REFERENSIBlakely, Richard.J, 1995, Potential Theory in Gravity
and Magnetic Application, Cambridge Univ. Press.Dobrin, Milton. B., and Savit, C.H., 1998, Introduction
toGeophysical Prospecting, McGraw-Hill, Inc.Grant, F.S. and West, G.F., 1965, Interpretation
Theory in Applied Geophysics, McGraw-Hill, Inc.Reynolds,J.M., 1997, An Introductio to Applied
and Environmental Geophysics, John Wiley & Sons.
METODE GRAVITASI (GAYA BERAT) salah satu metode eksplorasi geofisika yang digunakan
untuk mengukur variasi medan gravitasi bumi akibat adanya perbedaan densitas antar batuan. Dalam prakteknya, metode ini mempelajari perbedaan medan gavitasi dari satu titik terhadap titik observasi lainnya. Sehingga sumber yang merupakan suatu zona massa dibawah permukaan bumi akan menyebabkan suatu gangguan pada medan gravitasi. Gangguan medan gavitasi inilah yang disebut sebagai anomali gravity.
metode survei geofisika yang mengukur densitas batuan bawah permukaan bumi. Besar distribusi rapat massa atau densitas didalam bumi menyebabkan percepatan gravitasi yang diukur di permukaan bumi bervariasi terhadap posisi. Oleh karena itu pengukuran percepatan gravitasi sebagai fungsi posisi dapat digunakan untuk memperkirakan variasi rapat massa bawah-permukaan.
Secara prinsip : metode graviti digunakan karena kemampuannya dalam membedakan densitas dari suatu sumber anomali terhadap densitas lingkungan sekitarnya. Dari variasi densitas tersebut dapat diketahui bentuk struktur bawah permukaan suatu daerah. Dalam suatu eksplorasi, baik dalam mencari minyak bumi maupun mineral, metode graviti ini banyak digunakan pada tahap penelitian pendahuluan
Metoda gayaberat, digunakan dalam pencarian mineralisasi emas tipe epitermal. Masing-masing mineral tambang memiliki densitas yang berbeda-beda. Karena itulah maka bila terdapat variasi mineral di suatu lingkungan homogen, maka akan terdapat anomali yang berbeda sehingga dapat diperkirakan mineral yang terkandung di dalamnya
Metoda gayaberat digunakan untuk menyelidiki struktur-struktur yang berasosiasi dengan sistem panas bumi. Umumnya jebakan panas bumi berasosiasi dengan tubuh intrusi batuan beku sebagai sumber panas. Tubuh intrusi batuan inilah yang dapat ditemukan dengan metode gravitasi.
Kelebihan dan Kelemahan metode Gravitasidibanding metode geofisika lainnya
Kelebihan1.Relatif lebih murah2.Bersifat non dekstruktif 3.Instrumen yang ideal (gravimeter kecil dan portable)
Kekurangan1.Metode dengan tingkat anomali yang tinggi2.Perlu adanya survei geologi yang mendalam dibanding
metode lainnya
DALAM PELAKSANAANNYA, METODE GRAVITASI MEMERLUKAN INSTRUMEN YANG DISEBUT GRAVIMETER. GRAVIMETER SEDERHANA YANG PERTAMA DICIPTAKAN PERTAMA KALI OLEH VENING MEISNEZ -VAN BEMEELEN BERUPA PENDULUM UNTUK MENGUKUR VARIASI DI LAUT CINA SELATAN.LALU LA COSTE (1934) MENEMUKAN GRAVIMETER. TEMUAN LA COSTE TERUS DIKEMBANGKAN HINGGA KINI.
Contoh : Gravimeter La Coste
Bentuk bumi shape (Teori Eratosthenes) : ukuran bumi di semua
tempat sama (bulat penuh), dengan jari-jari + 28.000 miles
Bentuk bumi ellipsoid (data satelit, penerbangan pesawat) : bentuk bumi tidak sama di semua tempat, terjadi
penggembungan di equator dan pemipihan (flattened) di daerah kutub.
