Metode Gravity

Survei gravity digunakan untuk memetakan batuan dengan densitas yang berbeda

Survei skala regioonal :Memetakan intrusi yang berpotensi

mineralisasi emas kadar rendahPemetaan struktur basementMelokalisasi intrusi ultramafik

Survei detil:Eksplorasi sulfida & kimberlite

Exploration With Gravity Gravitational Acceleration Measuring Gravity

Relative Measurements Pendulum Gravimeter

Absolute Measurements International Gravity Standardization Net 1971

Adjusting Observed GravityVariation As A Function Of LatitudeCorrecting For The Latitude EffectElevation Corrections

The Free-Air Correction The Bouguer Correction

Elevation Corrections The Bouguer Correction The Terrain Correction The Isostatic Anomaly

Field Procedures Base Stations Elevations and Horizontal Positions Reduction Densities Survey Procedure

Gravity Effects of Simple Geometric Shapes Sphere Horizontal Cylinder Vertical Cylinder Inclined/Vertical Rod Horizontal/Faulted Sheet

Analyzing AnomaliesRegionals and Residuals

Trend Surfaces Upward/Downward Continuation Second Derivatives

Analyzing AnomaliesRegionals and Residuals

Filtering

Gravity InterpretationHalf-Maximum TechniqueSecond Derivative Technique

Applications of the Gravity Method

Shape: Oblate spheroid (that mean the earth bulges at the equator, and is shorter at the poles)

Why? Balance of forces: centrifugal due spin and gravity inward -- shape change so that a plumb bob will point perpendicular to the Earth’s surface

Less oblate during ice age due to unloading of equatorial regions from the accumulation of ice at poles

Equatorial radius: 6378.16 km Polar radius: 6356.77 km

Flattening of the earth: (Re-Rp)/Re=1/298.247

Metode gravitasi adalah metode survey geofisika yang mengukur densitas batuan bawah permukaan bumi.

Metode ini didasarkan pada hukum Newton mengenai gravitasi.

Percepatan gravitasi bumi adalah gaya yang dialami oleh satu satuan massa akibat tarikan bumi.

Secara garis besar distribusi rapat massa atau densitas di dalam bumi menyebabkan percepatan gravitasi yang diukur di permukaan bumi bervariasi terhadap posisi.

Metode gravitasi merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi.

Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, di kapal maupun diudara.

Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya.

Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya.

Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan 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 minyak maupun meneral lainnya.

Hukum Gravitasi Newton

rr

mmrF

20

g( r )=G(m2/r2 )

= F( r)/m1

Gaya berat total bumi adalah sekitar 983.000.000 µGals. Radius equator bumi > 21 km pada radius kutub memberikan perbedaan sekitar 5.000.000 µGals. Perbedaan tinggi antara gunung tertinggi dan laut terdalam memberikan perbedaan sekitar 3.000.000 µGals. Struktur geologi regional memberikan perbedaan sekitar 100.000 µGals. Efek pasang surut bulan dan matahari sekitar 300 µGals. Kontur peta gaya berat mikro adalah 10 µGals. Sedangkan, akurasi gravimeter 1µGals.

Satuan percepatan dalam SI = ms-

2

1Gal = 1 cms-2 = 10-2 ms-2

1mGal = 10-3 Gal = 10-5 ms-2

1µGal = 10-3 mGal = 10-6 Gal = 10-8 ms-2

Koreksi ApunganTujuan: menghilangkan perubahan kondisi alat

Driftstation = x ( Tstation – TA1 )

A 1 2A 3A 4A

12

12

AA

AA

TT

GG

Koreksi Pasang SurutTujuan: menghilangkan pengaruh gaya tarik matahari dan bulan terhadap bumi. Untuk melakukan koreksi ini digunakan Longman formula.

Koreksi LintangTujuan: Mengkoreksi gaya berat di setiap lintang geografis karena gaya berat di setiap lintang tersebut berbeda. Perbedaan gaya berat tersebut disebabkan karena bumi yang berbentuk ellips.

2sin0000059,0sin0053024,01846,978031 22ng

Koreksi KetinggianKoreksi ini ada dua yaitu: Koreksi BouguerKoreksi Bouguer: koreksi akibat

perbedaan ketinggian tanpa menghilangkan pengaruh massa di bawahnya.

Koreksi Udara BebasKoreksi Udara Bebas: koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h dengan mengabaikan adanya massa yang terletak diantara titik amat

Terjadi karena perbedaan elevasi antara titik pengamatan

Perbedaan elevasi terjadi karena perubahan topografi permukaan bumi pembacaan gravitymeter berbeda

Perlu dilakukan koreksi elevasi Koreksi elevasi mengasumsikan massa

yang terdapat pada titik observasi (elevasi tinggi – titik B) berupa slab dengan densitas dan ketebalan sama

Spinning Earth -> centrifugal force, equatorial bulgecentrifugal force => less g at equator, no effect at polesequatorial bulge (~elliptical)

more mass near equator => g increasesr larger at equator => g decreases

Dependence of g on latitude ()

g() = 978032(1 + 0.0052789 sin2 – 0.00000235sin4) mgal

Elevation change r -> r + h => g decreases (“free air” effect)Free air correction:

g(r+h) = g(r) + (dg/dr) h

dg/dr = -2g/r = -0.307 mgal/m

Koreksi MedanTujuan: menghilangkan pengaruh efek massa

di sekitar titik observasi.

