Eksplorasi Geofisika

A.    Eksplorasi Geofisika

Eksplorasi geofisika adalah kegiatan penjajakan struktur geologi yang cocok bagi pengumpulan minyak bumi dengan menggunakan peralatan geofisika seperti gravimeter,magnetometer dan seismometer. Proses - proses yang dilakukan adalah survei gravimetrik, survei magnetik, dan survei seismik. Di dalam pencarian minyak dan gas bumi, masing-masing survei ini dilaksanakan oleh kontraktor jasa (service companies) yang mempunyai keahlian terkait, dengan tenaga ahli dan peralatan masing-masing.

Salah satu metoda yang digunakan dalam explorasi bawah permukaan adalah metode geofisika. Pemanfaatan metode geofisika untuk explorasi bawah permukaan dilakukan untuk mendapatkan gambaran secara kuantitatif dan kualitatif kondisi bawah permukaan sesuai dengan sifat fisika yang digunakan dalam metode terkait. Berbagai sifat fisika yang dimiliki oleh material bawah permukaan dimanfaatkan untuk mendapatkan anomali bawah permukaan sebagai target explorasi yang dilakukan.

     Metode geofisika banyak digunakan terutama untuk explorasi bawah permukaan baik dalam geoteknik, explorasi mineral, pemetaan sumberdaya air, dan lain sebagainya. Diantara metode geofisika yang banyak dimanfaatkan adalah, metoda resistivitas (resistivity) / geolistrik, seismik, gaya berat (gravity), magnetik, radar dan lain sebagainya.

     Metode geofisika yang banyak digunakan untuk explorasi bawah permukaan adalah metoda resistivitas. Metoda ini memanfaatkan sifat kelistrikan material bawah permukaan untuk mendapatkan anomali dan sebaran sifat kelistrikan bawah permukaan. Metode ini efektif digunakan untuk pemetaan dangkal dan menengah.

     Terdapat beberapa metoda dalam pemanfaatan sifat kelistrikan bumi,  antara lain:

§  Resistivitas (Tahanan Jenis/Resistivity);

§  Self Potensial (Potensial Diri/SP);

§  Induced Polarization (IP);

§  Very Low Frequency (VLF);

§  Magnetotelluric (MT);

§  Arus Telluric (AT);

§  Elektro-Magnetik (EM), dan lain-lain.

     Penyelidikan resistivitas banyak digunakan pada kegiatan-kegiatan sebagai berikut:

§  Regional Geologi : struktur, stratigrafi, sedimentologi dan lain-lain

§  Hidrogeologi        : muka air tanah, aquifer, intrusi air asin dan lain-lain

§  Geologi Teknik     : struktur geologi, konstruksi, porositas batuan, dll.

§  Pertambangan      : penyebaran mineral deposit, potensi bahan galian.

§  Arkeologi               : candi terpendam dan lain-lain.

§  Geothermal           : kedalaman, penyebaran, low resistivity dan lain-lain.

§  Minyak & Gas        : struktur, oil-water contact, well logging geophysics.

     Penyelidikan resistivitas dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik, dimana setiap batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang berbeda pula. Hal ini tergantung pada beberapa faktor, diantaranya umur batuan, kandungan elektrolit, kepadatan batuan, jumlah mineral yang dikandungnya, porositas, permeabilitas dan lain sebagainya.

     

Aliran arus listrik di dalam batuan/mineral dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu :

1.      Konduksi elektrolitik yang terjadi jika batuan/mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik yang dialirkan dalam batuan oleh elektron-elektron bebas tersebut;

2.      Konduksi elektrolitik terjadi jika batuan/mineral bersifat porous dan pori-porinya terisi oleh cairan elektrolitik;

3.      Konduksi dielektrik terjadi jika batuan/mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik dimana pada kasus ini terjadi polarisasi saat batuan dialiri arus listrik.

