METODE POTENSIAL DIRI
-
Upload
alex-elake-indone-sia -
Category
Documents
-
view
678 -
download
20
Transcript of METODE POTENSIAL DIRI
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
METODE POTENSIAL DIRI (SELF POTENSIAL)
I. PENDAHULUAN
Perbedaan potensial dihasilkan di dalam bumi atau di dalam batuan yang
teralterasi oleh kegiatan manusia maupun alam. Potensial alami terjadi akibat
ketidaksamaan atau perbedaan material-material , dekat larutan elektrolit dengan
perbedaan konsentrasi dan karena aliran fluida di bawah permukaan. Hal lain yang
mengakibatkan terjadinya self potensial di bawah permukaan bumi yang mana
dipetakan untuk mengetahui informasi di bawah permukaan, self potensial dapat
dihasilkan oleh perbedaan mineralisasi, reaksi (kegiatan) elektromkimia, aktivitas
geothermal dan bioelektrik oleh tumbuh-tumbuhan (vegetasi). Telford, Geldart and
Sheriff (1990) membuat formula tentang persamaan untuk perbedaan potensial.
Umumnya metode SP (self potensial) adalah metode yang diinterpretasikan secara
kualitatif dan bukan metode yang berusaha untuk mengkalkulasi berapa ukuran
anomali dari suatu benda penyebab anomali, karena tidak diketahui bentuk dari benda
tersebut, densitas atau konsentrasinya dari beragam massa dan elektrikal
propertisnya.
Metode Potensial Diri atau secara umum disebut dengan metode SP (Self
Potential) merupakan metode dalam Geofisika yang paling sederhana dilakukan,
karena hanya memerlukan alat ukur tegangan (milliVoltmeter) yang peka dan dua
elektroda khusus (porous pot electrode). Metode Potensial Diri merupakan metode
yang paling tua diantara metode-metode Geofisika yang lain, yang telah diperkenalkan
pada tahun 1830 di Inggris oleh Robert Fox. Metode Potensial Diri merupakan metode
pasif dalam bidang Geofisika, karena untuk mendapatkan informasi bawah tanah,
melalui pengukuran yang tanpa menginjeksikan arus listrik lewat permukaan tanah.
1
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Gambar 1 : Konfigurasi pengukuran Potensial Diri
Elektroda porous pot digunakan didalam pengukuran potensial diri medium
tanah dari di permukaan. Elektroda tersebut terdiri dari kawat tembaga yang
dimasukkan dalam tabung keramik dengan dinding berpori, diisi dengan larutan
Copper Sulphate ( ). Mengapa dalam metode SP digunakan elektroda porous
pot untuk menghindari adanya efek polarisasi. Potensial diri dapat terjadi karena
adanya proses elektrokimia dibawah permukaan tanah yang disebabkan oleh
kandungan mineral tertentu.
Gambar 2. Metode Porous pot Self Potensial
Didalam pengukuran potensial diri, gangguan yang terjadi secara alami tidak
dapat dihindarkan, misalnya adanya arus telluric. Oleh karena itu, untuk mengetahui
saat pengukuran potensial diri ada gangguan telluric atau tidak, maka potensial yang
terjadi karena arus telluric perlu diukur, dan kemudian digunakan untuk melakukan
koreksi terhadap data pengukuran potensial diri (SP).
2
Digital VoltMeter (DVM)
Tetap Bergerak
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Sedang saat dilakukan pengukuran potensial diri, hindarkan dari hal-hal yang
dapat mengganggu karena dilakukan oleh manusia, misalnya jangan melakukan
pengukuran potensial diri bersamaan dengan survei resistivity, yang harus
menginjeksikan arus listrik kedalam tanah. Karena injeksi arus listrik tersebut akan
mengganggu potensial diri yang terjadi secara alami.
Sato dan Mooney (1960) membuat hipotesa bahwa potensial mineralisasi
dapat timbul jika kondisi lingkungan didukung oleh adanya proses elektrokimia
sehingga dapat menimbulkan potensial elektrokimia yang terjadi dibawah permukaan
tanah, seperti dijelaskan pada gambar 2. Pada gambag 2, dibawah permukaan tanah
terdapat ore body yang mengandung mineral sulfida, yang sebagian masuk atau
terbenam dibawah muka air tanah (Water Table), sehingga menyebabkan proses
elektrokimia. Apabila muka air tanah berada diatas atau dibawah ore body, maka tidak
akan terjadi proses elektrokimia, sehingga tidak menimbulkan potensial diri.
Gambar 3 : Syarat terjadi potensial diri (Self Potential)
Karena proses elektrokimia tersebut, bagian atas dari ore body (tubuh sulfida)
akan mengalami proses reduksi. Sedang bagian bawah dari ore body yang terbenam
dibawah permukaan air tanah akan mengalami proses oksidasi. Karena proses
tersebut, maka ore body terbentuk seperti “Cell”. Bagian dalam dari ore body berfungsi
sebagai jalur transport electron dari anoda ke katoda.
3
Water Table
Ore Body
Permukan Tanah
Katoda
Anoda
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Meskipun demikian, potensial diri yang terjadi di alam yang dapat diukur dari
permukaan tanah dapat ditimbulkan oleh beberapa hal, antara lain :
1. Adanya perbedaan konsentrasi ion pada medium, atau perlapisan tanah. Misalnya
antara lapisan pasir dan lempung, atau antara medium yang mengandung air tawar
dan air asin.
2. Adanya aliran zat cair (air tanah) dalam perlapisan tanah. Air dalam tanah banyak
mengandung ion, aliran ion tersebut yang menyebabkan timbulnya potensial
di permukaan tanah. Potensial yang timbul ini disebut dengan “Streaming Potential”
atau “Electrokinetic Potential”.
3. Adanya proses elektrokimia di dalam medium yang banyak mengandung mineral
(senyawa sulfida). Potensial ini disebut dengan potensial mineralisasi.
II. PENGUKURAN POTENSIAL DIRI
Untuk melakukan pengukuran potensial diri di lapangan, perlu dilakukan tahap-
tahap persiapan sebagai berikut :
1. Siapkan alat ukur potensial DVM (Digital Voltmeter), Eletroda Porous Pot 4
buah, larutan Copper Sulphate, roll meter, roll kabel dan tabel pencatat
data, serta alat alat komunikasi jika perlu.
2. Rancang luasan yang akan disurvei dari overlay peta topografi dan peta
geologi daerah survei, kemudian tentukan titik referensi untuk penempatan
salah satu elektroda yang menetap. Tentukan lintasan-lintasan pengukuran
didalam luasan survei (Survey Design), yang nantinya akan digunakan
untuk acuhan pembagian kelompok pengukuran.
3. Kalibrasi terlebih dahulu masing-masing pasang elektroda porous pot.
4
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
II.1 Cara mengkalibrasi Elektroda porous pot
Elektroda porous pot terdiri dari batang/kawat tembaga dan tabung keramik
dengan bagian bawah berpori, diisi dengan larutan Copper Sulphate ( ), seperti
terlihat pada gambar dibawah :
Gambar 4 : Sketsa Elektroda porous pot
Untuk mengkalibrasi elektroda porous pot yang telah diisi dengan larutan Copper
Sulphate pada konsentrasi yang sama, masukkan/celupkan satu pasang elektroda
porous pot kedalam medium dengan jarak yang dekat (sekitar 10 cm). Pada kondisi
tersebut, ukur potensial dengan DVM (Digital Volt Meter), dimana penunjukan harus
lebih kecil atau sama dengan 2 millivolt. Apabila penunjukan ternyata lebih besar dari
2 millivolt, maka kedua elektroda porous pot tersebut harus dibersihkan terlebih
dahulu, kemudian diisi kembali dengan larutan Copper Sulphate yang mempunyai
konsentrasi yang sama.
II.2 RANCANGAN LUASAN SURVEI
Sebelum pekerjaan pengukuran lapangan dilakukan, terlebih dahulu perlu
disepakati oleh team, batasan daerah yang akan disurvei, dengan perkiraan bahwa
dibawah permukaan tanah terdapat target yang akan dicari. Hal tersebut dilakukan
dengan survei pendahuluan dalam bentuk pemetaan geologi. Setelah mengetahui
5
Tabung Keramik
Batang/Kawat Tembaga
Larutan
Lapisan berpori
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
daerah yang akan disurvei, rancang lintasan-lintasan pengukuran yang akan
dikerjakan oleh kelompok-kelompok pengukuran. Tentukan titik referensi (potensial
nol), yaitu tempat dimana elektroda yang menetap ditempatkan, yang terletak diluar
daerah survei.
Sedang untuk menentukan lintasan survei, overlaykan peta geologi dan peta
topografi, dan tarik garis lintasan-lintasan survei. Pada setiap lintasan, mempunyai
parameter koordinat titik awal pengukuran, azimuth dan interval jarak pengukuran,
yang kesemuanya dicatat dalam tabel pengumpulan data.
