Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya Sabtu, 21 November 2015 Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor
APLIKASI GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI DIPOLE DIPOLE UNTUK PENDUGAAN ASBUTON BUDY SANTOSO-1*, BAMBANG WIJATMOKO-2, EDDY SUPRIYANA-3 Prodi Geofisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran Jl. Raya Bandung-Sumedang Km 21, Jatinangor 45363 Abstrak. Geolistrik Resistivitas merupakan salah satu metode geofisika yang dapat digunakan untuk mengetahui geologi bawah permukaan berdasarkan citra resistivitas batuan. Metode geolistrik resistivitas banyak digunakan untuk eksplorasi dangkal, dalam penelitian ini dilakukan pemanfaatan metode geolistrik untuk pendugaan resistivitas asbuton. Asbuton adalah aspal dari Pulau Buton yang merupakan satu-satunya aspal alam di Indonesia. Teknik pengukuran geolistrik dilakukan secara tomografi 2D dengan konfigurasi Dipole-Dipole menggunakan resistivitimeter Res & IP Meter Supersting R8. Pengolahan data menggunakan program inversi Res2Dinv. Berdasarkan geologi setempat, batuan pembawa asbuton berasosiasi dengan Batupasir gampingan sehingga mempunyai nilai resistivitas tinggi : (400-800) Ohm.m. Kata kunci : asbuton, resistivitas, Konfigurasi Dipole-Dipole, tomografi 2D, Res2Dinv Abstract. Geoelectric of resistivity is a geophysical method that can be used to determine subsurface geology based rock resistivity image. Resistivity geoelectric method is widely used for shallow exploration, in this study the used of geoelectric method to estimating of asbuton resistivity. Asbuton is asphalt of Buton Island which is the only natural asphalt in Indonesia. Geoelectric measurement technique performed use 2D tomographic with a Dipole-Dipole configuration using resistivity meter Res and IP Meter Supersting R8. The data processing using inversion software RES2DINV. Based on the local geology, rock of asbuton carrier associated with calcareous sandstone so that have high resistivity values : (400-800) Ohm.m. Keywords : asbuton, resistivity, Dipole-Dipole Configuration, 2D tomography, Res2Dinv
1. Pendahuluan Seiring dengan pertumbuhan infrastruktur jalan, kebutuhan aspal nasional setiap tahun terus meningkat. Selama ini pasokan aspal nasional dipenuhi oleh aspal minyak yang diproduksi oleh Pertamina dan sebagian lagi di impor. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan karena harga aspal jenis ini sangat dipengaruhi oleh fluktuasai harga minyak dunia yang berpengaruh terhadap pembangunan dan pemeliharaan jalan. Untuk mengantisipasi kondisi tersebut, perlu ditingkatkan pemanfaatan asbuton, yaitu aspal alam yang terdapat di Pulau Buton Provinsi Sulawesi Tenggara. Potensi asbuton perlu terus dikaji dan dikembangkan agar *
email :
[email protected] FB-30
Aplikasi Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Dipole-Dipole Untuk…….
FB-31
dapat dimanfaatkan secara ekonomis sehingga dapat mengurangi penggunaan aspal minyak, terutama yang di impor dari luar negeri. Secara regional daerah penelitian merupakan bagian dari peta geologi lembar Buton, Sulawesi Tenggara [1]. Formasi daerah penelitian terdiri dari :
Formasi Tondo (Tmtc), terdiri dari Konglomerat, Batupasir kerikilan, Batupasir dengan sisipan Batulanau, dan perselingan Batupasir, Batulanau, dan Batulempung. Formasi Ogena (Jo), terdiri dari Batugamping pelagos, bersisipan klastika halus, dan Batugamping pasiran sebagian berbitumen atau diimpregenasi oleh aspal. Formasi Wapulaka (Qpw), terdiri dari Batugamping terumbu ganggang dan koral, memperlihatkan undak-undak pantai purba, dan topografi karst, endapan hancuran terumbu, Batugamping pasiran, Batupasirgampingan, dan Batulempung.
Salah satu upaya untuk mengetahui potensi asbuton maka dilakukan penelitian geofisika dengan metode geolistrik. Metode geolistrik memanfaatkan sifat penjalaran arus listrik yang diinjeksikan ke dalam tanah melalui dua buah elektroda kemudian diukur respon beda potensial yang terjadi antara dua buah elektroda yang ditancapkan dipermukaan [2].