B.     Pentahapan Dalam Perencanaan Kegiatan Eksplorasi

1.      Tahap Eksplorasi Pendahuluan

Menurut White (1997), dalam tahap eksplorasi pendahuluan ini tingkat ketelitian yang diperlukan masih kecil sehingga peta-peta yang digunakan dalam eksplorasi pendahuluan juga berskala kecil 1 : 50.000 sampai 1 : 25.000. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tahap ini adalah :

a.      Studi Literatur

Dalam tahap ini, sebelum memilih lokasi-lokasi eksplorasi dilakukan studi terhadap data dan peta-peta yang sudah ada (dari survei-survei terdahulu), catatan-catatan lama, laporan-laporan temuan dll, lalu dipilih daerah yang akan disurvei. Setelah pemilihan lokasi ditentukan langkah berikutnya, studi faktor-faktor geologi regional dan provinsi metalografi dari peta geologi regional sangat penting untuk memilih daerah eksplorasi, karena pembentukan endapan bahan galian dipengaruhi dan tergantung pada proses-proses geologi yang pernah terjadi, dan tanda-tandanya dapat dilihat di lapangan.

b.       Survei Dan Pemetaan

Jika peta dasar (peta topografi) dari daerah eksplorasi sudah tersedia, maka survei dan pemetaan singkapan (outcrop) atau gejala geologi lainnya sudah dapat dimulai (peta topografi skala 1 : 50.000 atau 1 : 25.000). Tetapi jika belum ada, maka perlu dilakukan pemetaan topografi lebih dahulu. Kalau di daerah tersebut sudah ada peta geologi, maka hal ini sangat menguntungkan, karena survei bisa langsung ditujukan untuk mencari tanda-tanda endapan yang dicari (singkapan), melengkapi peta geologi dan mengambil conto dari singkapan-singkapan yang penting.Selain singkapan-singkapan batuan pembawa bahan galian atau batubara (sasaran langsung), yang perlu juga diperhatikan adalah perubahan/batas batuan, orientasi lapisan batuan sedimen (jurus dan kemiringan), orientasi sesar dan tanda-tanda lainnya. Hal-hal penting tersebut harus diplot pada peta dasar dengan bantuan alat-alat seperti kompas geologi, inklinometer, altimeter, serta tanda-tanda alami seperti bukit, lembah, belokan sungai, jalan, kampung, dll. Dengan demikian peta geologi dapat dilengkapi atau dibuat baru (peta singkapan).

Tanda-tanda yang sudah diplot pada peta tersebut kemudian digabungkan dan dibuat penampang tegak atau model penyebarannya (model geologi). Dengan model geologi hepatitik tersebut kemudian dirancang pengambilan conto dengan cara acak, pembuatan sumur uji (test pit), pembuatan paritan (trenching), dan jika diperlukan dilakukan pemboran. Lokasi-lokasi tersebut kemudian harus diplot dengan tepat di peta (dengan bantuan alat ukur, teodolit, BTM, dll.). Dari kegiatan ini akan dihasilkan model geologi, model penyebaran endapan, gambaran mengenai cadangan geologi, kadar awal, dll. dipakai untuk menetapkan apakah daerah survei yang bersangkutan memberikan harapan baik (prospek) atau tidak. Kalau daerah tersebut mempunyai prospek yang baik maka dapat diteruskan dengan tahap eksplorasi selanjutnya.

2.      Tahap Eksplorasi Detail

Setelah tahapan eksplorasi pendahuluan diketahui bahwa cadangan yang ada mempunyai prospek yang baik, maka diteruskan dengan tahap eksplorasi detail (White, 1997). Kegiatan utama dalam tahap ini adalah sampling dengan jarak yang lebih dekat (rapat), yaitu dengan memperbanyak sumur uji atau lubang bor untuk mendapatkan data yang lebih teliti mengenai penyebaran dan ketebalan cadangan (volume cadangan), penyebaran kadar/kualitas secara mendatar maupun tegak. Dari sampling yang rapat tersebut dihasilkan cadangan terhitung dengan klasifikasi terukur, dengan kesalahan yang kecil (<20%), sehingga dengan demikian perencanaan tambang yang dibuat menjadi lebih teliti dan resiko dapat dihindarkan.

