EKSPLORASI GEOFISIKA – 4. Metoda Tahanan Jenis (Resistivity)

January 23, 2013 by MualMaul 1 Comment

4. Metoda Tahanan Jenis (Resistivity)

Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika untuk menyelidiki kondisi bawah permukaan, yaitu dengan mempelajari sifat aliran listrik pada batuan di bawah permukaan bumi. Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan elektromagnetik dan arus listrik yang mengalir di dalam bumi baik secara alamiah (metoda pasif) maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (metoda aktif) dari permukaan.Dengan metoda elektrik (salah satunya tahanan jenis) mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus ke bawah permukaan, dan mengukur kembali potensial yang diterima di permukaan. Hanya saja perlu diingat bahwa untuk daerah dengan formasi yang bersifat isolator metoda elektrik ini tidak efektif.

Pada Gambar 11 dapat dilihat sebaran arus pada permukaan akibat arus listrik yang dikirim ke bawah permukaan. Garis tegas menunjukkan arus yang dikirim mengalami respon oleh suatu lapisan yang homogenous. Sedangkan arus putus-putus menunjukkan arus normal dengan nilai yang sama. Garis-garis tersebut disebut dengan garis equipotensial.

Gambar 11. Garis-garis equipotensial

Berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan/mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga :

• konduktor baik (10^-8<r<1W.m)
• konduktor sedang (1<r<10⁷W.m)
• konduktor baik (r>10⁷W.m)

4.1 Faktor Geometri

Dalam melakukan eksplorasi tahanan jenis (resistivitas) diperlukan pengetahuan secara perbandingan posisi titik pengamatan terhadap sumber arus. Perbedaan letak titik tersebut akan mempengaruhi besar medan listrik yang akan diukur. Besaran koreksi terhadap perbedaan letak titik pengamatan tersebut dinamakan faktor geometri. Faktor geometri diturunkan dari beda potensial yang terjadi antara elektroda potensial MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada elektroda arus AB, yaitu :

Gambar 12. Susunan jarak elektoda arus dan potensial

Faktor geometri K, merupakan unsur penting dalam perdugaan geolistrik baik pendugaan vertikal maupun horizontal, karena faktor geometri akan tetap untuk posisi AB dan MN yang tetap.

4.2 Konfigurasi Susunan Alat

Untuk mempermudah pekerjaan dan perhitungan interpretasi, penempatan elektroda diatur menurut aturan tertentu. Beberapa aturan tersebut antara lain :

a. Metoda Wenner

Gambar 13. Konfigurasi alat untuk metoda Wenner

Dengan K=2pa

Keuntungan dan keterbatasan metoda Wenner :

• ï Sangat sensitif terhadap perubahan lateral setempat (gawir/lensa setempat)
• Karena bidang equipotensial untuk benda homogen berupa bola, data lebih mudah diproses atau dimengerti
• Jarak elektroda arus dengan potensial relatif lebih pendek dari sehingga daya tembus alat sama lebih besar
• Memerlukan tenaga/buruh lebih banyak.

b. Metoda Schlumberger

Gambar 14. Konfigurasi alat untuk metoda Schlumberger

Dengan

Keuntungan dan keterbatasan metoda Schlumberger :

• Tidak terlalu sensitif terhadap adanya perubahan lateral setempat, sehingga metoda ini dianjurkan untuk penyelidikan dalam
• Elektoda potensial tidak terlalu sering dipindahkan, sehingga mengurangi jumlah tenaga/buruh yang dipakai

Perbandingan AB/MN harus diantara 2,5 < AB/MN < 50.

c. Metoda Double-dipole (Dipole-dipole)

Dengan

Gambar 15. Susunan konfigurasi metoda Dipole-dipole

d. Metoda Pole-dipole

Gambar 16. Susunan konfigurasi alat untuk metoda Pole-dipole

Dengan

4.3 Interpretasi Data

Pada Gambar 17 dapat dilihat contoh grafik hasil pengukuran lapangan dan interpretasi bawah permukaan yang diperkirakan.

Gambar 17. Apparent resistivity dan interpretasi profil hasil pengukuran.

Metoda yang digunakan dalam interpretasi data tahanan jenis ini adalah metoda pencocokan kurva (curve mutching). Metoda ini dilakukan karena dari data hasil pengukuran lapangan yang kita dapatkan adalah harga resistivitas semu (apparent resestivity) sebagai fungsi dari spasi elektrodanya, r_as = f(AB/2) atau log r_as = log f(AB/2).

Ada beberapa tahapan yang dilakukan dalam metode ini, yaitu :

• Interpretasi lapangan, yaitu penentuan bentangan maksimal dan penentuan tipe kurva lapangan
• Interpretasi awal untuk menentukan harga resistivitas masing-masing lapisan dengan menggunakan kurva standar dan kurva bantu (curve matching partial). Setelah diperoleh nilai resistivitas lapisan dan ketebalannya, maka selanjutnya dapat kita interpretasikan jenis batuan berdasarkan tabel resistivity beberapa jenis batuan (Tabel 2)
• Interpretasi akhir, Pada tahap ini hasil interpretasi pendahuluan harus dikonfirmasikan dengan data lainnya, misalnya data geologi, sehingga informasi yang disajikan lebih lengkap.

Tabel 2. Harga tahanan jenis beberapa jenis batuan

Tipe Batuan	Resistivity Range (ohm.m)
Granite	3.10-2 – 106
Dacite	2.104(wet)
Andecite	4,5.104(wet) – 1,7.102(dry)
Diabas	20 – 5.107
Basalt	10 – 1,3.107
Tuff	2.103(wet) – 105(dry)
Marble	102 – 2,5.108(dry)
Soil (lapukan batuan kompak)	10 – 2.103
Clay (lempung)	1 – 100
Alluvial dan pasir	10 – 800
Limestone (batu gamping)	50 – 107
Konglomerat	2,5 – 104
Surface water (pada batuan sedimen)	10 – 100
Air payau (3%)	0 -15
Air laut	0 – 2