jj

1. SILABUS
Program Studi : Teknik Pertambangan
Mata Kuliah : Geofisika Tambang
Kode Mata Kuliah : TA-147
SKS : Teori : 2 SKS. Praktikum : 1 SKS
Semester : VI ( Enam )
Mata Kuliah Prasyarat : 1. Fisika Dasar II
2. Geologi Struktur
Dosen : Ir. Winda, MT. ( Pengampu)
I. Deskripsi Mata Kuliah
Mata kuliah ini merupakan mata kuliah keahlian yang mempelajari tentang penerapan
Ilmu Fisika ke dalam bumi untuk mencari sumberdaya bumi di bawah permukaan
tanah dengan cara Geomagnetik, Seismik, dan Geolistrik, serta menerapkan metode-
metode tersebut secara terpadu (termasuk Gravity dan EM) untuk eksplorasi mineral
I. Kompetensi Dasar
1. Menjelaskan tentang dasar-dasar penerapan Fisika pada bumi untuk eksplorasi
sumberdaya bumi secara umum.
2. Menjelaskan tentang metode Geomagnet
3. Menerapkan metode Geomagnet untuk eksplorasi Urat Kuarsa (Vein)
4. Menjelaskan sifat gelombang seismik (refraksi dan refleksi)
5. Menerapkan metode seismik refraksi untuk lapisan dangkal (overburden) dan
seismik refleksi untuk lapisan dalam
6. Menjelaskan tentang metode Geolistrik dan susunan elektroda yang digunakan
7. Menerapkan metode Geolistrik Tahanan Jenis untuk pendugaan lapisan bumi
8. Menjelaskan tentang metode Gravitasi (Gravity)
9. Menjelaskan tentang metode Elektromagnet (EM) yang berfrekuensi rendah
10. Menerapkan metode Geofisika terpadu untuk eksplorasi sumberdaya mineral.

2. II. Analisis Instruksional
Skema Hubungan Antar Kompetensi Dasar
10
Menerapkan metode
Geofisika secara terpadu
untuk eksplorasi
sumberdayabumi (mineral)
3
Penerapan
metode Geo-
magnet untuk
Urat kwarsa
(Vein)
5
Penerapan
seismik bias
(refraksi) dan
seismik pantul
(refleksi)
7
Penerapan
metode
geolistrik
tahanan jenis(ρ)
dan IP.
8
Metode
Gravitasi
(Gravity)
2
Metode
Geomagnet
4
Metode Seismik
- Seismik Refraksi
- Seismik Refleksi
6
Metode
Geolistrik (SP,
Res, IP)
9
Metode
EM – VLF
Georadar
1
Pengantar metode Geofisika
(Gravity, Magnet, Seismik, Listrik, EM)

3. III. Strategi Perkuliahan
1. Tatap Muka
♦ Kuliah Tatap Muka
♦ Diskusi
♦ Presentasi
2. Non Tatap Muka
♦ Tugas Mandiri
♦ Tugas Kelompok
IV. Sumber Bahan
A. Wajib :
1. Telford, W.M. et al., 1976. “Applied Geophysics”, Cambridge Univ.Press.
2. Moehadi, 1996, “Jabaran Matematis untuk Geofisika”, UPN “V” Yogya.
B. Tambahan :
1. Dobrin, Milton B., 1976, “Introduction to Geophysical Prospecting”,
Mc.Graw Hill, New York.
2. Flate, H., 1967, “Interpretation of geoelectrical resistivity measurement for
solving geological problem”, Proc. Mining and Groundwater, Canada.
3. Grant, F.S. and West, G.F., 1965, “Interpretation theory in applied
geophysics”, Mc. Graw Hill, New York.
4. Lilik Hendrajaya, 1991, “Kemanfaatan geofisika dalam eksplorasi mineral”,
Seminar sehari, HMGF-ITB & HAGI, Bandung.
5. Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika, 2001, Geofisika UGM Yogya.
V. Penilaian
No. Jenis Penilaian Bobot (%)
1 Kehadiran 5
2 Keaktifan di kelas 5
3 Tugas 20
4 Ujian Tengah Semester 30
5 Ujian Akhir Semester 40
Jumlah 100
RANCANGAN PERKULIAHAN

