Wandy Mau Sharing: Metode Gravity

1. Alat Gravity yang biasa digunakan di darat dan di laut

a. gravimeter

sebuah cara mendapatkan posisi dan sarana yang sangat akurat menentukan perubahan relatif dalam ketinggian. Gravimeters dirancang untuk mengukur perbedaan yang sangat kecil di medan gravitasi dan sebagai hasilnya merupakan instrumen yang sangat halus. Gravimeter ini rentan terhadap shock mekanis selama transportasi dan penanganan.

b. Gravitymeter LaCoste & Romberg Tipe G

Metode ini umumnya digunakan dalam eksplorasi minyak untuk menemukan struktur yang merupakan jebakan minyak (oil trap), dan dikenal sebagai metode awal saat akan melakukan eksplorasi daerah yang berpotensi hidrokarbon. Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lain-lain. Meskipun dapat dioperasikan dalam berbagai macam hal tetapi pada prinsipnya metode ini dipilih karena kemampuannya dalam membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik itu minyak maupun mineral lainnya. Eksplorasi metode ini dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang.

2. Prosedur pengambilan data gravity di darat dan laut.

Prosedur Lapangan

Targetan observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas (significant) agar dapat dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum digunakan cukup lebar yaitu antara 200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap titik pengamatan diusahakan bebas dari angin, pohon-pohon, pengaruh (getaran) tanah, dll. Elevasi setiap titik observasi harus diketahui dengan akurat karena akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil pembacaan alat. Begitu juga dengan waktu setiap pengukuran.

Series dari hasil perhitungan akan diplot pada kertas grafik terhadap waktu (Gambar 1).

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjrYQanAkjKOvKGTHZYzYcOXB-mptfgxGcbn4SkwsXrNst0jhkacODpQBbtz1f7nQ9hwoa60qcvdyQ3FDCQuU3Dqb8F3CT9ke_CtWC0gpJQGBJlOPBkNtDaTmBxo0Il-bBpU6dvoeCzYEk/s400/Gambar+1+metode+gaya+berat.jpg

Gambar 1. Contoh pemplotan hasil pengukuran (0,01 mgal = 0,1 g.u).

(Parasnis, 1973, p 239)

Pengukuran metode gayaberat dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu: penentuan titik ikat dan pengukuran titik-titik gayaberat. Sebelum survei dilakukan perlu menentukan terlebih dahulu base station, biasanya dipilih pada lokasi yang cukup stabil, mudah dikenal dan dijangkau. Base station jumlahnya bisa lebih dari satu tergantung dari keadaan lapangan. Masing-masing base station sebaiknya dijelaskan secara cermat dan terperinci meliputi posisi dan nama tempat. Base ini dipergunakan sebagai titik tutupan harian dan juga sebagai nilai acuan bagi stasiun gaya berat lainnya.

Pengukuran data lapangan meliputi pembacaan gravimeter juga penentuan posisi, waktu, dan pembacaan altimeter serta suhu. Pengukuran gayaberat pada penelitian ini menggunakan alat Gravimeter LaCoste & Romberg Model G-804, yang memiliki kemampuan pembacaan 0 sampai 7000 mGal, dengan tingkat ketelitian 0,01 mgal dan kesalahan apungan (drift) 1 mgal per bulan atau 0,03 mgal per hari. Penentuan posisi dan waktu menggunakan Global Positioning System (GPS) Garmin, sedangkan pengukuran ketinggian menggunakan altimeter, termometer, dan microbarograph. Dari pengukuran tersebut dihasilkan 94 titik pengukuran pada sepanjang lintasan Pangalengan - Garut dengan interval tiap titik sekitar 500 meter.

Pengambilan data pada titik-titik survei dilakukan dengan sistem Loop, yaitu sistem pengukuran yang dimulai dan diakhiri pada titik gayaberat yang sudah diketahui nilainya. Sistem Loop diharapkan dapat menghilangkan kesalahan yang disebabkan oleh pergeseran pembacaan gravimeter. Metode ini muncul dikarenakan alat yang digunakan selama melakukan pengukuran akan mengalami guncang n, sehingga menyebabkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut.

Data-data yang diambil pada saat pengukuran adalah:

1. Tanggal dan hari pembacaan Data ini berguna untuk koreksi pasang surut

2. Waktu pembacaan Data ini berguna untuk koreksi apungan dan penentuan pasang surut.

3. Pembacaan alat

4. Koordinat stasiun pengukuran dengan menggunakan GPS

5. Data inner zone untuk koreksi Terrain

6. Ketinggian titik pengukuran

Pada penelitian ini penulis mengolah dari konversi harga bacaan ke miliGal dari tiap stasiun untuk mendapatkan nilai anomali Bouguer hingga dilakukan pemodelan 2D yang kemudian dianalisa untuk menentukan keadaan geologi daerah penelitian.