2. Metode Penelitian Metode geofisika yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode geolistrik resistivitas. Pemilihan metode ini didasarkan atas asumsi bahwa batuan pembawa asbuton memiliki kontras resistivitas terhadap material – material khas yang biasa melingkupinya, seperti Batupasir, Batugamping, Batupasir gampingan, Batulempung, dan jenis batuan lainnya. Adanya kontras nilai resistivitas ini, sangat memungkinkan bahwa pendugaan keberadaan batuan pembawa asbuton dapat di deteksi menggunakan metode geolistrik resistivitas. Metode geolistrik resistivitas telah terbukti berhasil dalam kegiatan eksplorasi dangkal, seperti eksplorasi air tanah (penentuan aquifer), analisa struktur lapisan tanah untuk tujuan geoteknik, dan pencairan mineral logam [3]. Metode geolistrik juga dapat mencitrakan dengan baik lapisan batubara pada singkapan [4]. Penelitian asbuton termasuk dalam kategori eksplorasi dangkal, sehingga sangat sesuai jika menggunakan metode geolistrik ini. Metode yang digunakan dalam akuisisi data geolistrik resistivitas , yaitu tomografi 2D. Tomografi resistivitas 2D merupakan pengukuran untuk memperoleh informasi mengenai variasi resistivitas secara 2D, yaitu mapping resistivitas dengan variasi spasi elektroda cukup banyak [5]. Dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas 2D maka variasi resistivitas batuan secara lateral dan vertikal dapat diketahui. Konfigurasi elektroda yang digunakan dalam akuisisi data geolistrik resistivitas 2D yaitu Konfigurasi Dipole-Dipole (gambar 1).
FB-32
Budy Santoso dkk
Gambar 1 Konfigurasi Elektroda Dipole-Dipole [6]
Dengan E1 dan E2 adalah pasangan elektroda potensial, C1 dan C2 adalah pasangan elektroda arus dengan jarak a yang berbeda-beda. Faktor geometris dalam konfigurasi dipole-dipole persamaannya adalah : (
)(
)
(1)
(
)(
)
(2)
dengan s : resistivitas semu (Ohm.m), V : beda potensial (V), I : arus yang diinjeksikan (A), dan a : spasi antara pasangan elektroda arus dan elektroda potensial (m). Data mentah yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan alat Res & IP Meter Supersting R8 mempunyai format *.stg. Data mentah ini masih merupakan nilai resistivitas semu. Untuk memperoleh nilai resistivitas sebenarnya, maka dilakukan pengolahan data dengan Metode Inversi. Perangkat lunak yang digunakan dalam pengolahan data resistivitas yaitu Res2Dinv. Diagram alir pengolahan data ini secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 2. Data Mentah (format *.stg)
Konversi Data (format *.dat)
Inversi Res2DInv
Analisis RMS Kecil RMS Besar
edit
Penampang 2-D Resistivitas
Gambar 2 Diagram alir pengolahan data resistivitas menggunakan program Res2Dinv
Aplikasi Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Dipole-Dipole Untuk…….
FB-33
3. Hasil dan Pembahasan Pengukuran geolistrik resistivitas secara tomografi-2D telah dilakukan di tiga lokasi di wilayah Buton Selatan, yaitu daerah Rongi, Kec. Sampolawa, Kabungka Kec.Pasar Wajo, dan daerah Lawele Kec. Lasalimu. Tujuan Pengukuran resistivitas di atas singkapan asbuton yang dilakukan di tiga lokasi tersebut untuk mengetahui apakah metode geolistrik resistivitas dapat digunakan mendeteksi keberadaan singkapan asbuton dan untuk memperoleh nilai resistivitas asbuton secara insitu, dimana nilai resistivitas tersebut akan digunakan sebagai referensi dalam pendugaan asbuton yang tidak tersingkap. Pada gambar 3 menunjukkan penampang resistivitas 2D hasil pengukuran diatas singkapan asbuton di daerah Lawele, Kec. Lasalimu. Spasi antar elektroda pada lintasan pengukuran adalah 2m dan panjang lintasan pengukuran 100m. Indikasi / pendugaan asbuton pada penampang resistivitas mempunyai nilai : (400 – 750) Ohm.m. Posisi asbuton terdapat pada elektroda 9 – 10 (jarak di penampang 16 – 18m) dengan kedalaman : (0 – 2,5)m , elektroda 26 (jarak di penampang 50m) dengan kedalaman : (9 – 13)m, elektroda 33 (jarak di penampang 64m) dengan kedalaman : (0 – 0,7)m, elektroda 39 (jarak di penampang 76m) dengan kedalaman : ( 0 – 0,8)m, dan elektroda 46 – 48 (jarak di penampang 90 – 94m) dengan kedalaman : (3,5 – 4)m.
