METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS

Metode geolistrik merupakan salah satu metode dalam survey geofisika yang memanfaatkan perbedaan sifat kelistrikan berupa hambatan-jenis dalam batuan. Berdasarkan sumber energinya, sebenarnya metode geolistrik dapat diklasifikasikan lagi, menjadi :

1. Geolistrik Aktif (berdasarkan sumber energi buatan);

  • IP (Induced Potential)
  • Geolistrik resistivitas sounding
  • Geolistrik resistivitas mapping
  • Geoelectrical borehole tomography
  • Mise a la masse

2. Geolistrik Pasif (berdasarkan sumber energi alami bumi);

  • SP (Spontaneous Potential)

Hambatan-jenis/resistivitas adalah sifat/kemampuan suatu bahan untuk menghambat arus listrik yang melaluinya. Suatu bahan yang memiliki resistivitas yang semakin besar akan menjadikan arus listrik semakin sulit untuk mengalir. Resistivitas bertolak belakang dengan konduktivitas, dimana bila resistivitas besar maka konduktivitas akan kecil, begitu pula sebaliknya.

Batuan, sebagai suatu medium juga memiliki sifat resistivitas, yang beragam sesuai dengan jenis-jenis batuan. Oleh karena itu, dengan memanfaatkan perbedaan-perbedaan sifat resistivitas batuan tersebut, dengan metode geofisika ini kemudian dapat disediliki bagaimana kondisi geologis bawah permukaan. Variasi resistivitas batuan tersebut tergantung pada jenis batuan dan mineral, porositas batuan, kandungan fluida dalam pori-pori batuan (dapat berupa minyak bumi, gas, atau air).

1Rentang nilai resistivitas beberapa medium.

Pengukuran resistivitas dilakukan dengan instrumen berupa Resistivitymeter sebagai unit utamanya, dilengkapi oleh beberapa perangkat penunjang seperti batang-batang elektroda, kabel-kabel penghubung, sumber daya listrik (battery/accu), dll. Prinsip pengukuran geolistrik resistivitas ini pada dasarnya cukup sederhana. Mengacu pada Hukum Ohm, V=I.R, yaitu dengan menginjeksikan/menghantarkan arus listrik I ke dalam tanah (tanah/bumi sebagai medium hantar berhambatan R) melalui sepasang elektroda arus, dan mengukur beda potensial V yang timbul melalui sepasang elektroda potensial pada jarak tertentu dari elektroda arus. Resistivitas terukur umumnya dinyatakan dalam satuan Ohm-meter (Ωm).

Dalam penerapannya, metode ini digunakan dalam eksplorasi di beberapa bidang. Umumnya dimanfaatkan untuk mengetahui struktur bawah permukaan dan stratigrafi, untuk mengetahui sebaran endapan mineral tambang, untuk mengetahui lapisan akuifer dan muka air tanah, untuk mengetahui akumulasi minyak bumi di lapisan dangkal dan kontak fluida antara minyak dan air, untuk mengetahui reservoar geothermal, dan bahkan untuk mengetahui keberadaan candi terpendam.

 

TEORI METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS

Hukum yang mendasari metode ini adalah Hukum Ohm. Dalam penerapannya secara sederhana terhadap benda silinder berhambatan-jenis ρ, arus listrik I akan berbanding lurus dengan luas penampang A dan beda potensial antara ujung-ujungnya ΔV, serta berbanding terbalik dengan panjangnya L.3Penerapan hukum Ohm untuk arus listrik tunggal (homogen) yang di kedalaman (simetris bola), dimana arus listrik I yang menembus permukaan bola berongga dengan luas A, tebal dr, dan beda potensial dV antara bagian luar dan dalam.

5Sedangkan penerapan Hukum Ohm untuk arus listrik tunggal di permukaan (medium tak berhingga setengah bola), akan menghasilkan besar arus I :7 atau besar beda potensial V :9Untuk dua titik arus di permukaan medium setengah tak berhingga, maka beda potensial di antara dua titik adalah :11 12dimana arus listrik dilewatkan pada elektroda arus A dan B, dan beda potensial akan diperoleh/terukur pada elektroda potensial M dan N.

