METODE
GEOFISIKA EKSPLORASI
Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi
dan Batuan menggunakan pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu
Geofisika merupakan gabungan dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu
geofisika memiliki cakupan yang luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi
Eksplorasi, malah mungkin masuk ke Domain Tambang dan Petroteur Engineer,
Domain yang termasuk “Pure Geophysics” atau “Theoritical Geophysics”, digeluti
pada bidang Ilmu Fisika, Ilmu Geofisika yang mempelajari bumi secara umum juga
disebut Global geophysics yang mengamati dan menganalisa bumi, interior, gempa,
dll, diketahui di bidang lain “Solid Eart Geophysics”. Aplikasi geofiisika
unutk eksplorasi disebut Eksploration Geophysics, atau Geofisika eksplorasi
atau Geofisika terapan.
1. GRAVITY
Dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan
perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling (r=gram/cm3).
Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertikal,
oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan
dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan,
shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi
atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman
berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. Di
pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi
(mgal), dengan demikian anomali yang berukuran kecil dapat dianalisa. Hanya
saja metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk
mendapatkan hasil yang akurat.
Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi,
di kapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan
gravitasi akibat variasi rapat massa batuan
di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah
perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi
lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak
(oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi
mineral dan lainnya. Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam
membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan
demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur
bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik
minyak maupun meneral lainnya.
Keunggulan metode gravitasi dengan metode geofisika yang lain:
·
Relatif lebih murah
·
Bersifat non dekstruktif
·
Instrumen yang ideal (gravimeter kecil dan portable)
Kelemahan metode gravitasi dengan metode geofisika yang lain:
·
Metode dengan tingkat ambiguitas yang tinggi
·
Perlu adanya pemahaman geologi yang mendalam dengan metode lainnya
·
Pengolahan data gravitasi yang lebih rumit dan memakan waktu yang
cukup lama dari pada metode lainnya
Kegunaan Metode Gravitasi Dan Hubungannya Dengan Model
Eksplorasi
Objek Geofisika :
1.
Eksplorasi
Panas Bumi
2.
Eksplorasi
Minyak Bumi
3.
Eksplorasi
Air tanah
4. Eksplorasi Batubara
2. GEOMAGNETIK
Metode magnet adalah salah satu metode geofisika yang digunakan
untuk menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan
yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet batuan. Metode ini didasarkan
pada pengukuran variasi intensitas magnetik di permukaan bumi yang disebabkan
adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan
bumi.
Dilakukan berdasarkan pengukuran anomaly
geomagnet yang diakibatkan oleh perbedaan kontras suseptibilitas, atau
permeabilitas magnetik tubuh cebakan dari daerah sekelilingnya. Perbedaan
permeabilitas relatif itu diakibatkan oleh perbadaan distribusi mineral
ferromagnetic, paramagnetic, diamagnetic. Metode ini sensitive terhadap
perubahan vertical, umumnya digunakan untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan
dasar, urat hydrothermal yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur
geologi. Dan metode ini juga sangat disukai pada studi geothermal karena
mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya bila dipanasi
mendekati temperatur Curie oleh karena itu digunakan untuk mempelajari daerah
yang dicurigai mempunyai potansi Geothermal.
Kelebihan metode magnetik dibanding metode yang lain:
·
Metode ini sensitive terhadap perubahan vertikal, umumnya
digunakan untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal
yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi. Umumnya tubuh intrusi,
urat hydrothermal kaya akan mineral ferromagnetic(Fe3O4,Fe2 O3) yang
memberi kontras pada batuan sekelilingnya.
·
Mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat
kemagnetannya bila dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu
efektif digunakan untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potensi Geothermal.
·
Data akuisisi dan data prosesing dilakukan tidak serumit metoda
gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan anomaly
berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber anomali magnetik yang
ingin diselidiki.
