pengantar metode elektromagnetik

13. PENGANTAR METODE ELEKTROMAGNETIK

            Salah satu metode yang banyak di gunakan dalam prospek geofisika adalah metode elektromagnetik (EM), biasanya di gunakan untuk eksplorasi bena benda konduktif. Metode elektromagnetik merupakan metode geofisika yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik yang di pancarkan kebawah permukaan bumi. Sumber gelombang elektromagnetik bisa berasal dari alam ( natural source ) ataupun sumber buatan ( artificial source ). Pada metode EM parameter yang di ukur merupakan respon terhadap radiasi elektromagnetik yang di terima oleh sensor atau receiver. Perubahan komponen komponen medan magnet akibat vriasi konduktivitas di manfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan. Konsep penjalaran gelombang elektromagnetik di bumi dapat di pahami sebagai proses induksi elektromagnetik (jiracek,010).

            Sumber gelombang elektromagnetik yang berasal dari transmitter (pemancar) akan menjalar atau merambat kedalam bumi dan menghasilkan atau menimbulkan medan magnet yang bervariasi terhadap waktu. Medan elektromagnetik tersebut jika melewati lapisan atau mengenai benda bersifat konduktor ( mengenai atau melewati daerah/bagian yang memiliki kontras fisika batuan atau konduktivitas ) akan menimbulkan adanya arus yang terpusar atau sering di sebut ”eddy current” pada konduktor di bawah permukaan bumi.

            Adanya arus listrik yang mengalir pada suatu konduktor menyebabkan adanya medan magnet di sekitar konduktor tersebut yang dinamakan medan magnet sekunder. Medan magnet sekunder yang di hasilkan “eddy current” yang pada akhirnya dideteksi oleh sensor atau receiver.

Penjalaran gelombang elektromagnetik kedalam bumi telah di jelaskan secara umum oleh james clerk Maxwell.

1.      Persamaan Maxwell

Medan elektromagetik dapat di golongkan menjadi 4 parameter medan, yaitu:

E = intensitas medan listrik (v/m)

D = rapat fluks medan listrik (c/m2)

B = rapat fluks medan magnet (wb/m2)

H = intensitas medan magnet (A/m)

Keempat medan tersebut memenuhi persamaan Maxwell yang merupakan persamaan umum yang dapat mendeskripsikan sifat gelombang elektromagnetik. Persamaan Maxwell terdiri atas :

a.       Hukum faraday

b.      Hukum ampere

c.       Hukum coulomb

d.       Hukum kekontinyuan fluks

Hokum faraday menyatakan bahwa perubahan medan magnet tehadap waktu meninduksi adanya medan listrik. Begitu pula yang terjadi pada hokum ampere, bahwa medan magnet tidak hanya terjadi karena adanya sumber berupa arus listrik, akan tetapi dapat juga di sebabkan oleh medan listrik yang berubah terhadap waktu sehingga menginduksi adanya medan magnet. Hokum coulomb menyatakan bahwa medan listrik di sebabkan oleh adanya muatan litrik sebagai sumbernya. Sedngkan hokum kekontinyuan fluks menyatakan bahwa tidak ada medan litrik monopol. Besarnya nilai medan listrik dan medan magnet induksi bergantung pada nilai intrinstik batuan berupa permitivitas, permeabilitas dan konduktivitas yang di hubungkan.

2.      Klasifikasi metode elektromagnetik

Secara umum berdasarkan sumber yang dimanfaatkan metode elektromagnetik diklasifikasikan kedalam metode pasif (controlled source electromagnetic) dimana sumber batuan atau artificial.

Berdasarkan domain pengukuran metode elektromagnetik dapat di klasifikasikan sebagai time-domain yang di ukur sebagai fungsi waktu frekuensi-domain yang menggunakan satu atau lebih frekuensi.

