Cross Diagonal Survey Geolistrik Tahanan Jenis 3D untuk Menentukan Pola Penyebaran Batuan Basal di Daerah Pakuan Aji Lampung Timur

Transkripsi

1 J. Sains Tek., Desember 2004, Vol. 10, No. 3 Cross Diagonal Survey Geolistrik Tahanan Jenis 3D untuk Menentukan Pola Penyebaran Batuan Basal di Daerah Pakuan Aji Lampung Timur Karyanto Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung Jl. Sumantri Brojonegoro No. 1, Bandar Lampung, karyanto@unila.ac.id Abstract The investigation of basaltic rock potential in Pakuan Aji, Sukadana, East Lampung has been done by the use of 3D (three dimension) resistivity geoelectric method with polepole configuration. The data acquitition was performed with cross diagonal survey. The resul of investigation in the form of rock distribution section laterally 50 meters to west, 50 meters to south and vertical direction is 60 meters. Keywords: basaltic rock, 3D resistivity, cross diagonal survey Pendahuluan Secara umum batuan basal banyak dipergunakan sebagai bahan baku pembuatan jalan raya maupun bangunan. Dengan berkembangnya pembangunan saat ini, maka kebutuhan akan batuan sebagai bahan material cukup bernilai ekonomis. Salah satu daerah yang kaya dengan batuan khusunya batuan basal yaitu daerah Pakuan Aji, Lampung Timur. Secara geologi daerah ini masuk ke dalam lembar geologi Tanjung Karang, Sumatera. Daerah penelitian ini terdiri dari Formasi Sukadana Basalt. Formasi ini sebagian besar terdiri dari batuan basal berongga (Versicular Basalt) 1. Survei secara geologi, menunjukkan bahwa morfologi di daerah ini banyak memperlihatkan manifestasi permukaan berupa perbukitan yang penuh dengan batuan. Oleh karena morfologi yang nampak, maka diperkirakan bahwa di daerah ini memiliki potensi berupa deposit batuan basal yang bernilai ekonomis. Namun, pengembangan daerah ini sebagai penghasil batuan terhambat karena belum diketahuinya deposit batuan yang ada yang menyangkut dengan volume serta arah penyebarannya. Untuk itu, perlu dilakukan survey geofisika dengan tujuan mengetahui arah penyebaran batuan basal tersebut. Salah metode geofisika yang dapat menentukan pola penyebaran batuan adalah dengan metode gelistrik tahanan jenis 3D (Tiga Dimensi) dengan teknik pengambilan datanya cross diagonal survey. Dengan metode ini, dapat dihasilkan penampang isoresistivitas secara vertikal, horizontal dalam 2 arah, serta penampang 3D (Tiga Dimensi) dari daerah penelitian. Dari hasil yang didapatkan diharapkan akan dapat membantu untuk menentukan pola penyebaran batuan tersebut dan pada akhirnya dapat digunakan pihak-pihak yang memerlukan, sehingga daerah survei dapat dikembangkan lebih lanjut. Metode Geolistrik Tahanan Jenis 3D Metode geolistrik tahanan jenis 3D merupakan metode geolistrik yang mempelajari sifat tahanan jenis (resistivitas listrik) dari lapisan batuan di dalam bumi. Prinsip metode ini, yaitu dengan menginjeksikan arus listrik 2004 FMIPA Universitas Lampung 195

2 Karyanto, Cross Diagonal Survey Geolistrik ke dalam bumi melalui dua buah elektroda arus, dan melakukan pengukuran beda potensial yang dilakukan melalui dua buah elektrode potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial listrik tersebut, akan dapat dihitung variasi harga resistivitas listrik pada lapisan di bawah titik ukur (sounding point). Survey geolistrik tahanan jenis tiga dimensi (3D) sangat jarang dilakukan dibandingkan dengan resistivitas tahanan jenis 1D ataupun 2D. Hal ini disebabkan oleh jumlah pengukuran atau data yang dibutuhkan cukup besar dan ketiadaan program inversi dalam mengolah datadata tersebut 2. Geolistrik tahanan jenis 3D akan memberikan gambaran struktur geologi daerah survey dalam bentuk 3 dimensi, yaitu ke arah horisintal 2 arah (x dan y) dan ke arah vertikal/kedalaman (z). Lintasan pengukuran untuk survei geolistrik tahanan jenis 3D berupa susunan beberapa elektroda yang merupakan bentuk petak persegi. Secara ilustrasi seperti ditunjukkan Gambar 1 untuk grid data 5x5. arah-y arah-x Gambar 1. Susunan elektroda untuk survei tahanan jenis 3D 2 Dalam proses pengambilan data terdapat 2 cara yaitu complete data set survey dan cross diagonal survey. Cara yang pertama complete data set survey adalah teknik pengambilan data lengkap pada tiap elektrodanya sehingga akan membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan cara yang kedua cross diagonal survey merupakan teknik yang singkat dari pada teknik pertama sehingga memerlukan waktu yang lebih singkat, dimana pengukuran potensial hanya dilakukan sepanjang sumbu-x, sumbu-y dan sumbu diagonal yang membentuk sudut 45 o terhadap sumbu-x atau sumbu-y 2, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Batuan Basal Batuan basal tergolong dalam kelompok batuan beku. Batuan beku terjadi dari pembekuan larutan silika cair dan pijar (magma). Batuan basal termasuk ke dalam kelompok Gabro Aphanitik. Pada saat sekarang basal sebagian besar terbentuk sebagai lava. Bentuk yang paling banyak terdapat berupa lembaran di permukaan bumi dan mendominasi dari batuan beku yang berhubungan dengan sabuk orogenik (Orogenic Belt). Penyebaran dari lava basal sangat luas sekali bahkan sampai mil 2 dan dengan ketebalan maksimum 6000 ft. Suatu contoh di Indonesia adalah lava gunung Galunggung. Tekstur yang banyak terdapat pada basal adalah holokristalin, juga terdapat kacaan. Tekstur porpiritik disusun dari kristal subhedral dan euhedral sebagai fenokris sedangkan sebagai massa dasar dari mikrokristalin dan kacaan. Struktur yang paling banyak ditemukan saat ini yaitu struktur aliran dan sering ditemukan FMIPA Universitas Lampung

