TOPOGRAFI

Dalam suatu kegiatan penambangan, diperlukan suatu wadah untuk menetapkan atau menandai tempat yang berpotensi akan bahan tambang, yaitu peta.  Selain itu peta tersebut dapat berfungsi untuk menggambarkan kondisi, batas-batas serta bentuk area yang akan ditambang. Maka, sebelum dilakukan eksploitasi pada area tambang, dilakukan terlebih dahulu survey pemetaan topografi

Tujuan

Tujuan dari survey pemetaan ini seperti yang telah disebutkan diatas, ialah sebagai suatu sumber informasi akan bentuk Morpologi Topografi sebagai dasar penafsiran geologi, kondisi, serta batas area tambang yang akan dieksploitasi.

Ruang lingkup pekerjaan:

Lokasi

Lokasi survey ini ialah Desa Munjul /Cinusa Kecamatan Munjul, Kabupaten Pandeglang, Provinsi Banten. Daerah pengukuran terletak pada Zona UTM (M 48) berkoordinat pada tabel 1 diatas.

Metoda

Survey pemetaan yang dilakukan untuk menunjang kegiatan penambangan tersebut meliputi kegiatan :

• Persiapan
• Survey Lapangan
• Pengolahan Data

Persiapan                                 

Pada fase ini disiapkan 2 orang surveyor, 3 orang tenaga lokal, dan 1 unit alat ukur serta GPS map 16 CSxi. Alat ukur yang digunakan ialah Theodolit T-0 statipe, serta rambu ukur.

Survey Lapangan

Survey lapangan ialah kegiatan pengukuran area seluas ± 25 Ha. Pengukuran ini menggunakan metode Polygon tertutup. Yang di petakan dengan disertai tenaga setempat yang mengetahui batas-batas daerah wilayah  penambangan.  (Foto.5)

Pengolahan Data

Pengolahan data hasil bacaan rambu menggunakan metode tachimetri untuk mendapatkan hasil koordinat, dan elevasi titik. Setelah didapatkan hasil koordinat, dan elevasi, dilakukan interpolasi peta sehingga membentuk kontur peta. (Gbr. 3) dan tiga(3) dimensi ( Gbr. 4)

Pengukuran ketinggian dan situasi dilokasi Penambangan

Gambar. 3 Peta Topografi dan situasi lokasi pengukuran daearah penambangan

Gambar 4 . Peta 3D hasil pengukuran topografi

GEOLISTRIK

Latar Belakang

Geofisika secara bahasa berasal dari kata Geo (bumi) dan Fisika memiliki arti cabang dari ilmu pengetahuan yang menerapkan prinsip ilmu fisika pada bumi. Geofisika menguji gejala fisik dan karakteristik batuan serta hubungannya di dalam bumi. Gejala tersebut meliputi medan magnet bumi, aliran listrik, penjalaran gelombang, dan gaya berat bumi.

Berdasarkan sifat fisik dan karakteristik batuan, ilmu geofisika dapat mengungkapkan dan menganalisa bahan–bahan tertentu serta model geologi yang ada di bawah permukaan bumi yang tidak dapat diteliti oleh alat secara langsung. Hasil penyelidikan geofisika dapat menentukan batas kedalaman bawah permukaan bumi untuk pemboran dan pertambangan yang diinterpretasikan bersamaan dengan geologi.

Kelebihan ilmu geofisika ini akan membantu ilmu geologi dalam interpretasi bawah permukaan bumi. Keterbatasan ilmu geologi dalam menganalisa dan menentukan model geologi bawah permukaan bumi sangat berpengaruh terhadap tujuan dari penyelidikan geologi. Keterbatasan ilmu geologi ini dikarenakan ilmu geologi mempelajari bumi berdasarkan penyelidikan pada batuan yang terdapat dipermukaan (outcrops) atau berdasarkan data pemboran yang dikorelasikan.

Kedua ilmu tersebut sangat berkaitan dan saling membantu terutama dalam penyelidikan menentukan cadangan ekonomi (economy deposits), seperti: hidrokarbon, mineral logam dan air, selain itu berhubungan erat juga dalam bidang teknik konstruksi dan lingkungan.

