Upload
carlos
View
269
Download
11
Embed Size (px)
Citation preview
GEOFISIKA
METODE GRAVITASI
1. Pengertian Metode Gravitasi
Salah satu metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran medan gravitasi. Pengukuran
ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, dikapal maupun di udara. Dalam metode ini dipelajari
adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan dibawah permukaan sehingga
dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari satu titik
observasi terhadap titik observasi lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam
ekslorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam
eksplorasi mineral dan lainnya.
2. Tahap – Tahap Penelitian Dalam Metode Gravitasi :
a. Akuisisi Data
Akuisisi data merupakan proses pengambilan data dilapangan, mulai dari mengetahui
informasi dari daerah yang akan diukur dan persiapan alatnya. Beberapa diantara alat itu
adalah :
Seperangkat Gravimeter
GPS
Peta Geologi dan Peta Topografi
Penunjuk Waktu
Alat Tulis
Kamera
Pelindung Gravimeter
Dan beberapa alat pendukung lainnya.
Setelah alat telah dipersiapkan, langkah awal untuk pengukuran adalah menggunakan peta
geologi dan peta topografi, hal ini bertujuan untuk menentukan lintasan pengukuran dan base
station yang telah diketahui harga percepatan gravitasi. Akan tetapi ada beberapa parameter
lain yang harus diperhatikan dalam penentuan base station, lintasan pengukuran dan titik ikat.
Antara lain adalah :
Letak titik pengukuran harus jelas dan mudah dikenal
Lokasi titik pengukuran harus dapat dibaca dalam peta
Lokasi titik pengukuran harus mudah dijangkau serta bebas dari gangguan kendaraan
bermotor, mesin dll.
Lokasi titik pengukuran harus terbuka sehingga GPS mampu menerima sinyal dari
satelit dengan baik tanpa ada penghalang.
Jadi intinya hal yang harus diperhatikan adalah melakukan kalibrasi alat dan menentukan titik
acuan (base station) sebelum melakukan pengambilan data gaya berat di titik-titik ukur
lainnya. Mencari besarnya harga medan gravitasi suatu base station (titik acuan) pengukuran
dapat dilakukan dengan persamaan :
gbs = gref + (Gpembacaan bs + Gpembacaan ref)
Keterangan :
Gbs = harga medan gravitasi base station
Gref = harga medan gravitasi titik referensi
Gpembacaan bs = harga pembacaan gravitasi di base station
Gpembacaan ref = harga pembacaan gravitasi di titik referensi
b. Pengolahan Data
Pengolahan data dalam metode gravitasi ini meliputi tahapan-tahapan antara lain :
- Konversi hasil pembacaan gravimeter ke nilai milligal
- Koreksi tinggi alat
- Koreksi drift (apungan)
- Koreksi pasang surut
- Koreksi gravitasi normal
- Koreksi udara bebas (free-air correction)
- Koreksi bouguer
- Koreksi menda (terrain correction)
1. Koreksi Data Dalam Metode Gravitasi
Dalam pengukuran metode gravitasi, percepatan gravitasi yang diukur tidak hanya
berasal dari densitas yang dipengaruhi oleh anomali saja, tetapi ada faktor-faktor
yang mempengaruhi data percepatan gravitasi yang diukur, diantaranya yaitu efek
variasi waktu. Oleh karena itu banyak faktor yang mempengaruhi nilai pengukuran
gravitasi, maka perlu dilakukan koreksi-koreksi didalam proses pengolahan data.
a. Koreksi Baca Alat (skala)
Ketika kita melakukan pengukuran terkadang terjadi kesalahan saat pembacaan alat,
kesalahan pembacaan alat ini dinamakan dengan koreksi baca alat atau skala. Rumus
umum dalam pembacaan alat dapat ditulis sebagai berikut :
Read (mGal) = ((Read (Scale) – Interval) x (Counter Reading) + Value in mGal
b. Koreksi Tinggi Alat
Yang dimaksud dengan tinggi alat adalah jarak antara permukaan atas gravimeter dengan
titik ukur. Adapun tujuan dilakukan koreksi tinggi alat adalah agar pembacaan gravitasi
disetiap titik mempunyai posisi ketinggian yang sama dengan titik pengukuran dari hasil
data GPS. Koreksi tinggi alat ini selalu ditambahkan :
GSTH = GST + 0,308765 H
Keterangan :
GSTH = pembacaan percepatan gravitasi terkoreksi pasang surut dan tinggi alat (mGal)
GST = pembacaan percepatan gravitasi dalam mGal terkoresi pasang surut
H = tinggi alat (meter)
c. Koreksi Pengaruh Pasang Surut
Koreksi ini dilakukan karena data gravitasi yang terekam oleh alat dipengaruhi oleh
gravitasi benda-benda diluar bumi seperti bulan dan matahari, yang berubah terhadap
lintang dan waktu. Untuk mendapatkan nilai pasang surut ini maka, dilihatlah
perbedaan nilai gravitasi stasiun dari waktu ke waktu terhadap base. Gravitasi
terkoreksi tidak dapat ditulis sebagai berikut :
GST = Gs - t
Keterangan :
GST = gravitasi terkoreksi pasang surut (tidal)
Gs = gravitasi pada pembacaan alat
t = nilai koreksi pasang surut (tidal)
d. Koreksi Apung (Drift)
Karena adanya penyimpangan atau guncangan pada alat sewaktu pengukuran dan dalam
perjalanan memnungkinkan bergesernya pembacaan titik nol dalam alat tersebut.