3 J. Sains Tek., Desember 2004, Vol. 10, No. 3 struktur rongga (versicular) 3. Komposisi mineralogi dan kimiawi dari basal banyak kesamaannya dengan gabro terutama di dalam komposisi kimia. Basal terdiri dari batuan basa dimana persentase silika relatif rendah, sedangkan persentase besi, magnesium relatif sangat tinggi, dan sodium serta potasium sangat rendah. Basal sangat mudah terkena alterasi dengan sedikit uap air dan air panas di daerah vulkanik yang akan menghasilkan oksida besi dari mineral magnetik (mineral bijih) dan mineral non bijih dan kaya akan Fe dan Mg, yaitu mineral olivin. Sedangkan nilai resistivitas batuan basal dengan kandungan air yaitu 4 x 10 4 (untuk % H 2 O sebesar 0,95 %) dan untuk basal kering sebesar 10 1,3 x 10 7 Ωm. Alat dan bahan Metode Penelitian a. Resistivity meter NAINURA 22 NRD SS b. Accu sebagai sumber arus DC c. Kompas Geologi d. Kabel-kabel penghubung Pengambilan data Pada survei tahanan jenis 3D (tiga dimensi) dengan teknik cross diagonal survey ini menggunakan konfigurasi polepole. Pada konfigurasi pole-pole, elektroda arus C 2 dan elektroda potensial P 2 diletakkan di jauh tak terhingga ( ) dari elektroda-elektroda lainnya. Dengan harga tahanan jenis semunya dapat dihitung dengan persamaan 2, 4 : ρ = 2π a R (1) dimana a adalah jarak antar elektroda arus C 1 dan elektroda potensial P 1 (m), R adalah tahanan terukur ( Ω ). Pada survei ini dipilih konfigurasi polepole dengan alasan disamping untuk mendapatkan penetrasi yang cukup dalam juga karena alasan teknis lapangan, karena dengan menggunakan konfigurasi pole-pole ini akan sangat mempermudah pengambilan data sebab dua elektroda yang lain yaitu elektroda arus 2 (C 2 ) dan elektroda potensial 2 (P 2 ) diletakkan di jauh tak hingga yang tidak membutuhkan perpindahan, sehingga secara teknis akan sangat mendukung dan banyak mereduksi waktu yang diperlukan dalam pengambilan data. Kemudian daerah survei kita buat grid 7x7, sedangkan cara pengambilan datanya adalah dengan teknik cross diagonal survey yaitu bahwa pengukuran potensial hanya dilakukan pada potensial-potensial yang berarah horizontal, vertikal, dan garis diagonal membentuk sudut 45 o terhadap elektroda arus, hal ini bertujuan untuk mengurangi jumlah pengukuran tanpa menurunkan secara signifikan kualitas model bawah permukaan yang diperoleh 2, 5. Seperti pada Gambar 2. Urutan surveinya secara lengkap adalah sebagai berikut: pertama-tama elektroda arus diletakkan pada titik 1, dan potensial diukur pada titik-titik yang berarah horizontal, vertikal serta garis diagonal bersudut 45 o terhadap titik 1 (elektroda arus). Setelah selesai semua titik tersebut elektroda arus (C1) digeser ke titik 2 dan potensial diukur diukur pada titik-titik yang berarah horizontal, vertikal serta garis diagonal bersudut 45 o terhadap titik 2 (elektroda arus C1), dan seterusnya sampai semua titik di grid 7x7 terukur semua. Dan sebagai catatan pengukuran potensial hanya dilakukan pada elektrodaelektroda potensial dengan nomor indek lebih tinggi dari pada nomor indek elektroda arusnya FMIPA Universitas Lampung 197

