IDENTIFIKASI LAPISAN AKUIFER DAERAH WAY ROBOK, LIWA, LAMPUNG BARAT MENGGUNAKAN METODE POTENSIAL DIRI

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI LAPISAN AKUIFER DAERAH WAY ROBOK, LIWA, LAMPUNG BARAT MENGGUNAKAN METODE POTENSIAL DIRI Wisnu S. Priyanto 1, Sony Aribowo 2 dan Prahara Iqbal 2 Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), UPT Loka Uji Teknik Penambangan dan Mitigasi Bencana, Jl. Pekon Padang Dalom, Liwa, Lampung Barat 34573, Indonesia Wisn003@lipi.go.id Abstrak Telah dilakukan pemetaan bawah permukaan di area Way Robok, Liwa, Lampung Barat menggunakan metode potensial diri. Pemetaan dilakukan pada 21 Agustus 2016 menggunakan 3 lintasan survey. Metode pengukuran potensial diri yang digunakan adalah metode fix-base dengan spasi 5 m. Metode self potential digunakan untuk menentukan distribusi dari anomaly aliran fluida bawah permukaan. Liwa merupakan daerah dengan sebagian besar geologi tanahnya tertutupi oleh endapan tufa ranau yang tebal dengan lapisan dasarnya berupa batuan vulkanik kuarter. Sesar besar Sumatera membujur dari barat laut ke arah tenggara membelah pulau Sumatera. Way Robok merupakan area perlintasan dari sesar besar sumatera. Tujuan dari survey ini untuk mengetahui hubungan antara lapisan akuifer dengan struktur yang terdapat pada daerah tersebut serta arah aliran fluida. Dari hasil survey tersebut didapat kesimpulan pada lintasan satu, lintasan dua dan lintasan tiga dari grafik respon potensial diri terlihat arah pergerakan fluida dengan jelas. Pada Lintasan tersebut digambarkan dengan nilai potensial terendah 4.5 mv menggambarkan respon dari lapisan tufa Ranau yang berada didaerah tersebut. Sedang nilai potensial diri tertinggi pada 75 mv menjelaskan mengenai keterkandungan fluida. Analisis dari masing-masing lintasan menunjukan penurunan respon nilai potensial diri secara berkala dan tidak menunjukan adanya anomali suatu hal yang signifikan hubunganya dengan struktur, tetapi menjelaskan pergerakan fluida daerah Way Robok. Kata Kunci : potensial diri, way robok, sesar sumatera Abstract Survey about mapping underground surface in Way Robok area, Liwa, Lampung Barat with self potential method had been done. Mapping done by August 21 st, 2016 with 3 survey line. The acquisition of self potential that use in this survey is fix-base method with 5 m space. The self potential method usually for detecting distribution about underground fluida anomaly. Liwa area with mostly composed by Ranau s tufa deposit that thick, also quarternary volcanic rock as base layer. The Great Sumtran Fault accros from northwest to southeast split Sumatra island. Way Robok is passing area of the Great Sumatran Fault. The