Kekurangan metode magnetik dibanding metode yang lain:
·
Setiap jenis batuan di bumi walaupun dalam pengklasifikasian atau penamaannya
sama, dapat saja mempunyai sifat dan karakteristik yang spesifik akibat
peristiwa geologi yang dialaminya. Sehingga bisa memberikan data yang didapat
bisa berbeda dengan kenyataan yang sebenarnya di bawah permukaan.
Kegunaan Metode Geomagnetik Dan Hubungannya Dengan Model Eksplorasi
Objek Geofisika :
1.
Eksplorasi
Minyak Bumi
2.
Eksplorasi
Panas Bumi
3.
Eksplorasi
Bijih Besi
4.
Eksplorasi
Air Tanah
5. Eksplorasi Batubara
3. GEOELECTRIC
Geolistrik merupakan
salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi
dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi
pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara
alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metoda
geolistrik, antara lain : metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric,
elektromagnetik, IP (Induced Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan
lain-lain. Dalam bahasan ini dibahas khusus metode geolistrik tahanan jenis.
Pada metode geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi
melalui dua elektroda arus.Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui
dua elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk
setiap jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga
hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur (sounding point).
Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal,
jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500
feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi munyak
tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti
penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam
eksplorasi geothermal.Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus,
dikenal beberapa jenis metode resistivitas tahanan jenis, antara lain :
Konfigurasi Schlumberger
Konfigurasi Wenner
Konfigurasi
Dipole-dipole
Konfigurasi Pole-dipole
Konfigurasi pole-pole
Keunggulan metode geolistrik dengan metode geofisika yang lain:
·
Harga peralatan murah
·
Biaya relatif lebih murah
·
Peralatan lebih kecil dan ringan
·
Waktu yang dibutuhkan cepat, bisa mendapatkan 6 – 7 titik dalam
sehari
·
Pengolahan data yang tidak rumit
Kekurangan metode geolistrik dengan metode geofisika yang lain:
·
Kurang efektif untuk pemakaian di kawasan karst
·
Untuk mendeteksi air tidak dapat diketahui berapa jumlah volume
(debit) pasti air tersebut
·
Tidak dapat membedakan air mengalir dan yang statis
·
Tidak dapat menjangkau wilayah yang dalam karena jankauannya
berkisar 1000-1500 kaki dibawah permukaan bumi
Kegunaan Metode Geolistrik Dan Hubungannya Dengan Model Eksplorasi
Objek Geofisika :
4. ELEKTROMAGNETIK
1. Eksplorasi Air Tanah
2. Eksplorasi Minyak Bumi
3. Eksplorasi Batubara
4. Eksplorasi Geothermal
5. Eksplorasi Mineral Logam/Bijih Besi
6. Eksplorasi Batugamping
6. Eksplorasi Batugamping
Salah satu metode yang banyak digunakan dalam
prospeksi geofisika adalah metode elektromagnetik. Metode elektromagnetik
biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan
komponen-komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk
menentukan struktur bawah permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat
diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah
observasi, pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh
metode ini adalah Turam elektromagnetik. Metode ini kurang praktis dan daerah
observasi dibatasi oleh besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain
adalah teknik pengukuran pasif, teknik ini memanfaatkan medan elektromagnetik
yang berasal dari sumber yang tidak secara sengaja dibangkitkan di sekitar
daerah pengamatan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan
dari pemancar frekuensi rendah (15-30 Khz) yang digunakan untuk kepentingan
navigasi kapal selam. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah
pengamatan yang luas.
Keunggulan metode seismik dengan metode geofisika yang lain:
·
Mobilitas yang tinggi dan pengambilan data yang cepat.
·
Resolusi dan penafsiran data cepat di lapangan.
·
Aksesibilitas yang tinggi, dan sangat efektif dalam analisa dari konduktivitas
tinggi.
Keunggulan metode elektromagnetik dengan metode geofisika yang
lain:
·
Mudah dipengaruhi oleh permukaan atau sumber-sumber daya bawah permukaan
(Instrumen merekam banyak noise dari induksi gelombang elektromagnetik
dari permukaan maupun luar permukaan)
·
Resolusi vertikal kurang
dibandingkan metode lain.