Batupasir
Batupasir gampingan Batupasir gampingan - asbuton
Gambar 3 Penampang resistivitas di atas singkapan asbuton di daerah Lawele
Berdasarkan geologi setempat, zona kontak asbuton terdapat pada Batupasir gampingan, sedangkan posisi singkapan asbuton pada lintasan terdapat pada elektroda 10 (jarak di penampang 18m), elektroda 33 (jarak dipenampang 18m), dan elektroda 40 (jarak dipenampang 78m). Dari hasil pengukuran resistivitas terlihat bahwa singkapan asbuton dengan anomali asbuton pada penampang resistivitas saling berkorelasi. Litologi yang diperoleh dari pengukuran geolistrik resistivitas di atas singkapan asbuton di daerah Lawele, yaitu : Batupasir gampingan-asbuton mempunyai nilai resistivitas : (400 – 750) Ohm.m, Batupasir gampingan dengan nilai resistivitas : (125 – 399) Ohm.m, dan Batupasir dengan nilai resistivitas : (25 – 124) Ohm.m.
FB-34
Budy Santoso dkk
Penampang resistivitas di atas singkapan asbuton di daerah Kabungka, Kec. Pasar Wajo ditunjukkan pada gambar 4. Posisi singkapan asbuton pada lintasan terdapat pada elektroda 18 atau pada jarak 175m di penampang, dan elektroda 21 atau pada jarak 200m di penampang. Spasi antar elektroda pada lintasan adalah 10m dan panjang lintasan 500m. singkapan asbuton
Batupasir
Batupasir gampingan Batupasir gampingan - asbuton
Gambar 4 Penampang resistivitas di atas singkapan asbuton di daerah Kabungka
Indikasi / pendugaan asbuton yang berasosiasi dengan Batupasir gampingan pada penampang resistivitas mempunyai nilai : (406 – 776) Ohm.m. Posisi indikasi asbuton terdapat pada elektroda 18 atau pada jarak 175m di penampang dengan kedalaman : (0 – 7)m, dan elektroda 21 atau pada jarak 200m dipenampang dengan kedalaman : (0 – 12)m. Hasil pengukuran geolistrik resistivitas tersebut berkorelasi dengan data singkapan asbuton yang terdapat dipermukaan. Litologi yang diperoleh dari hasil pengukuran geolistrik pada singkapan asbuton di daerah Kabungka, Kec. Pasar Wajo, yaitu : Batupasir dengan nilai resistivitas : (4,5 – 112) Ohm.m, Batupasir gampingan dengan nilai resistivitas : (113 – 405) Ohm.m, dan Batupasir gampingan – asbuton dengan nilai resistivitas: (406 – 776) Ohm.m. Pada gambar 5 menampilkan penampang resistivitas hasil pengukuran geolistrik pada singkapan asbuton di daerah Rongi, Kec. Sampolawa. Indikasi / pendugaan asbuton yang berasosiasi dengan Batupasir gampingan pada penampang resistivitas mempunyai nilai : (576 – 799) Ohm.m. Asbuton pada penampang resistivitas berupa singkapan yang terdeteksi oleh pengukuran geolistrik, yaitu terdapat pada elektroda 6 atau pada jarak 50m di penampang dengan kedalaman : (0 – 18)m, dan elektroda 28 atau pada jarak 270m di penampang dengan kedalaman : (0 – 1)m. Indikasi asbuton dengan ketebalan tipis pada kedalaman rata-rata : (0,4 – 2)m yang tidak tersingkap dipermukaan tetapi terdeteksi oleh pengukuran geolistrik, yaitu terdapat pada elektroda 11 atau pada jarak 100m di penampang, elektroda 13 atau pada jarak 120m pada penampang, elektroda 16 atau pada jarak 150m di penampang, dan elektroda 19 atau pada jarak 180m di penampang. Pendugaan asbuton lainnya yang tidak tersingkap dengan kedalaman : (1 – 10)m tetapi terdeteksi oleh pengukuran geolistrik resistivitas terdapat pada elektroda 41 atau jarak di penampang 400m, dan elektroda 45 atau jarak di penampang 440m.