Gambar 5 : Layout dari survei Metode SP
Di lapangan, untuk melakukan survei metode SP digunakan 2 pasang
elektroda porous pot dan dua voltmeter digital. Satu pasang diletakkan secara
permanen untuk mengukur variasi harian yang disebabkan oleh arus telluric, yang
kegunaannya untuk mengkoreksi data pengukuran. Sedang satu pasang yang lain
digunakan untuk pengukuran sesuai dengan titik-titik pengukuran yang akan diukur.
6
ElektrodaMenetap (Referensi)
Elektrodabergerak
L1
L2
Ln
Elektrodamenetap
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
III. PENGUMPULAN DATA
Dari rancangan survei, setiap kelompok akan melakukan pengukuran pada
lintasan-lintasan yang telah ditetapkan pada peta. Misalnya kelompok I medapat tugas
untuk pengukuran lintasan 1 dan lintasan 2. Jika memungkinkan, buat tabel tugas
kelompok pengukuran :
No. Pengukuran Data SP Keterangan Lintasan Survei
1 Kelompok 1 Tgl : ……….. Jam: ………..Nama : ………………………… ………………………... …………………………
L1 : Koordinat Titik Awal x : ………. y : ………. Azimuth : ……………L2 : Koordinat Titik Awal x : ………. y : ……….
2 Kelompok 2 L3 :L4 :
dst dst
Titik awal artinya, titik pertama pengukuran potensial pada lintasan ukur. Titik
tersebut dicatat dan di plot pada peta, dan ditarik garis pada peta sesuai dengan
azimuth yang telah diukur. Titik awal perlu diletahui koordinatnya (x,y), sehingga titik
ukur yang lain pada lintasan yang sama dapat dihitung koordinat (x,y). Hal tersebut
berguna untuk pengolahan akhir dari dalam bentuk kontur ekipotensial diri.
Data-data pengukuran dicatat pada tabel, baik untuk pengukuran elektroda
yang bergerak (tabel 1) ataupun sepasang elektroda yang menetap (tabel 2).
IV. PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI
Pada metode potensial diri, pengolahan data tidak terlalu komplek, dalam hal
ini hanya menghitung koordinat titik-titik ukur pada setiap lintasan, dari data parameter
lintasan yang terdiri dari koordinat (x,y) titik awal, azimuth dan interval jarak
pengukuran. Dengan menggunakan excel, koordinat titik-titik ukur dapat dihitung
dengan menggunakan rumus geometri biasa.
Dari pengukuran potensial diri pada setiap lintasan dan mengolah sehingga
koordinat titik-titik ukur dapat ditentukan, akhirnya dapat dibuat kontur ekipotensial.
7
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Dari pola kontur ekipotensial, dapat diperkirakan penyebaran mmineral sulfida. Pada
umumnya “negatif center” dari kontur menunjukkan posisi puncak konduktor (sulfida)
berada dibawah “negatif center”. Dari peta kontur ekipotensial, dapat dibuat
interpretasi penampang lintang kurva potensial diri. Interpretasi secara kuantitatif
dapat dilakukan dengan cara pencocokan kurva lapangan dengan kurva model.
Tabel 1 : Pengumpulan Data SP (Elektroda Bergerak)
Daerah Survei : Koordinat E0 :
Tanggal :
Mulai Jam :
No. Lintasan : Azimuth :
Interval : ….. m Titik Awal : x : ……… y : ………..
Nomor No.Titik Potensial (mVolt) Keterangan
Sketsa Lintasan :
8
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Tabel 2 : Pengumpulan Data SP (Elektroda Tetap Untuk Koreksi Telluric)
Daerah Survei : Koordinat E0 :
Tanggal :
Mulai Jam :
Nomor Jam Potensial (mVolt) Keterangan/Catatan
Survei SP:
Gambar 6. (a) Grid titik-titik pengukuran (b) Pengkonturan dari data ekipotensial sesuai dengan grid titik-titk pengukuran yang dibuat.
9
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Model Interpretasi :
Gambar 7. Suatu bentuk model untuk interpretasi anomali SP
Gambar 8. (a) Distribusi ion anomali hipotetis dekat bidang batas padat-cair (b) Distribusi potensial yang sesuai.
10
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Gambar 9 . Profile –profile model untuk interpretasi
Gambar 10. Anomali SP dan resistivitas sepanjang daerah prospek panasbumi
Rotokawa, New Zealand (Villarosa, 1988 dalam Hochstein 1995)
11
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
Gambar 11. Evaluasi dari profil potensial dan interpretasi geologinya. (I) Grafik pengukuran. (II) Grafik-grafik model . (III) Kurva penjumlahan.
Gambar 12. Evaluasi dari profil potensial dan interpretasi geologinya. (I) Grafik
pengukuran. (II) Grafik-grafik model . (III) Kurva penjumlahan.
12
December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]
13