Persamaan turunan dari Hukum Ohm di atas menggunakan asumsi bahwa arus listrik melalui medium homogen, sehingga nilai resistivitas yang terukur (dengan konfigurasi elektroda apapun) akan memberikan nilai yang sama sebagai resistivitas medium sebenarnya (true resistivity). Pada kenyataannya, bumi sebagai medium hantar listrik tidaklah homogen, sehingga resistivitas yang terukur merupakan resistivitas semu (apparent resistivity). Resistivitas semu yang terukur dapat berbeda sesuai dengan konfigurasi elektroda yang digunakan dalam pengukuran.

Nilai resistivitas semu ρa merupakan fungsi jarak antar elektroda arus, yang sekaligus menentukan resolusi kedalaman bawah permukaan yang dapat diukur. Untuk jarak antar elektroda yang besar, ρa yang diperoleh akan mewakili nilai r batuan yang lebih dalam, begitu pula sebaliknya.

13Resistivitas semu : a) medium homogen semi tak berhingga, b) medium 2 lapis (ρ2>ρ1), c) medium lapis (ρ2<ρ1), dan d) medium 3 lapis (ρ2>ρ1, ρ3<ρ2)

 

KONFIGURASI ELEKTRODA

Konfigurasi elektroda yang umum digunakan, A dan B sebagai elektroda arus, dan M dan N sebagai elektoda potensial.14Faktor geometri dari masing-masing konfigurasi tersebut, yaitu :

  • Konfigurasi Wenner : K = 2πa
  • Konfigurasi Schlumberger :15
  • Konfigurasi dipole-dipole : K = n(n+1)(n+2)πa
  • Konfigurasi pole-dipole : K = 2n(n+1)πa
  • Konfigurasi pole-pole : K = 2πa

 

SOUNDING DAN MAPPING

Metode geolistrik hambatan-jenis dapat dilakukan secara sounding dan mapping. Sounding merupakan pengukuran perubahan resistivitas bawah permukaan pada arah vertikal. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengubah/membuat variasi jarak antar elektroda arus dan potensial, pada titik pengukuran yang sama. Konfigurasi elektroda yang umum digunakan adalah konfigurasi Schlumberger.

Mapping atau Traversing merupakan pengukuran perubahan resistivitas bawah permukaan secara lateral (horisontal). Mapping ini dapat dilakukan dengan cara berpindah titik pengukuran, namun mempertahankan jarak antar elektroda arus dan potensial. Konfigurasi elektroda yang umum digunakan adalah konfigurasi Winner atau Dipole-Dipole.

 

PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI

Setelah dilakukan pengukuran (akuisisi data), data resistivitas hasil pengukuran tersebut kemudian dianalisa dan lalu ditafsirkan. Untuk data mapping, data resistivitas dapat langsung ditampilkan dalam bentuk peta kontur nilai resistivitas area pengukuran. Penafsiran pun dapat langsung dilakukan dari peta kontur tersebut. Sedangkan untuk data sounding, dapat dilakukan dengan curva matching maupun inverse modeling, yang kemudian dapat ditampilkan sebagai penampang model vertikal variasi resistivitas bawah permukaan. Bentuk penafsiran untuk tingkat lebih lanjut memerlukan integrasi dan pencocokan dari referensi nilai resistivitas jenis-jenis batuan dari hasil uji laboratorium atau berdasarkan tabel resistivitas batuan, dan dari informasi geologi yang terkait.

 

16Resistivitymeter beserta peralatan pendukungnya. (dok.praktikum)

17Pengukuran geolistrik resistivitas di lapangan. (sumber:www.mmtec.co.jp)

18Perbandinga profil penampang resistivitas dengan kondisi geologi di lapangan. (sumber:www.ggl.gmbh.de)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: