Pit Iagi37 Sdg055 Ip Btbesi Pit Iagi

PROSIDING PERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37

HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008

705

Eksplorasi Batu Besi Dengan Metode Polarisasi Terinduksi di Ujung Langit, Kabupaten Lombok, Nusa Tenggara Barat

Oleh : Yatini *), Imam Suyanto **)

*)Yatini, Staf Pengajar Jurusan Teknik Geofisika UPN “Veteran” Yogyakarta, Jln SWK Lingkar Utara Condong Catur, Tlp (0274)486733 psw(322), (0274)7475779, mail

[email protected], Hp 081328748581 **)Imam Suyanto, Staf Pengajar Prodi Geofisika F-MIPA, UGM, Sekip Bulak Sumur-Yogyakarta

Abstract :

Geophysical survey using Induced Polarisation (IP) method with dipole-dipole configurations, to detect iron are deposit, was carried out in Ujung Langit, Lombok Regency, West Nusa Tenggara Province. By means of the IP equipment, Scientrex, comprising Motor Generator TSQ-4, Transmitter control TSQ-3, and Receiver Domain IPR-12, measurement data are gained. The IP data processing based on moving average, resulted in resistivity and chargeability curves at the surface line. The further step is modeling with RES2DINV program, to find the true resistivity and chargeability at the line and pseudosection contours. The combination of both processes leads to the presence of information of iron are deposit. By taking low resistivity and high chargeability values, deposit the iron are deposit can be localized. The calculation at all lines tends to show the moment of 539600 tonnes. Other than iron are, in Ujung Langit, based on resistivity and chargeability distribution analyses, ther overborder (soil), sandstone, volcanic breccia, dacite or andesite, and intrution.

Sari : Survei geofisika untuk mengetahui kehadiran cebakan besi dengan

menggunakan metode Polarisasi Terinduksi (IP), konfigurasi dipole-dipole, telah dilaksanakan di Ujung Langit, Kabupaten Lombok, Provinsi Nusa Tenggara Barat. Dengan menggunakan peralatan survei IP Sciatrex, yang terdiri atas Motor Generator TSQ-4, Transmitter control TSQ-3, dan Receiver Time Domain IPR-12, diperoleh data pengukuran arus terkirim dan potential yang terbaca pada masing-masing elektrode arus dan potensial. Tahap pengolahan data IP adalah denga moving average, sehingga diperoleh resistivitas dan chargaebilitas di permukaan pada setiap line. Kemudian dengan pemodelan RES2DINV diperoleh kontur pseudosection resistivity dan chargaebilitas pada setiap line. Dengan menggunakan hasil keduanya, akan diperoleh posisi cebakan bijih besi di bawah permukaan pada setiap line-nya sehingga jika digabung akan diperoleh informasi cadangan bijih besi di daerah penelitian.

Dengan mengambil nilai resistivitas rendah dan chargeabilitas tinggi, batas cebakan mineral besi dapat dilokalisir. Interpretasi kontur pseudosection resistivitas dan chargaebilitas pada semua lintasan pengukuran digabung dengan data singkapan serta geologi daerah penelitian, diperoleh cadangan mineral besi sebesar 539,600 ton.

Selain bijih besi, di daerah Ujung Langit, berdasarkan analisis distribusi resistivitas dan chargaebilitas, terdapat pula beberapa satuan batuan yang berupa



706

lapisan penutup (soil), endapan batupasir, breksi vulkanik, dasit atau andesit, dan intrusi.

Kata kunci : batu besi, polarisasi terinduksi, resistivitas, chargaebilitas, moving average, Ujung Langit.

PENDAHULUAN

Untuk memperoleh gambaran kondisi bawah permukaan dapat digunakan pengukuran Geofisika. Salah satu metode yang ada dalam Geofisika adalah metode Polarisasi Terinduksi (Induced Polarization) atau IP. Metode ini memanfaatkan sifat kelistrikan batuan, dalam hal ini sifat konduktivitas dan polarisasinya. Oleh karena sifat polarisi banyak terjadi pada batuan yang mengandung logam yang konduktif, Maka metode IP banyak digunakan untuk eksplorasi mineral logam dan air tanah.

Metode IP selalu dilakukan bersama dengan metode resistivity atau geolistrik. Hal ini karena pada konfigurasi, pengiriman arus dan pengukuran tegangan keduanya mempunyai kesamaan. Yang membedakan adalah frekuensi sumber yang digunakan.

