Seisxplore Survey

Kamis, 06 Agustus 2015

Metode Geolistrik untuk Mencari Air Tanah

Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah didalam mintakat jenuh(saturation Zone) dengan tekanan hidrostatis sama atau lebih besar dari tekanan atmosfer. Kondisi air tanah dipengaruhi oleh iklim, kondisi geologi, geomorfologi dan penutup lahan serta aktivitas manusia.

Kondisi air tanah dapat diketahui dari kondisi akuifer. Akuifer adalah suatu lapisan batuan atau formasi geologi yang mempunyai struktur yang memungkinkan air untuk masuk dan bergerak melaluinya dalam kondisi normal (Tood, 1980)

Menurut Suharyadi sebagian air tanah berasal dari air permukaan yang meresap masuk kedalam tanah dan membentuk suatu siklus hidrologi. Air tanah (ground water) air yang terdapat pada suatu lapisan batuan yang menyimpan dan meloloskan air yang disebut akuifer. Air tanah dapat dibedakan kedalam dua jenis yaitu air tanah bebas dan air tanah dalam. (Bakri, 2003).

Pada dasarnya potensi air tanah sangat tergantung dari kondisi geologi terutama yang berkaitan dengan konfigurasi akuifer, struktur geologi, geomorfologi dan curah hujan. Dari jenis dan sebaran batuan berikut struktur geologi dapat diketahui jenis dan sebaran akuifer yang ada walaupun demikian tidak semua batuan berfungsi sebagai akuifer.

Pada zona tidak jenuh air berpori-pori terisi oleh air dan sebagian lagi terisi sebagai air tanah. Air yang terdapat pada zona ini tidak termasuk dalam klasifikasi air tanah. Sebaliknya pada zona jenuh air semua pori-pori terisi oleh air dan air yang berada pada zona inilah yang disebut sebagai air tanah. Batas kedua zona tersebut adalah suatu bidang yang disebut sebagai muka air tanah (water tabel).

Keterpadatan air tanah pada suatu daerah ditentukan oleh beberapa faktor yaitu iklim/musim (banyak hujan dan evapotraspirasi)

Kondisi Penutup Lahan (Land Cover )
Kondisi Geomorfologi
Kondisi Geologi
Aktivitas Manusia

Sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang meresap masuk kedalam tanah, air tanah tersebut disebut air meteorik. Selain air meteoric ada air lain yaitu air JuvenileWateryang dapat diklasifikasikan menurut asalnya yaitu magnetic water, volkanik water yang biasanya panas atau hangat dan mempunyai kandungan sukfur yang tinggi dan cosmic berasal dari ruang angkasa bersama dengan meteorit.

Rejuvenate water adalah air yang berasal dari proses geologi seperti kompaksi, metamorfosa dan sedimenasi ada dua jenis yaitu Metamorf water dan Connate water. Connate water adalah air yang terperangkap dalam endapan sewaktu terjadi proses pengendapan (air biasanya payau sampai asin), (Suyono, 1995).

Menurut Krusseman (Bakri, 2003) ditinjau dari sifat dan prilaku batuan terhadap air tanah terutama sifat fisik, struktur dan tekstur maka batuan dapat dibedakan kedalam 4 (empat) macam :

Akuifer adalah lapisan batuan yang mempunyai susunan sedemikian rupa sehingga dapat meyimpan dan mengalirkan air tanah yang cukup berarti seperti batu pasir, dan batugamping
Akuiklud adalah lapisan batuan yang dapat meyimpan air akan tetapi tidak dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah yang cukup berarti seperti lempung, shale, tuf halus
Akuitar adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air tetapi hanya dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah yang sangat terbatas seperti basal scoria, serpih, napal, dan batulempung
Akuiflug adalah lapisan batuan yang tidak dapat menyimpan dan mengalirkan air tanah seperti batuan beku dan batuan metamorf dan kalaupun ada air pada lapisan batuan tersebut hanya terdapat pada kekar atau rekahan batuan saja.