Analisis Densitas Batuan Rata-rata

Hasil densitas yang digunakan dalam perhitungan ini adalah harga densitas rata-rata. Untuk menetukan harga densitas rata-rata dapat digunakan cara metode Parasnis.

Pada metode ini, densitas batuan dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menetukan profil topografi yang konsisten naik.

2. Menghitung selisih antara medan gayaberat observasi dengan gayaberat normal lalu dijumlahkan dengan KUB untuk y-nya.

3. Menghitung selisih antara KB sebelum dikalikan densitas dengan koreksi terrain sebelum dikalikan densitas untuk x-nya.

4. Rapat massa batuan diperoleh dari kemiringan garis lurus regresinya.

Berdasarkan persamaan garis lurus regresi, diperoleh densitas rata-rata batuan untuk daerah sepanjang lintasan Pangalengan - Garut, Jawa Barat adalah sebesar 2,607 g/cm3.

3. Prosedur pengolahan data gravity darat dan laut.

Pengolahan data gayaberat yang sering disebut juga dengan reduksi data gayaberat, secara umum dapat dipisahkan menjadi dua macam, yaitu: proses dasar dan proses lanjutan. Proses dasar mencakup seluruh proses berawal dari nilai pembacaan alat di lapangan sampai diperoleh nilai anomali Bouguer di setiap titik amat. Proses tersebut meliputi tahap-tahap sebagai berikut: konversi pembacaan gravimeter ke nilai milligal, koreksi apungan (drift correction), koreksi pasang surut (tidal correction), koreksi lintang (latitude correction), koreksi udara bebas(free-air correction), koreksi Bouguer, dan koreksi medan (terrain correction).Prosedur pengolahan data yang dilakukan penulis adalah mengolah dari konversi bacaan hingga menjadi model penampang 2-D. Pada pelaksanaanya, pengolahan data tersebut dibantu oleh perhitungan komputer dengan menggunakan software MS. Excel. Proses lanjutan merupakan proses untuk mempertajam kenampakan/gejala geologi pada daerah penyelidikan yaitu pemodelan dengan menggunakan software Surfer 8 dan GMSys 2-D. Beberapa koreksi dan konversi yang dilakukan dalam pemrosesan data metoda gayaberat, dapat dinyatakan sebagai berikut :

1. Konversi Harga Bacaan Gravimeter

Pemrosesan data gayaberat dilakukan terhadap nilai pembacaan gravimeter untuk mendapatkan nilai anomali Bouguer. Untuk memperoleh nilai anomali Bouguer dari setiap titik amat, maka dilakukan konversi pembacaan gravimeter menjadi nilai gayaberat dalam satuan milligal. Untuk melakukan konversi memerlukan tabel konversi dari gravimeter tersebut. Setiap gravimeter dilengkapi dengan tabel konversi.

1. Posisi dan Ketinggian

Penentuan posisi menggunakan GPS, sedangkan pengukuran ketinggian menggunakan altimeter, microbarograph, dan termometer. Pengukuran ketinggian dilakukan secara diferensial yaitu dengan menggunakan microbarograph, altimeter dan termometer. Pengukuran tersebut dilakukan dengan menempatkan microbarograph di base station sedangkan altimeter dan termometer dibawa untuk melakukan pengukuran pada setiap titik amat. Adapun pemrosesan data posisi dan ketinggian sebagai berikut.

1.1 Pemrosesan Data GPS

Setiap kali pembacaan posisi titik amat langsung dapat diketahui dari bacaan tersebut, yaitu berupa bujur (longitude) dan lintang (latitude). Posisi yang ditunjukan GPS dalam satuan derajat, menit, dan detik. Maka perlu melakukan konversi posisi dari satuan waktu ke dalam satuan derajat. Posisi ini selanjutnya digunakan untuk menghitung koreksi lintang.

