paper geolistrik.docx

5/19/2018 Paper Geolistrik.docx

1/14

PAPER

GEOFISIKA

ACARA : METODE GEOLISTRIK

Disusun Oleh:

Adi Dwi Nur Muharam

21100111120013

LABORATORIUM GEOFISIKA

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

MEI 2013


2/14

1

BAB I

ISI

1.1. Metode Geolistrik

Penggunaan geolistrik pertama kali dilakukan oleh Conrad

Schlumberger pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda

geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah

permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current)

yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini

menggunakan 2 buah Elektroda Arus A dan B yang ditancapkan ke dalam

tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan

menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam.

Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan

tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan

tanah diukur dengan penggunakan multimeter yang terhubung melalui 2

buah Elektroda Tegangan M dan N yang jaraknya lebih pendek dari padajarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar

maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai

dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman

yang lebih besar.

Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus

oleh arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak AB yang biasa disebut

AB/2 (bila digunakan arus listrik DC murni), maka diperkirakan pengaruh

dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari

AB/2.


3/14

2

1.2. Cara Kerja Metode Geolistrik

Umumnya metoda geolistrik yang sering digunakan adalah yang

menggunakan 4 buah elektroda yang terletak dalamsatu garis lurus serta

simetris terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus (AB) di bagian luar

dan 2 buah elektroda ntegangan (MN) di bagian dalam.

Kombinasi dari jarak AB/2, jarak MN/2, besarnya arus listrik yang

dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan didapat suatu harga tahanan

jenis semu (Apparent Resistivity). Disebut tahanan jenis semu karena

tahanan jenis yang terhitung tersebut merupakan gabungan dari banyak

lapisan batuan di bawah permukaan yang dilalui arus listrik.

Bila satu set hasil pengukuran tahanan jenis semu dari jarak AB

terpendek sampai yang terpanjang tersebut digambarkan pada grafik

logaritma ganda dengan jarak AB/2 sebagai sumbu-X dan tahanan jenis semu

sebagai sumbu Y, maka akan didapat suatu bentuk kurva data geolistrik. Dari

kurva data tersebut bisa dihitung dan diduga sifat lapisan batuan di bawah

permukaan.
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/cara-kerja-metode-geolistrik.jpg


4/14

3

1.3. Kegunaan Geolistrik

Mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai

kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan

adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa

air. Umumnya yang dicari adalah confined aquifer yaitu lapisan akifer yang

diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian

bawah dan bagian atas. Confined akifer ini mempunyai recharge yang

relatif jauh, sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak

terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat.

Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang

mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan

bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman bedrock untuk

fondasi bangunan.

Metoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi

(geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah

satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara

pasti keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan.

1.4. Konfigurasi

Metoda geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang ke 4

buah elektrodanya terletak dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda AB

dan MN yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi

Wenner dan Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metoda

perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis

batuan di bawah permukaan. Metoda geolistrik konfigurasi Schlumberger

merupakan metoda favorit yang banyak digunakan untuk mengetahui

karakteristik lapisan batuan bawah permukaan dengan biaya survei yang

relatif murah.

Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna,

seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. Untuk posisi lapisan

batuan yang terletak dekat dengan permukaan tanah akan sangat berpengaruh


5/14

4

terhadap hasil pengukuran tegangan dan ini akan membuat data geolistrik

menjadi menyimpang dari nilai sebenarnya. Yang dapat mempengaruhi

homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada

lapisan, faktor ketidakseragaman dari pelapukan batuan induk, material yang

terkandung pada jalan, genangan air setempat, perpipaan dari bahan logam

yang bisa menghantar arus listrik, pagar kawat yang terhubung ke tanah

dsbnya.

Spontaneous Potential yaitu tegangan listrik alami yang umumnya

terdapat pada lapisan batuan disebabkan oleh adanya larutan penghantar yang

secara kimiawi menimbulkan perbedaan tegangan pada mineral-mineral dari

lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidak-homogenan

lapisan batuan. Perbedaan tegangan listrik ini umumnya relatif kecil, tetapi

bila digunakan konfigurasi Schlumberger dengan jarak elektroda AB yang

panjang dan jarak MN yang relatif pendek, maka ada kemungkinan tegangan

listrik alami tersebut ikut menyumbang pada hasil pengukuran tegangan

listrik pada elektroda MN, sehingga data yang terukur menjadi kurang benar.

Untuk mengatasi adanya tegangan listrik alami ini hendaknya sebelum

dilakukan pengaliran arus listrik, multimeter diset pada tegangan listrik alami

tersebut dan kedudukan awal dari multimeter dibuat menjadi nol. Dengan

demikian alat ukur multimeter akan menunjukkan tegangan listrik yang

benar-benar diakibatkan oleh pengiriman arus pada elektroda AB. Multimeter

yang mempunyai fasilitas seperti ini hanya terdapat pada multimeter dengan

akurasi tinggi.