Prinsip dasar metode IP, arus dialirkan ke dalam tanah melalui elektrode arus dan mengukur potensi dengan elektrode potensial. Jika arus listrik diputus, seharusnya potensial atau tegangan terukur akan langsung berharga nol. Dalam kenyataannya tegangan tidak langsung berharga nol, tetapi ada selang waktu beberapa saat untuk tegangan menuju nol. Kejadian inilah yang dinamakan efek polarisasi

terinduksi, sedang mediumnya (dalam hal ini adalah batuan) dinamakan medium atau batuan polarisabel.

Kelebihan metode IP dibandingkan dengan metode yang lain, adalah dapat dideteksi adanya mineral-mineral sulfida yang letaknya tersebar dan tak teratur (disseminated). Dengan demikian maka metode ini cocok sekali digunakan untuk melokalisir dan memperoleh cadangan mineral sulfida yang berasosiasi dengan bijih besi, emas, dan bijih logam yang lainnya.

Dalam makalah ini dibahas hasil, analisis data IP dan pseudosection tiap lintasan serta interpretasi lokasi 1 sehingga diperoleh gambaran penyebaran batu besi yaitu menentukan letak atau posisi serta dimensi cadangannya.

MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dan tujuan dari survei ini antara lain :

1. Mengetahui kondisi bawah permukaan yang didasari oleh sifat-sifat fisika material atau batuan di dalam tanah dengan metode geofisika Polarisasi Terinduksi (Induced Polarization) atau IP.

2. Mengetahui penyebaran mineral besi berdardasarkan harga resistivitas dan cargeabilitas batuan di daerah tersebut.



707

3. Menghitung besarnya cadangan besi daerah Ujung Langit.

DASAR TEORI

Metode Polarisasi Terinduksi (Induced Polarization) atau IP memakai sifat kelistrikan dan polarisabilitas batuan sebagai dasar. Arus dikirim melalui elektrode arus dan tegangan akan terukur pada elektrode potensial. Jika arus listrik tersebut diputus tiba-tiba, seharusnya tegangan juga akan langsung berharga nol. Dalam kenyataanya tegangan menurun bertahap secara exponensial, kemudian untuk selang waktu tertentu (beberapa detik atau menit) tegangan akan

menjadi nol. Efek inilah yang disebut dengan polarisasi terinduksi.

Selama dialiri arus, maka terjadi penyimpanan energi yang dapat berupa energi mekanis, listrik atau kimia. Energi kimia tersebut, menyebabkan efek polarisasi terinduksi yaitu polarisasi membran (electrokinetic) dan polarisasi elektroda (over voltage). Pada pengukuran IP kedua efek tersebut tidak dapat dibedakan.

Hubungan antara over potensial dan rapat arus listrik adalah sebagai berikut :

RT

zF

RT

zFJJ o

)1(expexp ...................(1)

dimana J rapat arus total, Jo rapat arus dalam keadaan reversibel, F konstanta Faraday, z jumlah pertukaran elektron dan

fraksi energi. Ada dua kondisi, untuk overpotensial kecil, harga overpotensial berbanding lurus dengan rapat arus total. Untuk overpotensial besar, besarnya berbanding dengan harga ln rapat arus totalnya. Dalam metode IP beberapa parameter yang sangat penting adalah integral waktu peluruhan, chargaebilitas dan resistivitas.

PENGAMBILAN DATA

Lokasi dan Waktu Survei

Survaei pengambilan data IP untuk tujuan eksplorasi batu besi dilakukan dari 17 Februari s/d 2 Maret 2007 di Ujung Langit, Kabupaten Lombok Barat, Nusa Tenggara Barat

((Gambar 1). Pada daerah ini dilakukan pengambilan data IP sebanyak 6 lintasan, dengan panjang tiap lintasan rata-rata 200 m. Karena 2 lintasan masing-masing diteruskan, sehingga lintasan menjadi 3 buah dan masing-masing lintasan sepanjang 400 m. Koordinat lintasan dalam sistem UTM (Universal Transverse Mercator) dapat dilihat pada lampiran. Koordinat awal dan akhir serta panjang lintasan masing-masing line di bijikan dalam Tabel (L-I)

Topografi dan distribusi lintasan dapat dilihat pada Gambar (2). Area survei merupakan perbukitan mulai dari sedang s/d terjal. Kemiringan lereng berkisar dasri harga 20 sampai dengan 40 %.