2 morfologi of Way Robok is about plain with cliff on the right and left side also has small river. Survey are purposed to know not only relationship between aquifer and structure also direction of fluida flow. The conclusion result of this survey from Line one, two, and three described from self potential graphic can be look clearly about the direction of fluid movement. On that line can be look the lowest self potential value on 4.5 mv, describe response of ranau s tufa layer in that place. In otherwise the highest self potential value on 75 mv that interpreter fluid contents. The analysis each line shows about decrease and increase of self potential value with periodic also not showing something anomaly that significant. Keywords : Self potential, Way Robok, Sumatran fault. Pendahuluan Metode potensial diri (self potential) merupakan kejadian natural potensial elektrik yang terjadi akibat proses geologi, geokimia dan hidrologi yang berinteraksi menyebabkan potensial elektrik yang berada di bumi pada sekitar titik pengukuran (Corry, dkk., 1982) [1]. [2] Sato dan Mooney (1960) membuat hipotesa bahwa potensial mineralisasi dapat timbul jika kondisi lingkungan didukung oleh adanya proses elektrokimia sehingga dapat menimbulkan potensial elektrokimia yang terjadi dibawah permukaan tanah. Metode ini digunakan untuk mengetahui persebaran konsentrasi dan aliran fluida bawah permukaan. Kota Liwa morfologinya berupa dataran tinggi Liwa, bukit yang bergelombang dan daerah lapang yang tidak rata [3] (Widarto, dkk., 2016). Daerah ini baik dataran maupun lembahnya dilintasi sesar Sumatera atau dikenal dengan sesar Semangko hingga ke Teluk Semangko [4] (Koswara, dkk, 1995). Daerah Way Robok pada sungainya memiliki topografi yang unik dengan offset aliran sungai yang cukup panjang dan terletak pada jalur Sesar Kumering [5] (Ariwibowo, dkk., 2016). Geologi kota ini terbentuk oleh formasi Ranau, formasi ini disusun oleh breksi batuapung, tuf mikaan, tuf batuapung, dan batuan vulkanik berumur kuarter. Breksi batuapung berwarna abu-abu keputihan sampai abu-abu kecoklatandengan ukuran kerikil sampai kerakal dan berbentuk memanjang, komponen batuapung, andesit, riolit, dan mika dengan massa dasar tuf pasiran (Amin, dkk, 1998) [6]. Pada batuan Vulkanik Kuarter yang tidak kompakdari formasi Ranau dapat menjadi reservoir dari air tanah di Liwa [3] (Widarto, dkk., 2016)

3 Gambar 1. Peta Citra SRTM30 daerah Kota Liwa beserta diagranm mawar orientasi kelurusan (modifikasi (Ariwibowo, dkk., 2016)) Penelitian ini bertujuan mengetahui hubungan antara lapisan akuifer dengan struktur yang terdapat pada daerah tersebut serta arah aliran fluida pada daerah penelitian. Metodologi Penelitian Penelitian dilakukan pada 20 Agustus 2016 pukul Lokasi penelitian berada di Way Robok, Liwa, Kabupaten Lampung Barat menggunakan 3 buah lintasan. Peralatan yang digunakan berupa elektroda pot dengan pori (porous pot) dengan cairan CuSO4, 2 rol kabel (500 m dan 150m), kompas, GPS, meteran, cangkul, multimeter digital dan analog. Metode Self Potensial merupakan metode pasif dengan mengukur potensial bawah permukaan pada dua titik pada bawah permukaan dengan nilai potensial berada pada rentang beberapa milivolt sampai dengan satu volt baik positif ataupun negative [7]

4 (Reynolds, 1997). Prosedur pengukuran relative mudah dengan menggunakan sepasang elektroda berpori yang berisi CuSO4 dan kontak langsung dengan tanah kemudian terkoneksi dengan kabel digitalmultimeter (DVM) dengan kemampuan akurasi membaca input impedansi kurang lebih Sebelum melakukan volts [1] [7] (Corry, dkk. 1982, Reynolds, 1997), pengkurun terlebih dahulu melakukan pengujian alat atau kalibrasi. Kalibrasi dilakukan terhadap elektroda pot dengan di masukan kedalam suatu medium dengan jarak kurang lebih 10 cm, kemudian ukur potensial dengan DVM (Digital Volt Meter), dimana nilai potensial harus lebih kecil atau sama dengan 2 millivolt. Apabila nilai potensial lebih besar dari 2 millivolt, maka dari elektrodapot perlu dibersihkan terlebih dahulu, kemudian diisi kembali dengan larutan CuSO4 yang mempunyai konsentrasi sama. Apabila nilai potensial tetap tinggi dimungkinkan terdapat kebocoran pada larutan tersebut. Gambar 2. Lintasan survey area metode potensial diri Way Robok, Liwa, Lampung Barat.

