J. Sains MIPA, Agustus 2008, Vol. 14, No. 2, Hal.: 114-118 ISSN 1978-1873 ANALISIS LAPISAN BATUBARA DI PADANG RATU LAMPUNG MELALUI PENGUKURAN GEOLISTRIK TAHANAN JENIS Rustadi* Program Studi Geofisika FMIPA Universitas Lampung * Alamat korespondensi e-mail: rustadi_2007@yahoo.com Diterima 8 Juli 2008, disetujui untuk diterbitkan 5 September 2008 ABSTRACT The present coal seam on Padang Ratu is found some surface outcropes. But this information often difficulty to estimate coal seam. Detailed seam may be unreliable or missing influenced geological structure. This problem caused conventional exploration as a drilling could easily miss targets as small as a mine entry. The objective of this research is developed a technique to underneath imaging with electrical property as a tool. Geoelectrical method was employed to map coal seam on Padang Ratu, Lampung with installed VES fifty sounding at two lines survey.over a coal-covered area. To determine resistivity the coal, DC resistivities were measured on outcrops and simulations in the laboratory. Keywords: Padang Ratu, Geoelectric, VES, Coal 1. PENDAHULUAN Kebutuhan batubara sebagai bahan bakar dimasa akan datang terus bertambah besar. Selain untuk memenuhi PLTU berkapasitas 10.000 mwatt, kini banyak industri lainnya mulai beralih dari BBM ke batubara. Peningkatan konsumsi batubara ini perlu didukung inventarisasi guna mendapatkan cadangan-cadangan batubara baru, sehingga dapat memenuhi berbagai kebutuhan tersebut. Namun upaya inventarisasi yang bertujuan mendapatkan informasi lapisan dan potensi batubara tidak mudah untuk dilakukan. Terbatasnya penampakan di permukaan menimbulkan masalah dalam menafsirkan keberadaan lapisan batubara di Padang Ratu. Kendala ini dapat diatasi melalui pemboran pada jarak yang rapat antar lubang bor. Namun pendekatan eksplorasi ini akan memerlukan biaya tinggi dan kemungkinan kegagalan cukup besar karena keterbatasan informasi posisi lapisan batubara dan gangguan struktur lokal. Untuk mendapatkan solusi atas masalah ini, telah dilakukan eksplorasi batubara dengan memanfaatkan sifat tahanan jenis yang ada pada media bawah permukaan. Metode geolistrik tahanan jenis merupakan alternatif untuk mendapatkan pencitraan bawah permukaan. Pencitraan tersebut memanfaatkan distribusi tahanan jenis media bawah permukaan yang berkaitan erat dengan jenis litologi, porositas, derajat saturasi dan faktor lainnya 1). Penggunaan metode ini cukup baik untuk survei geologi dangkal. Beberapa peneliti sebelumnya telah memanfaatkan metode ini untuk beberapa tujuan 2,3,4,). Prinsip pengukuran metode geolistrik adalah mengacu pada konsep dasar Hukum Ohm. Tahanan jenis merupakan sifat media yang berkaitan dengan kemampuan bahan untuk menghantarkan arus listrik. Apabila R adalah tahanan suatu media yang memiliki panjang L dan luas penutup silinder A, berdasar Hukum Ohm diperoleh tahanan media; ρ = RA / L. (1) Sedangkan untuk mendapatkan distribusi tahanan jenis bawah permukaan, pengukuran geolistrik umumnya dengan menginjeksikan arus di permukaan melalui 2 elektrode arus, dan mengukur beda potensial yang dihasilkan melalui 2 elektrode potensial (Gambar 1). Melalui interaksi arus dan beda potensial, tahanan jenis semu dapat dihitung berdasar persamaan V ρ a = k (2) I 114