708

1. Peralatan Peralatan yang digunakan dalam

pengambilan data adalah seperangkat alat survei IP, yang terdiri dari (Gambar 3) :

IP Scintrex, meliputi : Motor Generator TSQ-4, Transmitter Control TSQ-3, Receiver Time Domain IPR-12

Peralatan Pendukung, meliputi : 1 buah GPS Garmin, 1 gulung meteran @ 200 m, 2 kabel gulung arus, 9 kabel gulung potensial, 2 elektroda arus (logam), 9 elektroda potensial (porous-pot) + CuSO4, 1 perangkat tool set, 2 buah multimeter, 1 buah kompas geologi, 3 buah Handy-Talky (HT), 2 buah palu geologi, 2 buah palu, buku lapangan dan alat tulis dan paying

Elektroda porous pot yang diisi larutan CuSO4 digunakan untuk mencegah terjadinya polarisasi pada elektroda potensial, yang akan menyebabkan pembacaan nilai potensial bukan menunjukkan harga yang sebenarnya.

Unit IPR-12 yang merupakan alat dalam survey IP ini dapat melakukan pengukuran dan perhitungan beberapa parameter sekaligus untuk setiap dipole potensial. Beberapa parameter tersebut di antaranya adalah

a. Tegangan Primer (Vp) b. Chargeability (Mx)

Parameter IP kawasan waktu ini akan diukur selama arus tidak ditransmisikan ke medium bumi. IPR-12 akan membagi peluruhan tegangan dalam kawasan waktu menjadi bagian-bagian menurut rentang waktu tertentu (preset) maupun dalam selang waktu yang ditentukan oleh pengguna. Pemilihan selang waktu yang digunakan dalam pengukuran tergantung kebutuhan dan kondisi medium pada daerah penelitian. Chargeability dihitung dengan persamaan sebagai berikut :



709

2

1

)(1

t

t

s dttVV

M ...................(2)

dengan t1 dan t2 dalah waktu awal dan akhir bagian peluruhan, Vstegangan terukur selama peluruhan dan Vp tegangan terukur saat arus diinjeksikan

c. Faktor Geometri (K) Perhitungan K didasarkan pada rumusan distribusi potensial pada dipole arus.

22122111

1111

2 PCPCPCPC

IV ...................(3)

Informasi posisi elektroda diperoleh dari masukan posisi elektroda pengukuran di lapangan.

d. Resistivitas semu a

Dihitung dengan persamaan berikut:

I

VK p

a ...................(4)

2. Faktor konfigurasi,

Dalam pengambilan data IP dapat digunakan konfigurasi Schlumberger atau Wenner, sedangkan untuk keperluan pemetaan digunakan dipole-dipole. Dalam konfigurasi dipole-dipole, elektroda arus dan elektroda potensial bergerak bersama-sama, sehingga diperoleh harga tahanan jenis semu secara lateral (horizontal). Dengan konfigurasi dipole-dipole akan diperoleh pseudosection dari parameter resistivitas, metal factor dan chargaebility pada setiap lintasannya. Besarnya resistivitas, arus yang dikirim dan potensial yang terbaca adalah persamaan (4) dengan harga

)2)(1( nnanK , dimana a adalah spasing dan n = 1 sampai 9. Data resistivitas yang terukur diplot pada titik–titik yang sesuai dengan harga n (n=1,2,3,4,5,6,7,8,9) dengan kedalaman yang ditunjukkan adalah tingkat kedalaman semu, sehingga dapat dibuat kontur pseudodepth section variasi resistivitas ke arah lateral dan ke arah kedalaman semu. Hasil pengukuran dengan mengunakan spasi

antar elektroda arus dan elektroda potensial yang semakin lebar akan memberikan informasi struktur bawah permukaan yang lebih dalam. Dengan demikian, konfigurasi dipole-dipole ini dapat dianggap efektif untuk dipergunakan dalam pemetaan, baik kearah lateral maupun vertikal.

PENGOLAHAN

Langkah-langkah pengolahan data lapangan yang diperoleh dari survey Metode IP adalah sebagai berikut :

1. Pendugaan awal lokasi keberadaan bijih batu besi dilakukan dengan membuat grafik antara nilai resistivitas dan chargeabilitas hasil moving average versus jarak pada tiap lintasan. Lokasi batu besi ditentukan pada tempat dengan nilai resistivitas rendah (< 10 ohm-meter) dengan nilai chargeabilitas sedang s/d tinggi (> 60 msec). Contoh grafik



710

lintasan (05+06) dan perkiraan lokasi besi terjadi pada Gambar 4.

2. Parameter chargeability (Mx)

dan tahan jenis semu ( a) diplot

dengan teknik plot pseudodepth-section. Data tersebut diplot pada titik yang merupakan perpotongan garis yang ditarik dari titik tengah elektroda arus dan elektroda potensial dengan sudut 45° terhadap horizontal.titik potong tersebut dianggap sebagai posisi data yang diukur. Pengeplotan dapat dilakukan dengan menggunakan SURFER.