Bentuk bumi ellipsoid mengakibatkan :
Jari-jari pada equator : 6.378.388 meter = 3.963,5 miles
Jari-jari pada kutub : 6.356.912 meter = 3.950,2 milesSelisih antara equator dan kutub 21.476 meter =13,3
miles, dan selisih volume : 2,5.10 11 miles3 = 1.1.10 22 km3
Kecepatan perputaran bumi pada daerah equator lebih dari 1000 miles per jam, dan semakin berkurang pada daerah kutub.
UKURAN BUMI Eratostenes (275-195 SM) yang tinggal di Alexandria berhasil menghitung
keliling bumi hingga mendekati kebenaran, ia memperhatikan sinar matahari pada tengah hari di pertengahan musim panas di kota Syene,
yang jatuh tepat di dasar sumur. Sedangkan di Alexandria yang berjarak 5.000 stad pada saat yang sama bayangan jarum gnomon (jam matahari)
memperlihatkan besarnya 1/50 dari seluruh lingkaran. Sudut ini dinamakan sudut APS (Alexandria, Pusat Bumi, Syene), maka dengan demikian ia menyimpulkan bahwa keliling bumi haruslah 50 kali 5.000 stad atau 250.000 stad. Jika 1 stad kurang lebih sama dengan 157 m
maka keliling bumi adalah sekitar 39.250 km.Bentuk bumi tidaklah sebulat seperti yang diduga semula. Pengukuran
panjang garis bujur (meridian) di beberapa garis lintang bumi menunjukkan bahwa jari-jari poler (kutub), sehingga bumi agak menggembung di daerah katulistiwa. Pada tahun 1617 Snellius
melakukan pengukuran dengan metoda segitiga. Dan sejak ditentukannya satuan meter pada tahun 1719, maka keliling bumi sekitar 40.000 km.
Harga rata-rata jari-jari bumi di khatulistiwa ialah 6.378,38 km, sedangkan di kutub 6.356,91 km dengan permukaan seluas
510.100.934 km2.
relief permukaannya tidak rata, berotasi, ber-revolusi dalam sistem matahari serta tidak homogen, sehingga variasi gravitI disetiap titik dipermukaan bumi dipengaruhi oleh berbagai faktor :
1.Lintang2.Ketinggian3.Topografi4.Pasang surut5.Variasi densitas bawah permukaanDalam melakukan survei gravity hanya satu faktor saja yang berperan yaitu variasi densitas bawah permukaan. Sehingga pengaruh 4 faktor lainnya harus dikoreksi atau dihilangkan
dari harga pembacaan alat.
Tempat terendah di dunia ada di Laut Mati, < -420 m di bawah laut
• GAYA GRAVITASI & PERCEPATAN GRAVITASIDipelopori oleh : Gelf Coast (USA, 1920-an), untuk melokalisir
kubah garam di MeksikoGravitasi yang terukur bukan absolut, tetapi relatifTeori fisika yang mendasari : HUKUM NEWTON I & II
Newton I : 2 BUAH PERTIKEL KECIL DLM MASSA 1 DAN MASSA 2,
MASING-MASING DGN DIMENSI YG SANGAT KECIL BILA DIBANDINGKAN DGN JARAK SEPANJANG r YG MEMISAHKANNYA TERHITUNG DR TITIK PUSAT BENDA KECIL ITU, MAKA SATU SAMA LAIN AKAN TARIK MENARIK DGN SUATU GAYA SEBASAR :
F = G.m1.m2 ……………………..a)
r2
• G : konstanta gravitasi besarnya 6.670.10-8 cm3/gr.det2 atau 6.670 . 10-11m3/kg.det2
H. Newton II :Gaya adalah massa dikalikan dengan percepatan F = m.a ………………………….b)
Formula a) dan b) disubstitusikan , a = F = G.m1.m2 = G.m (dalam satuan Gal, mGal)
m r2 r2
a : percepatan (cm/det2) : cgsa : percepatan gravitasi (Gal, Mgal), 1 Gal = 1 cm/det2 = 1000 mGal 1 Gal (mikrogal) = 10-6Gal
Harga gravitasi dapat diperoleh secara teoritis (matematis) dan secara praktis (pengukuran dengan gravitimeter).