Karena prinsip induksi, metode elektromagnetik bisa berupa ground-base (dimana salah satu atau kedua pemancar dan penerima di udara), seaborn (salah satu atau kedua pemancar dan penerima berad di laut), atau borehole-based dimana baik pemancar atau penerima ditempatkan dalam lubang yang di gali di bumi (oghenekohwo,2008)

Semua klasifikas juga dapat di klasifikasikan menjadi :

a.       Metode dimana transmitter tetap (stasionary) dan receiver berpindah pindah (mobile)

b.      Metode dimana transmitter dan receiver berpindah pindah (mobile)

Selain itu metode elektromagnetik memiliki system instrumentasi dengan jangkauan luas dan juga bervariasi karena memiliki klasifikasi dalam konfigurasi maupun set up perangkat di lapangan.

3.      Metode CSEM

CSEM (controlled source electromagnetic) sebuah terminology pengelompokkan teknik/metode elektromagnetik yang menggunakan transmitter sendiri(pemancar atau sumber buatan). Metode CSEM, metoe yang paling relative baru di kembangkan di Indonesia, berbeda dengan perkembangannya di dunia luar (internasional). Penelitian tentang CSEM sudah di mulai sejak 40 tahu yang lau. Di tahun 1970-an Charles cox dari insitut kelautan scripps yang menjadi penggagas ide, ia mngusulkan suatu metode untuk mengkompensasi hilangnya sinyal MT di dasar laut (constable,2005). Pada tahun 1979 pengembangan perangkat instrumentasi untuk melakukan pengukuran mulai di desain, hingga di tahun 1980-an university of Toronto memperkenalkan suatu perangkat pengukuran metode elektromagnetik dengan sumber aktif. Perangkat tersebut dinamakan UTEM (university of Toronto electromagnetic), nemun penelitian difokuskan bukan untuk eksplorasi hidrokarbon melainkan untuk meneliti bidang struktur lempeng bumi.

Baru di tahun 2003 perusahaan statoil dan exxonmobil mendemonstrasikan hasil dari pengukuran lapangan yang telah dalam proses produksi dengan metode CSEM. Daerah yang didemonstrasikan berada di angola, afrika barat.

Metode CSEM memiliki beberapa keunggulan di bandingkan dengan metode DC, yang paling signifikan adalah bahwa sinyal CSEM menembus melalui layar resistif  karena induksi dari medan elektromagnetik.

Pengantar Metode Seismik

12. PENGANTAR METODE SEISMIK

Metode seismik digunakan untuk kegiatan eksplorasi sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Dalam metode seismik, pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik seperti ledakan, vibroseis, airgun, watergun tergantung pada area atau lokasi pengambilan data. Terdapat tiga tahapan dalam metode seismik yaitu akuisisi data seismik, pengolahan data seismik dan interpretasi data seismik. Setiap tahapan pada pengolahan data seismik dimaksudkan untuk meningkatkan resolusi data seismik (Yilmaz, 1987). Proses pengolahan data harus dilakukan dengan tepat dan akurat agar dapat diinterpretasikan dengan tepat. Kondisi geologi yang kompleks di bawah permukaan menyebabkan penampang hasil akuisisi data masih dipengaruhi oleh difraksi gelombang yang muncul akibat adanya struktur-struktur tertentu seperti patahan dan lipatan.

Kondisi tersebut mengakibatkan posisi reflektor yang kompleks dan kedudukan reflektor belum berada pada posisi yang sebenarnya sehingga memberikan informasi yang ambigu. Oleh karena itu, perlu dilakukan reposisi dari refleksirefleksi pada penampang seismik menjadi posisi yang sebenarnya, yang dikenal dengan migrasi (Priyono,2006). Migrasi merupakan salah satu tahapan dalam

pengolahan data seismik. Melalui proses migrasi, pengaruh akibat difraksi dapat dihilangkan, posisi reflektor lebih sederhana, dan dapat memberikan informasi bawah permukaan lebih jelas. Parameter-parameter penting yang menentukan keberhasilan dalam proses migrasi Kirchoff adalah nilai frekuensi maksimum, maximum dip, pemilihan kecepatan dan migration aperture. Nilai migration aperture adalah lebar data ke arah lateral yang akan ikut digunakan dalam penjumlahan titik-titik yang berada pada lintasan hiperbola akibat difraksi. Oleh karena itu, peneliti ingin membandingkan dan menganalisis penampang seismik