3. Untuk memperoleh harga resistivitas dan chargeabilitas sebenarnya pada lintasan, maka dilakukan pemodelan dengan menggunakan RES2DINV. Contoh hasil pengolahan RES2DINV untuk masing-masing lintasan (05+06) dapat dilihat pada Gambar 5.

INTERPRETASI

Interpretasi data IP dilakukan dengan melihat karakteristik atau kecenderungan harga resistivitas dan chargeabilitas yang diperoleh dari hasil pemodelan dengan RES2DINV, yang di korelasikan dengan informasi geologi yang ada. Hasil interpretasi berupa posisi keberadaan bijih besi dan kemungkinan mineral logam lainnya.

Interpretasi pada line (05+06), dengan mengkombinasikan grafik moving average (Gambar 4 ), bahwa dugaan adanya bijih besi dari 100 sampai 120 m dan 180 sampai 360 m. Nilai chargeabilitas yang tinggi di daerah intrusi mengindikasikan adanya mineral logam lainnya.

Jenis batu besi yang terdapat di area survei adalah magnetit dan hematit. Keduanya mempunyai nilai resistivitas rendah. Kemungkinan yang membedakannya adalah nilai chargeabilitasnya, yaitu tinggi untuk magnetite dan sedang untuk hematite.

Batu besi mempunyai nilai resistivitas yang sangat rendah ( < 10 ohm-meter). Keberadaan batu besi yang berasosiasi dengan lingkungannya menyebabkan keberadaan batu besi akan ditunjukkan dengan nilai resistivitas yang lebih besar, yaitu antara 5 s/d 30 ohm-meter. Sedangkan chargeabilitasnya akan memberikan nilai yang relatif sedang.

Dengan demikian pendugaan keberadaan batu besi akan diarahkan pada nilai resistivitas kecil dengan nilai chargeabilitas yang sedang.

Didukung oleh singkapan (Gambar 6) dan data geologi yang ada, selain batu besi di daerah survai batuan dapat dibagi menjadi beberapa satuan batuan, sbb:

1. Lapisan penutup (Soil) Nilai resistivitasnya rendah, terdiri dari pasir lepas, lempung, lanau, kerikil dan kerakal.

2. Satuan Endapan batupasir



711

Nilai resitivitas 10 – 50 ohm-meter, terdiri dari pasir tufaan, lanau, dan tuf, yang merupakan hasil kegiatan vulkanik.

3. Satuan Breksi Vulkanik Harga resistivitas 50 – 100 ohm-meter, terdiri dari batuan breksi dengan fragmen andesit dan semen silika, serta sering dijumpai bijih mangan.

4. Satuan dasit atau andesit Harga resistivitas 100 – 500 ohm-meter, batuan dominan adalah andesit, kurang kompak, semi impermeable, merupakan sisipan lava sisipan atau campuran batupasir.

5. Satuan intrusi Harga resistivitas > 500 ohm-meter, batuan dominan adalah andesit atau dasit intrusif, kompak masif dan sangat impermiabel.

Selain itu adanya batuan yang polarisabel dapat diketahui dari nilai

chargeabilitas nya dalam msec. Semakin tinggi nilai chargeabilitasnya, maka kandungan mineral logam bawaan (Cu, Pb, Mn, Au) semakin tinggi. Adanya kandungan logam lainnya dapat dilakukan dengan analisis chargaebilitas dan nilai metal faktor.

HASIL DAN ANALISIS

Pendugaan awal posisi batu besi pada tiap lintasan dengan melakukan analisis terhadap grafik rerata bergerak nilai resistivitas dan chargeabilitas versus jarak dapat dilihat pada Tabel 2 Pendugaan ini didasarkan pada nilai resistivitas yang rendah dikombinasikan dengan nilai chargeabilitas yang sedang tinggi (Gambar 4). Pendugaan awal ini dimaksudkan untuk memperoleh gambaran kasar tentang keberadaan batu besi di tiap lintasan. Hasil pengeplotan di tiap lintasan dapat dimanfaatkan untuk menelusuri hubungan satu cebakan dengan cebakan lainnya (Gambar 7)

Tabel 2 Perkiraan Posisi Awal Batu Besi Hasil Moving Average

No

Nama line Pos. Batu besi dari awal line (m)

Keterangan

1 Line (05+06) 100 – 120 dan 180 – 360

2 Line (07+08)

20 – 120, 140 – 155 dan 375 – 385

3 Line (09+10) 15 – 35 dan 200 – 365

Line07+08 berpotongan dengan kedua line yang lain. Sedangkan line05+06 relatif sejajar dengan line09+10 dengan jarak sekitar 50 m.