J. Sains MIPA, Agustus 2008, Vol. 14, No. 2 dengan k merupakan faktor konfigurasi pengukuran. Untuk model seperti pada Gambar 1, nilai k dipenuhi oleh persamaan (3) 5) k = 2π 1/(1/ r 1/ r 1/ r + 1 r. (3) [ ] 1 2 3 / 4 Gambar 1. Geometri pengukuran geolistrik konfigurasi 4 elektrode 2. METODE PENELITIAN Pendekatan untuk menafsirkan lapisan batubara di Padang Ratu, dilakukan melalui; 1. Pengukuran menggunakan vertical electrical sounding (VES) dengan Array konfigurasi Schlumberger. Prinsip pengukuran VES ini dilakukan seperti berikut; a. Menginjeksikan arus dc pada titik A dan B (seperti diperlihatkan pada Gambar 1) dan mengukur beda potensial yang dihasilkan dititik M dan N. b. Proses pengukuran ini menghasilkan data tahanan jenis terukur sebagai fungsi jarak dari A ke B (hingga bentangan 300 meter). Data ini memberikan informasi perubahan tahanan jenis lapisan terhadap kedalaman. Semakin besar jarak antara A dan B, maka informasi bawah permukaan yang dapat diamati juga semakin dalam. 2. Pengukuran VES sebanyak 50 titik melingkupi area yang diperkirakan terdapat endapan batubara. Jumah VES tersebut dibagi menjadi dua lintasan seperti diperlihatkan pada Gambar 2. Adapun jarak antar titik sonding antara 10 50 meter. Gambar 2. Skema titik pengukuran 50 VES di Padang Ratu (tanda silinder merupakan simbol posisi dari VES) 3. Data-data 50 VES diolah menggunakan program Resty produksi ESDM Bandung. Proses inversi datadata VES ini menghasilkan keluaran nilai tahanan jenis dan ketebalan masing-masing lapisan 6). Sedangkan pemodelan 2D dihasilkan dari korelasi kesamaan nilai tahanan jenis tiap-tiap VES. Korelasi 50 VES yang telah diolah menggunakan perangkat lunak Resty, ditunjukkan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Penampang AA merupakan korelasi perlapisan dari VES 1 sampai dengan VES 25, sedangkan penampang BB adalah hasil korelasi perlapisan VES 26 sampai dengan VES 50. 115
Rustadi... Analisis Lapisan Batubara di Padang Ratu Lampung 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Titik tolak keberhasilan survei geolistrik adalah jika target yang diamati mempunyai kontras tahanan jenis dengan media yang melingkupinya. Batubara umumnya mempunyai nilai hambatan jenis yang tinggi jika dibandingkan dengan jenis batuan sedimen lainnya 7). Konsep ini mengilhami Ewing sebagai perintis penggunaan sifat tahanan jenis media untuk eksplorasi batubara 8). Landasan awal ini akan sangat membantu untuk dapat menafsirkan hasil pencitraan yang diperlihatkan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Gambar 3. Penampang 2D pada lintasan AA Gambar 4. Penampang 2D pada lintasan BB Hasil pemodelan pada Gambar 3 dan Gambar 4 memperlihatkan pencitraan bawah permukaan hingga kedalaman lebih dari 40 meter yang tersusun oleh enam media (disimbolkan oleh enam warna berbeda). Adapun nilai tahanan jenis masing-masing warna adalah seperti berikut; 1. warna abu-abu memiliki tahanan jenis 100-400 ohm meter, 2. warna merah memiliki tahanan jenis 450-2.300 ohm meter, 3. warna biru memiliki tahanan jenis 250-380 ohm meter, 4. warna hijau memiliki tahanan jenis 80-175 ohm meter, 5. warna kuning memiliki tahanan jenis 20-25 ohm meter dan 6. warna biru muda memiliki tahanan jenis kurang dari 18 ohm meter. Distribusi nilai tahanan jenis tersebut memiliki banyak kemungkinan penafsiran jika merujuk pada rentang nilai tahanan jenis media seperti diperlihatkan pada Tabel 1. 116