Metode seismik merupakan metode geofisika yang sangat populer dalam eksplorasi hidrokarbon. Ketepatan dan resolusi tinggi dalam memodelkan struktur litologi bawah permukaan menjadikan metode ini unggul dibandingkan dengan metode lainnya. Dukungan teknologi yang canggih serta pesatnya penelitiandalam metode ini menjadi faktor kunci kesuksesan metode ini.

a)      Metode seismik adalah salah satu metode yang didasarkan seismik, yang dimasukan kedalam tanah dan kemudian direleksikan atau direflasikan sepanjang perbedaan lapisan tanah atau batas-batas batuan. Sumber seisamik umumnya adalah palu godam(sledgehammer) yang dihantamkan pada pelat besi diatas tanah, benda bermassa besar yang dijatuhkan atau ledakan dinamit. Respon yang tertangkap dari tanah diukur dengan sensor yang disebut geofon, yang mengukur pergerakan bumi.

b)      Metode seismik refraksi adalah mengukur gelombang yang datang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi dibawah paermukaan tanah. Peristiwa refraksi pada umumnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batuan cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada masiang-masing geofon memberikan informasi mengenai kedalaman dan lokasi dari horison-horison.

A.    Defenisi Metode Seismik

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismik (palu, ledakan, dll). Setelah usikan diberikan, 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.

Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik, yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho.

Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun 1920an. Teknik seismik refraksi digunakan secara intemsif di Iran untuk membatasi struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada tahun 1921.

Seismik bias dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah usikan pertama (first break) diabaikan, sehingga sebenarnya hanya data first break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset) dan waktu jalar dihubungkan oleh sepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material dan dikenal sebagai parameter elastisitas.

Sedangkan dalam seismik pantul, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’ pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang pantul yang direkam. Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik bias, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium.

B.     Pembagian Metode Seismik

Metode seismik terdiri dari yaitu :

1)      Metode Seismik Refleksi

Metode seismik refleksi digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan suatu impuls suara untuk melaju dari sumber suara, terpantul oleh batas-batas formasi geologi, dan kembali ke permukaan tanah pada suatu geophone. Refleksi dari suatu horizon geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang. Metoda seismik refleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan eksplorasi perminyakan, penentuan sumber gempa ataupun untuk mendeteksi struktur lapisan tanah.seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang dating dari batas-batas formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang,yakni : Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan Gelombang Love.

C.    Keunggulan metode seismik refleksi yaitu:

1)      Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil.

2)      Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi kedalaman.

3)      Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks.

4)      Seismik pantul merekan dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.

5)      Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur.

D.    Kekuragan metode seismik refleksi yaitu:

1)      Karena lokasi sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.

2)      Prosesing seismik refleksi memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base yang jauh lebih handal.

3)      Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap database

harus kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan interpretasi membutuhkan personal yang cukup ahli.

1.      Metode Seismik Refraksi

Metoda seismik refraksi digunakan untuk mengukur gelombang data yang dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batuan cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada masing-masing geophone memberikan informasi tentang kedalaman dan lokasi dari horizon-horizon geologi ini. Informasi ini kemudian digambarkan dalam suatu penampang silang untuk menunjukkan kedalaman dari muka air tanah dan lapisan pertama dari bantalan batuan cadas.

Mekanisme pengambilan data lapangan yang dipergunakan dalam Seismik Refraksi adalah mengetahui jarak dan waktu yang terekam oleh alat Seismograf untuk mengetahui kedalaman dan jenis lapisan tanah yang diteliti. Dari getaran atau gelombang yang diinjeksikan dari permukaan tanah akan merambat kebawah lapisan tanah secara radial yang di mana pada saat bertemu lapisan dengan sifat elastik batuan di bawah permukaan yang berbeda. Maka gelombang yang datang akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Gelombang yang melewati bidang batas dengan sifat lapisan yang berbeda akan terpantul dan terbiaskan kepermukaan kemudian di tangkap oleh alat reciver yaitu Geophone yang diletakkan di permukaan.