Harga gravitasi secara teoritis diperoleh dengan menggunakan FORMULA-FORMULA GRAVITASI antara lain :
(dalam satuan Gal) :1. Formula Helmert (1901)go = 978,030 (1 + 0,005302.Sin2 - 0,000007 Sin22)Catatan : faktor pemipihan bumi (f) = 298,2 f = a-b jari-jari equator (a) = 6.378.200 m a jari-jari kutub (b) = 6.356.818 m
2. Formula U.S.Coast & Geodetic Survey (Bowic, 1917)go = 978,039(1 + 0,005294.Sin2 - 0,000007 Sin22)Dengan catatn : 1/f = 297,4 dan a > b
3. Formula Internasional (1930)go = 978,048(1 + 0,0052884.Sin2 - 0,0000059
Sin22)Catatan : a = 6.378.388 m b = 6.356.909 m 1/f = 297
4. Formula Nickanen (1945)go = 978,0468(1 + 0,005978.Sin2 - 0,0000059
Sin22+0,000023.Cos 2.Cos 2 (+4o)Catatan : : garis bujur
5. Formula I.U.G.G (International Union of Geodesy and Geophysics, ‘67)
go = 978,03185(1 + 0,005278895.Sin2 + 0,000023462.Sin 4)
Faktor kesalahan : 0,04 mGal
Formula gravitasi yang umum : go = ge (1 + A.Sin2 - B. Sin22)
Dimana : go : gravitasi pada posisi lintang (Gal)
ge : gravitasi di equator
: posisi garis lintangNilai percepatan normal gravitasi di permukaan bumi : 980 Gal =
980 cm/det2 = 980.103 mGal
• PERMASALAHAN : KENAPA NILAI GRAVITASI (SECARA MATEMATIS) CENDERUNG DIPENGARUHI OLEH POSISI GARIS LINTANG DAN TIDAK OLEH GARIS BUJUR
HASIL DAN PEMBAHASAN
KONTINUASI KE ATAS
PROYEKSI BIDANG DATAR
Koreksi Medan
Korekasi Bouguer
Koreksi Udara Bebas
Koreksi g Normal
Koreksi Drift
Koreksi Tidal
KESIMPULAN
INFORMASI GEOLOGI
ANOMALI SEMI-REGIONAL
ANOMALI BOUGUER
G OBSERVASI
DATA LAPANGAN
MODEL
Diagram alir penelitian metode gayaberat
MEDAN GRAVITASI BUMIA. BENTUK DAN ROTASI BUMI• Bentuk bumi ellipsoid, dengan selisih jari-jari dan kutub 21.476
meter =13,3 miles• Faktor pemipihan (flatedtenes) / f = (a-b).1, dimana : a a = jari-jari equator b = jari-jari kutubAkibat adanya pemipihan tersebut menyebabkan perbedaan harga
percepatan gravitasi di equator sebesar 5,17 Gal terhadap kutub. equator sebesar 5,17 Gal terhadap kutub. Hal ini disebabkan (Hammer, 1943) :Hal ini disebabkan (Hammer, 1943) :
1.1. Percepatan sentrifugal ke arah luar equator & tdk terjadi di kutub, Percepatan sentrifugal ke arah luar equator & tdk terjadi di kutub, menyebabkan kenaikan sebasar 3,39 Galmenyebabkan kenaikan sebasar 3,39 Gal
2.2. Titik di kutub jaraknya lebih dekat ke inti bumi, menyebabkan Titik di kutub jaraknya lebih dekat ke inti bumi, menyebabkan kenaikan sebasar 6,63 Galkenaikan sebasar 6,63 Gal
3.3. Massa bumi keseluruhan, mengakibatkan gaya tarikan di equator Massa bumi keseluruhan, mengakibatkan gaya tarikan di equator > dibanding kutub, menyebakan pengurangan sebasar 4,85 Gal.> dibanding kutub, menyebakan pengurangan sebasar 4,85 Gal.