J. Sains MIPA, Agustus 2008, Vol. 14, No. 2 Tabel 1. Rentang nilai tahanan jenis dari beberapa media 9). Penafsiran kualitatif dapat mengacu pada data geologi daerah penelitian Berdasar hasil penelitian sebelumnya, daerah penelitian termasuk pada Formasi Talang Akar 9). Formasi ini menurut Mangga dkk tersusun oleh perselingan; lapisan lapuk, batubara, lempung pasiran, pasir dan gamping yang terkonsentrasi pada suatu area. Sedangkan untuk mendapatkan nilai acuan tahanan jenis batubara, telah dilakukan pengukuran geolistrik in situ pada singkapan dan pengukuran skala laboratorium dari beberapa conto batubara. Melalui pendekatan ini diperoleh tahanan jenis batubara di Padang Ratu berkisar antara 450-660 ohm meter. Berdasar dua parameter tersebut, dapat ditafsirkan warna abu-abu sebagai lapisan lapuk dengan ketebalan kurang dari 2 meter. Sedangkan batubara disimbolkan oleh lapisan berwarna merah. Melalui proyeksi 3D dari hasil pengukuran di kedua lintasan, diperoleh pola dari lapisan batubara daerah penelitian seperti di perlihatkan pada Gambar 5. Gambar 5. Model 3D perkiraan lapisan batubara di Padang Ratu Terdapat dua kemungkinan dari orientasi lapisan batubara di Padang Ratu, yaitu; berarah timurbarat ataupun utara-selatan. Untuk mendapatkan kepastian dan akurasi dari pemodelan ini, sangat memerlukan dukungan data geologi bawah permukaan. Namun proyeksi 3D ini akan menjadi panduan yang representatif bagi eksplorasi lanjutan, khususnya panduan penempatan titik bor ataupun eksplorasi lainnya untuk mendapatkan data rinci lapisan dan potensi batubara. 117
Rustadi... Analisis Lapisan Batubara di Padang Ratu Lampung 4. KESIMPULAN Penggunaan metode geolistrik VES (konfigurasi Schlumberger) cukup baik digunakan sebagai alat bantu dalam penelusuran lapisan batubara di Padang Ratu. Kesimpulan ini merupakan hasil yang telah dicapai melalui pengukuran dan estimasi lapisan batubara di Padang Ratu. DAFTAR PUSTAKA 1. Untung, M. 2000. Penerapan metode geofisika, Tim HAGI, Geofisika dekat permukaan, Bandung, HAGI. 2. Meju M.A., Fontes S.L., Oliveira M.F.B., Lima J.P.R., Ulugergerli E.U. and Carrasquilla A.A. 1999. Regional Aquifer Mapping Using Combined VES-TEM-AMT/EMAP Methods in the Semiarid Eastern Margin of Parnaiba Basin, Brazil, Geophysics, 64: 80 86. 3. Yang C.H., Tong, L.T., and Huang, C.F. 1999. Combined application of dc and TEM to sea water intrusion mapping, Geophysics, 64: 417 425. 4. Rodriguez, R., and Rodriguez, H.R. 2000. Applying the mise-à-la-masse method to coal mining problems, The Leading Edge, 19: p. 759 769 5. Reynolds J.M. 1997. An Introduction To Applied And Environmental Geophysics, John Willey and Sons. 6. Gupta, P.K., Niwas, S., and Gaur, V.K. 1997. Straighforward inversion of vertical electrical sounding data, Geophysics, 62: 775 785. 7. Johnson, W.J. 2003. Case histories of dc resistivity measurements to map shallow coal mine workings, The Leading Edge, 22: 571-573 8. Johnson, W.J., D Appolonia, and Monroeville, P.A. 2003. Applications of the electrical resistivity method for detection underground mine workings, Publikasi pada www. ibrc.fhwa.dot.gov/engineering/ geotech/hazards/mine/ workshops/ktwkshp/ ky0311, 13 Oktober 2007. 9. Mangga, S.A., Amiruddin, T., Suwarti, S., Gafoer dan Sidarto. 1994. Geologi Lembar Kotaagung, Sumatera, Bandung, PPPG, Departemen Pertambangan dan Energi. 118