Pengetahuan atau data yang lebih akurat mengenai kedalaman, ketebalan, kemiringan, dan penyebaran cadangan secara 3-Dimensi (panjang-lebar-tebal) serta data mengenai kekuatan batuan sampling, kondisi air tanah, dan penyebaran struktur (kalau ada) akan sangat memudahkan perencanaan kemajuan tambang, lebar/ukuran bahwa bukaan atau kemiringan lereng tambang. Juga penting untuk merencanakan produksi bulanan/tahunan dan pemilihan peralatan tambang maupun prioritas bantu lainnya.

3.      Tahap Eksplorasi Dalam Penambangan

·      Tahapan Eksplorasi adalah tahapan yang kedua dilakukan dalam proses penambangan bahan galian setelah tahapan Prospeksi.

C.     TUJUAN EKSPLORASI

Tujuan dilakukannya eksplorasi adalah untuk mengetahui sumber daya cebakan mineral secara rinci, yaitu unutk mengetahui,menemukan, mengidentifikasi dan menentukan gambaran geologi dam pemineralaran berdasarkan ukuran, bentuk, sebaran, kuantitaas dan kualitas suatu endapan mineral unruk kemudian dapat dilakukan pengembangan secara ekonomis.

1.      Tahap Eksplorasi

Tahap Eksplorasi dilaksanakan melalui empat tahap,yakni :
Survei tinjau , yaitu kegiatan explorasi awal terdiri dari pemetaan geologi regional, pemotretan udara,citra satelit dan metode survey tidak langsung lainnya untuk mengedintifikasi daerah-derah anomial atau meneraliasasi yang proespektif untuk diselifdiki lebih lanjut.
Sasaran utama dari peninjauan ini adalah mengedintifikasi derah-daerah mineralisasi/cebakan skala regional terutama hasil stud geologi regional dan analisis pengindraan jarak jauh untuk dilakukannya pekerjaan pemboran.

Lebih jelasnya, pekerjaan yang dilakukan pada tahapan ini adalah :
Pemetaan Geologi dan Topografi skala 1 : 25.000 samapai skala 1 : 10.000. Penyelidikan geologi yang berkaitan dengan aspek-aspek geologi diantaranya : pemetaan geologi,parit uji, sumur uji. Pada penyelidikan geologi dilakukan pemetaan geologi yaitu dengan melakukan pengamatan dan pengambilan contoh yang berkaitan dengan aspek geologi dilapangan.

2.      Prospeksi Umum, dilakukan untuk mempersempit dearah yang mengandung cebakan mineral yang potensial.

Kegiatan Penyelidikan dilakukan dengan cara pemetaan geologi dan pengambilan contoh awal, misalnya puritan dan pemboran yang terbatas, study geokimia dan geofisika, yang tujuanya adalah untuk mengidentifikasi suatu Sumber Daya Mineral Tereka (Inferred Mineral Resources) yagn perkiraan dan kualitasnya dihitung berdasarkan hasil analisis kegiatan diatas.

Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap Survei Tinjau. Cakupan derah yang diselidikii lebih keci dengan skala peta antara 1 : 50.000 sampai dengan 1 : 25.000. Data yang didapat meliputi morfologi (topografi) dan kondisi geologi (jenis batuan/startigrafi dan struktur geollogi yang berkembang). Pengambilan contoh pada derah prospek secara alterasi dan mineralisasi dilakukan secara sistematis dan terperinci untuk analisa laboratorium, sehinga dapat diketahui kadar/kualitas cebakan mineral suatu daerah yang akan dieksplorasi.