A.    Keunggulan metode seismik refraksi yaitu:

1)      Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya

2)      Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first berak yang dibaca.

3)      Karena pengambilan data dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya.

B.     Kekurangan metode seismic refraksi yaitu:

1)      Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman.

2)      Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing lapisan memiliki dip dan topografi.

3)      Seismik bias  hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset)

4)      Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan waktu jalar teramati.

2.      Penerapan Metode Seismik

Metode seismic adalah salah satu metode geofisika yang dapat digunakan untuk menyelidiki atau memeperkirakan struktur lapisan batuan bawah permukaan. Metode kerja dari gelombang seismic dilakukan pada batas batuan yang berbeda.

Rekaman dari gelombang seismik diplot dalam satu seismic section ini menggambarkan penampang geologi, tapi masih perlu dilakukan dengan interprestasi lanjut.

Pengantar Metode Geolistrik

11. PENGERTIAN METODE GEOLISTRIK

Metode geofisika merupakan ilmu yang mempelajari tentang bumi dengan penggunaan pengukuran fisik pada atau dia atas permukaan. Dari sisi lain geofisika mempelajari semua isis bumi baik yang terlihat maupun tidak terlihat langsung oleh pengukuran sifat fisik dengan penyesuaian yang pada umumnya pada permuakaan .Geolistrik adalah suatu metoda eksplorasi geofisika untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan  dengan menggunakan sifat-sifat kelistrikan batuan. Sifat-sifat kelistrikan tersebut adalah, antara lain. tahanan jenis (specific resistivity, conductivity, dielectrical  constant, kemampuan menimbulkan self potential dan medan induksi serta sifat menyimpan potensial dan lain-lain.

Metoda geolistrik menempati tempat yang unik pada klasifikasi geolistrik. Metoda – metoda ekpslorasi geolistrik sangat beragam, ada metoda yang dapat dimasukkan dalam kategori dinamis, akan tetapi ada juga yang dapat dimasukkan kedalam kategori statis. Salah satu keunikan lain dari metoda geolistrik adalah terpecah-pecaah menjadi bermacam-macam  mazhab (aliran atau school) yang berbeda satu dengan yang lain.

Pendugaan geolistrik dilakukan dengan menghantarkan arus listrik (beda I) buatan kedalam tanah melalui batang elektroda arus , kemudian mengukur beda potensial (beda V) pada elektroda lain. Hasil pencatatan akan dapat mengetahui tahanan jenis bahan yang dilalui oleh arus listrik dapat diketahui dengan Hukum Ohm yaitu :

R = V/I…………..(1),

dimana R = tahanan (ohm/mohm),

V= beda potensial listrik (volt/mvolt) dan

I = beda arus listrik dalam amper/mampe). Dengan memanfaatkan nilai tahanan jenis ini maka aplikasi metoda geolistrik telah digunakan pada  berbagai bidang ilmu yaitu :

a)      Regional Geology untuk mengetahui struktur, stratigrafi dan sedimentasi.

b)      Hidrogeologi/Geohidrologi untuk mengetahui muka  air tanah, akuifer, stratigrafi , intrusi air laut.

c)      Geologi Teknik untuk mengetahui struktur, startigrafi, permeabilitas dan porositas batuan, batuan dasar, pondas, kontruksi bangunan teknis.

d)     Pertambangan untuk mengetahui endapan plaser, stratigrafi, struktur, penyebaran endapan mineral.

e)      Archeology untuk mengetahui dasar candi, candi terpendam, tanah galian lama.

f)       Panas bumi (geothermal) mengetahui kedalaman, penyebaran, low resistivity daerah panas bumi.

g)      Minyak untuk mengetahui struktur, minyak, air dan kontak air dan minyak serta porositas , water content (well logging geophysic)