Apabila ditinjau dari sifat dan stratigrafi batuan di alam maka lapisan akuifer dapat dibedakan, antara lain :

Unconfined akuifer (Akuifer bebas) adalah suatu akuifer dimana muka air tanah merupakan bidang batas sebelah atas dari zona jenuh air. Air tanah yang terdapat pada lapisan akuifer ini disebut air tanah tidak tertekan dimana muka air tanahnya disebut muka air tanah pheartik
Confined akuifer (akuifer tertekan) adalah suatu akuifer dimana air tanahnya terletak dibawah lapisan kedap air dan mempunyai tekanan lebih besar dari pada tekanan atmosfer. Air tanah ini dibatasi oleh lapisan kedap air pada bagian atas maupun bagian bawahnya. Muka air tanah artesis oleh karena dilakukan pemboran maka muka air tanah akan bergerak naik ke atas mendekati permukaan tanah atau memancar sampai pada keadaan tertentu.
Leakage akuifer (semi confined akuifer) adalah suatu lapisan akuifer dimana air tanahnya terletak pada suatu lapisan yang bersifat setengah kedap air dan posisi batuan akuifernya terletak antara akuifer bebas dan akuifer tertekan
Ferced aquifer (akuifer menggantung) adalah akuifer dimana massa air tanahnya terpisah dari air tanah induk oleh lapisan yang relatife kedap air yang tidak begitu luas dan terletak pada zona tidak jenuh air.

Tabel Daftar Nilai Resistivitas Berbagai Jenis Mineral

No	Mineral	Resistivitas ( Ωm)
1	Tanah	1.000-10.000
2	Air Dalam Lapisan Alluvial	10-30
3	Air Sumber	50-100
4	Pasi Dan Kerikil Kering	1.000-10.000
5	Pasir Dan Kerikil Yang Mengandung Air Tawar	50-500
6	Pasir Dan Kerikil Yang Mengandung Air Asin	0.5-5
7	Air Laut	0.2
8	Napal	20-200
9	Batu Gamping	300-10.000
10	Batu Pasir Lempung	50-300
11	Batu Pasir Kuarsa	300-10.000
12	Tufa Gunung Api	0.5-5
13	Lava	100-300
14	Serpih	300-3.000
15	Geniss, Granit Selingan	100-1.000
16	Serpih Mengandung Grafit	0.5-5
17	Granit	1.000-10.000
18	Air Permukaan	80-200
19	Air Tanah	30-100
20	Konglomerat	100-500
21	Alluvium – Dilivium Lapisan Slit Lempung Lapisan Pasir Lapisan Pasir Dan Kerikil	10-200100-600 100-1.000
22	Neo-Tersier Batu Lumpur Batu Pasir Kelompok Andesit Kelompok Chert, Slate	20-200 50-500 100-500 200-2000

Dari hasil pengukuran geolistrik, banyak digunakan pengukuran 1-D atau 2-D untuk memetakan sebaran air tanah di bawah permukaan. Eksplorasi air tanah menggunakan metode geolistrik memang cukup bagus, dari 10 pekerjaan dengan menggunakan metode ini 8 diantaranya berhasil menemukan kondisi air tanah di bawah permukaan, yang lainya bukan berarti tidak bisa tetapi kondisi ditiap daerah mempunyai spesifikasi dan kondisi geologi yang berbeda.

Hasil akhir dari survey geolistrik untuk memetakan sebaran air tanah adalah:

sebaran vertikal dan lateral kondisi air tanah di bawah permukaan dalam 1-D dan 2-D
struktur lokal berupa rekahan dan pola pengontrol geologi di sekitar study
korelasi dengan data pendukung seperti test pit dan bor
estimasi cadangan terkira dengan memodelkan nilai resistivitasnya dengan gambaran 3-D

Metode Geolistrik Untuk Batubara

Dari hasil analisis Laboratorium, Peringkat Batubara Porositas (%) Kadar air asli (%) mempunyai beberapa klasifikasi:
Lignit (A2)
32,72
34,98

Sub-Bituminus B (A2)
32,72
25,59

Sub-Bituminus B (A1)
33,33
25,59

Sub-Bituminus A (C)
7,45
1,59

Bituminus (C)
5,48
1.36

Semi-Antrasite (C) 7,89 1,27

Di sini terlihat bahwa konduktivitas batuan sangat ditentukan oleh tahanan jenisnya (Speight 1994).

Pada eksplorasi batubara dengan menggunakan metode geolistrik memang masih perlu di lakukan dengan penelitian lebih lanjut, apalgi batubara yang disurvey terdapat didaerah yang mempunyai struktur yang komplek seperti daerah sumatera. Nilai resistivitas yang dipunyai batubara tidak mempunyai range yang panjang dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya sehingga menyulitkan identifikasi. Perlu banyak data pendukung dan pengalaman dalam melakukan idenfitikasi batubara pada data geolistrik sehingga hasil interpretasi mempunyai sedikit kesalahan.