4 Karyanto, Cross Diagonal Survey Geolistrik x x x X Ket: + x : elektroda arus : elektroda potensial : elektroda yang sudah diukur Gambar 2. Pengambilan data tahanan jenis 3D dengan teknik cross diagonal survey Pengolahan data Pengolahan data dilakukan dengan menghitung resistivitas semu hasil pengukuran di lapangan dengan menggunakan Persamaan (1). Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan model bawah permukaan berdasarkan data yang telah dihitung dengan menggunakan perangkat lunak Res3dinv yang akan menggambarkan pola penyebaran anomali pada tiap kedalaman yang ditentukan secara horisontal dan tiap lintasan survei yang ditentukan pula secara vertikal. Hasil dan Pembahasan Hasil model bawah permukaan yang didapatkan adalah seperti pada Gambar 3 dan Gambar 4. Model Vertikal Model vertikal seperti ditunjukkan Gambar 3, memperlihatkan pola sebaran lapisan yang mempunyai harga tahanan jenis yang saling kontras antara lapisan yang satu dengan yang lainnya. Untuk batuan basal dari hasil model tersebut mempunyai tahanan jenis lebih dari 1700 Ωm dan menyebar ke arah dalam lapisan bumi sampai kedalaman mencapai 60 meter dan terdapat di blok-blok yang atas sedangkan di bagian bawah cadangan batuan tersebut semakin berkurang, hal ini ditunjukkan dengan sebaran harga tahanan jenis batuan yang lebih kecil mendominasi di daerah tersebut. Model Horisontal Sedangkan untuk model penyebaran lapisan secara horisontal seperti pada Gambar 4, lapisan bumi dimodelkan untuk tiap kedalaman yang mempunyai ketebalan tertentu. Dari gambar tersebut terlihat bahwa untuk batuan basal dengan warna coklat sampai ungu menyebar hampir pada tiap kedalaman lapisan terutama untuk lapisan-lapisan atas yang mempunyai kedalaman kurang dari 35 meter, sedangkan untuk kedalaman yang lebih diperkirakan kandungan batuan basalnya akan semakin berkurang FMIPA Universitas Lampung

5 J. Sains Tek., Desember 2004, Vol. 10, No. 3 Gambar 3. Model Bawah Permukaan tiap blok lintasan secara vertikal Gambar 4. Model Bawah Permukaan tiap kedalaman secara horizontal 2004 FMIPA Universitas Lampung 199

6 Karyanto, Cross Diagonal Survey Geolistrik Hal tersebut dapat terjadi karena diperkirakan daerah survei adalah bukan merupakan tempat batuan sumbernya, namun adalah daerah sebagai imbas dari adanya proses penyebaran batu sewaktu batuan tersebut terbentuk. Kesimpulan Dari interpretasi yang dilakukan berdasarkan model bawah permukaan pada tiap kedalaman yang ditentukan secara horisontal dan tiap line survei yang ditentukan pula secara vertikal berdasarkan data-data terukur pada lokasi penelitian, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa dari model bawah permukaan secara horizontal diketahui batas-batas penyebaran batuan yaitu + 50 m ke arah utara dan + 60 m ke arah barat. Sedangkan dari model vertikal diketahui bahwa lapisan batuan berada sampai kedalaman + 60 m. Berdasarkan hasil tersebut maka arah penyebaran batuan cenderung ke arah utara. Sehingga diperkirakan induk batuan berada di sebelah selatan daerah penelitian. Hal ini terjadi oleh karena adanya proses intrusi magma yang mengarah ke arah utara. Saran Adapun saran untuk penelitian selanjutnya yaitu agar dilakukan survei geofisika terpadu yang lain untuk mendukung data penelitian ini. Selain itu perlu dilakukan pengukuran geolistrik dengan cakupan wilayah yang lebih luas untuk mengetahui penyebaran batuan basal yang lebih luas dan kemungkinan ditemukannya tempat batuan sumbernya. Daftar Pustaka 1. Andi, M.M., Amirudin, Suwarti, T., Gafour, S. dan Sidarto, 1994, Geologi Lembar Tanjung Karang, Sumatera, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. 2. Loke.M.H., 1999, RES3DINV ver for Windows 3.1, 95 & NT; Rapid 3D Resistivity & IP Inversion using the least-squares method. Geophysical Prospecting ( 3. Doddy, S.G., 1987, Batuan dan Mineral. Penerbit Nova. Bandung. 4. Telford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.E., 1990, Applied Geophysics, 2 nd Edition, Cambridge University Press, New York. 5. Loke, M.H., and Barker, R.D., 1996, Practical techniques for 3D resistivity surveys and data inversion, Geophysical Prospecting, Vol.4, FMIPA Universitas Lampung