A.    SEJARAH , JENIS DAN KEGUNAAN METODE GOLISTRIK

Sejarah Perkembangan GeolistrikSejarah perkembangan eksplorasi geolistrik merupakan perkembangan yang paling unik dari seluruh geofisika eksplorasi. Unik karena dalam perkembangannya metoda ini terbagi – bagi dalam beberapa mazhab (school), padahal sumber dasar teori sama. Perbedaan tersebut terletak pada :

a)      tatacarakerja (konfigurasi elektroda, interpretasi).

b)      alat yang digunakan, sebetulnya tiap alat dapat digunakan untuk mazhab apapun, akan tetapi perbedaan konfigurasi elektroda yang dipakai mempengaruhi daya penetrasi alat.

c)      data prossessing.Penggunaan sifat-sifat kelistrikan untuk maksud eksplorasi sudah dikenal peradaban manusia lebih dari dua abad yang lalu. Pelopor yang mula-mula memakai cara geofisika untuk maksud eksplorasi adalah :

1)      Gray dan Wheeler thn. 1720, melakukan pengukuran terhadap batuan dan mecoba membakukan tebal konduktivitas batuan.

2)      Watson thn 1746, menemukan ,bahwa tanah merupakan konduktor dimana potensial yang diamati pada titik-titik diantara dua elektroda arus yang dipotong sejarak 2 mil , bervarisai akibat adanya perbedaan kondisi geologi setempat.

3)      Robert W. Fox thn. (1789 – 1877) , dapat disebut sebagai Bapak Metoda Geolistrik , karena beliau yang pertama kali mempelajai hubungan sifat-sifat listrik dengan keadaan geologi, temperatur, terrestrial electric dan geothermal. Fox mempelajari sifat-sifat kelistrikan tersebut di tambang-tambang Corn wall, Inggris.

Perkembangan dilanjutkan secara bertahap : thn.1871 oleh W.Skey, thn. 1847oleh Charles Matteucci., thn. 1882 oleh Cart Barus, thn. 1891oleh Brown, thn. 1897 oleh Bernfield, thn 1912 oleh Gottchalk, thn. 1914 oleh R.C. Wells dan  George Ottis. Perkembangan agak berbeda setelah Conrad Schlumberger dan R.C. Welldimana geolistrik berkembang di dua benua, dengan cara dan sejarah yang berbeda. Akan tetapi di ujung perkembangan tersebut kedua mazhab ini bertemu lagi, terutama dalam menggunakan konsep matematika yang sama yang diterapkan pada teori interpretasi masing-masing.

a.       Perkembangan peralatan dimulai dari peralatan geolistrik di dalam truk sampai pada alat geolistrik sebesar tas kecantikan.

b.      Perkembangan pengolahan data nilai tahanan jenis pada abad ke 20 yaitu dengan dibuatnya kurva baku dan kurva tambahan oleh Orellana E. Dan Mooney H.M.,1966, Bhattacharya P.K. dan Patra H.P.,1968, Rijkkswaterstaat, The Netherland, 1975, Zohdy, A.A.R.,1975.

c.       Perkembangan dalam penafsiran lengkungan tahanan jenis dengan pembuatan perangkat lunak dari melakukan “matching curve” sampai perangkat lunak VESPC, RESINT 53, GRIVEL, RESIX dan IP2Win

B.     GEOLISTRIK METODE TAHANAN JENIS

Geolistrik merupakan alat yang dapat diterapkan untuk beberapa metode geofisika, di mana prinsip kerja metode tersebut adalah mempelajari aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (buatan). Metode geofisika tersebut di antaranya adalah metode potensial diri, metode arus telurik, magnetotelurik, elektromagnetik, IP (InducedPolarization), dan resistivitas (tahanan jenis).

