Download - Interpretasi SP
-
7/25/2019 Interpretasi SP
1/21
11 September 2015
METODE GEOFISIKA POTENSIAL DIRI(SELF POTENTIAL)
METODE GEOFISIKA POTENSIAL DIRI
(SELF POTENTIAL)
OLEH :
CHARLES TAMBUNAN, ST., MT.
19771121 200502 1 006
WIDYAISWARA PERTAMA
A. Pendahuluan
Metode potensial diri (self potential/SP)pertama kali ditemukan oleh Robert Fox
ketika berusaha menemukan endapan tembaga sulfida di Cornwall, Inggris pada
tahun 1830. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan elektroda plat
tembaga yang dihubungkan dengan suatu galvanometer.
Metode SP ini mulai digunakan sejak 1920 sebagai salah satu metode untuk
eksplorasi logam dasar, lebih khusus lagi untuk mendeteksi adanyha suatu
badan bijih. Beberapa mineral yang mungkin di prospeksi dengan metode SP
adalah Pirit, Pirhotit, Grafit, Kalkopirit, Kovelit, Bornit, Kalkosit, Antrasit, dan
Galena karena mineral-mineral tersebut dapat berfungsi sebagai konduktor.
Sedangkan Sfalerit karena bersifat nonkonduktor maka mineral ini tidak dapatdiprospeksi dengan metode SP.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
2/21
Saat ini, metode SP tidak hanya digunakan untuk eksplorasi logam dasar saja
tetapi berkembang untuk investigasi air tanah dan panas bumi. Metode ini dapat
digunakan untuk pemetaan geologi seperti delineasi zona rekahan dan
near-surface fault.
Secara umum, peralatan yang digunakan pada metoda potensial diri ini terdiri dari
elektroda, kabel, dan voltmeter. Elektroda yang digunakan terbuat seperti tabung
panjang yang diisi dengan larutan CuSO4 dengan porosnya terbuat dari dari tembaga.
Tipe lainnya dikenal dengan elektroda Calomel yang diisi oleh KCl-HgCl2 (lihat
Gambar A.1). Voltmeter digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
3/21
B. Dasar Teori
Potensial alami dapat terjadi akibat adanya perbedaan material, konsentrasi
larutan eletroktrolit dan atau adanya suatu aliran fluida. Beberapa kejadian lain
adalah terbentuknya potensial spontan (spontaneous potentials) seperti akibat
adanya perbedaan mineralisasi, reaksi elektrokimia, aktivitas geotermal, dan
bioelektrik yang dihasilkan oleh tumbuhan. Interpretasi bawah permukaan dapat
dilakukan dengan memetakan potensial spontan tersebut.
Metode SP adalah metode yang pasif, beda potensial alami yang dihasilkan
oleh suatu material geologi di suatu daerah survey diukur diantara dua titik
elektroda di permukaan tanah. Beda potensial yang terukur mulai dari beberapa
milivolt hingga lebih dari satu volt. Positif dan negatif harga beda potensial
adalah faktor yang penting di dalam interpretasi anomali SP.
Pada tabel B.1. ditampilkan beberapa tipe umum untuk anomali SP dan sumber
geologi yang menghasilkan anomali tersebut. Tetapi sebagai tambahan,geometri dari struktur geologi dapat juga memberikan anomali SP, sehingga
sumber-sumber pada tabel berikut hanya digunakan sebagai petunjuk.
Potensial alami terdiri dari dua komponen, komponen pertama bernilai konstan
dan tak berarah, sedangkan komponen berikutnya berfluktuasi dengan waktu.
Komponen konstan berhubungan dengan proses elektrokimia sedangkan
komponen variabel berhubungan dengan variasi dari berbagai proses, sepertiinduksi arus bolak balik akibat adanya petir dan medan magnetik bumi.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
4/21
Di dalam eksplorasi mineral kedua komponen tersebut dikenal dengan nama
mineral potensialdan backgroud potentials.
Terdapat tipe potensial elektrik yang diketahui yaitu :
1. Potensial elektrokinetik, disebabkan oleh aliran fluida
2. Potensial difusi, diakibatkan oleh pergantian larutan ionic dengan konsentrasi
berbeda
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
5/21
3. Potensial Nernst, terjadi ketika larutan yang berada di antara kedua konduktor
yang sama memiliki konsentrasi yang berbeda
4. Potensial mineral, dihasilkan dipermukaan akibat kontaknya dengan permukaan
medium lain
Terdapat beberapa teori yang menjelaskan proses terjadinya potensial spontan dari
mineral. Pengukuran lapangan mengindikasikan bahwa beberapa mineral harus berada didalam zona oksidasi agar anomali SP dapat muncul ke permukaan. Teori ini menjelaskan
bahwa badan bijih befungsi sebagai sel galvanic yang menghasilkan beda potensial.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
6/21
Deskripsi teori ini dapat diperhatikan pada gambar 1 berikut.
