METODE POTENSIAL DIRI

December 30, 2011 [METODE POTENSIAL DIRI]

METODE POTENSIAL DIRI (SELF POTENSIAL)

I. PENDAHULUAN

Perbedaan potensial dihasilkan di dalam bumi atau di dalam batuan yang

teralterasi oleh kegiatan manusia maupun alam. Potensial alami terjadi akibat

ketidaksamaan atau perbedaan material-material , dekat larutan elektrolit dengan

perbedaan konsentrasi dan karena aliran fluida di bawah permukaan. Hal lain yang

mengakibatkan terjadinya self potensial di bawah permukaan bumi yang mana

dipetakan untuk mengetahui informasi di bawah permukaan, self potensial dapat

dihasilkan oleh perbedaan mineralisasi, reaksi (kegiatan) elektromkimia, aktivitas

geothermal dan bioelektrik oleh tumbuh-tumbuhan (vegetasi). Telford, Geldart and

Sheriff (1990) membuat formula tentang persamaan untuk perbedaan potensial.

Umumnya metode SP (self potensial) adalah metode yang diinterpretasikan secara

kualitatif dan bukan metode yang berusaha untuk mengkalkulasi berapa ukuran

anomali dari suatu benda penyebab anomali, karena tidak diketahui bentuk dari benda

tersebut, densitas atau konsentrasinya dari beragam massa dan elektrikal

propertisnya.

Metode Potensial Diri atau secara umum disebut dengan metode SP (Self

Potential) merupakan metode dalam Geofisika yang paling sederhana dilakukan,

karena hanya memerlukan alat ukur tegangan (milliVoltmeter) yang peka dan dua

elektroda khusus (porous pot electrode). Metode Potensial Diri merupakan metode

yang paling tua diantara metode-metode Geofisika yang lain, yang telah diperkenalkan

pada tahun 1830 di Inggris oleh Robert Fox. Metode Potensial Diri merupakan metode

pasif dalam bidang Geofisika, karena untuk mendapatkan informasi bawah tanah,

melalui pengukuran yang tanpa menginjeksikan arus listrik lewat permukaan tanah.

1


Gambar 1 : Konfigurasi pengukuran Potensial Diri

Elektroda porous pot digunakan didalam pengukuran potensial diri medium

tanah dari di permukaan. Elektroda tersebut terdiri dari kawat tembaga yang

dimasukkan dalam tabung keramik dengan dinding berpori, diisi dengan larutan

Copper Sulphate ( ). Mengapa dalam metode SP digunakan elektroda porous

pot untuk menghindari adanya efek polarisasi. Potensial diri dapat terjadi karena

adanya proses elektrokimia dibawah permukaan tanah yang disebabkan oleh

kandungan mineral tertentu.

Gambar 2. Metode Porous pot Self Potensial

Didalam pengukuran potensial diri, gangguan yang terjadi secara alami tidak

dapat dihindarkan, misalnya adanya arus telluric. Oleh karena itu, untuk mengetahui

saat pengukuran potensial diri ada gangguan telluric atau tidak, maka potensial yang

terjadi karena arus telluric perlu diukur, dan kemudian digunakan untuk melakukan

koreksi terhadap data pengukuran potensial diri (SP).

2

Digital VoltMeter (DVM)

Tetap Bergerak


Sedang saat dilakukan pengukuran potensial diri, hindarkan dari hal-hal yang

dapat mengganggu karena dilakukan oleh manusia, misalnya jangan melakukan

pengukuran potensial diri bersamaan dengan survei resistivity, yang harus

menginjeksikan arus listrik kedalam tanah. Karena injeksi arus listrik tersebut akan

mengganggu potensial diri yang terjadi secara alami.

Sato dan Mooney (1960) membuat hipotesa bahwa potensial mineralisasi

dapat timbul jika kondisi lingkungan didukung oleh adanya proses elektrokimia

sehingga dapat menimbulkan potensial elektrokimia yang terjadi dibawah permukaan

tanah, seperti dijelaskan pada gambar 2. Pada gambag 2, dibawah permukaan tanah

terdapat ore body yang mengandung mineral sulfida, yang sebagian masuk atau

terbenam dibawah muka air tanah (Water Table), sehingga menyebabkan proses

elektrokimia. Apabila muka air tanah berada diatas atau dibawah ore body, maka tidak

akan terjadi proses elektrokimia, sehingga tidak menimbulkan potensial diri.