Dari sekian banyak metode geofisika yang diterapkan dalam geolistrik, metode tahanan jenis adalah metode yang paling sering di gunakan. Metode ini pada prinsipnya bekerja dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda arus sehingga menimbulkan beda potensial. Dan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda dapat digunakan untuk menurunkan variasi harga tahanan jenis lapisan dibawah titik ukur (sounding point). Metode ini lebih efektif dan cocok digunakan untuk eksplorasi yng sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 kaki atau 1500 kaki. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak di gunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan kedalaman basement (batuan dasar), pencarian reservoir (tandon) air, dan eksplorasi geothermal (panas bumi). Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus dan potensialnya, dikenal beberapa jenis metode geolistrik tahanan jenis, antara lain metode Schlumberger, metode Wenner dan metode Dipole Sounding.

Pada metode tahanan jenis konfigurasi Schlumberger, bumi diasumsikansebagai bola padat yang mempunyai sifat homogen isotropis. Dengan asumsi ini, maka seharusnya resistivits yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya dan tidak bergantung atas spasi elektroda, ρ = KΔV / I . Namun pada kenyataannya bumi terdiri atas lapisan-lapisan dengan ρ yang berbeda-beda sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh dari lapisanlapisan tersebut. Maka harga resistivitas yang terukur bukan merupakan harga resistivitas untuk stu lapisan saja, tetapi beberapa lapisan. Hal ini terutama untuk spasi elektroda yang lebar.

Untuk kasus tak homogen, bumi diasumsikan berlapis-lapis dengan masing-masing lapisan mempunyai harga resisitivitas yang berbeda. Resistivitas semu merupakan resisitivitas dari suatu medium fiktif homogeny yang ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau.

1)      Metode Geolistrik Polarisasi Terimbas( IP/ Induce Polarization Methode )

Pada prinsipnya dilakukan dengan cara memutuskan arus listrik yang di injeksikan ke dalam permungkaan bumi. Selanjutnya tampak bahwa beda potensial antara kedua elektroda tidak lansung menunjukan angka nol saat arus tersebut di putuskan. turun secara perlahan lahan dalam selang waktu tertentu. Sebaliknya apabila arus dihidupkan maka beda potensial akan kembali pada posisi semula dalam waktu yang sama. Gelaja polarisai terimabs dalam batuan termineralisasikan terutama ditentukan reaksi Elektrokimia pada bidang batas antar mineral2 logam dan larutan dalam batuan. gejala Ip dapat dilakukan dengan mengalirkan arus terkontrol melalui bahan yangakan diselidiki.

Pengukuran respon IP dapat dilakukan  dengan cara :

a)      Pengukuran domain waktu

Pengukuran polarisasi terimbas dengan domain waktu yaitu dengan cara mengalirkan pulsa arus listrik bebrbentuk persegi panjang kedalam tanah. untuk mengukur derajar terpolarisasi suatu bahan pada suatu waktu di definisikan chargeability.

b)      Pengukuran domain frekunsi

Untuk mempolarisasika suatu bahan dengan arus listrik imbas ke sutau tingkat tertentu dibutuhkan waktu tertentu tergantung jenis bahannya. Karena frekunsi berbanding terbalik dengan waktu. maka perbedaan respon tegangan dengan pemberian arus listrik dengan frekuensi yang berbeda juga mencerminkan sifat polarisasi suatu bahan tertentu.ini merupakan dasar dalam pengukuran frekuensi (sumner, 1976).

2)      Metode Geolistrik Potensial Diri ( SP/ Self Potential Methode )

Metode Self potential (SP) adalah metode pasif, karena pengukurannya dilakukan tanpa menginjeksikan arus listrik lewat permukaan tanah, perbedaan potensial alami tanah diukur melalui dua titik dipermukaan tanah. Potensial yang dapat diukur berkisar antar beberapa millivolt (mV) hingga 1 volt. Self potensial adalah potensial spontan yang ada di permukaan bumi yang diakibatkan oleh adanya proses mekanis ataupun oleh proses elektrokimia yang di kontrol oleh air tanah. Proses mekanis akan menghasilkan potensial elektrokinetik sedangkan proses kimia akan menimbulkan potensial elektrokimia (potensial liquid-junction, potensialnernst) dan potensial mineralisasi.

