Geofisika

PENGERTIAN GEOFISIKA

· Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer.

· Menurut (Reynolds,1997) :Geofisika diartikan sebagai penerapan ilmu fisika untuk meneliti bumi, bulan dan planet

Wikimedia.org :Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer

Dari kedua referensi diatas dapat disimpulkan pengertian geofisika adalah : Bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi, bulan dan planet di alam semesta dengan menggunakan penerapan prinsip-prinsip fisika untuk menyelidiki parameter-parameter fisika yang ada di dalam bumi, bulan dan planet

· "Geofisika bumi padat (lazim disebut Geofisika) dalam pengertian yang terbatas dapat berarti aplikasi ilmu fisika terhadap bumi bagian dalam".

Geofisika umumnya diartikan sebagai hanya diterapkan untuk bumi. Untuk menghindari kerancuan tersebut terdapat beberapa istilah dalam penerapan ilmu geofisika, mislanya penerapan ilmu fisika untuk mempelajari interior bumi dari permukaan bumi sampai inti bumi dikenal sebagai Solid Earth Geophysics dan terbagi lagi menjadi dua bidang utama, yaitu :

> Bidang pertama yaitu Global Geophysics yang dikenal juga sebagai Pure Geophysics, yaitu pemelajaran seluruh bagian atau satu bagian penting dari planet.

> Bidang kedua adalah Applied Geophysics yang lebih memusatkan perhatian pada masalah kerak bumi dan near surface untuk kepentingan yang bersifat rekayasa (engineering) dan ekonomis.

Sebagaimana ilmu fisika yang dapat dibagi menjadi beberapa disiplin ilmu yang lebih kecil (berhubungan dengan variasi kejadian fisikanya), maka Geofisika dapat dibagi menjadi cabang-cabang ilmu yang lebih kecil, yaitu :

• Seismologi (mempelajari gempa bumi dan fenomena fisika yang berhubungan dengannya)
• Vulkanologi (juga adalah bagian dari Geologi, mempelajari gunung api, mata air panas, dsb)
• Geomagnetisme (mempelajari medan magnet bumi, termasuk paleomagnetisme)
• Geoelektrisitas (mempelajari sifat-sifat kelistrikan bumi)
• Tektonofisika (penggunaan ilmu fisika untuk mempelajari proses tektonik)
• Gravitasi (juga bagian dari Geodesi, mempelajari medan gravitasi dan interpretasinya)
• Geotermal (mempelajari suhu bagian dalam bumi, termasuk eksplorasi panas bumi)
• Geokosmologi (mempelajari asal-usul bumi)
• Geokronologi (mempelajari kejadian bumi, termasuk menentukan umurnya)
• Geodinamika (mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi)
• Eksplorasi Seismik (digunakan dalam pencarian hidrokarbon)

Geofisika pada umumnya bekerja pada 3 front pararel yaitu :

1.Observasi atau pengukuran di lapangan

2.Penyelidikan di laboratorium

3.Pengkajian teoritis

Dari sini, masalah yang timbul adalah seringkali sangat sukar karena sebagian besar dari obyek yang dipelajari yaitu bagian dalam bumi, secara umum tidak dapat diukur secara langsung di permukaan. Sebagai pengganti, Geofisika mengandalkan pengamatan tidak langsung yang dilakukan pada permukaan bumi atau sangat dekat dengan bumi. Adalah jelas, bahwa interpretasi dari pengamatan seperti ini akan memiliki tingkat kesulitan yang besar.

Penelitian di laboratorium dapat menghasilkan hal-hal yang signifikan dalam menginterpretasi hasil observasi. Sebagai contoh, sifat-sifat material (logam atau mineral) yang bervariasi pada tekanan tinggi dan temperatur tinggi telah ditemukan di laboratorium.

Lebih lanjut, dengan menggunakan komputer dimungkinkan pula untuk mensimulasikan proses kejadian (modelling) objek yang diobservasi. Keuntungan pemodelan dan simulasi di laboratorium adalah memungkinkan suatu proses dapat dikontrol dengan parameter-parameter yang secara alamiah diketahui dengan baik. Pemodelan dan simulasi akan cocok untuk menggambarkan kasus / kejadian alam yang kompleks.

Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll). Di Indonesia, ilmu ini dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi. Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat dan oseanografi(laut).

Metode-metode geofisika

Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktifitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.

APLIKASI METODE GEOFISIKA

Penerapan metoda geofisika secara terintegrasi untuk beberapa tipe mineralisasi yang berbeda telah menunjukan hasil-hasil yang baik dan sangat membantu para akhli eksplorasi dalam melokalisir daerah prospek mineralisasi.