Aplikasi Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Dipole-Dipole Untuk…….
FB-35
Indikasi/pendugaan asbuton yang tidak tersingkap singkapan asbuton
Batupasir Batugamping gampingan Batupasir gampingan - asbuton
Batupasir
Gambar 5 Penampang resistivitas di atas singkapan asbuton di daerah Rongi, Kec.Sampolawa
Secara umum, hasil pengukuran geolistrik pada ke tiga singkapan ini menunjukkan bahwa keberadaan asbuton dapat di deteksi dengan metode geolistrik resistivitas, selain itu diperoleh pula litologi / jenis batuan seperti ditunjukkan pada tabel 1. Tabel 1. Litologi / Jenis Batuan di Daerah Penelitian No.
Litologi
Resistivitas (Ohm.m) 4,5 – 124
1
Batupasir
2
Batupasir gampingan
125 – 399
3
Batupasir gampingan-asbuton
400 – 799
4
Batugamping
800 - 1800
Hasil pengukuran ini juga menunjukkan bahwa dimensi lapisan asbuton akan sangat berpengaruh terhadap citra penampang resisitivitas yang dihasilkan. Jika dimensi asbuton sangat kecil ada kemungkinan tidak akan terdeteksi oleh pengukuran geolistrik, kecuali resolusi pengukurannya ditingkatkan / lebih tinggi lagi, yaitu dengan cara spasi antar elektroda dirapatkan.
4. Kesimpulan Metode geolistrik resistivitas dengan Konfigurasi Dipole-Dipole dapat digunakan untuk pendugaan lapisan asbuton, hal ini dibuktikan dengan kesesuaian posisi asbuton pada penampang resistivitas dengan posisi singkapan asbuton yang terdapat dipermukaan. Berdasarkan hasil pengukuran geolistrik di atas singkapan asbuton serta pemodelan resistivitas, maka dapat disimpulkan bahwa resistivitas asbuton mempunyai nilai : (400 – 799) Ohm.m. Nilai resistivitas asbuton ini dipengaruhi oleh kandungan air dan batuan pembawanya yaitu Batupasir gampingan sehingga mempunyai nilai resistivitas yang cukup tinggi. Asbuton mempunyai kontras resistivitas terhadap batuan yang melingkupinya, seperti Batupasir, Batupasir gampingan, dan Batugamping. Resistivitas asbuton lebih
FB-36
Budy Santoso dkk
tinggi dibandingkan dengan resistivitas Batupasir : (4,5 – 124) Ohm.m dan resistivitas Batupasir gampingan : (125 – 399) Ohm.m, serta asbuton mempunyai resistivitas yang lebih rendah dibandingkan dengan resistivitas Batugamping yang mempunyai nilai : (800 – 1800) Ohm.m.
Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kepala Puslibang Jalan dan Jembatan Kementerian Pekerjaan Umum yang telah mendanai penelitian ini, serta Kepala Laboratorium Geofisika Prodi Geofisika FMIPA Unpad atas bantuannya yang telah meminjamkan alat geolistrik dan peralatan penunjang lainnya.
Daftar Pustaka 1. Sikumbang,N., Sanyoto,P., Supandjono, R.J.B., Gafoer,S., 1995, Peta Geologi Lembar Buton, Sulawesi Tenggara, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. 2. Telford, W.M., Geldart, L.P. & Sheriff, R.E., 1990, Applied Geophysics, New York, Cambridge. 3. Reynolds, J.M., 1998, An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, New York, John Willey and Sons. 4. Bambang Wijatmoko, Budy Santoso, Asep Harja, Marlan, 2009, Pengukuran Resistivitas Pada Singkapan Batubara, Proceeding PIT HAGI ke 34. 5. Grandis, H., ________ Lecture-note : Geolekstromagnetisme, http : //www.geoph.itb.ac.id 6. Madden, T.R., 1976, In Mining Geophysics, Tulsa: Society of Exploration Geophysicists. 7. Loke, M.H., 2004., Tutorial : 2D and 3D Electrical Imaging Surveys, http://www.geoelectrical.com.