Gambar 3 : Syarat terjadi potensial diri (Self Potential)

Karena proses elektrokimia tersebut, bagian atas dari ore body (tubuh sulfida)

akan mengalami proses reduksi. Sedang bagian bawah dari ore body yang terbenam

dibawah permukaan air tanah akan mengalami proses oksidasi. Karena proses

tersebut, maka ore body terbentuk seperti “Cell”. Bagian dalam dari ore body berfungsi

sebagai jalur transport electron dari anoda ke katoda.

3

Water Table

Ore Body

Permukan Tanah

Katoda

Anoda


Meskipun demikian, potensial diri yang terjadi di alam yang dapat diukur dari

permukaan tanah dapat ditimbulkan oleh beberapa hal, antara lain :

1. Adanya perbedaan konsentrasi ion pada medium, atau perlapisan tanah. Misalnya

antara lapisan pasir dan lempung, atau antara medium yang mengandung air tawar

dan air asin.

2. Adanya aliran zat cair (air tanah) dalam perlapisan tanah. Air dalam tanah banyak

mengandung ion, aliran ion tersebut yang menyebabkan timbulnya potensial

di permukaan tanah. Potensial yang timbul ini disebut dengan “Streaming Potential”

atau “Electrokinetic Potential”.

3. Adanya proses elektrokimia di dalam medium yang banyak mengandung mineral

(senyawa sulfida). Potensial ini disebut dengan potensial mineralisasi.

II. PENGUKURAN POTENSIAL DIRI

Untuk melakukan pengukuran potensial diri di lapangan, perlu dilakukan tahap-

tahap persiapan sebagai berikut :

1. Siapkan alat ukur potensial DVM (Digital Voltmeter), Eletroda Porous Pot 4

buah, larutan Copper Sulphate, roll meter, roll kabel dan tabel pencatat

data, serta alat alat komunikasi jika perlu.

2. Rancang luasan yang akan disurvei dari overlay peta topografi dan peta

geologi daerah survei, kemudian tentukan titik referensi untuk penempatan

salah satu elektroda yang menetap. Tentukan lintasan-lintasan pengukuran

didalam luasan survei (Survey Design), yang nantinya akan digunakan

untuk acuhan pembagian kelompok pengukuran.

3. Kalibrasi terlebih dahulu masing-masing pasang elektroda porous pot.

4


II.1 Cara mengkalibrasi Elektroda porous pot

Elektroda porous pot terdiri dari batang/kawat tembaga dan tabung keramik

dengan bagian bawah berpori, diisi dengan larutan Copper Sulphate ( ), seperti

terlihat pada gambar dibawah :

Gambar 4 : Sketsa Elektroda porous pot

Untuk mengkalibrasi elektroda porous pot yang telah diisi dengan larutan Copper

Sulphate pada konsentrasi yang sama, masukkan/celupkan satu pasang elektroda

porous pot kedalam medium dengan jarak yang dekat (sekitar 10 cm). Pada kondisi

tersebut, ukur potensial dengan DVM (Digital Volt Meter), dimana penunjukan harus

lebih kecil atau sama dengan 2 millivolt. Apabila penunjukan ternyata lebih besar dari

2 millivolt, maka kedua elektroda porous pot tersebut harus dibersihkan terlebih

dahulu, kemudian diisi kembali dengan larutan Copper Sulphate yang mempunyai

konsentrasi yang sama.

II.2 RANCANGAN LUASAN SURVEI

Sebelum pekerjaan pengukuran lapangan dilakukan, terlebih dahulu perlu

disepakati oleh team, batasan daerah yang akan disurvei, dengan perkiraan bahwa

dibawah permukaan tanah terdapat target yang akan dicari. Hal tersebut dilakukan

dengan survei pendahuluan dalam bentuk pemetaan geologi. Setelah mengetahui

5

Tabung Keramik

Batang/Kawat Tembaga

Larutan

Lapisan berpori


daerah yang akan disurvei, rancang lintasan-lintasan pengukuran yang akan

dikerjakan oleh kelompok-kelompok pengukuran. Tentukan titik referensi (potensial

nol), yaitu tempat dimana elektroda yang menetap ditempatkan, yang terletak diluar

daerah survei.

Sedang untuk menentukan lintasan survei, overlaykan peta geologi dan peta

topografi, dan tarik garis lintasan-lintasan survei. Pada setiap lintasan, mempunyai

parameter koordinat titik awal pengukuran, azimuth dan interval jarak pengukuran,

yang kesemuanya dicatat dalam tabel pengumpulan data.

Gambar 5 : Layout dari survei Metode SP

Di lapangan, untuk melakukan survei metode SP digunakan 2 pasang

elektroda porous pot dan dua voltmeter digital. Satu pasang diletakkan secara

permanen untuk mengukur variasi harian yang disebabkan oleh arus telluric, yang

kegunaannya untuk mengkoreksi data pengukuran. Sedang satu pasang yang lain

digunakan untuk pengukuran sesuai dengan titik-titik pengukuran yang akan diukur.