Dalam eksplorasi endapan batubara, metoda geofisika sangat membantu terutama dalam eksplorasi yang bersifat regional sampai semi regional dalam menentukan batas-batas suatu cekungan sedimentasi yang berkaitan dengan pengendapan batubara, struktur geologi yang mempengaruhi terhadap kontinuitas penyebaran batubara dan intrusi batuan yang mempengaruhi terhadap kualitas batubara.

Dalam disiplin lainnya, metoda geofisika sangat intensip digunakan antara lain dalam eksplorasi minyak bumi, panas bumi, geohidrologi, geologi teknik, antropologi dan bahkan dalam pencarian harta karun.

Aplikasi metoda geofisika dalam eksplorasi mineral merupakan disiplin yang sangat sulit, karena disatu pihak dituntut untuk memberikan hasil yang nyata, sedangkan dilain pihak kondisi alamiah yang sangat tidak homogen dan kecilnya kontras sifat fisika yang ada, menyebabkan hasil yang diperoleh sangat sulit untuk diprediksi dan diinterpretasi. Meskipun demikian dari sekian banyak penyelidikan yang telah dilakukan, tidak sedikit yang berhasil memberikan gambaran yang baik dan informatip terhadap para manager eksplorasi.

Beberapa hasil penyelidikan geofisika yang cukup baik yang pernah dilakukan antara lain akan dibahas dalam pembahasan di bawah ini.

1. APLIKASI METODA GEOFISIKA PADA EKSPLORASI MINERAL LOGAM TIPE PORPIRI

Lokasi penyelidikan yaitu di daerah Dawagu, Irian Jaya. Metoda geofisika yang diterapkan dalam penyelidikan ini yaitu IP, Geomagnet dan potensial diri (SP).

Alat yang digunakan antara lain :

· Alat IP buatan IRISH INSTRUMENT Inc. yaitu konsorsium antara BRGM dan OYO Co, terdiri dari transmitter VIP-3000 dengan kemampuan mengirim arus maksimum 3 amper, dan alat penerima ELREC-T sistim digital yang dapat mengukur IP dengan cara time domain maupun frekuensi domain.

· Dua buah Proton Magnetometer Geometric, buatan USA, model G.856.

· Satu unit alat ukur SP yang terdiri dari dua buah elektroda tak terpolarisasi, digital voltmeter dan kabel.

Hasil penyelidikan menunjukan bahwa daerah mineralisasi ditunjukan oleh anomali magnet, chargeability dan SP negatip tinggi. Anomali magnet mencapai besaran mencapai lebih dari 1000 gamma sedangkan anomali IP menunjukan harga backround kira-kira 20 mV. Anomali SP pada pusat inrusi porpiri mencapai – 350 mV. Hasil pemboran menunjukan bahwa anomali magnet tinggi yang tidak ditunjang oleh IP tinggi tidak menunjukan adanya mineralisasi.

2. APLIKASI METODA GEOFISIKA PADA EKSPLORASI MINERAL LOGAM TIPE EPITHERMAL SULFUR RENDAH

Lokasi penyelidikan yaitu di daerah Cikalong Kulon, Kabupaten Cianjur, Jawa Barat. Metoda geofisika yang diterapkan yaitu metoda geomagnet, tahanan jenis dan gayaberat.

Alat yang digunakan terdiri dari :

- Dua buah Proton Magnetometer Geometric, buatan USA, model G.856.

- Satu unit alat ukur tahanan jenis merk NANIURA, hasil rakitan Sub. Dit. Geofisika, DSM.

- Gravimeter La Coste & Romber model G.827, buatan Canada.

Hasil penyelidikan menunjukan adanya struktur patahan berarah hampir utara-selatan yang ditunjukan oleh kontak antara pola anomali magnet rendah dan anomali tinggi tinggi dan kelurusan anomali gayaberat rendah sebagai pantulan dari zona lemah yang mempunyai densiti lebih rendah. Mineralisasi ditunjukan oleh anomali tahanan jenis tinggi dengan bentuk khas seperti yang ditunjukan model anomali tahanan jenis Pongkor yang terdapat pada zona patahan yang diinterpretasikan sebagai pantulan dari zona vein kuarsa.

3. APLIKASI METODA GEOFISIKA PADA EKSPLORASI MINERAL LOGAM TIPE EPITHERMAL SULFUR TINGGI

Lokasi penyelidikan yaitu di daerah Teluk Awang, Kabupaten Lombok Tengah, Nusa Tenggara Barat. Metoda yang digunakan yaitu geomagnet, tahanan jenis dengan cara pemetaan Schlumberger dan dipole-dipole dan cara gayaberat.