Tetapi ada beberapa kelemahan dalam penjelasan teori ini. Sebagai contoh, Mineral
grafit, dikenal sebagai mineral yang dapat menghasilkan anomali SP, tetapi dalam
kenyataannya mineral grafit ini tidak berada di dalam zona oksidasi. Selain itu, oksdasi
intensif seperti yang terjadi pada kebanyakan mineral sulfida akan menyebakan
permukaan teratas dari badan bijih menjadi positif karena kehilangan sejumlah elektron,tetapi dalam kenyataannya mineral sulfida ini menghasilkan anomali negatif.
Hipotesis lain menyebutkan bahwa variasi pH di atas dan di bawah muka air tanah dapat
menyebabkan terjadinya aliran arus di sekitar sumber. Sebagai contoh, pH larutan yang
berada di atas badan bijih sulfida dan muka air tanah cenderung bersifat asam (pH =
24) sedangkan larutan di bawah muka air tanah cenderung bersifat basa ( pH = 7-9).
Adanya hubungan antara potensial minealisasi dengan variasi pH mungkin saja terjadi,tetapi pada dasarnya, perbedaan nilai pH tidak akan menyebabkan terjadinya
perpindahan elektron yang akan menghasilkan aliran arus.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
7/21
Teori yang disampaikan oleh (Sato and Mooney, 1960) menyebutkan bahwa terdapat dua
jenis setengah reaksi elektrokimia yang berlawanan tanda. Satu katoda berada di atas
muka air tanah sedangkan anoda berada di kedalaman tertentu. Reduksi di katoda akan
menyebabkan terjadinya penambahan jumlah elektron sedangkan reaksi oksidasi di
anoda akan menyebabkan hilangnya elektron. Zona mineral berfungsi sebagai media
yang mentransportasikan elektron dari anoda ke katoda. Metode self potensial bertujuan
untuk menentukan potensial oksidasi yang terjadi di antara dua larutan setengah sel.
Beberapa nilai potensial untuk berbagai sumber seperti grafit ( > 500 mV), pyrit (100
200 mV) dan masif sulfida ( < 100 mV).
C. Teknik Pengukuran
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
8/21
Pengukuran dengan metode SP cukup sederhana, dua elektrodaporous-pot
dihubungkan dengan multimeter dengan precisi tinggi dengan input impedansi
lebih dari 108 ohms dan kemampuan mengukur hingga ketelitian 1 mV. Tiap
elektroda dibuat dari plat tembaga yang berada di dalam larutan jenuh tembaga
sulfat yang dapat berhubungan dengan tanah dan menghasilkan listrik (gambar
C.1). Selain itu, eletroda seng di dalam larutan jenuh seng sulfat atau elektroda
perak di dalam larutan jenuh perak klorida, dapat digunakan untuk
menggantikan tembaga dan larutan tembaga sulfat.
Terdapat dua teknik pengukuran di lapangan, yaitu metode potensial gradien
dan metode potensial amplitudo.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
9/21
Metode potensial gradien menggunakan dua elektoda yang terpisah secara
tetap dengan jarak 5 m atau 10 m. Hasil pengukuran perbedaan potensial dibagi
dengan spasi elektroda menghasilkan potensial gradien. Titik pergukuran adalah
titik tengah diantara kedua elektroda tersebut. Kedua elektoda berpindah dari
satu titik ke titik lainnya. Pada metode pengukuran ini yang perlu diperhatikan
adalah pencatatan polaritas potensial.
Pada metode potensial amplitudo, satu elektroda dibiarkan menjadi titik tetap di
base stationyang berada diluar daerah mineralisasi dan mengukur perbedaan
potensial diantara kedua elektroda. Sedangkan elektroda lainnya selalu
berpindah sesuai lintasan pengukuran (leap-froged). Metode ini menghindari
problem polaritas dan akumulatif error. Tetapi yang perlu diperhatikan adalah
menjaga suhu larutan elektrolit pada elektroda yang berpindah-pindah agartetap sama dengan suhu pada elektroda di base station. Koefisien suhu untuk
tembaga-tembaga sulfat, sekitar 0,5 mV/0C sedangkan untuk elektroda
perak-perak klorida sekitar 0,25 mV/0C.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
10/21
Sensitivitas metode SP, untuk kedalaman maksimun adalah sekitar 60 100
meter, tergantung kedalaman badan bijih dan sifat overburdennya.
Pengukuran SP dapat juga dilakukan di atas air dengan tujuan pengukuran
potensial streaming. Elektroda ditempatkan di tempat khusus sehingga
elektroda tersebut dapat terhubung dengan air tanpa kehilangan larutan
elektrolit dari dalampots. Metode ini hanya dapat dilakukan jika terdapat aliran
arus (vertikal ataupun horizontal) meskipun sangat sedikit (Ogilvy, 1969).
Hasil pengukuran digrafikkan antara jarak (m) dengan hasil pengukuran (mV). Jika
gradien hasil pengukuran memperlihatkan gradien yang tinggi (negatif ke positif yang
tinggi) terhadap zero level dapat dijadikan sebagai indikator anomali (titik infleksi), lihat
Gambar C.3.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
11/21
Hasil dari survei potensial ini disajikan dalam bentuk peta isopotensial, dan interpretasi
dilakukan terhadap daerah anomali dengan menggunakan penampang melintang yang
memotong daerah anomali.