6

ElektrodaMenetap (Referensi)

Elektrodabergerak

L1

L2

Ln

Elektrodamenetap


III. PENGUMPULAN DATA

Dari rancangan survei, setiap kelompok akan melakukan pengukuran pada

lintasan-lintasan yang telah ditetapkan pada peta. Misalnya kelompok I medapat tugas

untuk pengukuran lintasan 1 dan lintasan 2. Jika memungkinkan, buat tabel tugas

kelompok pengukuran :

No. Pengukuran Data SP Keterangan Lintasan Survei

1 Kelompok 1 Tgl : ……….. Jam: ………..Nama : ………………………… ………………………... …………………………

L1 : Koordinat Titik Awal x : ………. y : ………. Azimuth : ……………L2 : Koordinat Titik Awal x : ………. y : ……….

2 Kelompok 2 L3 :L4 :

dst dst

Titik awal artinya, titik pertama pengukuran potensial pada lintasan ukur. Titik

tersebut dicatat dan di plot pada peta, dan ditarik garis pada peta sesuai dengan

azimuth yang telah diukur. Titik awal perlu diletahui koordinatnya (x,y), sehingga titik

ukur yang lain pada lintasan yang sama dapat dihitung koordinat (x,y). Hal tersebut

berguna untuk pengolahan akhir dari dalam bentuk kontur ekipotensial diri.

Data-data pengukuran dicatat pada tabel, baik untuk pengukuran elektroda

yang bergerak (tabel 1) ataupun sepasang elektroda yang menetap (tabel 2).

IV. PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI

Pada metode potensial diri, pengolahan data tidak terlalu komplek, dalam hal

ini hanya menghitung koordinat titik-titik ukur pada setiap lintasan, dari data parameter

lintasan yang terdiri dari koordinat (x,y) titik awal, azimuth dan interval jarak

pengukuran. Dengan menggunakan excel, koordinat titik-titik ukur dapat dihitung

dengan menggunakan rumus geometri biasa.

Dari pengukuran potensial diri pada setiap lintasan dan mengolah sehingga

koordinat titik-titik ukur dapat ditentukan, akhirnya dapat dibuat kontur ekipotensial.

7


Dari pola kontur ekipotensial, dapat diperkirakan penyebaran mmineral sulfida. Pada

umumnya “negatif center” dari kontur menunjukkan posisi puncak konduktor (sulfida)

berada dibawah “negatif center”. Dari peta kontur ekipotensial, dapat dibuat

interpretasi penampang lintang kurva potensial diri. Interpretasi secara kuantitatif

dapat dilakukan dengan cara pencocokan kurva lapangan dengan kurva model.

Tabel 1 : Pengumpulan Data SP (Elektroda Bergerak)

Daerah Survei : Koordinat E0 :

Tanggal :

Mulai Jam :

No. Lintasan : Azimuth :

Interval : ….. m Titik Awal : x : ……… y : ………..

Nomor No.Titik Potensial (mVolt) Keterangan

Sketsa Lintasan :

8


Tabel 2 : Pengumpulan Data SP (Elektroda Tetap Untuk Koreksi Telluric)

Daerah Survei : Koordinat E0 :

Tanggal :

Mulai Jam :

Nomor Jam Potensial (mVolt) Keterangan/Catatan

Survei SP:

Gambar 6. (a) Grid titik-titik pengukuran (b) Pengkonturan dari data ekipotensial sesuai dengan grid titik-titk pengukuran yang dibuat.

9


Model Interpretasi :

Gambar 7. Suatu bentuk model untuk interpretasi anomali SP

Gambar 8. (a) Distribusi ion anomali hipotetis dekat bidang batas padat-cair (b) Distribusi potensial yang sesuai.

10


Gambar 9 . Profile –profile model untuk interpretasi

Gambar 10. Anomali SP dan resistivitas sepanjang daerah prospek panasbumi

Rotokawa, New Zealand (Villarosa, 1988 dalam Hochstein 1995)

11


Gambar 11. Evaluasi dari profil potensial dan interpretasi geologinya. (I) Grafik pengukuran. (II) Grafik-grafik model . (III) Kurva penjumlahan.

Gambar 12. Evaluasi dari profil potensial dan interpretasi geologinya. (I) Grafik

pengukuran. (II) Grafik-grafik model . (III) Kurva penjumlahan.

12


13

METODE POTENSIAL DIRI

Documents