Eksplorasi geofisika disebut juga geofisika terapan (applied geophysics) atau pencarian geofisika (geophysics prospecting), eksplorasi yang berhubungan dengan penyelidikan geofisika umumnya digunakan untuk mendapatkan akumulasi hidrokarbon, mineral logam dan non logam termasuk airtanah. Penyelidikan geofisika merupakan penerapan ilmu fisika untuk mengetahui bawah permukaan bumi dan diinterpretasikan menjadi suatu model geologi dengan menganalisa perilaku material bumi.

Penyelidikan geofisika biasanya berhubungan dengan sifat atau karakteristik batuan, berdasarkan sifat atau karakteristik tersebut dikenal beberapa metode pengukuran, seperti arus listrik, gaya berat, magnet, seismik, panas bumi, dan radioaktif. Metode tersebut digunakan terutama dalam eksplorasi untuk minyak, gas, dan mineral.

Tujuan Penyelidikan

 

Pendugaan geolistrik yang dilakukan pada lokasi ini bertujuan untuk memberikan gambaran mengenai keberadaan, ketebalan, kedalaman, sebaran dari batuan beku .

Dasar Teori

Sifat Kelistrikan Batuan dan Mineral

Aliran arus pada material bumi pada kedalaman dangkal melalui dua metode utama yaitu konduksi elektronik dan konduksi elektrolitik. Pada konduksi elektronik, aliran arus bergerak melalui elektron bebas, seperti pada logam. Sedangkan pada konduksi elektrolitik aliran arus bergerak melalui pergerakan ion-ion pada air bawah tanah.

Batuan beku dan metamorf umumnya memiliki nilai tahanan jenis yang tinggi. Tahanan Jenis dari batuan bergantung kepada tingkat rekahan, dan persentase dari rekahan yang diisi oleh airtanah. batuan sedimen umumnya lebih berpori dan memiliki kandungan air lebih tinggi. tanah yang kaya lempung umumnya memiliki nilai tahanan jenis yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah yang kaya dengan pasir. Terdapat overlap dari nilai resistivitas dari tipe batuan yang berbeda. Hal ini dikarenakan tahanan jenis dari beberapa batuan dan tanah tergantung pada beberapa faktor seperti porositas, derajat saturasi air, dan konsentrasi garam terlarut. Tahanan jenis dari macam-macam batuan, material tanah, dan bahan-bahan kimia dapat dilihat pada tabel (Keller dan Frischknecht 1966, Daniels dan Alberty 1966, Telford et al., 1990 dalam Loke 2004).

Tabel 1,  Nilai tahanan jenis batuan, tanah, dan mineral

Metode Tahanan Jenis

Kegunaan dari survey tahanan jenis adalah untuk menentukan distribusi tahanan jenis dibawah permukaan tanah dengan melakukan pengukuran pada permukaan. Dari pengukuran ini, nilai tahanan jenis sebenarnya pada bawah permukaan dapat diperkirakan. Harga tahanan jenis pada batuan berhubungan dengan parameter geologi seperti mineral, kandungan fluida, porositas, dan tingkat saturasi air pada batuan.

Pengukuran tahanan jenis didapat dengan mengalirkan arus kedalam bumi melalui dua buah elektroda arus dan mengukur beda potensial yang terjadi pada kedua elektroda potensial.

Terdapat beberapa pemodelan dalam penyelidikan metode tahanan jenis diantaranya pemodelan satu dimensi, dimana permukaan bawah bumi dianggap terdiri dari lapisan-lapisan horizontal (Vertical Electrical Sounding). Dalam hal ini, resistivitas bawah permukaan hanya berubah terhadap faktor kedalaman, namun tidak berubah terhadap arah horizontal. Metode satu dimensi ini memberikan hasil yang berguna pada situasi geologi seperti penyelidikan airtanah, geologi teknik, dan eksplorasi bahan galian Mineral Batuan. Metode tahanan jenis lain adalah metode profiling, dalam metode ini spasi antara elektroda tetap tetapi seluruh elektroda digerakkan sepanjang garis lurus (Constant Separation Traversing). Metode tersebut memberikan informasi terhadap perubahan lateral namun tidak memberikan informasi mengenai perubahan secara vertikal. Dalam banyak studi teknik dan lingkungan, keadaan geologi bawah permukaan sangat kompleks dimana resistivitas dapat berubah cepat dalam jarak yang dekat. Metode resistivitas sounding kurang akurat dalam situasi tersebut. Batasan-batasan dalam metode tahanan jenis satu dimensi menjadikan perkembangan dalam survei tahanan jenis dua dimensi.