4. Mata kuliah : GEOFISIKA TAMBANG ( Teori = 2 SKS, Praktikum = 1 SKS )
Kode Mata kuliah : TA-147 Semester Genap (VI)
Mata Kuliah Prasyarat: - Fisika Dasar II , Kode :
- Geologi Struktur, Kode :
Dosen Pengampu : Ir. Winda, MT.
I. Deskripsi Mata Kuliah :
Mata kuliah ini merupakan mata kuliah keahlian yang mempelajari tentang penerapan
ilmu Fisika ke dalam bumi untuk mencari sumberdaya bumi (mineral) di bawah
permukaan tanah dengan cara magnetik, seismik, geolistrik dan gravitasi.
II. Standar kompetensi Mata Kuliah :
Mahasiswa dapat menjelaskan teori dan penerapan metode Geofisika dalam eksplorasi
tambang di Indonesia.
III. Referensi
1. Wajib
A. Telford, W.M. et al., 1976. “Applied Geophysics”, Cambridge Univ. Press.
B. Moehadi, 1996, Jabaran Matematis untuk Geofisika, UPN Yogyakarta.
2. Anjuran
C. Sharma, P.V., 1997, “Environmental and engineering geophysics”, Cambridge
University Press.
D. Dobrin, Milton B, 1976. “Introduction to Geophysical Prospecting” , Mc.Graw
Hill, New York.
C E. Grant, F.S. and West, G.F.,1965, “Interpretation theory in applied geophysics”,
Mc.Graw Hill, New York.
D F. Proceding : Mining Geophysics, 1967, (vol. II Theory).
G. Lilik Hendrajaya, 1991, Kemanfaatan geofisika dalam eksplorasi mineral.
H. Flate, H., 1967, Interpretation of geoelectrical resistivity measurement for solving
geological problem, Proceeding Mining and Groundwater, Canada.
I. Irvin, “ Induced Polarization in mineral exploration, Dept of Physics, WAIT.
J. Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika Th. 2001, Geofisika –UGM Yogyakarta.
IV. Skema Kerja

5. No. Kompetensi Dasar Materi Perkuliahan Estimasi
Waktu
( . x 50’)
Ref.,
Hal.
1 2 3 4 5
1 Menjelaskan tentang Pengantar
metode Geofisika yang terdiri
dari : Gravity, Magnet, Seismik,
dan Listrik.
Pengantar Geofisika
1. Pengertian Geofisika
2. Ilmu yang mendasarinya (Fisika,Geologi)
3. Penerapan Geofisika dalam eksplorasi
sumberdaya bumi khususnya mineral
4 A
G
2 Menjelaskan tentang metode
geomagnet
Metode Geomagnet
1. Dasar-dasar kemagnetan
2. Pengertian anomali geomagnet
3. Benda (mineral) penyebab anomali
2 A
D
E
3 Menerapkan metode geomagnet
dalam eksplorasi pertambangan,
(urat kwarsa /vein)
Penerapan Metode Geomagnet
1 Prinsip kerja alat magnetometer
2 Prosedur lapangan
3 Pengolahan dan interpretasi data
2 A
E
4 Membedakan sifat gelombang bias
(refraksi) serta gelombang pantul
(refleksi).
Metode Seismik
1. Teori elastisitas batuan
2. Pengertian seismik bias/pantul
3. Penjabaran lapisan bumi dengan nilai V
(kecepatan gelombang seismik)
2 A
B
5 Menerapkan metode Seismik
Refraksi untuk pendugaan lapisan
bumi (dangkal). Seismik Refleksi
untuk penafsiran lapisan dalam
Seismik Refraksi
1. Pengenalan konsep intercept time
2. Kec.gel. bias untuk 2 lapisan atau lebih
3. Penerapan utk. pendugaan overburden
4. Geometri refleksi dan konsep NMO
5. Teknik CDP dan koreksi Statik dll.
6. Seismik refleksi utk eksplorasi batubara
4 C
J
6 Menjelaskan tentang metode
Geolistrik dan susunan elektroda
(konfigurasi) yang digunakan
Metode Geolistrik
1. Asumsi yang digunakan dlm geolistrik
2. Pot.listrik pd medium homogen isotropis
3. Alat geolistrik (transmitter dan receiver)
4. Penurunan rumus untuk konfigurasi ;
Wenner, Schlumberger, Dipole-dipole
2 A
B
7 Menerapkan metode geolistrik
Tahanan jenis (Resistivity) dan
Polarisasi terimbas (IP = Induced
Polarization)
Geolistrik (Resistivity & IP)
1. Nilai ρ untuk berbagai lapisan bumi
2. Metode matching
3. Penerapan untuk pendugaan akifer dll.
4. Pengertian polarisasi dalam batuan
5. Penampang semu (pseudosection)
4 A
H
I