Bumi berotasi pada tempatnya, dengan kecepatan sedut sebesar Bumi berotasi pada tempatnya, dengan kecepatan sedut sebesar 2.2..1/86.164 = 7.292.10.1/86.164 = 7.292.10-5 -5 rad/detikrad/detik
B. KOREKSI GRAVITASI DAN ANOMALI-ANOMALI GRAVITASI
MACAM-MACAM KOREKSI DALAM METODE GRAVITASI
1. Koreksi Alat (DRIFT)2. Koreksi Pasang Surut
3. Koreksi Lintang4. Koreksi Topografi (TERRAIN)
5. Koreksi Udara Bebas6. Koreksin Bouguer
7. Koreksi ElevasiTujuan dilakukan koreksi : untuk menghindari
kesalahan (baik saat pengambilan data di lapangan/faktor manusia, faktor alam, faktor alat) sehingga akan dihasilkan data yang akurat, & hasil interpretasi akan baik.
KOREKSI ALAT (DRIFT) : dilakukan dengan tujuan untuk mengkoreksi kesalahan dalam pembacaan gravitemeter pada saat dilakukan pengukuran. Koreksi dpt dilakukan secara matematis ataupun grafis.
• Rumur koreksi matematis : c = (p-q) . (x – y)• (r- q)• c : koreksi drift di stasiun n• p : waktu pembacaan di stasiun n• q : waktu pembacaan di stasiun awal• r : waktu pembacaan di stasiun akhir• x : nilai pembacaan di stasiun akhir• y : nilai pembacaan di stasiun awal Teknik pengambilan data dengan menggunakan
sistem LOOPING
KOREKSI PASANG SURUT (TIDAK CORRECTION) : dilakukan karena adanya pengaruh pasang surutnya permukaan air laut akibat daya tarik bulan
g = 3.G.r.Mm (cos 2m + 1/3) – 3.G.r.Ms (cos 2 s + 1/3) 2.Dm3 2.Ds3
G : konstanta gravitasi m : bulan D : jarak M : massa s : matahari : sudut
geosentris
KOREKSI LINTANG : koreksi yang memperhitungkan perubahan gravitasi dari posisi equator ke arah kutub. Didasarkan pada perbedaan gravitasi yang diturunkan langsung dari formula gravitasi
go = ge (1 + A.Sin2 - B. Sin22)
= A (1 + B.Sin2 - C. Sin22)Nilai gravitasi naik seiring naiknya harga sudut lintang
geografis.
Koreksi yang dilakukan akibat adanya perbedaan ketinggian/elevasi dari titik pengamatan, koreksi ini tidak memperhatikan densitas batuan ().
Lokasi pengukuran yang mempunyai elevasi tinggi akan mempunyai harga gravitasi (g) yang lebih kecil dibandingkan dengan lokasi pengukuran yang elevasinya lebih rendah.gh
go
h
Pusat Bumi
r
Dimana : go : gravitasi di suatu titik
tertentugh : gravitasi pada ketinggian
h di atas titik/level tertentur : jari-jari bumi
a = F = G.m1.m2 = G.m
m r2 r2
F = G.m1.m2
r2
go = G.m
r2
gh = G.m
(r+h)2
gh /go = G.m x r2
(r+h)2 G.m = r2 : r2
(r2+2rh+h2)
= 1 .