Gambar Model interpretasi tahanan jenis

Prinsip Dasar Metode Tahanan Jenis

Apabila dianggap sebuah kubus dengan panjang (L) dilalui arus (I). Material didalam kubus menahan konduksi dari arus listrik yang melaluinya, menyebabkan beda potensial (V) pada kedua sisi. Tahanan (R) berbanding lurus dengan panjang (L) dari material penahan dan kebalikannya (inverse) sebanding dengan penampang (A), konstanta dari kesebandingan adalah true resistivity (ρ). Menurut Hukum Ohm rasio dari beda potensial terhadap arus yang diberikan didefinisikan sebagai tahanan (R), dan dari dua persamaan tersebut dapat digabungkan (Rumus 1.2) menjadi produk tahanan (Ω) dan jarak (area/panjang; meter) sehingga unit dari tahanan jenis (Resistivity) adalah Ohm-meter (Ωm).

True Resistivity

Apabila dianggap sebuah kubus dengan panjang (L) dilalui arus (I). Material didalam kubus menahan konduksi dari arus listrik yang melaluinya, menyebabkan beda potensial (V) pada kedua sisi. Tahanan (R) berbanding lurus dengan panjang (L) dari material penahan dan kebalikannya (inverse) sebanding dengan penampang (A), konstanta dari kesebandingan adalah true resistivity (ρ). Menurut Hukum Ohm rasio dari beda potensial terhadap arus yang diberikan didefinisikan sebagai tahanan (R), dan dari dua persamaan tersebut dapat digabungkan (Rumus 1.2) menjadi produk tahanan (Ω) dan jarak (area/panjang; meter) sehingga unit dari tahanan jenis (Resistivity) adalah Ohm-meter (Ωm).

Gambar Definisi dasar tahanan jenis

Tahanan (R) berbanding lurus dengan panjang (L) dibagi dengan luas (A):

Dapat ditulis juga menjadidimana ρ adalah true resistivity.

Hukum Ohm, untuk sebuah sirkuit listrik 

dimana V adalah beda potensial dan I adalah arus yang melewati resistor.

Tahanan jenis dihitung melalui rumus:

Aliran Arus Pada Media Homogen

Untuk sebuah elektroda arus tunggal ditanamkan ke permukaan media homogen dengan tahanan jenis ρ, aliran arus bergerak secara radial. Beda potensial diantara dua titik dipermukaan dapat dijelaskan dengan gradien potensial yang menurun searah aliran arus. Garis dari voltase sederajat (equal voltage) “equipotential” memotong garis arus sederajat (equal current) membentuk sudut. Densitas dari arus (J) adalah arus (I) dibagi dengan luas dimana arus terdistribusikan (setengah bola, 2pr²), sehingga densitas arus berkurang dengan bertambahnya jarak dari sumber arus.

Gambar Representasi tiga dimensi dari bidang ekuipotensial

Beda Potensial (dV) melewati sebuah ruang setengah bola dengan bertambahnya ketebalan dr dihitung melalui persamaan:

Dan voltase V, pada titik r dari sumber arus adalah:

Garis arus dan ekuipotensial pada dua elektroda arus

Gambar Konfigurasi dasar elektroda pada survei tahanan jenis

Untuk sebuah arus yang masuk dan keluar pada sebuah media, potensial V_p pada sebuah titik P dipermukaan sama dengan jumlah voltase dari kedua elektroda, sehingga: V_p=V_A+V_B dimana V_A dan V_B adalah kontribusi potensial dari kedua elektroda arus, (A+I) dan B(-I).