5 Dalam metode pengukuran potensial diri terdapat dua metode, yaitu teknik lompatan katak (Leaf frog)( Reynolds, 1997) dan teknik fix-base. Dalam penelitian ini menggunakan metode fix-base yaitu dengan membuat titik awal referensi dan memendam elektroda pot didalamnya untuk meminimalisir efek perubahan suhu dan perubahan nilai kelembapan tanah [8] (Corry, dkk., 1985). Setelah itu ulur kabel dan taruh elektroda pot pada spasi yang ditentukan untuk desain survey. Lintasan yang digunakan dalam metode ini dapat berupa garis ataupun lingkaran atau dikenal dengan sistem loop. Kemudian ukur dengan menggunakan voltmeter dan ulangi kembali. Metode ini cenderung lebih baik dengan mempertimbangkan faktor noise akibat naik turunnya beda potensial dalam satu hari sebagai akibat naik turunnya permukaan air tanah. Noise tersebut dapat berupa arus telluric akibat variasi waktu medan magnetik bumi. V V Tanah Pergerakan Fluida Gambar 3. Metode fix base Pada metode gradient atau lompatan katak eketroda pot berpindah-pindah pada setiap pengukuran. Pengkutuban dari masing-masing elektroda dijaga tetap dengan tujuan agar tidak terjadi bias. Pada pengukuran ini, elektroda yang terhubung dengan kutub positif pada pengukuran yang pertama harus dihubungkan dengan kutub negative pada pengukuran yang kedua, begitu juga pada pengambilan data dan seterusnya. Mekanisme potensial diri terbentuk baik oleh proses elektrokimia atau mekanik [9] (Telford, 1990), antara lain : a. Potensial umum Beberapa komponen dari batuan dan mneral mempunyai nilai elektrik yang signifikan. Itu merupakan potensial elektrik natural, nilai konduktivitas eektrik dan dielectric yang konstan. b. Potensial Elektrokinetik Potensial elektrokinetik terjadi secara mekanik, biasa disebut dengan aliran potensial. Potensial ini dapat diamati pada larutan dimana resistivitas listrik ( ) dan viskositas ( ) yang bekerja pada kapiler atau medium yang berpori, persamaanya sebagai berikut:

6 P.k. Ek (1) 4 Keterangan : ζ = potensial absorbsi (volt) P = perbedaan tekanan (N/m 2 ) k = konstanta dielektrikum larutan = viskositas (Joule.dt/m 2 ) c. Potensial Liquid-Junction (Difusi) Potensial ini disebabkan oleh perbedaan mobilitas dari variasi ion dalam larutan yang konsentrasinya berbeda. Besarnya harga potensial ini dapat dituliskan sebagai berikut : R ( Ia Ic) C Ed ln Fn( Ia Ic) C 1 2 Keterangan : R = konstanta gas (8,31 Joule/ o C) F = konstanta Faraday (9,65 x 10 4 C/mol) = temperatur absolut (K) n = valensi Ia, Ic = mobilitas anion dan kation, pada larutan NaCl Ia/Ic besarnya 1.49 pada suh 25 o C C 1, C 2 = konsentrasi larutan (mol/m 3 ) d. Potensial Shale (Nernst) Ketika dua elektroda logam yang identik dicelupkan dalam larutan yang homogen, maka tidak terjadi beda potensial pada kedua elektroda tersebut. Jika konsentrasi pada kedua larutan diubah, maka akan timbul beda potensial, dituliskan sebagai berikut : R C1 Es ln( ) (3) Fn C 2 e. Potensial Mineralisasi Ketika dua elektroda logam yang berbeda dimasukan pada larutan yang homogen, maka akan timbul beda potensial diantara kedua elektroda tersebut. Potensial kontak elektrolit ini searah dengan potensial diri statis, hal ini ada hubungannya antara penyebab utama potensial yang besar dengan daerah mineral tersebut dan dikenal dengan sebagai potensial mineralisasi. Perubahan nilai potensial diri disebabkan adanya perbedaan perbedaan temperatur, tekanan atau konsentrasi kimiawi di bumi. Untuk meminimalisasi gangguan (noise) akibat perubahan suhu maupun waktu maka dilakukan koreksi terhadap titik referensi sebagai kontrol Pada proses pengolahan (2)