• Exsplorasi awal, yaitu deliniasi awal dari suatu endapan yang teredintifikasi.
• Exsplorasi rinci, yaitu tahap explorasi untuk mendeliniasi secara rinci dalam tiga dimensi terhadap endapan mineral yang telah diketahui dari dari percontohan singkapan,puritan, lubang bor, shafts, dan terowongan.
• Pada dasarnya pekerjaan yang dilakukan pada tahapan Exsplorasi adalah

1.      Pemetaan geologi dan topografi skala 1 : 5000 sampai 1 : 1000

2.      Pengambilan contoh dan analisis contoh

3.      Penyelidikan geofisika, yaitu penyelidikan yang berdasarkan sifat fisik batuan, untuk dapat mengetahui struktur bawah permukaan sefrta geometri cebakan mineral. Pada survey ini dilakukan pengukuran topografi, IP, Geomangit, Geolistrik.

4.      Pemboran Inti

D.    Metode Geofisika

Metode eksplorasi geofisika yang akan dibahas pada materi ini yaitu, geolistrik, seismik refraksi, GPR, gravity dan magnetik.

a.         Metode geolistrik

Metoda ini menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan utamanya. Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati.

b.         Metode seismic refraksi

 Metoda seismik adalah salah satu metoda eksplorasi yang didasarkan pada pengukuran respon gelombang seismik (suara) yang dimasukkan ke dalam tanah dan kemudian direleksikan atau direfraksikan sepanjang perbedaan lapisan tanah atau batas-batas batuan. Sumber seismik umumnya adalah palu godam  (sledgehammer) yang dihantamkan pada pelat besi di atas tanah, benda bermassa besar yang dijatuhkan atau ledakan dinamit. Respons yang tertangkap dari tanah diukur dengan sensor yang disebut geofon, yang mengukur pergerakan bumi.

Metode seismik refraksi merupakan salah satu metode geofisika untuk mengetahui penampang struktur bawah permukaan, merupakan salah satu metode untuk memberikan tambahan informasi yang diharapkan dapat menunjang penelitian lainnya. Metode ini mencoba menentukan kecepatan gelombang seismik yang menjalar di bawah permukaan. Metode seismik refraksi didasarkan pada sifat penjalaran gelombang yang mengalami refraksi dengan sudut kritis tertentu yaitu bila dalam perambatannya, gelombang tersebut melalui bidang batas yang memisahkan suatu lapisan dengan lapisan yang di bawahnya yang mempunyai kecepatan gelombang lebih besar.

c.          Metode GPR

Metode ground penetrating radar atau georadar merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 MHz. Georadar menggunakan gelombang elektromagnet dan memanfaatkan sifat radiasinya yang memperlihatkan refleksi seperti pada metode seismik refleksi.

Pengukuran dengan menggunakan GPR ini merupakan metode yang tepat untuk mendeteksi benda benda kecil yang berada di dekat permukaan bumi (0,1-3 meter) dengan resolusi yang tinggi yang artinya konstanta dielektriknya menjadi rendah.

d.         Metode gravity

Awal dimulainya ilmu geofisika dimulai dengan adanya penemuan mengenai teori sifat magnetic bumi oleh Gilbert dan teori gravitasi oleh Newton. Geofisika sendiri memiliki arti yang berhubungan dengan fisika bumi dan atmosfer yang menyusunnya. Salah satu dari metode dalam geofisika adalah metode gravitasi. Pada awalnya metode ini digunakan untuk mengetahui keadaan struktur bawah permukaan serta aktifitas gunung berapi. Pada perkembangannya metode gravitasi menjadi metode geofisika pertama yang digunakan di eksplorasi minyak dan gas alam.

e.          Metode magnetic

 Survey magnetik merupakan metoda eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet bumi di setiap titik yang ada di muka bumi. Penggunaan metode magnetik berdasarkan pada adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai macam batuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survei magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.