Pergeseran titik nol ini disebut Drift, dan besarnya adalah sebagai fungsi waktu. Koreksi
drift dilakukan dengan mengadakan pembacaan ulang pada titik ikat dalam satu loop,
sehingga dapat diketahui penyimpangannya (lihat gambar). Besarnya koreksi drift pada
tiap-tiap dapat dirumuskan sebagai berikut :
Dn = Gst (n )−Gst (0)
TN−T 0 (Tn – T0)
Keterangan :
Dn = Drift pada station ke – n
Gst(n) = Gravitasi terkoreksi tidal pada stasiun ke – n
Gst(0) = Gravitasi terkoreksi tidal pada stasiun awal
TN = Waktu pengukuran stasiun akhir loop
T0 = Waktu pengukuran stasiun awal
Tn = Waktu pengukuran stasiun ke – n
e. Koreksi Lintang
Koreksi ini dilakukan karena bentuk bumi tidak bulat sempurna tetapi dianggap
berbentuk elips sehingga jari-jari bumi tidak sama atau berbentuk pepat pada daerah
ekuator dan juga karena rotasi bumi. Hal tersebut membuat ada perbedaan nilai
gravitisi karena pengaruh lintang yang ada dibumi. Secara umum koreksi ini dapat
ditulis :
f. Koreksi
Udara Bebas
(Free Air
Correction)
Koreksi ini
dilakukan untuk mengkompensasi ketinggian antara titik pengamatan dan datum
(mean sea level) atau disebut koreksi ketinggian karena permukaan bumi yang tidak
rata dan datar. Koreksi ini dilakukan untuk menarik bidang pengukuran (P) ke bidang
datum yaitu bidang geoid (Po):
g. Koreksi Bouger
Koreksi bouger dilakukan untuk mengkompensasi pengaruh massa batuan terdapat
antara stasiun pengukuran dan (mean sea level) yang diabaikan pada koreksi udara
bebas. Koreksi ini dapat ditulis :
h. Koreksi Medan (Terrain Correction)
Koreksi medan atau topografi dilakukan untuk mengoreksi adanya pengaruh
penyebaran massa yang tidak teratur disekitar titik pengukuran. Dalam koreksi
bouguer diasumsikan bahwa titik pengukuran dilapangan berada pada suatu bidang
datar yang sangat luas. Sedangkan seringkali kenyataan di lapangan memiliki
topografi yang berundulasi seperti adanya lembah dan gunung. Maka jika hanya
dilakukan koreksi bouguer saja hasilnya akan kurng sempurna. Sehingga koreksi ini
dapat ditulis sebagai berikut :
Cara perhitungan koreksi topografi dapat dilakukan dengan menggunakan Hammer
Chart. Hammer Chart membagi area kedalam beberapa zona dan kompartemen (segmen).
Hammer Chart dikelompokkan berdasarkan bersarnya radius dari titik pengukuran gravitasi
yaitu :
1. Inner Zone
Memiliki radius yang tidak terlalu besar sehingga bisa didapatkan dari pengamatan
langsung dilapangan.
2. Outer Zone
Memiliki radius yang cukup jauh, sehingga biasanya perbedaan ketinggian dengan titik
pengukuran gravitasi menggunakan analisa peta kontur.
Hammer Chart
a. Anomali Bouger
Anomali bouger merupakan selisih dari harga percepatan gravitasi observasi dengan
harga normalnya.
Keterangan :
AB = Anomali Bouger
gobs = Harga Gravitasi Observasi
gn = Harga Gravitasi Normal
gobs merupakan nilai gravitasi yang terbaca pada gravitimeter setelah
dikoreksi terhadap apungan pegas alat (driftcorrection) dan pengaruh pasang surut
bumi (tide correction). Sedangkan gN merupakan gabungan koreksi lintang, elevasi
dan bouguer, topografi (medan). Anomali Bouguer dapat bernilai positif ataupun
negatif.