(1+2h/r+h2/r2)
gh /go = 1 .
(1+h/r)2 gh /go = (1 + h/r)2
gh /go = 1 - 2h/r
gh /go = 1 - 2h/r
gh =go - 2h.go
r
gh - go = - 2h.go
r
g = - 2h.go
r
Apabila r =67.367.108 cmgo = 980.629 Gal (pada lintang 45o)
Maka :g = - 2. (980.629).h
67.367.108
= -3.0803.10-6 x h (Gal/cm)
= -3.0803 x h (mGal/m)
= -0.09406 x h (Gal/ft) Jika g di atas datum, maka = + 3.0803 x h
(mGal/m)
Jika g di bawah datum, maka = - 3.0803 x h (mGal/m)
gh
go
datumh
go = G.m
r2
gh = G.m
(r+h)2
gh akan mempunyai gravitasi kecil, sehingga hasil koreksi harus ditambahkan dengan harga gravitasi (g) pada stasiunpengukuran (bernilai positif)
go akan mempunyai gravitasi besar, sehingga hasil koreksi harus dikurangkan dengan harga gravitasi (g) pada stasiunpengukuran (bernilai negatif)
Koreksi yang dilakukan karena pengaruh adanya material di dekat permukaan (dipengaruhi oleh faktor densitas batuan / )
Massa bukit berpengaruh terhadap nilai pembacaan gravitimeter di pengukuran A, hal ini dinamakan dengan efek Bouguer (g).
Pengaruh lempengan/material setebal h, dengan densitas batuan , pengaruhnya :
g = 2...G.h
B
A h
g = 2...G.hJika G = 6.6732.10-8, maka :
g = 0.04193..h (mGal/m) = 0.01278..h (mGal/ft)
Sehingga :Jika g di atas datum, maka = - 0.04193..h (mGal/m) , karena gh
akan mempunyai gravitasi besar, sehingga hasil koreksi harus dikurangkan dengan harga gravitasi (g) pada stasiun pengukuran (bernilai negatif).
Jika g di bawah datum, maka = + 0.04193..h (mGal/m), gh akan mempunyai gravitasi kecil, sehingga hasil koreksi harus ditambahkan dengan harga gravitasi (g) pada stasiun pengukuran (bernilai positif).
Sifat dari koreksi Bouguer berlawanan dengan koreksi udara bebas
Koreksi ini merupakan gabungan antara koreksi udara bebas dan koreksi Bouguer.
Koreksi elevasi = Koreksi udara bebas + koreksi bouguerPengukuran di atas Datum, maka koreksi Elevasi = EC = +FAC - BC
Pengukuran di bawah Datum, maka koreksi Elevasi = EC = -FAC + BC
Koreksi ini dilakukan karena ketidakteraturan topografi (adanya lembah dan bukit) yang akan mempengaruhi nilai pembacaan gravitasi di suatu tempat. Dengan adanya koreksi topografi, maka akan mengkompensasi antara faktor adanya bukit dan lembah.
Adanya lembah akan mengakibatkan penambahan nilai gravitasi, sedangkan adanya bukit akan mengakibatkan pengurangan nilai gravitasi, sehingga perlu dilakukan koreksi topografi.
Koreksi topografi dilakukan dengan DIAGRAM HAMMER.