7 selanjutnya data potensial dikoreksi terhadap data referensi disini dengan mencari kumulatif hasil pengukuran tiap titik ditambah dengan beda potensial antara titik pertama pada lintasan pengukuran dengan titik referensi, pengolahan tetapi tidak melewati koreksi topografi dikarenakan lintasan cenderung datar tidak melewati kontur yang curam.. Perubahan nilai potensial diri disebabkan adanya perbedaan perbedaan temperatur, tekanan atau konsentrasi kimiawi di bumi. Untuk meminimalisasi gangguan (noise) akibat perubahan suhu maupun waktu maka dilakukan koreksi terhadap titik referensi sebagai kontrol kemudian data potensial diri yang telah dikoreksi dibuat grafik guna merekonstruksi sebuah pola anomali fluida. Data diolah menggunakan software Excell, sedang lokasi survey menggunakan Global Mapper dan Surfer. Hasil dan Pembahasan Dapat dilihat pada gambar 4 (a),(b),(c) sebelah kiri merupakan informasi mengenai grafik perubahan nilai potensial terhadap jarak stelah pengukuran dan pengolahan data potensial diri. Pada lintasan satu bahwa nilai potensial cenderung rendah titik awal dan relative datar walaupun sedikit meninggi hingga titik akhir lintasan satu. Pada gambar 4 (d),(e),f) grafik sebelah kanan berkebalikan dengan topografi lintasan, ketinggian diawal rendah dan bertambah seiring dengan jarak. Terlihat pada grafik lintasan satu antara topografi dan nilai potensialnya memiliki nilai yang kontras, meningkatnya topografi diikuti dengan penurunan potensial menunjukan arah pergerakan fluida, yaitu aliran mengarah dari titik awal lintasan menuju titik akhir lintasan. Pada grafik lintasan dua respon potensial diri yang terkoreksi sedikit meningkat tetapi cenderung stabil dan perbedaan topografi juga tidak terlalu menonjol dengan penurunan yang rendah. Dari lintasan dua juga didapat penurunan topografi kontras dengan kenaikan potensial diri, menurunya topografi diikuti kenaikan nilai potensial menunjukan arah aliran fluida berarah dari titik akhir berjalan menuju titik awal pengukuran lintasan dua.

8 Gambar 4. (a). Grafik Lintasan Satu nilai potensial diri terkoreksi titik referensi (b). Grafik Lintasan Dua nilai potensial diri terkoreksi titik referensi (c). Grafik Lintasan Tiga nilai potensial diri terkoreksi titik referensi (d). Grafik topografi Lintasan Satu (e). Grafik topografi Lintasan dua (f). Grafik topografi Lintasan tiga Pada lintasan tiga terlihat kenaikan nilai poensial pada grafik topografi diikuti dengan penurunan topografi dari titk awal menuju titik akhir. Hal tersebut dikarenakan pada awal titik pengukuran lintasan tiga dekat dengan sawah yang berair yang menjadikan gangguan (noise) pada data pengukuran. Nilai potensial yang digambarkan pada gambar 5 berikisar 4.5 sampai dengan 75 mv merupakan perubahan yang diakibatkan oleh lapisan bawah permukaan. Berdasarkan [7] Reynolds 1997 menyebutkan bahwa anomaly dengan nilai kisaran 100 mv merupakan fluida, sedang jika nilai potensial berkisar nol hingga puluhan mv merupakan pegmatite atau kuarsa, dalam hal ini bila melihat peta isopotensial bagian bawah berwarna biru dengan nilai dibawah puluhan milivolt merupakan lapisan tuffa, sedang bagian atas merah merupakan kemungkinan dari pergerakan fluida yang terekam dengan nilai potensial puluhan hingga mencapai 75 mv. Dari grafik pada gambar 4 dan peta isopotensial gambar 5 tidak terlihatnya anomali yang menggambarkan adanya kemungkinan lapisan akuifer penyimpan air tanah di daerah survey tersebut. Kemungkinan air yang berkumpul di Way Robok merupakan akibat rembesan air dari dataran tinggi kanan dan kiri diantara Way Robok. Way Robok sendiri seperti jurang dengan kedalaman 100 meter dari kedua dataran kanan dan kiri Way Robok tersebut.