Pada gambar di atas, posisi dan sebaran batubara tidak begitu jelas karena sebaran lateralnya yang tidak menerus panjang (dari data bor) tetapi relatif bagus untuk identifikasi batuan sekitarnya yang di daerah tersebut merupakan batuan andesit intrusi dan vulkanik.

Umumnya di daerah Sumatera sebaran batubara berada pada batuan sedimen seperti batuan pasir, lempung atau mudstone, hanya sebagian kecil yang ada di daerah andesit, tetapi ada juga yang terhapit oleh batuan andesit dan itu merupakan batubara dengan kalori yang tinggi tetapi relatif tipis.

Metode yang sering digunakan untuk mengawali survey vertikal (geolistrik, GPR atau seismik) adalah survey geomagnet. Survey geomagnet bisa mengidentifikasi sebaran secara lateral batuan andesit dan batuan sedimen sehingga ketika melakukan survey geofisika lateral tidak banyak harus mengeluarkan cost dan waktu dan terpenting bisa mengurangi titik bor.

Hasil akhir dari survey geolistrik untuk eksplorasi batubara dengan metode geolistrik adalah:

Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit atau mineral lainya dalam gambaran 2 Dimensi
Estimasi sebaran batubara secara vertikal dan lateral dan gambaran 2-D
Struktur lokal pengontrol rekahan dan pergeseran geologi sekitar
Penampang geologi 2 Dimensi berdasarkan sebaran nilai resistivitas batuan
Kompilasi data geolistrik dengan data pendukung seperti geologi permukaan, mapping atau data pengeboran
Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit dan mineral lainya dalam gambaran 3 Dimensi
Cadangan terkira dari pemodelan 3 Dimensi

Pengukuran Geolistrik untuk Eksplorasi Andesit menggunakan Naniura

Di bandingkan dengan perlatan lain seperti Ares, Supersting dan Zonge, naniura memang kualitas data yang di peroleh pada saat pengukuran tidak sebagus merk yang lain, tetapi untuk menggambarkan secara umum atau untuk eksplorasi barang tambang dengan dimensi cukup besar seperti boulder biji besi, andesit dan lainya masih bisa digunakan tetapi untuk ketelitian dan akurasi dalam menangkap objek kecil dan rekahan dan ketebalan yang di bawah 1 meter memang susah.

Naniura banyak digunakan untuk eksplorasi dengan biaya yang rendah dan tidak dituntut prosedur yang ketat, tetapi naniura tidak kalah jika pengambilan datanya berupa 1-D(sounding) karena kestabilan power dan efek topografi tidak berpengaruh sehingga hasil dari pengukuran 1-D relatif bagus. Kegunaaan pengukuran 1-D biasanya digunakan untuk eksplorasi sebaran lateral yang cukup besar seperti batuan andesit berupa intrusi, akuifer air tanah, batuan gamping dan lainya.

Sama seperti alat yang lainya, hasil dari pengukuran menggunakan alat naniura bisa menghasilkan produk akhir berupa:

Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit atau mineral lainya dalam gambaran 2 Dimensi
Struktur lokal pengontrol rekahan dan pergeseran geologi sekitar
Penampang geologi 2 Dimensi berdasarkan sebaran nilai resistivitas batuan
Kompilasi data geolistrik dengan data pendukung seperti geologi permukaan, mapping atau data pengeboran
Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit dan mineral lainya dalam gambaran 3 Dimensi
Cadangan terkira dari pemodelan 3 Dimensi

Metode Geolistrik/Resistivity-Ip untuk Eksplorasi Andesit dengan Alat Ares 96 Elektroda

Secara kualitas yang di dapat dari survey dilapangan kualitas Ares memang masih tengah-tengah di bandingkan dengan Supersting dan Zonge,dan kalau untuk keperluan eksplorasi sumber daya alam yang mempunyai ukuran atau dimensi besar tidak terlalu masalah tetapi untuk dimensi yang kecil seperti biji besi (boulder kecil) dan mangan lumayan sulit untuk melakukan interpretasi kedalam tahap detail sampai menemukan ukuran dari dimensi objek tersebut.

Investigasi batuan andesit memang relatif mudah jika di bandingkan dengan investigasi batuan dengan ukuran yang lebih kecil menggunakan Ares, tetapi Ares relatif mudah untuk di setting untuk menjadi multi elektroda untuk keperluan jangkauan yang lebih panjang dan pengukuranya pun akan lebih cepat dan mudah karena jumlah elektroda yang banyak.