Komponen rekaman data potensial diri yang diperoleh dari lapangan merupakan gabungan dari tiga komponen dengan panjang gelombang yang berbeda, yaitu efek topografi (TE) ), SP noise (SPN ) dan SP sisa (SPR). Metode potensial diri (SP) merupakan salah satu metode geofisika yang prinsip kerjanya adalah mengukur tegangan statis alam (static natural voltage) yang berada di kelompok titik titik di permukaan tanah. Potensial diri umumnya berhubungan dengan perlapisan tubuh mineral sulfide (weathering of sulphide mineral body), perubahan dalam sifat-sifat batuan (kandungan mineral) pada daerah kontak - kontak geologi, aktifitas bioelektrik dari material organik, korosi, perbedaan suhu dan tekanan dalam fluida di bawah permukaan dan fenomena-fenomena alam lainnya.

Prinsip dasar dari metode potensial diri adalah pengukuran tegangan statis alam (Static Natural Voltage) pada permukaan tanah. Orang yang pertama kali menggunakan metode ini adalah untuk menentukan daerah yang mengandung mineral logam.

C.    KEGUNAAN METODE GEOLISTRIK

Mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air. Umumnya yang dicari adalah ‘confined aquifer’ yaitu lapisan akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan bagian atas. ‘Confined’ akifer ini mempunyai ‘recharge’ yang relatif jauh, sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat.

Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk fondasi bangunan. Metoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi (geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan

D.    ANALISIS SIFAT LISTRIK DALAM BATUAN

Aliran arus listrik di dalam batuan dan mineral dapat di golongkan menjadi tiga macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik, dan konduksi secara dielektrik.

a)      Konduksi secara elektronik

Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik dialirkan dalam batuan atau mineral oleh elektron-elektron bebas tersebut. Aliran listrik ini juga di pengaruhi oleh sifat atau karakteristik masing-masing batuan yang di lewatinya. Salah satu sifat atau karakteristik batuan tersebut adalah resistivitas (tahanan jenis) yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik. Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut menghantarkan arus listrik, begitu pula sebaliknya. Resistivitas memiliki pengertian yang berbeda dengan resistansi (hambatan), dimana resistansi tidak hanya bergantung pada bahan tetapi juga bergantung pada faktor geometri atau bentuk bahan tersebut, sedangkan resistivitas tidak bergantung pada faktor geometri.Di mana secara fisis rumus tersebut dapat di artikan jika panjang silinderkonduktor (L) dinaikkan, maka resistansi akan meningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkanyang berarti luas penampang (A) berkurang maka resistansi juga meningkat. Di mana ρ adalah resistivitas (tahanan jenis) dalam Ωm. Sedangkan menurut hukum Ohm, resistivitas namun banyak orang lebih sering menggunakan sifat konduktivitas (σ) batuan yang merupakan kebalikan dari resistivitas (ρ) dengan satuan mhos/m.

b)      Konduksi secara elektrolitik

Sebagian besar batuan merupakan konduktor yang buruk dan memiliki resistivitas yang sangat tinggi. Namun pada kenyataannya batuan biasanya bersifat porus dan memiliki pori-pori yang terisi oleh fluida, terutama air. Akibatnya  batuan-batuan tersebut menjadi konduktor elektrolitik, di mana konduksi arus listrik dibawa oleh ion-ion elektrolitik dalam air. Konduktivitas  dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dan susunan pori-porinya. Konduktivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, dan sebaliknya resistivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan berkurang.

c)      Konduksi secara dielektrik

Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik, artinya batuanatau mineral tersebut mempunyai elektron bebas sedikit, bahkan tidak sama sekali. Elektron dalam batuan berpindah dan berkumpul terpisah dalam inti karena adanya pengaruh medan listrik di luar, sehingga terjadi poliarisasi. Peristiwa ini Tergantung pada konduksi dielektrik batuan yang bersangkutan .