6. 6. Penerapan untuk mineral sulfida, dll.
8 Menjelaskan tentang Metode
Gravitasi bumi (Gravity)
Metode Gravitasi (gravity)
1. Pengertian anomali gravitasi
2. Benda penyebab anomali (intrusi)
3. Alat yang digunakan untuk pengukuran
4. Koreksi-koreksi anomali gravitasi
5. Penafsiran data gravitasi
2 A
C
D
9 Menjelaskan tentang metode
Elektro-magnetik (EM) khususnya
yang berfrekuensi sangat rendah
(VLF = Very Low Frequency)
Metode Elektro-magnetik (EM-VLF)
1. Teori perambatan gelombang EM.
2. Pengantar metode VLF.
3. Prinsip perambatan gelombang EM-VLF
4. Contoh aplikasi metode VLF
2 A
J
10 Menerapkan metode Geofisika
terpadu untuk eksplorasi
sumberdayabumi (mineral)
Metode Geofisika Terpadu
1. Dasar-dasar eksplorasi cebakan mineral
2. Penerapan untuk survei pendahuluan
3. Penerapan untuk survei semidetail
2 A
F
G
V. Komponen Penilaian
♦ Kehadiran dalam kelas : 10 %
♦ Pelaksanaa Tugas-tugas : 20 %
♦ Ujuian Tengah Semester : 30 %
♦ Ujian Akhir Semester : 40 %
BAB I
GEOFISIKA UMUM
1. Definisi Geofisika

7. Definisi Geofisika berasal dari kata Geologi yang disingkat Geo dan ilmu Fisika,
sehingga bila diuraikan dengan lengkap bahwa Geofisika itu adalah ilmu yang mempelajari
tentang bumi dengan cara melakukan pengukuran-pengukuran berdasarkan pada prinsip-
prinsip fisika. Namun perlu diingat bahwa fisika itu alat bantunya adalah matematika,
sehingga seorang ahli geofisika selain harus terjun ke lapangan selayaknya orang geologi
juga harus tahu instrumentasi fisika dan menguasai rumus-rumus secara matematika. Oleh
karena itu ahli geofisika bisa berasal dari disiplin ilmu Geologi dan juga disiplin ilmu
Fisika. Atau secara khusus mendalamai Geofisika yang berasal dari jurusan Geofisika.
Kemudian timbul pertanyaan apakah Geofisika itu ilmu murni (science) atau teknik
(engineering) ? Para ahli mendefinisikan geofisika itu sebagai science karena induknya
geologi dan fisika juga science. Namun dengan berkembangnya ilmu dan teknologi,
geologi juga sebagai teknik geologi dan fisika yang diaplikasikannya adalah instrumentasi
dan processing datanya sudah computerize maka geofisika juga berkembang menjadi
teknik geofisika. Akan tetapi sesungguhnya geofisika itu kurang tepat sebagai science atau
engineering karena bisa mengacu pada istilah diantaranya yaitu ilmu terapan (applied
science). Dengan demikian tulisan penelitian atau karya ilmiah tentang geofisika banyak
dijumpai dengan judul penerapan geofisika untuk pendugaan … dst.
Berdasarkan tulisan-tulisan yang ditemukan pada internet, bisa ditebak kalau si
penulisnya itu berasal dari jurusan fisika atau geologi atau dari jurusan geofisika sendiri.
Jika tulisannya banyak menguraikan tentang teori-teori yang bersifat matematis,
kemungkinan latar belakang ilmunya fisika. Akan tetapi jika uraiannya banyak tentang
analisis atau interpretasi tentang kondisi lapangan, maka kemungkinan latar belakang
ilmunya geologi. Bila ada keseimbangan antara teori dan teknik pengambilan data,
prosessing, dan interpretasi, biasanya dari jurusan geofisika.
Walaupun demikian, sebenarnya ilmu geofisika itu tidak semudah yang telah dibahas
di atas, apalagi jika yang dibahas adalah Geofisika Tambang, berarti selain harus tahu
tentang teori/metode geofisika juga harus memahami tentang genesa bahan galian sehingga
dapat menerapkannya dalam bidang pertambangan.
Karena itu, sebagai awal dari mata kuliah Geofisika Tambang, harus memahami
keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam tersebut menjadi kendala untuk
melangkah lebih lanjut. Sehingga kita merasa perlu untuk mempelajari cara atau metode
untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat di dalam perut bumi. Salah satu cara atau
metode untuk memperoleh informasi tersebut dengan menggunakan metode survei