Nilai anomali gravitasi atau anomali Bouguer yang diperoleh pada dasarnya
mengandung dua komponen informasi anomali, yaitu :
a. Anomali residual yang mengadung informasi geologi permukaan daerah
penelitian. Diindikasikan sebagai anomali yang berfrekuensi tinggi dan
digunakan untuk mendapatkan informasi geologi bawah permukaan yang
relatif dangkal lebih dekat kepermukaan bumi.
b. Anomali regional yang mencerminkan informasi geologi batuan dasar
(basement). Dicirikan sebagai anomali yang berfrekuensi rendah dan
biasanya digunakan untuk mendapatkan informasi geologi bawah permukaan
yang sangat dalam.
Anomali yang berfrekuensi rendah sering berhubungan dengan struktur
regional seperti geosinklin atau gejala tektonik atau gejala tektonik global, sedangkan
anomali berfrekuensi tinggi berhubungan dengan struktur setempat yang sering
disebut dengan struktur geologi lokasi/sisa (residual). Untuk dapat dilihat dan
ditafsirkan, maka anomali residual ini perlu dipisahkan dari efek regionalnya.
Terdapat 2 cara untuk memisahkan anomali regional dan residual pada
anomali bouguer, yaitu dengan cara grafis dan komputasi. Pada dasarnya pemisahan
tersebut memenuhi hubungan bahwa anomali residual sama dengan nilai anomali
bouguer dikurangi dengan nilai anomali regional
Ada beberapa cara grafis yang dapat digunakan dalam memisahkan anomali residual
dan regional :
a. Metode Smoothing
Metode smoothing merupakan metode yang menggunakan cara grafis. Anomali
regional memiliki tendensi lebih halus dibandingkan dengan anomali Bouger.
c. Interpretasi Data
Dalam menentukan sebuah besaran tertentu di aomali Bouguer yang telah diperolah, perlu
adanya proses lanjutan yaitu interpretasi terhadap data tersebut. Interpretasi gaya berat
secara umum dibedakan menjadi dua yaitu Interpretasi kualitatif dan kuantitatif.
a. Interpretasi Kualitatif
Interpretasi kualitatif dilakukan dengan mengamati data gaya berat berupa anomali
Bouguer. Anomali tersebut akan memberikan hasil secara gelobal yang masih
mempunyai anomali regional dan residual. Hasil interpretasi data menafsirkan
pengaruh anomali terhadap bentuk benda, tetapi tidak smpai memperoleh besaran
matematisnya. Misal pada peta anomali bouguer diperoleh bentuk kontur tertutup
maka dapat di tapsirkan sebagai struktur batuan berupa lipatan (sinklin atau antiklin).
Dengan interpretasi ini dapat dilihat arah penyebaran anomali atau nilai anomali yang
dihasilkan.
b. Interpretasi Kuantitatif
Interpretasi kuantitatif dilakukan untuk memahami lebih dalam hasil interpretasi
kualitatif dengan membuat penampang gayaberat pada peta kontur anomali. Teknik
interpretasi kuantitatif mengasumsikan distribusi rapat massa dan menghitung efek
gayaberat kemudian membandingkan dengan gayaberat yang diamati. Interpretasi
kuantitatif pada penelitian ini adalah analisis model bawah permukaan dari suatu
penampang anomali Bouguer dengan menggunakan metoda poligon yang diciptakan
oleh Talwani. Metoda tersebut telah dibuat pada software GRAV2DC.
1. Pemodelan
Pemodelan merupakan suatu proses yang dilakukan untuk mendapatkan model
bawah permukaan yang akan menggambarkan distribusi rapat massa dan
geometris bendanya pada kedalaman bervariasi didaerah penelitian, dan biasanya
disebut interpretasi kuantitatif.
a. Permodelan Kedepan (Forward Modelling)
Pemodelan dilakukan dengan cara mencoba-coba parameter model benda
anomali dengan bentuk sembarang dua dimensi sampai diperoleh anomali
gayaberat perhitungan yang paling sesuai atau mendekati anomali
pengamatan.
b. Permodelan Inversi (Inverse Modelling)
Inverse modelling dilakukan melalui proses inveri. Proses inversi merupakan
proses pengolahan dan eksperimen yang melibatkan teknik penyelesaian
matematika dan statistik untuk mendapatkan informasi mengenai distribusi
sifat fisis bawah permukaan yaitu densitas.