2.2 Pemrosesan Data Microbarograph

Microbarograph merupakan alat ukur tekanan udara yang secara tidak langsung digunakan untuk mengukur beda tinggi suatu tempat di permukaan bumi. Prinsip pengukuran ketinggian dengan microbarograph didasarkan pada suatu hubungan antara tekanan udara di suatu tempat dengan ketinggian tempat lainnya. Ketelitiaan pengukuran tinggi mikrobarograph sangat tergantung pada kondisi cuaca, sebab keadaan tersebut akan mempengaruhi tekanan udara di suatu tempat. Perbedaan temperatur udara dan kecepatan angin di suatu tempat akan menyebabkan tekanan udaranaik turun (berfluktuasi), sehingga akan menimbulkan kesalahan dalam beda tinggi antara dua tempat yang berbeda. Menurut Subagio (Putra, 2008), perlu dilakukan pengukuran temperatur udara untuk menentukan koreksi temperatur yang harus diperhitungkan dalam penentuan beda tinggi, sehingga akan memperkecil kesalahan 3. Menghitung nilai gobs

3.1 Koreksi Pasang Surut (Tide Correction)

Pada proses akuisisi data, tidak dilakukan pengukuran terhadap variasi harian akibat pasang surut di base, sehingga untuk menghitung besarnya pasang surut dilakukan menggunakan software Tide. Dalam software tersebut data yang dimasukkan secara berurutan berupa data bujur, lintang, tinggi (h), jam, menit, tanggal, bulan, dan tahun. Hasil dari input tersebut berupa data pasang surut. Tahap selanjutnya lalu dilakukan pembacaan percepatan gravitasi dalam miligal terkoreksi pasut dengan rumus :

GST = konversi + Tide

3.2 Koreksi Apungan (Drift Correction)

Pada akuisisi pengukuran dimulai di base dan diakhiri di base, sehingga besarnya koreksi apungan dapat dihitung dengan asumsi bahwa besarnya penyimpangan berbanding lurus terhadap waktu

3.3 Medan Gayaberat Terkoreksi

Medan gayaberat terkoreksi yaitu nilai gayaberat hasil pengukuran di lapangan setelah melalui konversi ke miligal dan telah terkoreksi dari pengaruh pasang surut dan apungan. Persamaan yang digunakan adalah: g terkoreksi (GSTD) = GST – drift

3.4 Different in Reading (gdiff)

Different in Reading yaitu menghitung perbedaan harga gayaberat di setiap stasiun pengamatan dengan harga gayaberat di base station.

gdiff = GSTD – GSTD BS

3.5 Medan Gayaberat Observasi

Pengukuran gayaberat menggunakan gravimeter adalah relatif terhadap BS, sehingga dalam pengukuran diperoleh beda nilai antara stasiun pengamatan dengan BS.

Koreksi Hasil Observasi

harga pengukuran gaya berat di permukaan bumi dipengaruhi oleh 5 faktor yaitu lintang, ketinggian, topografi, pasang surut, variasi densitas bawah permukaan. Sedangkan dalam melakukan survei gayaberat diharapkan satu faktor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan, sehingga pengaruh 4 faktor lainnya (lintang, ketinggian, topografi, pasang surut) harus direduksi atau dihilangkan dari harga pembacaan alat.

a. Koreksi lintang (latitude)

Koreksi terhadap titik pengukuran terhadap kutub bumi.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiHfPuDslQjvhOPsHNtev5T5sDgMI4HhzOch8dGwD3MFoj2HyIvl3bbE5xVxBBhnRhhNsmIZ7Bozx63CrkzcCj_631zlYVSUflvQH-lRqtAkoaP_neXMjImOoG37L4U73B_5wSdHwjYlFA/s400/Rumus+koreksi+lintang.jpg

dimana F₁ dan F₀ adalah koordinat titik pengukuran dan titik base.

b. Koreksi elevasi (Free-Air Correction)

Koreksi ini merupakan koreksi terhadap pengaruh ketinggian pengukuran terhadap medan gravitasi bumi. FAC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.

c. Koreksi Bouguer (Bougeur correction)

Koreksi massa lapisan yang diasumsikan berada diantara titik amat dengan bidang referensi (lihat Gambar 2).

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhO_bF1sA7j4AunpYg0GtGjM5mC1PTzm-31JmeIogfx4KJlfqhosCjLpZdHyN63b7WwyLFrpJvBMon8zDB6owFXRCULBzRs4gqJoyG-VC8yDq9iRn1oxphjF4O56J3ps3MK1ibd_MvWDr4/s400/gambar+2+metode+gaya+berat.jpg

Gambar 2. Koreksi Bougeour (Parasnis, 1973, p 242)

BC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.

d. Koreksi topografi (Terrain correction)

Koreksi topografi, Tc, adalah koreksi pengaruh topografi terhadap gayaberat pada titik amat, akibat perbedaan ketinggian antara titik observasi dengan base. Dapat dihitung dengan menggunakan Hammer Chart (lihat gambar 3).