Materi 3 - Metode Geolistrik

8/17/2019 Materi 3 - Metode Geolistrik

1/20

Metode Geolistrik

• Salah satu metode geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah

permukaan dengan mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di

bawah permukaan bumi.

• Dilakukan dengan pendeteksian besarnya medan potensial, medan

elektromagnetik, dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik

secara alamiah (metode pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam

bumi (metode aktif) dari permukaan.

TA5212 Eksplorasi Cebakan Mineral – Materi Minggu IX


2/20

Beberapa cara metode geolistrik:

1. Tahanan jenis (resistivity)

2. Potensial diri (self-potential atau SP)

3. Polarisasi terimbas (induced polarization atau IP)

4. Very Low Frequency (VLF)

5. Magneto-Telluric (MT)

6. Arus Telluric (AT)

7. Elektromagnetik (CSAMT, GPR)


3/20

Aplikasi metode geolistrik:

• Geologi regional struktur, stratigrafi, sedimentologi, dll.

• Hidrogeologi muka airtanah, akuifer, intrusi air laut, dll.

• Geoteknik struktur geologi, konstruksi, porositas dan

permeabilitas batuan

• Pertambangan penyebaran endapan mineral, potensi bahangalian C, dll.

• Arkeologi candi terpendam, dll.

• Panas bumi kedalaman, penyebaran, low resistivity daerah panas bumi, dll.

• Migas struktur, oil-water contact, well logging geophysics, dll.


4/20

Teori Dasar

Potensial pada Medium Homogen

• Tinjau suatu kasus dimana terdapat arus listrik yang mengalir padamedium homogen isotropik.

• Jika A = elemen dari permukaan dan J = densitas arus listrik

(A/m2

), maka arus yang menembus A: J.A

• Hubungan antara densitas arus (J) dan medan listrik (E)

digambarkan oleh Hukum Ohm: J = .E, dimana E dalam V/m dan

adalah konduktivitas medium dalam S/m.


5/20

Elektroda Arus Tunggal pada Suatu Kedalaman

• Pada metode resistivitas terdapat

beberapa konfigurasi lapangan

• Asumsi bila kita memiliki

elektroda arus yang tertanam di

dalam medium homogen isotropik

elektroda arus yang lain akandiletakkan di atas permukaan dan

jauh posisinya satu sama lain.

• Titik-titik Ekuipotensial yang terjadi

akan membentuk suatu permukaan

sferikal dengan r konstan, dimana:

V = (I / 4).1/r atau = 4rV / I


6/20

Elektroda Arus Tunggal di Permukaan

• Asumsi jika titik elektroda

yang mengalirkan arus I terletak pada permukaan medium

homogen isotropik, dan jika udara

di atas permukaan memiliki

konduktivitas nol.

• Titik-titik Ekuipotensial di bawah

permukaan bumi berupa “hemi-

spherical surfaces”, dimana:

V = (I / 2).1/r atau = 2rV / I


7/20

Dua Elektroda Arus di Permukaan

• Asumsi jika jarak antara 2

elektroda arus (P1 dan P2) adalah

berhingga, maka potensial pada

titik-titik di dekat permukaan akan

dipengaruhi oleh kedua elektroda

arus tsb., sehingga didapatkan

perbedaan potensial antara titik P1

dan P2:

V = I / 2 {(1/r 1 – 1/r 2) – (1/r 3 –

1/r 4)}


8/20

• Metode tahanan jenis bumi arus listrik searah atau bolak-balik

berfrekuensi rendah, dialirkan ke dalam bumi melalui elektroda-

elektroda arus, dan distribusi potensial yang dihasilkan diukurdengan elektroda pengatur atau elektroda potensial.

• Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak

yang berbeda variasi harga hambatan jenis masing-masing

lapisan batuan di bawah titik ukur (sounding-point).

• Metode ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang

sifatnya dangkal (< 300 m) lebih banyak digunakan untuk

penyelidikan geoteknik, panas bumi, dan hidrogeologi.


9/20

Sifat Listrik Batuan

Berdasarkan harga tahanan jenisnya, maka batuan/mineral

dikelompokkan menjadi 3 (tiga):

• Konduktor baik: 10-8 < < 1 .m

• Konduktor sedang: 1 < < 107 .m

• Isolator: > 107 .m


10/20

Faktor Geometri

• Dalam melakukan eksplorasi tahanan jenis, diperlukan pengetahuan

rencana perbandingan posisi titik pengamatan terhadap sumber arus.

• Perbedaan letak titik tersebut akan mempengaruhi besar medan

listrik yang akan diukur.

• Besaran koreksi terhadap perbedaan letak titik pengamatan tersebut

dinamakan faktor geometri.

• Faktor geometri diturunkan dari beda potensial yang terjadi antara

elektroda potensial MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada

elektroda arus AB:

V = VM – V N = I/2 [(1/r AM – 1/r BM) – (1/r AN – 1/r BN)]

= 2 [(1/r AM – 1/r BM) – (1/r AN – 1/r BN)]-1 V/I

= K.(V/I) dengan K = 2 [(1/r AM – 1/r BM) – (1/r AN – 1/r BN)]-1


11/20

V

A

• Faktor geometri K merupakan unsur penting dalam interpretasi

geolistrik baik pendugaan vertikal maupun horizontal, karena faktorgeometri akan tetap untuk posisi AB dan MN yang tetap


12/20

Aturan ElektrodaUntuk mempermudah pekerjaan, pengolahan data dan interpretasi,

maka penempatan elektroda diatur menurut metode tertentu.

a. Metode Wenner

Faktor geometri: K = 2a

Keuntungan dan keterbatasan:

• Sangat sensitif terhadap perubahan lateral setempat

(gawir, lensa setempat).

• Karena bidang ekuipotensial

untuk benda homogen berupa bola, data lebih mudah

diproses atau dimengerti.

• Memerlukan tenaga lebih

banyak.


13/20

b. Metode Schlumberger

Faktor geometri: K = (L2 – l2) / 2l

Keuntungan dan keterbatasan:

• Tidak terlalu sensitif terhadap

perubahan lateral setempat,

sehingga dianjurkan untuk

penyelidikan dalam.

• Elektroda potensial tidak terlalu

sering dipindahkan sehingga

mengurangi jumlah tenaga yang

dipakai.• Perbandingan AB/MN harus 2.5 <

AB/MN < 50.


14/20

c. Metode Double-Dipole (Dipole-Dipole)

Faktor geometri: K = (r 2/a – r 2)

d. Metode Pole-Dipole

Faktor geometri: K = 2ab / b-a


15/20

Interpretasi Data

Metode yang digunakan dalam interpretasi data tahanan jenis adalah

metoda pencocokan kurva (curve matching ), karena data dari hasil

pengukuran lapangan adalah harga tahanan jenis semu sebagaifungsi dari spasi elektrodanya as = f(AB/2)

Beberapa tahapan pekerjaan:

1. Interpretasi lapangan penentuan bentangan maksimal.

2. Interpretasi pendahuluan

penentuan harga tahanan jenis

masing-masing lapisan dengancurve matching.

3. Interpretasi akhir hasil

interpretasi pendahuluan

dikonfirmasi dengan data geologi.


16/20


17/20


18/20

Contoh tabel hasil pengukuran

lapangan untuk konfigurasi

Schlumberger


19/20

Contoh kurva lapangan

berikut hasil pengolahan data

dengan Program Resint53


20/20

Contoh hasil pengolahan data tahanan jenis dengan inverse

modeling menggunakan Program Res2D

Documents

Materi 3 - Metode Geolistrik