D. Koreksi Data
Survey potensial diri untuk daerah yang cukup luas (beberapa km2) akan
memiliki kecenderungan regional, berdasarkan arus telluric, sekitar 100 km2.
Gradien regional ini kemungkinan akan mempengaruhi nilai potensial mineral.
Untuk menginterpretasi anomali yang dihasilkan, maka data hasil survey harus
di koreksi terlebih dahulu dengan data regional sehingga diperoleh anomali
residual. Koreksi ini tidak perlu dilakukan untuk daerah yang tidak begitu luas
dan harus dilakukan terlebih dahulu sebelum pencocokan dengan topografi
dilakukan.
Selain itu, ketinggian topografi atau perubahan elevasi akan berpengaruh juga
terhadap arus telluric. Kombinasi kedua efek terhadap anomali SP akan sulit
dilakukan tetapi secara umum koreksi terhadapnya dapat dilakukan (Yungul,
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
12/21
1950; Bhattacharya dan Roy, 1981; Bhattacharya, 1986)
Jika kemiringan permukaan daerah survey > 200 maka SP anomali tidak
mencerminkan keadaan sebenarnya, dengan kata lain posisi target (badan bijih)
dapat berpindah. Sehingga bila dilakukan pemboran pada posisi tersebut maka
target (badan bijih) kemungkinan tidak dapat ditemukan. Di dalam melakukan
koreksi data baik regional maupun topografi maka anomali SP yang berasal dari
polarisasi individu badan bijih harus diisolasikan terlebih dahulu.
Jika anomali observed merupakan gabungan dari beberapa anomali yang
berasal dari beberapa sumber geologi yang berbeda (termasuk bentuk dan
ukuran) maka koreksi regional dan topografi tidak dapat dilakukan. Lokasi top
badan bijih ditentukan dengan perkiraan secara hati-hati dan dengan metode
geofisika lainnya ditentukan batas struktur geologi secara lebih tepat.
Harus diperhatikan juga efek bioelektrik yang dihasilkan oleh tumbuhan.
Perjalanan survey dari daerah yang lapang menuju daerah yang dipenuhi
tumbuhan akan memberikan potensial negatif beberapa ratus milivolt,
sebanding dengan potensial mineral seperti endapan badan bijih sulfida. Untukmengatasi permasalahan ini maka pengamatan lapangan harus dilakukan
selama survey SP .
E. Interpretasi Anomali
Secara umum, metode SP adalah metode kualitatif, sehingga tidak dapat
digunakan untuk memperkirakan secara kuantitatif bentuk dan volume anomali
maupun konsentrasi atau densitas massa bijih.
Interpretasi anomali SP dilakukan secara kualitatif berdasarkan :
1. Penampang amplitudo
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
13/21
2. Polaritas (positif atau negatif)
3. Pola kontur
Top dari badan bijih diasumsikan berada secara langsung di bawah potensial
minimum. Jika sumbu polarisasi (misalnya sumbu antara katoda dan anoda dari
badan bijih) memiliki kemiringan tertentu dari arah vertikal maka penampang
akan memberikan bentuk yang tidak simetris dengan arah kemiringan dan kutub
positif berada pada sisi yang curam (gambar E.1)
Interpretasi badan bijih grafit di batuan gneiss, seperti terlihat pada gambar E.3
adalah sebagai berikut. Model pertama adalah dua badan bijih grafit yangterpisah pada struktur sinklin. Kutub positif dari badan bjiih lebih dekat bila
dibandingkan kutub negatif dan memberikan anomali SP dengan dua minima.
Model kedua adalah dua badan bijih grafit yang terpisah pada struktur antiklin.
Kutub negatif dari kedua badan bijih lebih dekat dibandingkan dengan kutub
positif, sehingga memberikan satu nilai negatif yang besar. Pemisah kedua
minimal sama dengan pemisah antara dua top badan bijih grafit.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
14/21
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
15/21
-
7/25/2019 Interpretasi SP
16/21
-
7/25/2019 Interpretasi SP
17/21
-
7/25/2019 Interpretasi SP
18/21
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
19/21
-
7/25/2019 Interpretasi SP
20/21
G. Penutup
Metoda potensial diri pada dasarnya merupakan metoda yang menggunakan sifat
tegangan alami suatu massa (endapan) di alam. Hanya saja perlu diingat bahwa anomali
yang diberikan oleh metoda potensial diri ini tidak dapat langsung dapat dikatakan
sebagai badan bijih tanpa ada pemastian dari metoda lain atau pemastian dari kegiatan
geologi lapangan.
Karena pengukuran dalam metoda potensial diri diperoleh langsung dari hubungan
elektrik dengan bawah permukaan, maka metoda ini tidak baik digunakan pada lapisan-
lapisan yang mempunyai sifat pengantar listrik yang tidak baik (isolator), seperti batuan
kristalin yang kering.
diklat Mineral dan Batubara - METODE GEOFISIKA POTENSI... http://www.pusdiklat-minerba.esdm.go.id/index.php/kerjasama/item/3...
f 21 12/29/2015 11:52 AM
-
7/25/2019 Interpretasi SP
21/21