8. geofisika. Metode tersebut merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari
bidang bumi khususnya perut bumi berdasarkan konsep fisika. Survei geofisika yang
sering dilakukan selama ini antara lain Metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik,
geolistrik (resistivitas) dan elektromagnetik. Namun sebelum dibahas satu persatu tentang
perbedaan dan keunggulannya terlebih dahulu dipahami tentang Ilmu Geofisika itu sendiri.
Geofisika, di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan
fisika ionosfer. 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 horizontal.
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.) Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi
(udara), geofisika bumi padat dan oseanografi (laut).
Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang
mempelajari gempabumi, ilmu tentang gunungapi (Gunung Berapi) atau volcanology,
geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan
eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.
Ilmu-ilmu Geofisika meliputi:
 Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu seismos yang berarti
getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan. Orang
Yunani menyebut gempa bumi dengan kata-kata seismos tes ges yang berarti Bumi
bergoncang atau bergetar. Dengan demikian, secara sederhana seismologi dapat
diartikan sebagai ilmu yang mempelajari fenomena getaran pada bumi, atau dengan kata
sederhana, ilmu mengenai gempa bumi. Seismologi merupakan bagian dari ilmu
geofisika.
Gempa bumi besar yang terjadi pada tanggal 1 November 1755 di Lisboa, Portugal
menghancurkan seluruh kota dan memicu tsunami besar, dapat dicatat sebagai tonggak
awal pemicu perkembangan seismologi modern.

9. Seismologi tidak hanya mempelajari gempa bumi. Eksplorasi hidrokarbon (minyak
bumi dan gas) juga diawali oleh survey seismik. Untuk keperluan ini, pemicu getaran
dibuat manusia (bukan gempa bumi) dengan menggunakan semacam dinamit, lalu
getaran yang dapat diterima beberapa penerima (receiver) disusun sedemikian rupa
sehingga catatan getaran tersebut dapat menggambarkan kondisi bawah tanah.
 Geofisika reservoir adalah salah satu cabang ilmu geofisika yang mengkhususkan
dalam identifikasi reservoir. Cabang ilmu ini bisa dikatakan sebagai salah satu teknik
dalam ilmu geofisika. Kajian ilmu ini adalah menghubungkan parameter-parameter
batuan reservoir (baik migas maupun nonmigas) dengan parameter-parameter
pengukuran geofisika.
 Geofisika tambang (mining geophysics) adalah penerapan metode-metode geofisika
dalam bidang pertambangan. Mungkin ini cabang ilmu geofisika yang jarang dibahas
oleh jurusan geofisika atau geologi. Hal ini dikarenakan sebagian besar yang dipelajari
oleh geofisika untuk eksplorasi dalam bidang perminyakan dan kemudian yang ramai
pada saat krisis minyak beralih ke eksplorasi di bidang panasbumi (geothermal).
Sedangkan para ahli eksplorasi pertambangan, telah lama melakukan terobosan
bergabung dengan himpunan ahli geofisika eksplorasi (Society Exploration
Geophysicist) sampai berhasil menerbitkan buku Mining Geophysics (1969) dalam dua
volume, yaitu volume-1 tentang teori yang merupakan penjabaran secara matematis dari
metode geofisika, dan volume-2 tentang penerapan metode-metode geofisika untuk
penyelidikan berbagai macam bahan galian tambang mulai dari gol A sampai C dan
juga air tanah bawah permukaan (groundwater).
Penulis dari buku Mining Geophysics tersebut tidak saja dari USA dan Eropa tetapi juga
berasal dari daratan komunis seperti Rusia semasa masih bergabung dalam USSR.
Sehingga kemungkinan kesulitan dalam mempelajarinya maka tidak begitu popular.
Namun sekarang dengan adanya internet hal itu tidak begitu masalah karena dengan
mudah membuka website tentang geofisika tambang. Salah satu contoh hasil download
dari website ; mining geophysics, 2009. adalah sebagai berikut :