Potensial pada elektroda M dan N adalah:

Namun lebih mudah untuk menghitung beda potensial, dV_MN, perhitungannya menjadi:

Jadi nilai tahanan jenis menjadi:

 

Konfigurasi Elektroda dan Faktor Geometrik

Tahanan (R; unit Ω) dan faktor geometrik (K; units m). Pada kenyataannya batuan bawah permukaan bukan merupakan media yang homogen sehingga nilai yang didapat bukan lagi “true” resistivity tapi merupakan tahanan jenis semu (ρ_a). tahanan jenis semu bukan merupakan sifat fisik dari media dibawah permukaan, tidak seperti true resistivity. Dalam artian semua data yang didapat dilapangan adalah tahanan jenis semu.

Faktor geometrik (K) dihitung dengan persamaan:

Ketika media tidak seragam, tahanan jenis semu (ϱ_a) dihitung melalui persamaan:

Konfigurasi Elektroda

Nilai dari tahanan jenis semu bergantung kepada geometrik konfigurasi elektroda yang digunakan, seperti yang didenifisikan dengan faktor geometrik K. Terdapat tiga konfigurasi elektroda utama yang umum digunakan  (Reynolds, J. M., 1997), yaitu:

Tabel 2. Konfigurasi Elektroda

Wenner arrays         Schlumberger arrays     Dipole-dipole array     S

Standard Wenner Offset Wenner Lee-partitioning array Tripotential (α, b, and c arrays) Standard Schlumberger Brant array Gradient array Normal (axial or polar) Azimuthal Radial Parallel Perpendicular Pole-Dipole Equatorial Square (special form of equatorial)

 

Gambar Konfigurasi elektroda dan faktor Geometriknya

Pemilihan konfigurasi elektroda tergantung kepada tipe struktur yang akan dipetakan. Konfigurasi elektroda yang umum digunakan pada survey tahanan jenis adalah: Wenner, dipole-dipole, Wenner-Schlumberger, pole-pole, dan pole-dipole. Berdasarkan karakteristik dari tiap-tiap konfigurasi elektroda, hal yang perlu dipertimbangkan adalah: kedalaman dari investigasi, tingkat sensitivitas konfigurasi elektroda terhadap perubahan vertikal dan horisontal dibawah permukaan, pencakupan data horisontal, dan kekuatan sinyalnya. Perbandingan dari tiap-tiap konfigurasi elektroda dapat dilihat pada tabel berikut (Reynolds 1997):

Tabel : Komparasi dari beberapa konfigurasi elektroda

Metode Geolistrik

Prosedur Lapangan

Penyelidikan geolistrik dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik, dimana setiap jenis 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.

Berdasarkan hal tersebut di atas apabila arus listrik searah (Direct Current) dialirkan ke dalam tanah melalui 2 (dua) elektroda arus A dan B, maka akan timbul beda potensial antara kedua elektroda arus tersebut. Beda potensial ini kemudian diukur oleh pesawat penerima (receiver) dalam satuan miliVolt.

Dalam penyelidikan geolistrik ini telah digunakan susunan elektroda dengan menggunakan susunan aturan Schlumberger dimana kedua elektroda potensial MN selalu ditempatkan diantara 2 buah elektroda arus. 

Pada setiap pengukuran, elektroda arus AB selalu dipindahkan sesuai dengan jarak yang telah ditentukan, sedangkan elektroda potensial MN hanya bisa dipindahkan pada jarak-jarak tertentu dengan syarat bahwa jarak MN/2 > 1/5 jarak AB/2.

Oleh karena jarak elektroda selalu berubah pada setiap pengukuran, maka Hukum Ohm yang digunakan sebagai dasar setiap penyelidikan geolistrik dalam memperoleh harga tahanan jenis semu harus dikalikan dengan faktor jaraknya (K-Factor/Faktor Geometrik).

Interpretasi

Interpretasi data lapangan berdasarkan tahanan jenis umumnya dilakukan dengan menganalisa terhadap sifat fisika batuan, yaitu tahanan jenisnya, porositas, permebilitas batuan, kandungan mineral, kelarutan garam dan lain-lain.

