 3 M = 4 / 3. π. R. ρ dan ( ) 1/ r = x z maka percepatan gravtas komponen vertkal adalah : g g z z M z = G.... (3.50) r r 4 3 z = G. π. R ρ... (3.51) 3 ( x z ) 3 / 3 z Bla persamaan (3.51) dkalkan dengan 3 z g z = 4 / 3. π. R z 3. G. ρ. 1 1 x z 3 /...(3.5) g zmax 1/g z z 0 1/ r R Gambar 3.4 Pendekatan benda bola pejal terhadap cross secton nla anomal lokal. Dengan : R = jar-jar bola (cm) 1/ = jarak (nla ) saat harga percepatan gravtasnya ½ gz 53

54 maksmum r = jarak benda terkubur (bola) dengan ttk pengamatan (cm) g zmax = harga percepatan gravtas maksmum saat harga = 0 (gal) G = konstanta gravtas unversal (6.67 x 10-8 cm 3 g -1 s - ) ρ = kontras rapat massa batuan (ρlngkungan ρbenda) (g/cm 3 ) Dar persamaan (3.5), gz akan maksmum pada = 0, dan saat 1/ dcapa pada gz = ½ gz maksmum. maka : g g z z max = max = 4 / 3. π. R z 4 / 3. π. R z 3 3. G. ρ 1....(3.53) 3 / 0 1 z. G. ρ...(3.54) 1/ g z 4 / 1/. 3 4 / 3. π. R γ. ρ 1 max =. z 1 z π. R γ. ρ 4 / 3. π. R. γ. ρ =. z z 1 ( 1/ ) 3 / 1 ( 1/ ) z...(3.55) 3 /...(3.56) 1 1 ( 1/ ) ( 1/ ) z z 3/ = = (3.57) 54

55 ( 1/ ) z ( 1/ ) = (3.58) = z 1/ = z z = /...(3.59) Dar persamaan (3.54) jar-jar benda terkubur (bola) dapat kta tentukan : g R z max 3 4 / 3. π. R = z g z max. z = 4 / 3. π. γ. ρ 3. γ. ρ 1/ 3 g max. z z R = 4 / (3.60) π γ ρ 55

56 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL Anomal Bouger Nla anomal Bouger yang dperoleh dplot menjad kontur dalam bdang D, sehngga tampak kesamaan nlanya dalam gars-gars kontur. Peta kontur yang dbuat menggunakan software Surfer 7.0. Dar peta kontur tersebut dapat dlhat bahwa nla anomal Bouger berada pada nterval mgal. Ada beberapa bentuk kontur yang tertutup pada peta tersebut, yang mengndkaskan adanya perbedaan rapat massa yang mencolok dbawah permukaan. Nla anomal bouger pada setap ttk pengukuran bsa dlhat pada lampran1 U Gambar 4.1 Peta kontur Anomal Bouger dan skala pembacaan nterval 0.5 mgal 56

57 4.1. Perhtungan Rapat Massa Batuan Rata-rata Setelah data gravtas dreduks, maka untuk menghtung rapat massa ratarata atau rapat massa lngkungan dgunakan metode parasns. Metode n ddasarkan pada persamaan bouger Anomal dengan asums nla bouger anomalnya adalah = 0 sesua persamaan (3.14). g gθ obs K UB K B K T = 0 Dar asums tersebut dperoleh : g atau g obs obs g g θ θ K UB = K B K h = ( πgh C)ρ T.(4.1)..(4.) Dmana: C = koreks terran tanpa ρ Bla ruas kr dnyatakan sebaga varable Y dan ruas kanan sebaga varable, dan kedua varable dplot. Maka dapat dcar suatu persamaan gars lner dengan metode kuadrat terkecl (least square). Persamaan regres yang dhaslkan adalah: Y = a b Dar persamaan tu, kta dapat menentukan konstanta a dan b dengan regres lner menggunakan program Mcrosoft excell03. Dmana b adalah kemrngan gars regres yang merupakan rapat massa batuan rata-rata d daerah peneltan ddapatkan nla rapat masa batuan rata-rata sebesar.49gr/cm3 dbulatkan menjad.5gr/cm3. 57

58 Sebaran data dan persamaan regres lnear untuk mencar rapat masa batuan rata-rata gobs-gn0.3085h y =.4908x ph.g.h-c Gambar 4.. Sebaran data dan persamaan regres lner untuk mencar rapat masa batuan rata-rata, dengan sumbu y = g obs g θ h dan sumbu x = πgh C Pemsahan Anomal Lokal dan Regonal Anomal bouger merupakan superposs dar anomal lokal dan regonal, maka untuk mendapatkan anomal lokal yang merupakan anomal dar benda terkubur yang dcar, anomal bouger harus dolah untuk dpsahkan antara anomal lokal dan anomal regonalnya. Untuk memsahkan anomal lokal dan regonal, penuls menggunakan metode polnomal fttng. Metode n adalah salah satu metode yang dgunakan untuk menghtung anomal ssa atau anomal lokal.. Penuls menggunakan polynomal fttng orde untuk pemsahan anomal bouger, sesua dengan persamaan (3.41). Pemlhan orde n dengan menghtung varas dar nla devas resdunya, yatu dengan menggunakan persamaan (3.18). Untuk 58

59 kemudan dplot nlanya ke dalam kurva. Orde yang dplh adalah nla varance mnmum pada bentuk lembah (kurva). 0.9 V a r a n c e Orde Gambar 4.3 Nla Varance terhadap orde polnomal Pemsahan n menghaslkan nla anomal regonal pada setap ttk grd. Untuk mendapatkan nla anomal lokal, anomal bouger dkurang dengan anomal regonal yang dperoleh. Dalam pemsahan n penuls menggunakan software Surft. Nla anomal lokal yang dperoleh kemudan dbuat kontur pada bdang datar menggunakan software Surfer 7. Kontur anomal lokal yang dperoleh dbuat cross secton atau rsan melntang A-B. Daerah yang dplh untuk d rs adalah daerah yang memlk kontur tertutup negatf. Pada peta kontur anomal lokal yang telah dbuat terdapat daerah yang memlk kontur tertutup, karena daerah yang berada d sebelah barat kontur negatf kurang memusat dan kecl maka dabakan. Irsan A-B berarah tmur laut - barat daya, n dkarenakan bentuk kontur tertutup memanjang ke arah tersebut dan menurut tnjauan geolog patahan yang melewat daerah peneltan berarah baratlaut- 59

60 tenggara. Sehngga untuk mendapatkan nformas struktur patahan yang ada, rsan dbuat tegak lurus. Irsan A-B n dgunakan untuk pemodelan benda terkubur penyebab anomal dan struktur bawah permukaan Gambar 4.4 Peta kontur anomal regonal dan skala pembacaan, nterval 0.5mGal A U B Gambar 4.5 Peta kontur anomal lokal, rsan A-B dan skala pembacaan, nterval 0.5mGal 60