1.4.1. Konfigurasi Wenner

Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian

pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang

relatif besar karena elektroda MN yang relatif dekat dengan elektroda
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/konfigurasi-wenner.jpg


6/14

5

AB. Disini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang

relatif lebih kecil.

Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi

homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh

terhadap hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi

Wenner, sangat sulit untuk menghilangkan factor non homogenitas

batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat.

1.4.2. Konfigurasi Schlumberger

Pada konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-

kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi

karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah

relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN

hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB.

Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger ini adalah pembacaan

tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak

AB yang relatif jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang

mempunyai karakteristik high impedance dengan akurasi tinggi yaitu

yang bisa mendisplay tegangan minimal 4 digit atau 2 digit di belakang

koma. Atau dengan cara lain diperlukan peralatan pengirim arus yang

mempunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi.

Sedangkan keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah

kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan

pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu

ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2.

Agar pembacaan tegangan pada elektroda MN bisa dipercaya,

maka ketika jarak AB relatif besar hendaknya jarak elektroda MN juga

diperbesar. Pertimbangan perubahan jarak elektroda MN terhadap jarak
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/konfigurasi-schlumberger.jpg


7/14

6

elektroda AB yaitu ketika pembacaan tegangan listrik pada multimeter

sudah demikian kecil, misalnya 1.0 milliVolt.

Umumnya perubahan jarak MN bisa dilakukan bila telah tercapai

perbandingan antara jarak MN berbanding jarak AB = 1 : 20.

Perbandingan yang lebih kecil misalnya 1 : 50 bisa dilakukan bila

mempunyai alat utama pengirim arus yang mempunyai keluaran

tegangan listrik DC sangat besar, katakanlah 1000 Volt atau lebih,

sehingga beda tegangan yang terukur pada elektroda MN tidak lebih

kecil dari 1.0 milliVolt.

Parameter yang diukur :

1. Jarak antara stasiun dengan elektroda-elektroda (AB/2 dan MN/2)

2. Arus (I)

3.

Beda Potensial ( V)

Parameter yang dihitung :

1. Tahanan jenis (R)

2. Faktor geometrik (K)

3.

Tahanan jenis semu ( )

Cara intepretasi Schlumbergeradalah dengan metode penyamaan

kuva (kurva matching). Ada 3 (tiga) macam kurva yang perlu

diperhatikan dalam intepretasi Schlumberger dengan metode

penyamaan kurva, yaitu :

Kurva Baku

Kurva Bantu, terdiri dari tipe H, A, K dan Q

Kurva Lapangan
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/rumus.jpg


8/14

7

Untuk mengetahui jenis kurva bantu yang akan dipakai, perlu

diketahui bentuk umum masing-masing kurva lapangannya.

Kurva bantu H, menunjukan harga minimum dan adanya variasi

3 lapisan dengan 1> 2< 3.

Kurva bantu A, menunjukkan pertambahan harga dan variasi

lapisan dengan 1< 2< 3.

Kurva bantu, K menunjukan harga maksimum dan variasi lapisan

dengan 1< 2> 3.

Kurva bantu Q, menunjukan penurunan harga yang seragam :

1> 2> 3
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/kurva-kurva-bantu-dalam-metode-penyamaan-kurva-schlumberger.jpg


9/14

8

Alat-alat yang digunakan : kertas kalkir/mika plastik,

kertas double log, marker OHP.

Plot nilai AB/2 vs pada mika plastik diatasdouble log. AB/2

sebagai absis dan sebagai ordinat.

Buat kurva lapangan dari titik-titik tersebut secarasmooth(tidak

selalu harus melalui titik-titik tersebut, untuk itu perlu dilihat

penyebaran titik-titiknya secara keseluruhan).

Pilih kurva Bantu apa saja yang sesuai dengan setiap bentukan

kurva lapangan.

Letakkan kurva lapangan diatas kurva baku, cari nilai

P1merupakan kedudukan :

o d1,1 (kedalaman terukur, tahanan jenis terukur)

o d1 = kedalaman lapisan perama = sebagai absis

o 1= tahanan jenis lapisan pertama = sebagai ordinat

o Pindahlah kurva lapangan dan letakkan diatas tipe kurva

Bantu pertama yang telah ditentukan. Tarik garis putus-putus

sesuai dengan harga 1/2pada kurva Bantu tersebut. Garis putus-putus

sebagai kurva Bantu ini merupakan tempat kedudukan P2.

Kembalikan kurva lapangan diatas kurva baku, geser kurva

lapangan berikutnya sedemikian sehingga kurva baku pertama

melalui pusat kurva baku. Tentukan nilai 3/2serta plot titik P2.

(catatan : posisi sumbu-sumbunya harus sejajar dengan sumbu-

sumbu pada kurva Bantu)

Dari P2dapat ditentukan d2, 2

Titik pusat P3, koordinat d3, 3 dan nilai kurva Bantu selanjutnya

dapat dicari dengan jalan yang sama.