712

Pada Line(05+06) batu besi terdapat di daerah dengan nilai resistivitas rendah (10 ohmmeter, warna biru tua, Gambar 5a) dan nilai chargeabilitas mulai sedang (40 msec, warna mulai hijau terang s/d merah tua, Gambar 5b). Kondisi ini mendominasi mulai pada 145 m, kecuali di beberapa tempat. Selain itu terdapat daerah dengan nilai resistivitas tinggi dan chargeabilitas tinggi. Daerah tersebut diduga mengandung mineral logam lainnya, sedangkan daerah dengan nilai resistivitas tinggi dan chargeabilitas rendah, kemungkinan adalah batuan beku.

Dengan analisis yang sama dilakukan pada Line (07+08) dan Line (09+10), sehingga, pada setiap line ditandai tempat yang diperkirakan mengandung biji besi. Langkah selanjutnya adalah menghitung besarnya cadangan pada setiap line itu. Perhitungan volume yang dilakukan, dengan melihat posisi dari masing-masing line itu. Jika ada perpotongan, maka menghitung volume harus dikurangi dengan perpotongannya. Dalam hal ini line (07+08) berpotongan dengan kedua line yang lain. sedangkan line (05+06) relatif sejajar dengan line (09+10) dalam jarak sekitar 50 m.

Dengan mengambil berat jenis 4, hasil perhitungan perkiraan cadangan potensi batu besi dengan 3 lintasan pengukuran (6 line, panjang 400 m) di Ujung Langit ini adalah 539600 ton. Dapat dikatakan potensi cadangan

sangat besar. Kemungkinannya sebaran batu besi ini juga merata pada area survei dengan batas-batas yang dapat diintepolasi dari lintasan survei. Batas-batas ini ditandai terutama dengan nilai resistivitas yang besar.

KESIMPULAN Dari hasil pengolahan data

Polarisasi Terinduksi (IP), interpretasi serta analisis hasil yang dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan :

1. Hasil perhitungan cadangan di tiga line adalah 539600 ton

2. Hasil pseudosection resistivitas dan chargaebilitas pada semua lintasan, pengambilan sampel di permukaan serta geologi daerah penyelidikan, menunjukkan terdapatnya jebakan batu besi yang sangat besar di daerah Ujung Langit.

SARAN 1. Dilakukan pengukuran geolistrik

sounding konfigurasi Schlumberger untuk mengetahui batuan dasar (basement) yang letaknya lebih dalam.

2. Disarankan untuk mengkombinasikannya dengan metode magnetik untuk mengetahui daerah yang lebih luas

3. Untuk mendapatkan kepastian keberadaan batu besi dan mineral logam lain secara akurat, maka perlu dilakukan uji lanjut yaitu pemboran eksplorasi dan analisis kimia.



713

LAMPIRAN

Daerah survei

Gambar 1 : Lokasi survei.

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

Line05+06

Line07+08

Line09+10

North

Gambar (2): Peta topografi dan distribusi lintasan di Ujung Langit



714

Gambar 3 : Peralatan yang digunakan untuk survei IP

LINE05+06-UL

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15 35 55 75 95 115 135 155 175 195 215 235 255 275 295 315 335 355 375

jarak (meter)

rho

(ohm

met

er)

0

50

100

150

200

250

char

geab

ility

(m

sec)

rhochrg

Dugaan awal lokasi batu besi

Gambar (4) : Grafik rerata bergerak (moving average) resistivitas dan chargeabilitas vs jarak Line(05+06)



715

Gambar (5) : Hasil pengolahan RES2DINV Line (05+06)

Gambar 6 : Singkapan batu besi line (05+06) Ujung Langit.



716

05A

05B-06A

06B

07A

07B-08A

08B

09A

09B-10A

10B

398400 398450 398500 398550 398600 398650 398700

398400 398450 398500 398550 398600 398650 398700

9017850

9017900

9017950

9018000

9018050

9018100

9018150

9018200

9018250

9017850

9017900

9017950

9018000

9018050

9018100

9018150

9018200

9018250

Posisi Batu besi Gambar (7) : Posisi batu besi berdasarkan ‘moving average’ di lokasi Ujung Langit

Tabel I Koordinat awal dan akhir dan panjang lintasan masing-masing line

No Nama line

Koordinat awal Koordinat akhir Panjang

X Y X Y meter

1 Line05+06

398366 9017846 398487 9018220

400

2 Line07+08

398368 9018158 398716 9017994

400

3 Line09+10

398464 9017893 398551 9018267

400

Documents

Pit Iagi37 Sdg055 Ip Btbesi Pit Iagi