Kegunaan Metode Elektromagnetik Dan Hubungannya Dengan Model Eksplorasi
Objek Geofisika :
1. Eksplorasi Panas Bumi
2. Eksplorasi Minyak Bumi
3. Eksplorasi Endapan Bijih Besi
4. Eskplorasi Batubara
5. Eksplorasi Air Tanah
6.
Eksplorasi
Batugamping
5. SEISMIC
Merupakan salah satu
metoda geofisika yang digunakan untuk eskplorasi sumber daya alam dan mineral
yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Eksplorasi
seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak dipakai oleh
perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di bawah
permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak
berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.Dalam metoda seismik
pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik (ledakan, vibroseis
dll). Setelah sumber diberikan maka akan terjadi gerakan gelombang di dalam
medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan
mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan.
Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di rekam sebagai
fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur
di dalam tanah (batuan)
Metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik
refleksi maupun refraksi.
Ada beberapa anggapan mengenai medium dan gelombang dinyatakan
sebagai berikut :
Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara
lain :
a.
Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan
gelombang seismik dengan kecepatan berbeda.
b.
Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak.
Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah :
a.
Panjang gelombang seismik << ketebalan lapisan bumi. Hal ini
memungkinkan setiap lapisan bumi akan terditeksi.
b.
Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi
hukum Snellius dan prinsip Huygens.
c.
Pada batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan
kecepatan gelombang pada lapisan di bawahnya.
d.
Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.
Kelebihan metode seismik refraksi dibandingkan dengan metode
seismik refleksi :
·
Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang
kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya
·
Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses
filtering untuk memperkuat sinyal first break yang dibaca
·
Karena pengambilan data dan lokasi yang cukup kecil, maka
pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti
metode geofisika lainnya.
Kekurangan metode seismik refraksi dibandingkan dengan metode
seismik refleksi :
·
Dalam pengukuran yg regional ,membutuhkan offset yang lebih
lebar.
·
Hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman.
·
Biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing
lapisan memiliki dip & topografi.
·
Hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset).
·
Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan
Kelebihan metode seismik refleksi dibandingkan dengan metode
seismik refraksi :
·
Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih
kecil.
·
Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi kedalaman.
·
Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks .
·
Seismik pantul merekam dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.
·
Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur.
Kekurangan metode seismik refleksi dibandingkan dengan metode
seismik refraksi :
·
Karena lokasi sumber & penerima yang cukup lebar untuk
memberikan citra bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi
lebih mahal.
·
Memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base yang
jauh lebih handal.
·
Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap data base
harus kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan
interpretasi.
Keunggulan metode seismik dibandingkan dengan metode geofisika
yang lain:
·
Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam
parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik.
·
Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukan
·
Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan
beberapa kenampakan pengendapan.
·
Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari densitas
batuan dan konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan konstanta tersebut
(porositas, permeabilitas, kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui dari
metode seismik.
·
Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan
hidrokarbon.
Kekurangan metode seismik dibandingkan dengan metode geofisika
yang lain:
·
Banyaknya data yang dikumpulkan dalam sebuah survei akan sangat besar
jika diinginkan data yang baik
·
Perolehan data sangat mahal baik akuisisi dan logistik
dibandingkan dengan metode geofisika lainnya.
·
Reduksi dan prosesing membutuhkan banyak waktu, membutuhkan komputer
mahal dan ahli-ahli yang banyak.
·
Peralatan yang diperlukan dalam akuisisi umumnya lebih mahal dari metode
geofisika lainnya.
·
Deteksi langsung terhadap kontaminan, misalnya pembuangan limbah, tidak
dapat dilakukan
Kegunaan Metode Seismik Dan Hubungannya Dengan Model Eksplorasi Objek
Geofisika :
1. Eksplorasi Minyak Bumi
2. Eksplorasi Panas Bumi
3. Eksplorasi Bijih Besi
4. Eksplorasi Batubara
5.
Eksplorasi Air Tanah