10. 2. Metode-metode geofisika
Karir di bidang geofisika tambang
Lebih dari 50 tahun, Kanada telah meminpin dunia dalam
bidang geofisika khususnya eksplorasi mineral. Kenyataan
ini secara alami karena Kanada mempunyai daratan yang
luas dan mempunyai salah satu potensi terbesar untuk
menemukan sumber-sumber mineral, seperti : Tembaga
(copper), timah hitam (lead), seng (zinc), besi (iron), emas
(gold) , dan potassium (potash) dan masih banyak lagi
sumber-sumber mineral terdapat di Kanada. Penemuan
intan (diamond) di kawasan Canada artic (Gambar 1.1 di
samping kiri) telah dieksplorasi lanjut dan telah berhasil
ditambang, serta Gambar 1.2 di bawah ini Tambang intan
di Zaire, Kimberlite pipes sebagai salah satu penemuan
dengan metode geofisika
Kondisi Pekerjaan
Seperti halnya ahli-ahli Geofisika dalam bidang
perminyakan, ahli geofisika tambang sering bekerja
dalam satu tim dengan ahli geologi, ahli tambang
dan tenaga-tenaga penunjang laboratorium. Toim
ini bekerja mengumpulkan dan menginterpretasi
data sampai evaluasi keekonomian dari
penemuannya. Sebagian pekerjaan di kantor tetapi
sering bekerja jauh di lapangan dan membuat
Camp di pedalaman. Untuk para pecinta alam
pekerjaan ini merupakan salah satu pilihan menjadi
profesional.
Pengumpulan data
Para ahli geofisika tambang menggunakan banyak
instrument yang sangat sensitif untuk melokalisir endapan
mineral. Sebagai contoh untuk penyelidikan awal
menggunakan aeromagnetic (Gb 1.3). Kemudian untuk
pekerjaan detail biasanya dilakukan di darat dengan
menggunakan metode polarisasi terimbas (Induced
Polarization). Para ahli geofisika tambang menggunakan
juga metode seismic (Gb 1.4) sebagaimana dilakukan oleh
ahli geofisika perminyakan/reservoir, untuk eksplorasi
batubara dan potassium. Dari metode seismic 3D dapat
diperkirakan penyebaran mineral. Kerjasama ahli
geofisika tersebut juga dilakukan pada percobaan seismic
untuk identifikasi sulfide tembaga dan besi.
Gb 1.1 Tambang intan (via satelit)
Gb 1.2 Tambang intan di Zaire
Gb. 1.3 Survei dgn aeromagnetik
Gb 1.4 Seismik 3D di pertambangan

11. Metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu
1) . Metode pasif
Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan 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.
2) . Metode aktif.
Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur
respons yang dilakukan oleh bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit,
pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.
Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam geofisika tampak seperti table-
1.1 di bawah ini:
Tabel 1.1 Ensiklopedia Geofisika (Wikipedia,2009)
Metode Parameter yang diukur Sifat-sifat fisika yang terlibat
Seismik Waktu tiba gelombang seismik
pantul atau bias, amplitudo dan
frekuensi gelombang seismik
Densitas dan modulus elastisitas
yang menentukan kecepatan
rambat gelombang seismik
Gravitasi Variasi harga percepatan
gravitasi bumi pada posisi yang
berbeda
Densitas
Magnetik Variasi harga intensitas medan
magnetik pada posisi yang
berbeda
Susceptibilitas atau remanen
magnetik
Resistivitas Harga resistansi dari bumi Konduktivitas listrik
Polarisasi
terinduksi
Tegangan polarisasi atau
resistivitas batuan sebagai
fungsi dari frekuensi
Kapasitansi listrik
Potensial diri Potensial listrik Konduktivitas listrik
Elektromagnetik Respon terhadap radiasi
elektromagnetik
Konduktivitas atau Induktansi
listrik
Radar Waktu tiba perambatan
gelombang radar
Konstanta dielektrik
Keterangan :
Metode Geofisika aktif (berwarna merah), yaitu : seismic, resistivitas, polarisasi
terimbas, dan radar. Sedangkan metode geofisika pasif (berwarna biru), yaitu :
Gravitasi, magentik (geomagnet), potensial diri dan elektromagnetik.