1.5. Koreksi Kedalaman

Untuk titik-titik pusat (Pn) yang terletak pada kurva bantu tipe H, tidak

perlu dikoreksi.

Titik P pada kurva Bantu tipe A, K dan Q perlu dikoreksi.


10/14

9

Titik P1apapun kurvanya tidak perlu dikoreksi.

Titik P1, tidak perlu dikoreksi

Titik P2, tidak perlu dikoreksi karena terletakpada kurva Bantu tipe H

Titik P3dan P4, perlu dikoreks nilai d (kedalaman), karena terletak pada

kurva Bantu selain tipe H.

1.5.1. Cara Koreksi Kedalaman

Untuk titik P3 :

Letakkan/impitkan kembali mika plastik diatas kurva Bantu tipe A

(dengan nilai 4/3= 10) dengan pusat P2. baca nilai koreksi (sebagai n)

tepat pada titik P3(nilai absis dari kurva Bantu tersebut ditandai dengan

garis putus-putus). Kemudian dapat dicari ketebalan lapisan ke-3

dengan rumus :

H3= n.d2

Sehingga kedalaman lapisan ke-3 dapat dihitung dengan rumus:

D3= h3+ d2

Demikian juga untuk titik P4, dan seterusnya.

Jadi, dari hasil penyamaan kurva (curve matching) akan diperoleh data

sebagai berikut :

1. Koordinat Pn= (dn, n)

2.

Kn = n+1/n
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/contoh-kurva-bantu.jpg


11/14

10

3.

Jenis Kurva Bantu

4. Nilai Koreksi Kedalaman (n)

Setelah diperoleh nilai-nilai dan d, kemudian dibuat penampang

tegaknya (berupa kolom) sesuai harga d-nya (menggunakan skala).

Selanjutnya dilakukan pendugaan unt interpretasi litologi penyusun

pada masing-masing lapisan berdasarkan nilai .

Penafsiran litologi ini akan semakin mendekati kebenaran apabila

kita memiliki data bawah permukaan seperti data dari sumur. Jika tidak

ada sumur, maka kita sebaiknya mengetahui geologi regional daerah

penelitian tersebut atau data yang diperoleh dari pengamatan geologi

daerah sekitar (untuk mengetahui variasi litologi).

Tabel 1. Nilai Resistivitas

Rock Resitivitas

Common rocks

Topsoil

Loose sand

Gravel

Clay

Weathered bedrock

Sandstone

Limestone

Greenstone

Gabbro

Granite

Basalt

Graphitic schist

Slates

Quartzite

Ore minerals

Pyrite (ores)

Common rocks

50100

5005000

100600

1100

1001000

2008000

50010 000

500200 000

100500 000

200100 000

200100 000

10500

500500 000

500800 000

Ore mineral

0.01100


12/14

11

Pyrrhotite

ChalcopyriteGalena

Sphalerite

Magnetite

Cassiterite

Hematite

0.0010.01

0.0050.10.001100

0.011 000 000

0.011000

0.00110 000

10001 000 000

Resistiviti es of common rocks and ore mineral s (ohm-metres) M il som Af ter Palacky, 1987
http://ptbudie.files.wordpress.com/2010/12/table-resistivities-of-common-rocks-and-ore.jpg


13/14

12

Schlumberger Wenner

Keuntungan Kelemahan Keuntungan KelemahanHanya memindahkan 2

elektroda potensial

dalam akuisisi data,

sehingga waktu yang

diperlukan singkat

Semua elektroda

harus

dipindahkan

dalam akuisisi

data

Dibutuhkan

voltmeter yang

sangat sensitif,

karena jarak antara

elektroga arus dan

elektroda tegangan

yang jauh

Tidak

membutuhkan

voltmeter yang

sangat sensitif,

karena jarak

elektroda yang

berdekatan

Efek dari variasi lateral

dapat dikurangi karena

elektroda tegangan

yang tidak dipindahkan

Dapat terjadi

kesalahan

interpretasi

karena adanya

efek dari variasi

lateral


14/14

13

DAFTAR PUSTAKA

http://ptbudie.wordpress.com/2010/12/24/geolistrik/

(Diakses pada Hari Rabu, 29 Mei 2013 Pukul 20.00 WIB)

http://tambangunsri.blogspot.com/2013/01/metode-geolistrik.html

(Diakses pada Hari Rabu, 29 Mei 2013 Pukul 20.00 WIB)
http://ptbudie.wordpress.com/2010/12/24/geolistrik/http://tambangunsri.blogspot.com/2013/01/metode-geolistrik.htmlhttp://tambangunsri.blogspot.com/2013/01/metode-geolistrik.htmlhttp://ptbudie.wordpress.com/2010/12/24/geolistrik/

paper geolistrik.docx

Documents