22222112 LrLrrrGg

h in feet!

In general:

g = gobserved – gtheory

Free Air theory:

gFree Air = g(,h) = g() – 0.307 h

Free air anomaly:

gfaa = gobserved - gFree Air

Anomali BouguerNilai anomali Bouguer lengkap dapat diperoleh dari nilai anomali Bouguer sederhana yang telah terkoreksi medan.

TBSBL ggg

Approximate as a sheet mass:gBouguer=gFree Air + 2Gh;

for = 2.67, 2G = 0.112 mgal/m

Gravitymeter

1. Fully digital reading system2. Automatic Leveling system 3. High accuracy (0.5Gal)4. Automatic Lock Spring system5. High Repeatability

1. Digital reading system

2. High Accuracy (1 – 5 Gal)3. High Repeatability

Graviton

Lacoste & Romberg G with Alliod Sistem

1. Fully digital reading System

2. Automatic Leveling

3. High Accuracy (1Gal)

4. Automatic Lock Spring system

Scintrex AutoGrav CG-5

Gravity MeterA gravimeter is any instrument designed to measure spatial variations in gravitational acceleration

E:\Geophysics Application\Aerogravity.htm

E:\Geophysics Application\gravity.htm

From EGM96 N-values

From EGM96 N-values

Free-air Bouguer

From EGM96 N-values

Free-air Bouguer

From EGM96 N-values

Free-air Bouguer

From EGM96 N-values

Studi Kasus strategi survei 4D gaya berat mikro untuk pemantauan dinamika fluida di permukaan (Sarkowi dkk, 2005).

SubsidenceSubsidence di dataran di dataran Alluvial Semarang 2003 dari Alluvial Semarang 2003 dari

pengukuran pengukuran levellinglevelling

Anomali Anomali time lapse time lapse microgravitymicrogravity dari Juni 2003 dari Juni 2003

sampai September 2002sampai September 2002

Model Inversi penambahan air, tidal flood dan subsidenceyang berasal dari Model Inversi penambahan air, tidal flood dan subsidenceyang berasal dari anomaly time lapse microgravity Juni 2003 – September 2002 pada line AB.anomaly time lapse microgravity Juni 2003 – September 2002 pada line AB.

Anomali yang telah diteliti

proses produksi uap dan injeksi air pada reservoir panas bumi, pemantuan produksi gas, pemantauan produksi minyak yang diinjeksi dengan air atau uap, pemantauan aktifitas gunung api berupa pergerakan magma dan deformasi permukaan.

Penelitian lain

Pemantauan perubahan gaya berat akibat pengaruh hidrologi musiman. Korelasi gaya berat dengan curah hujan. Perubahan kedalaman muka air tanah. pemantauan amblesan di daerah pertambangan juga dapat diteliti dengan metode ini.

Terlalu banyak koreksi yang digunakan. Ambiguitas.

Bouguer Gravity of the Lake St. Martin Impact Structure

Residual Gravity of the Lake St. Martin Impact Structure

Surprise Valley, California


1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

2200

2250

2300

E levation


Digital elevation model

-120.225 -120.215 -120.205 -120.195

41.65

41.655

41.66

41.665

41.67

41.675

41.68

41.685

41.69

41.695

41.7


Bouguer Gravity contours

Red lines are seismic lines

Black lines are gravity profiles seen in next two slides

Complete Bouguer Anomaly




Bouguer gravity profiles

Surprise Valley, CaliforniaVertical derivative of the Bouguer gravity profiles

CBA @ 2.4 g/cc with 1 mgal CBA @ 2.4 g/cc with 1 mgal contourscontours

Regional GeologyRegional Geology

B

DP

Relief on pre-Tertiary basement

Bradys fault zone & possible continuations

High angle faults

CBA @ 2.4 g/cc 1 mgal contoursCBA @ 2.4 g/cc 1 mgal contours

Desert Peak geothermal aquifer in pre-Tertiary basementDesert Peak geothermal aquifer in pre-Tertiary basementDesert Peak geothermal aquifer in pre-Tertiary basementDesert Peak geothermal aquifer in pre-Tertiary basement

Benoit et al. (1982)

Gravity pattern correlates with deep drilling intercepts near DP

Shallowest basement on A-A’ is 750 m deep

Basement elevations deepen 100–200 m/km from center of A-A’

Hot Springs Flat basin MZ basement probably deeper than 1400 m


drilled horstdrilled horst

AA

A’A’

Hot Springs Flat

Desert Peak cross section

From Faulder and From Faulder and Johnson, 1987Johnson, 1987

• Reflects a shallow, Reflects a shallow, narrow higher density narrow higher density zonezone

• May be fault boundedMay be fault bounded• May be enhanced by May be enhanced by

hydrothermal mineral hydrothermal mineral precipitation precipitation

• Southern half lacks Southern half lacks known geothermal known geothermal

indicatorsindicators

Vertical Gradient of Gravity FieldVertical Gradient of Gravity Field

Major high angle faults & contacts

Commonly faults between young basin fill and bedrock

Can localize geothermal fluid flow


drilled horstdrilled horst

AA

A’A’

Regional GeologyRegional Geology

Gravity 1/7

THANK YOU

Question?

Documents

Metode Gravity