Di Indonesia banyak digunakan model elektroda 96 dengan slot 2 macam sehingga ketika spasi elektroda 15m makan bentangan yang akan didapat sekali pengukuran mapping sepanjang 1.4km, jangkauan yang lumayan besar untuk eksplorasi dengan wilayah yang cukup luas. Keperluan banyaknya elektroda ini akan bergantung pada kebutuhan dilapangan karena ketika wilayahnya sempit tidak perlu menggunakan elektroda yang banyak karena akan tidak terpakai dan akan mempersulit pengukuran.

Hasil yang bisa di tampilkan dalam tahapan akhir survey ini adalah:

Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit atau mineral lainya dalam gambaran 2 Dimensi
Struktur lokal pengontrol rekahan dan pergeseran geologi sekitar
Penampang geologi 2 Dimensi berdasarkan sebaran nilai resistivitas batuan
Kompilasi data geolistrik dengan data pendukung seperti geologi permukaan, mapping atau data pengeboran
Sebaran vertikal dan lateral batuan andesit dan mineral lainya dalam gambaran 3 Dimensi
Cadangan terkira dari pemodelan 3 Dimensi

Interpretasi Data Geolistrik dalam Gambaran 3-D untuk Eksplorasi Andesit dan Batuan Trass

pemodelan Data Geolistrik dengan data Mapping Geologi Permukaan

Dalam melakukan pemodelan 3-D sering dihadapkan pada hasil inversi geolistrik dengan data topografi di lapangan. Untuk kepentingan tuntutan kontrak atau MOU yang sudah ditandatangani oleh kontraktor dan pemberi pekerjaan sehingga tidak sedikit kontraktor menggunakan cara yang memang sulit di pahami oleh sebagian orang yang mengerti tentang geologi.

Contoh yang sangat sering di jumpai adalah melakukan pemodelan 2.5-D atau 3-D dengan tidak menyertakan kondisi topografi pada data geolistrik, ini akan sangat tidak masuk akal dan tidak akan diterima ketika harus di cocokan dengan data lapangan seperti data stratigrafi dari bor, test pit dan lainya sehingga penilaian suatu range nilai resistivitas atau chargeability akan menyimpang karena jarak yang digunakan berupa jarak datar dan juga pola sebaran yang ada dibawah permukaan bumi tidaklah demikian kalau topografi itu diterapkan.

Pemodelan diatas sebenarnya sangat simpel dan mudah tinggal melakukan kontrol data pada saat pengambilan data dan melakukan pengeolahan data, karena hasil dari pemodelan akan sangat bergantung pada input atau tahap awalnya. Quality Control dan pengolahan data yang tidak benar akan menghasilkan tampilan model akhir akan tidak benar juga.

Pemodelan yang sudah di lakukan QC dan pengolahan yang baik akan dapat menghasilkan hasil yang baik pula, sebaran-sebaran objek dan lingkungan geologi yang lainya akan dapat terpetakan sesuai nilai kalibrasi yang sudah di lakukan di lapangan seperti nilai range resistivitas pada batuan dan nilai chargeabilitynya. Seperti pada contoh di bawah merupakan hasil pemisahan nilai range resistivitas pada batuan yang diidentifikasi sebagai batuan andesit atau vulkanik.

Model 2-D 2 Section Geolistrik

Estimasi Sebaran Batuan Andesit berdasarkan nilai Resistivitasnya

Jika range yang dilakukan pada saat kalibrasi atau dengan nilai referensi dari lab maka pemodelan dalam pemisahan nilai resistivitas di atas sangat berguna untuk disajikan dalam menentukan sebaran batuan andesit atau vulkanik secara lebih jelas sehingga secara geologi dapat membantu kemenerusan secara vertikal dan lateral.

Korelasi Data Mapping Geologi Permukaan dengan Data Geolistrik dalam Eksplorasi Andesit dan Batuan Trass

Kompilasi data Geolistrik dan Mapping Geologi Permukaan(Hijau=Andesit dan abu2=Trass)

Penyajian dalam bentuk view 3-D membantu untuk melakukan interpretasi, sebaran batuan ke segala arah dan perencanaan kedepan untuk melakukan pemodelan lanjutan atau potensi sumber daya alam keseluruhan baik vertikal ataupun horizonal.

Interpretasi dari sebaran batuan berdasarkan data geologi permukaan masih sebatas perkiraan regional yang mewakili sebagian kecil informasi dilapangan, ketika ada data geofisika, data testpit, bor atau data lainya akan melengkapi informasi tersebut sehingga akan menghasilkan keyakinan akan keafsahan atau validitas dari data eksplorasi.