Berdasarkan besarnya radius dari titik pengukuran gravity,Hammer Chart tersebutdapat dikelompokkan menjadi :a.Inner ZoneMemiliki radius yang tidak terlalu besar sehingga bisa didapatkan daripengamatan langsung dilapangan. Dapat dibagi menjadi beberapa zona:-Zona B : radius 6,56 ft dan dibagi menjadi 4 sektor.- Zona C : radius 54,6 ftdan dibagi menjadi 6sektor.b.Outer ZoneZona ini memiliki radius yang cukup jauh, sehinggabiasanya perbedaanketinggian dengan titikpengukuran gravity menggunakan analisa petakontur.Outer Zone dibagi menjadi beberapa zona:- Zona D : radius 175 ft dan dibagimenjadi 6sektor.- Zona E : radius 558 ft dan dibagi menjadi 8sektor.- Zona F: radius 1280 ft dan dibagi menjadi 8sektor.- Zona G : radius 2936 ft dandibagi menjadi12 sektor.- Zona H : radius 5018 ft dan dibagi menjadi12sektor.- Zona I : radius 8575 ft dan dibagi menjadi12 sektor.- Zona J : radius
14612 ft dan dibagi menjadi12 sektor.- Zona K sampai M, masing-masingdibagi 12sektor.Untuk menghitu Terrain Correction (TC) tiap sektordapat digunakan persamaan :Terrain correction untuk masing-masing stasiunpengukuran gravity adalah totaldari TC sektor-sektordalam satu stasiun pengukuran tersebut
Anomali Bouguer :1.Anomali regional : anomali yang berhubungan dengan massa homogen2.Anomali Residual : anomali yang berhubungan dengan target eksplorasi
anomali : perbedaan antara nilai yang diharapkan gravitasi pada lokasi tertentu (dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti densitas, ketinggian, dan nilai aktual.)
Berdasarkan pada perbedaan densitas, maka terdapat 2 anomali yang terlihat :1.anomali gravitasi positif, akibat massa dengan densitas besar (mass excess)2.anomali gravitasi negatif, akibat massa dengan densitas kecil (mass deficiency)
Pemisahan Anomali Regional dan ResidualAnomali bougue disebabkan oleh dua bagian yaitu anomali regional dan anomaliresidual. Anomali regional bersifat smopth dan biasanya disebabkan oleh batuan-batuanyang dalam. Sedangkan anomali residual bersifat kasar dan disebabkan oleh batuan-batuan yang dangkal. Biasanya anomali residual yang dicari. Karena anomali tersebutmempunyai fungsi yang berlainan maka kedua anomali tersebut harus dipisahkan untuk memanfaatkan secara optimum.
CITRA ANOMALI GAYA BERAT INDONESIACITRA ANOMALI GAYA BERAT INDONESIA
(Sumber : Basis data Gaya(Sumber : Basis data Gaya B Berat Pusat Survei Geologi)erat Pusat Survei Geologi)
Salah satu data dasar penting untuk evaluasi Cekungan Sedimen yang mengandung Salah satu data dasar penting untuk evaluasi Cekungan Sedimen yang mengandung potensi hidrokarbonpotensi hidrokarbon
Melengkapi informasi dari Peta Geologi, utamanya struktur dan liniasi di bawah Melengkapi informasi dari Peta Geologi, utamanya struktur dan liniasi di bawah permukaanpermukaan
STATUS PEMETAAN GAYABERAT INDONESIASTATUS PEMETAAN GAYABERAT INDONESIA
- Hingga Desember 2005, telah diliput sisa area Kalimantan, Sulawesi, dan Maluku- Hingga Desember 2005, telah diliput sisa area Kalimantan, Sulawesi, dan Maluku
- Tahun 2006 dilakukan pemetaan di Aceh NAD dan sisa area di sekitarnya yang belum - Tahun 2006 dilakukan pemetaan di Aceh NAD dan sisa area di sekitarnya yang belum terliputterliput
- Tahun 2007 direncanakan penyelesaian peliputan pemetaan di Papua- Tahun 2007 direncanakan penyelesaian peliputan pemetaan di Papua
1 0 L o w
H i g h
Cekungan batubara
Peta tiga dimensi anomali gravitasi
Contoh adanya bijih besi,dibuktikan dengan
adanyaanomali, membeloknya grafik,pada
jarak 0, bila tidak ada anomali maka seharusnya
grafik miring sesuai dengan adanyaperlapisan granit yang
miring