12. Berikut adalah keterangan metode-metode Geofisika:
a. Metoda Seismik
Metode seismik merupakan salah satu metoda geofisika yang digunakan untuk
eskplorasi sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan
bantuan gelombang seismik. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan
metode seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan
pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya
jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya. Dalam
metoda seismik pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik
(ledakan, vibroseis dll). Setelah sumber diberikan maka akan terjadi gerakan
gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas
ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya
perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di
rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk
lapisan/struktur di dalam tanah (batuan).
Mengingat metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik
refleksi maupun refraksi, maka ada beberapa keterbatasan sehingga perlu diketahui
asumsi atau anggapan mengenai medium dan gelombang yang digunakan dalam
metode ini, sebagai berikut :
1) Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara lain :
 Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang
seismik dengan kecepatan berbeda.
 Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak.
2) Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah :
 Panjang gelombang seismik << ketebalan lapisan bumi. Hal ini memungkinkan
setiap lapisan bumi akan terdeteksi.
 Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi hukum
Snellius dan prinsip Huygens.
 Pada batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan kecepatan
gelombang pada lapisan di bawahnya.
 Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

13. Gelombang seismik
Gelombang seismik adalah rambatan energi yang disebabkan karena adanya gangguan
di dalam kerak bumi, misalnya adanya patahan atau adanya ledakan. Energi ini akan
merambat ke seluruh bagian bumi dan dapat terekam oleh seismometer.
Efek yang ditimbulkan oleh adanya gelombang seismik dari gangguan alami (seperti:
pergerakan lempeng (tektonik), bergeraknya patahan, aktifitas gunung api (vulkanik),
dsb) adalah apa yang kita kenal sebagai fenomena gempa bumi.
Gelombang seismik digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu
1. Gelombang Badan (body wave)
2. Gelombang Permukaan (surface wave)
Eksplorasi seismik
Gambar 1.5 Skema pengukuran seismik
Eksplorasi seismik adalah istilah yang dipakai di dalam bidang geofisika untuk
menerangkan aktifitas pencarian sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah
permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Hasil rekaman yang diperoleh
dari survei ini disebut dengan penampang seismik.
Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak
dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di
bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan
minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.
Di dalam eksplorasi seismik dikenal 2 macam metode, yaitu:
1. Metode seismik pantul (refleksi)
2. Metode seismik bias (refraksi)

14. Metode seismik refleksi sering digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon, pemetaan
patahan dan stratigrafi lainnya di bawah permukaan dan kadang-kadang juga untuk
batubara, sedangkan seismic refraksi untuk perkiraan overburden, pencarian airtanah
(groundwater), kedalaman serta karakterisasi permukaan batuan dasar
(characterization bedrock surface), dan aplikasi geoteknik.
b. Metode gravitasi (gravity)
Metode gravitasi merupakan metode geofisika yang didasarkan pada
pengukuran variasi medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan
bumi, di kapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi
medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga
dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu
titik observasi terhadap titik observasi lainnya.
Teori metode gravitasi adalah metode survey geofisika yang mengukur
densitas batuan bawah permukaan bumi (Gambar 1.6). Metode ini didasarkan pada
hukum Newton mengenai gravitasi. Percepatan gravitasi bumi adalah gaya yang
dialami oleh satu satuan massa akibat tarikan bumi. Secara garis besar distribusi rapat
massa atau densitas di dalam 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. Konsep yang hampir sama juga berlaku pada metoda
geomagnet dimana variasi medan magnet bumi merupakan respons distribusi sifat
kemagnetan batuan. Pada metoda gravitasi gaya tarik bumi timbul tanpa memerlukan
gangguan yang bersifat eksternal.
Gambar 1.6 Pembacaan pada alat gravimeter

15. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil
trap). Disamping itu banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya. Prinsip
pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa suatu
material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan
dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk
perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik minyak maupun meneral lainnya.
c. Metode Magnetik (geomagnet)
Metode magnetik didasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan
magnetik di permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi benda
termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi yang terukur (anomali) berada
dalam latar belakang medan yang relatif besar. Variasi intensitas medan magnetik
yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik di bawah
permukaan, yang kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang
mungkin. Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode
gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga
keduanya sering disebut sebagai metoda potensial. Namun demikian, ditinjau dari segi
besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam
magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi.
sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi.
Selain daripada itu metode geomagnet dilakukan berdasarkan pengukuran
anomaly geomagnet yang diakibatkan oleh perbedaan kontras suseptibilitas, atau
permeabilitas magnetik tubuh cebakan dari daerah sekelilingnya. Perbedaan
permeabilitas relatif itu diakibatkan oleh perbedaan distribusi mineral ferromagnetic,
paramagnetic, diamagnetic. Umumnya tubuh intrusi, urat hydrothermal kaya akan
mineral ferromagnetic (Fe3O4, Fe2O3) yang memberi kontras pada batuan
sekelilingnya. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertikal, umumnya digunakan
untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal yang kaya akan
mineral ferromagnetic, dan struktur geologi. Juga metode ini sangat disukai pada studi
geothermal karena mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat
kemagnetannya bila dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu digunakan
untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potensi geothermal. Metode
eksplorasi disukai karena data acquisition dan data proceding dilakukan tidak serumit