Teknik penafsiran dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama membandingkan antara kurva yang didapat dari pengolahan data lapangan dengan kurva standar yang telah dihitung secara matematis. Dengan demikian akan diketahui perkiraan harga tahanan jenis (ρ_a) dan ketebalan (h) masing-masing lapisan, hasil pengolahan data tahap pertama ini akan dijadikan forward modeling dalam perangkat lunak yang digunakan. Tahap kedua, selanjutnya memasukan data lapangan dan hasil interpretasi data tahap pertama kemudian dilakukan pendekatan secara inverse modeling sebagai koreksi interpretasi dengan prosentase kesalahan sekecil mungkin.

Dari harga tahanan jenis dan ketebalan masing-masing lapisan batuan serta kontras tahanan jenis yang kemudian dikorelasikan atau dibandingkan dengan data geologi daerah penyelidikan dan data-data lainnya yang telah ada, maka diperoleh gambaran tentang litologi bawah permukaan secara vertikal maupun horizontal.

Hasil Penyelidikan dan Pembahasan

Hasil Penafsiran dan Interpretasi Geolistrik

Daerah penyelidikan dapat dikelompokkan dengan berdasarkan perbedaan kontras harga tahanan jenisnya, yaitu: batuan  andesit dengan tahanan jenis  2931 - 15687 Ohm.m, basalt padat sedikit dengan nilai tahanan jenis 1088-1481 Ohm.m,  <1000 Ohm.m andesitis lapuk.

Berikut lampiran  hasil penafsiran dan hasil pendugaan geolistrik di lokasi penyelidikan:

Peta anomali andesit lapisan1 

Peta anomali lapisan 2

Peta anomal andesit lapisan 3 

Peta Jalur Lintasan Geolistrik

Peta 3D Penampang Geoliistrik

Tabel Hasil penafsiran pendugaan geolistrik

DAFTAR KETEBALAN LAPISAN ANDESIT

CADANGAN

Berdasarkan titik-titik pengamatan Geolistrik, Wilayah sebaran batuan Andesit ini meliputi ± 24,8 Ha. Hasil dari pengamatan geolistrik, wilayah ini terdiri dari lapisan-lapisan batuan sebagai berikut :

• lapisan tanah penutup
• lapisan tufa andesit
• lapisan andesit
• lapisan andesit masif

Untuk menghitung cadangan setiap lapisan batuan tersebut di atas diperlukan data-data sebagai berikut :

• luas wilayah penyebaran batuan
• ketebalan rata-rata setiap lapisan
• Sfecific grafity  (S.G) batuan.

Cadangan setiap lapisan dapat dihitung secara sederhana yaitu : luas penyebaran x ketebalan rata-rata x S.G.

Cadangan semacam ini biasa  disebut cadangan terduga, sedangkan faktor keamanan cadangan yaitu sebesar  20 %.

Jadi cadangan tersebut adalah cadangan terduga x 80 %.

Berdasarkan pengamatan dibeberapa lokasi bongkah andesit  rata-rata 65 %

Cadangan  Terduga

• Lapisan tanah                         :    3,042  x 248.000                 =  754.515 m³
• Lapisan tufa andesit                :   16,7864 x 248.000                =  4.163.027 m³
• Lapisan andesit                      :   41,323  x 248.000 x 65%       = 6.661.300  m³
• Lapisan andesit masif             :   36,4300 x 248.000                 = 9.034.640  m³

Cadangan terukur :

• Lapisan tanah                           :       754.515 x 80%           =   603.612 M³
• Lapisan tufa andesit                  :   4.163.027 x 80%            = 3.330.422 M³
• Lapisan andesit                         :   6.661.300  x 80%          = 5.329.040 M³
• Lapisan andesit masif                 :  9.034.640  x 80%          = 7.227.712 M³

 

ANALISA LABORATORIUM.

Analisa laboratoriun yang telah di lakukan terhadap conto batuan andesit dari daerah Desa Munjul Kecamatan Munjul, Kabupaten Pandeglang Provinsi Banten ini adalah sifat-sifat fisik batuan yang meliputi natural density (kuat tekan) abrasi. Untuk jelasnya dapat dilihat summary di bawah ini : berdasarkan kuat tekan dan harga abrasif, conto-conto batuan dari daerah Desa Munjul  cukup baik untuk bahan  fondasi bangunan, dam, gedung bertingkat dan fondasi jalan terutama jalan