Perlu di ketahui bahwa, batuan atau endapan trass adalah batuan andesit atau produk batuan beku yang sudah lapuk karena pengaruh alam sehingga sifat fisisnya tidak akan jauh berbeda dengan batuan yang masih freshnya cuma kekerasan,warna dan posisinya kadang sudah berubah. Dalam Data geolistrik informasi lapuk dan fresh yang tidak begitu jelas pemisahnya akan dikenali melalui nilai resistansi atau chargeabilitynya sehingga pola-pola yang di sajikan dalam pseudosection data geolistrik menunjukan sebaran informasi kekerasan, posisi,dan lainya. Akan ada perbedaan dalam menentukan batas lapuk dan fresh batuan karena geologi hanya mendapatkan sebaran sampel di permukaan sedangkan geolistrik mempunyai informasi bawah permukaan yang secara tidak langsung bisa membantu interpretasi lanjutan.

Data geologi dan geolistrik akan saling menguatkan satu sama yang lainya dengan standar acuan yang sama yaitu sampel batuan lapangan, jika operator atau interpreter geolistrik tahu kondisi dan geologi lapangan maka akan sangat mudah untuk mengkorelasikan informasi-informasi batuan baik di permukaan maupun di bawah permukaan.

Interpreatsi Data Geolistrik dan Perhitungan Cadangan Terkira

Zonasi Batuan Andesit secara Geologi dan Interpretasi Data Geolistrik (1)

Zonasi Batuan Andesit secara Geologi dan Interpretasi Data Geolistrik (2)

Zonasi Batuan Andesit secara Geologi dan Interpretasi Data Geolistrik (3)

Zonasi batuan andesit dalam model solid (1)

Zonasi batuan andesit dalam model solid (2)

Secara umum, batuan andesit merupakan produk dari 2 kejadian, yaitu batuan andesit yang dihasilkan dari intrusi magma yang muncul ke permukaan melalui rekahan-rekahan dan juga hasil dari letusan dari gunung berapi tetapi keduanya mempunyai sifat fisis yang sama yaitu berasal dari magma.

Secara kekerasan geologi, batuan andesit yang dihasilkan dari letusan gunung berapi akan mudah lapuk dibandingkan dengan yang dihasilkan dari terobosan magma melalui rekahan-rekahan, ini diakibatkan hasil letusan gunung berapi sudah terjadi penurunan suhu dan tekanan karena rongga di kawah lebih mempunyai pengaruh terhadap penurunan suhu dan tekanan berbeda dengan intrusi yang suhu dan tekanannya relatif terjaga. Hasil letusan gunung berapi juga biasanya tersebar di permukaan dan mengisi daerah rendahan, ini mengakibatkan gesekan langsung terhadap cuaca dan hal yang mempengaruhi cepatnya proses pelapukan terjadi.

Hasil di atas merupakan batuan andesit yang di hasilkan dari proses letusan gunung berapi, karena beberapa hal yang bisa di jelaskan secara data dan geologi.

Interpretasi Data Geolistrik untuk batuan Andesit yang berasalah dari Letusan Gunung Berapi

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (1)

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (2)

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (3)

Interpretasi data geolistrik untuk batuan andesit bisa dilakukan dengan beberapa tahapan, antara lain:

Beradasarkan tinjauan geologi regional dan lokal sehingga zonasi tidak hanya berdasarkan range nilai resistivitasnya. Banyak pola yang akan terlihat jikan hanya mengandalkan range nilai resistivitas batuan dan belum tentu benar menurut tinjauan geologi sehingga ada beberapa zonasi yang akan tidak diikutkan dalam pengelompokan ini.
Berdasarkan nilai resistivitasnya yang sudah disinkronkan dengan nilai referensi dan nilai kalibrasi

Interpretasi Data Geolistrik berdasarkan Data Geologi, Data Kalibrasi Geolistrik dan Oberservasi Lapangan

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (1)

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (2)

Zonasi batuan andesit berdasarkan data geolistrik dan geologi (3)

Interpretasi data geolistrik untuk batuan andesit bisa dilakukan dengan beberapa tahapan, antara lain:

Beradasarkan tinjauan geologi regional dan lokal sehingga zonasi tidak hanya berdasarkan range nilai resistivitasnya. Banyak pola yang akan terlihat jikan hanya mengandalkan range nilai resistivitas batuan dan belum tentu benar menurut tinjauan geologi sehingga ada beberapa zonasi yang akan tidak diikutkan dalam pengelompokan ini.
Berdasarkan nilai resistivitasnya yang sudah disinkronkan dengan nilai referensi dan nilai kalibrasi