16. metoda gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan
anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber anomaly
magnetic yang ingin diselidiki. Di pasaran banyak ditawarkan alat geomagnet dengan
sensitifitas yang tinggi seperti tipe Proton Magnettometer (Gambar 1.7) dan lain-lain.
Gambar 1.7 Pengukuran Geomagnet
Data pengamatan magnetik lebih menunjukan sifat residual yang kompleks.
Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu jauh lebih besar.
Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat, laut dan udara.
Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi,

17. panas bumi, dan batuan mineral serta serta bisa diterapkan pada pencarian prospeksi
benda-benda arkeologi.
d. Metode Geolistrik (Resistivitas)
Metoda geolistrik adalah salah satu metoda geofisika yg didasarkan pada
penerapan konsep kelistrikan pada masalah kebumian. Tujuannya adalah untuk
memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan bawah-permukaan
terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat listrik
(konduktivitas atau resistivitas).
Aliran listrik pada suatu formasi batuan terjadi terutama karena adanya fluida
elektrolit pada pori-pori atau rekahan batuan. Oleh karena itu resistivitas suatu formasi
batuan bergantung pada porositas batuan serta jenis fluida pengisi pori-pori batuan tsb.
Batuan porous yg berisi air atau air asin tentu lebih konduktif (resistivitas-nya rendah)
dibanding batuan yg sama yg pori-porinya hanya berisi udara (kosong).
Temperatur tinggi akan lebih menurunkan resitivitas batuan secara keseluruhan karena
meningkatnya mobilitas ion-ion penghantar muatan listrik pada fluida yg bersifat
elektrolit.
Gambar 1.8 Pengukuran Resistivitas batuan
Cara kerja metoda geolistrik secara sederhana dapat dianalogikan dengan
rangkaian listrik. Jika arus dari suatu sumber dialirkan ke suatu beban listrik (misalkan
kawat seperti terlihat pada gambar) maka besarnya resistansi R dapat diperkirakan
berdasarkan besarnya potensial sumber dan besarnya arus yg mengalir. Dalam hal ini
besaran resistansi tidak dapat digunakan untuk memperkirakan jenis material karena
masih bergantung ukuran atau geometri-nya. Untuk itu digunakan besaran resistivitas
yg merupakan resistansi yg telah dinormalisasi terhadap geometri.

18. Dalam prakteknya pengukuran geolistrik dilakukan dengan mengalirkan arus
ke dalam tanah melalui 2 elektroda (C1 dan C2) dan respons-nya (beda potensial)
diukur melalui 2 elektroda yg lain (P1 dan P2). Berdasarkan konfigurasi elektroda dan
respons yg terukur maka sifat kelistrikan medium bawah-permukaan tersebut dapat
diperkirakan.
Selain itu Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari
sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan
bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik
yang terjadi baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada
beberapa macam metoda geolistrik, antara lain : metode potensial diri (yaitu dengan
memanfaatkan potensial alam tanpa injeksi arus), arus telluric, magnetoteluric,
elektromagnetik, IP (Induced Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan lain-lain.
Hasil pengukuran geolistrik tidak dapat digunakan secara pasti untuk
menentukan jenis batuan, mengingat banyaknya faktor yg mempengaruhi resistivitas
batuan. Namun demikian metoda geolistrik dapat dimanfaatkan untuk memperkirakan
adanya formasi batuan yg mengandung air (akuifer) dalam eksplorasi air tanah,
adanya formasi batuan yg berasosiasi dengan zona mineralisasi dalam eksplorasi
mineral. Dalam studi rekayasa dan lingkungan metoda geolistrik juga berperan untuk
memperkirakan kebocoran bendungan, dispersi fluida polutan dan sebagainya.
Dalam tulisan lain akan disajikan beberapa contoh aplikasi metoda geolistrik.
Gambar 1.9 Susunan Elektroda arus dan potensial
Dalam hal ini akan dibahas khusus metode geolistrik tahanan jenis. Pada
metode geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui

19. dua elektroda arus. Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda
potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda
yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis masing-masing
lapisan di bawah titik ukur (sounding point). Metoda ini lebih efektif jika digunakan
untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di
kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang
digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang
engineering geology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar
air, juga digunakan dalam eksplorasi geothermal.
Pada dekade tahun 2000-an, metode Resistivitas semakin dikenal untuk
eksplorasi mineral setelah ditemukannya metode Resistivity dua dimensi dengan
progam Res2dinv dan peralatan multielectrode yang salah satu sistem adalah
Automatic Resistivity System (Ares).
Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa
jenis metode resistivitas tahanan jenis, antara lain :
♦ Konfigurasi Schlumberger
Konfigurasi ini pertama kali dikenal sebagai pengukuran geolistrik secara 1
dimensi yaitu seperti titik bor karena sangat baik untuk pendugaan lapisan bumi
yang bersifat layer dan bervariasi secara vertikal (sounding). Misalnya aquifer.
♦ Konfigurasi Wenner
Konfigurasi Wenner hampir sama dengan Schlumberger tetapi mengingat jarak
antar elektroda harus sama maka kurang praktis untuk sounding. Namun akan lebih
cocok bila digunakan untuk pendugaan lapisan yang bervariasi horizontal
(mapping). Misalnya endapan mangan. Keunggulan konfigurasi Wenner setelah
ditemukannya Resistivity 2D dengan alat automatic karena hasilnya lebih baik.
♦ Konfigurasi Dipole-dipole
Mengingat endapan bahan galian tidak selalu bervariasi secara horizontal/vertikal
tetapi juga ada yang miring dan berbelok-belok seperti endapan mineral sulfide
atau urat-urat kuarsa maka metode dipole-dipole ini lebih cocok.
Selain metode Resistivitas, geolistrik juga mengenal metode IP, yaitu bila
dengan Resistivitas gagal karena injeksi arus perlahan-lahan naik dan arus dimatikan
perlahan-lahan turun sampai nol. Proses perlahan-lahan tadi disebabkan karena adanya
mineral sulfide yang bisa menyimpan arus sehingga terjadi polarisasi di dalam batuan.

20. e. Metode Elektromagnetik VLF (Very Low Frequency)
Salah satu metode yang banyak digunakan dalam prospeksi geofisika adalah
metode elektromagnetik. Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk
eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan komponen-komponen medan akibat
variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan.
Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja
membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi, pengukuran
semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh metode ini adalah Turam
elektromagnetik. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh
besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif,
teknik ini memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak
secara sengaja dibangkitkan di sekitar daerah pengamatan. Gelombang
elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-
30 Khz) yang digunakan untuk kepentingan navigasi kapal selam. Teknik ini lebih
praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas.
Gambar 1.10 Pengukuran EM-VLF
f. Ground penetrating radar (GPR) merupakan salah satu metode penelitian geofisika
dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi dan
resolusi tinggi. Metoda ini hampir serupa dengan metoda seismik pantul, hanya saja
dalam seismik pantul gelombang yang digunakan adalah gelombang
mekanik/seismik/vibrasi. Disamping itu jika pada seismik pantul, pemantul
menunjukkan kontras impedansi (yang merupakan fungsi dari kecepatan gelombang
seismik dan rapat massa) antara dua medium, maka pada metoda GPR pemantul
menunjukkan kontras dari konstanta dielektrik relatif antara dua medium lapisan
batuan. (Gambar 1.11)

21. Suatu sistim GPR pada umumnya terdiri dari suatu sinyal generator, dua antenna
masing-masing sebagai pengirim gelombang (transmitter) dan penerima gelombang
(receiver), dan suatu sistim perekam (recording) dan pengolah data (processing).
Frekuensi gelombang yang digunakan dapat bervariasi bergantung pada kebutuhan
jangkauan kedalaman (penetration depth), frekuensi yang sudah tersedia dalam unit
antenna/sensor adalah 50, 100, 200, 400, 500, 800 dan 1000 MHz. Untuk kepentingan
engineering seperti mendeteksi saluran/jaringan pipa bawah permukaan biasanya
menggunakan antenna/sensor 50 – 100 MHz. Sedangkan sebagai contoh eksplorasi
mineral dari internet (Gambar 1.12)
Gambar 1.11 Contoh Set-Up Pengukuran, Display Radargram GPR

22. Gambar 1.12 Studi penjalaran gelombang elektromagnetik (EM) untuk geofisika
dekat-permukaan (inset; contoh eksplorasi emas, intan dan mineral berat
lainnya)