Alat yang digunakan antara lain :

• Dua buah Proton Magnetometer Geometric, buatan USA, model G.856

• Satu unit alat ukur tahanan jenis merk NANIURA, hasil rakitan Sub.Dit.Geofisika, DSM

• Gravimeter La Coste & Romber model D.114, buatan Canada.

Hasil penyelidikan menunjukan kelurusan kontur anomali, berarah utara-selatan, timurlaut-baratdaya sampai hampir barat-timur yang ditunjukan oleh peta anomali magnet, gayaberat dan tahanan jenis dan ditafsirkan sebagai struktur patahan. Struktur patahan yang ditunjukan oleh hasil penyelidikan geofisika ini ditunjang oleh adanya kenampakan di lapangan.

Analisa kimia pada batuan breksi yang tersilisifikasi yang diambil pada zona patahan berarah utara-selatan, timurlaut-baratdaya menunjukan adanya kandungan unsur Au mencapai 147 ppb.

Daerah yang terletak di bagian utara yang mengindikasikan tipe mineralisasi epithermal sulfur tinggi yaitu dengan adanya native sulfur dan alunit berkorelasi dengan anomali gayaberat rendah yang dilalui oleh kelurusan kontur anomali yang ditafsirkan sebagai struktur patahan.

4. APLIKASI METODA GEOFISIKA PADA ENDAPAN EMAS PLACER

Lokasi penyelidikan yaitu di daerah Takaoi, Kabupaten Kahayan Hulu, Kalimantan Tengah. Metoda yang diterapkan dalam penyelidikan ini yaitu metoda tahanan jenis dengan mengaplikasikan konfigurasi dipole-dipole dan Schlumberger sebagai kontrol terhadap hasil dipole-dipole.

Alat yang digunakan yaitu alat tahanan jenis SAS –3000 buatan Swedia.

Hasil penyelidikan menunjukan dengan jelas adanya tiga lapisan tiga lapisan yaitu lapisan tanah penutup dengan ketebalan rata-rata 3 meter, lapisan aluvium dengan ketebalan 7 sampai 10 meter yang ditempati oleh konglomerat dan sisipan lempung dan batuan dasar pada kedalaman antara 10 sampai 15 meter.

Akumulasi bijih-bijih emas terdapat pada lapisan konglomerat umumnya pada bagian dasar yaitu kontak antara batuan dasar dan konglomerat.

5. APLIKASI METODA GEOFISIKA DALAM EKSPLORASI ENDAPAN BATUBARA

Contoh penyelidikan geofisika untuk batubara yaitu penyelidikan struktur geologi dengan menggunakan metoda seismik refleksi di daerah Bayung Lincir, Kabupaten Banyuasin , Sumatra Selatan dan penyelidikan struktur cekungan di daerah Cisasah, Cidadap dan Cibuniasih, Kabupaten Tasikmalaya, Jawa Barat.

Alat yang digunakan di daerah Bayung Lincir yaitu alat seismik Mc.Seis-170, Model 1119, 24 saluran, buatan Jepang.

Alat yang digunakan di daerah Tasikmalaya yaitu Gravimeter La Coste & Romberg, Model G.178 dan G.365, buatan Canada dan 3 buah GPS Trimble, Model 4000 ST, buatan Trimble C0.Ltd, USA dengan tingkat kesalahan vertikal kurang dari 1 meter.

Penyelidikan seismik dilakukan dengan dengan jarak antar geophone 5 meter dengan coverage 1200%. Sumber gempa yaitu bahan peledak racikan yang ditanam dengan kedalaman rata-rata 1 meter.

Hasil penyelidikan seismik menunjukan adanya beberapa reflektor sebagai pantulan dari kontak lapisan batuan, pada kedalaman nol sampai 50 meter di bawah permukaan. Perlipatan lapisan batuan nampak terlihat dengan jelas dengan kemiringan maksimum 10o. Struktur patahan dicirikan oleh adanya diskontinuiti reflektor atau offset lapisan batuan. Sistim pengendapan atau lingkungan pengendapan dapat diperkirakan dari pola reflektor yang ditunjukan seperti terlihat pada bagian timur laut dan baratdaya yang menunjukan pola “braided river”.

Hasil penyelidikan gayaberat di daerah Cisasah, Cidadap dan Cibuniasih, Kabupaten Tasikmalaya, menunjukan dengan jelas adanya struktur cekungan yang direfleksikan oleh anomali bouguer rendah.