9 Potensial (mv) Gambar 5. Peta Isopotensial daerah survey Way Robok Pada gambar 5 dapat dilihat gambaran berupa arah aliran fluida pada lintasan satu, lintasan dua dan lintasan tiga yang di dapat dari gambaran nilai potensial menuju ke arah pojok kanan bawah pada gambar. Kesimpulan Pada lintasan satu, lintasan dua dan lintasan tiga terlihat arah pergerakan fluida berdasarkan respon potensial diri dari bawah permukaan dan menjelaskan aliran fluida. Pada peta isopotensial memberikan gambaran mengenai persebaran nilai potensial diri dengan nilai potensial diri terendah 4.5 mv yang mana menggambarkan nilai dari lapisan tuffa yang berada didaerah tersebut. Nilai potensial diri tertinggi pada 75 mv menggambarkan kandungan fluida. Interpretasi grafik nilai potensial diri dari masing-masing lintasan diantaranya penurunan dan kenaikan nilai potensial diri secara berkala dan tidak menunjukan adanya suatu hal yang signifikan maupun kaitanya dengan struktur yang berada pada daerah tersebut. Sehingga bisa dijelaskan pada area pengukuran kemungkinan tidak dilintasi lapisan akuifer. Kemungkinan lainya air yang tidak kering saat kemarau berasal dari tempat lain. Daftar Pustaka [1] Corry, Charles E., Gregory, T. DeMoully, & Michael., T. Gerety., Field Procedure Manual for Self-Potential Surveys. Zonge Engineering & Research Organization Tucson, Arizona. [2] Sato, M. and Mooney, H. M.,. 1960, The electrochemical mechanism of sulfide self potentials, Geophysics 25,

10 [3] Widarto, Djedi S., Yudistira, T., Nishida, J., Katsura, I., Gaffar, E. Z., and Nishimura, S., Imaging Rock Density Distribution Beneath Liwa Fracture Zone in Southern Part of Great Fault System, Indonesia. International Journal of Geoscience, April 2016,7, [4] Koswara, A. dan Santoso Geologi Rinci Daerah Liwa Lampung Barat Sumatera Selatan 1: Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, VI, Januari 1995 hal [5] Aribowo, S., Muslim, D. dan Winantris Pola Deformasi Tuf Ranau Berdasarkan Orientasi Jejak Geomorfik Sesar Sumatra di Daerah Liwa, Lampung Barat. Seminar Nasional ke-iii, Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran. [6] Amin, T.C., Santosa, S. dan Gunawan, W., Peta Geologi Bersistem Lembar Kotaagung. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Departemen Pertambangan dan Energi, Bandung. [7] Reynolds, John M An Introduction to Apllied an Environmental Geophysics..John Wiley and Sons. Wiley-Blackwell, New York. [8] Corry, Charles E Spontaneous Polarization Associated with Porphyry Sulfide Mineralization. Jurnal Geophysics, Vol.50. No. 6 June 1985 P , 12 FIGS. [9] Telford, W.M., Geldart, L.P., &. Sheriff, R.E Applied Geophysics Second edition. Cambridge University Press. ISBN ISBN