Metode seismik refraksi merupakan salah satu metode geofisika yang menggunakan sifat pembiasan gelombang seismik untuk mempelajari struktur bawah permukaan. Metode ini melibatkan penempatan sumber energi dan penerima (geophone) sepanjang garis lurus untuk merekam waktu tempuh gelombang. Data yang diperoleh kemudian diinterpretasikan untuk menghasilkan model kedalaman dan kecepatan gelombang di setiap lapisan, memberikan inform

1. SEISMOLOGI
EKSPLORASI II
Metode Reflaksi
FEBRIA ANITA, M.SC

2. Pokok Bahasan
 Pendahuluan
 Sejarah
 Instrumen

3. Pendahuluan
 Seismik refraksi adalah salah satu metode geofisika eksplorasi yang
menggunakan sifat pembiasan gelombang seismik untuk mempelajari keadaan
bawah permukaan.
 Asumsi dasar yang digunakan menggunakan pendekatan bahwa batas batas
perlapisan batuan merupakan bidang datar dan miring, terdiri dari satu lapis
atau banyak lapis, serta kecepatan seismik bersifat seragam pada setiap
lapisan.
 Seismik refraksi banyak digunakan untuk menentukan struktur bawah
permukaan dengan kedalaman yang dangkal atau mendekati permukaan

4.  Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 1845 oleh Robert Mallet yang oleh
kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi.
 Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik, yang dikenal sebagai gelombang
permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan.
 Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan
dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk beriak.
 Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk
eksperimennya dan menemukan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang
disebut sebagai Moho.
 Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun
1920an. Teknik seismik refraksi digunakan di Iran untuk membatasi struktur yang mengandung
minyak. Sekarang seismik refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan dalam eksplorasi
minyak bumi

5.  Metode seismik refraksi (seismik bias) merupakan salah satu metode yang
banyak digunakan untuk menentukan struktur geologi bawah permukaan.
Metode seismik bias menghasilkan data yang bila digunakan bersama-sama
dengan data geologi dan perhitungan dengan konsep fisika dapat
menampilkan informasi tentang struktur bawah permukaan dan distribusi tipe
batuan.
 Metode seismik refraksi merupakan metode yang umum digunakan dalam
bidang geoteknik seperti perencanaan pendirian bangunan, jalan, pabrik,
bendungan, dan lain lain.
 Gambar 1. Kenampakan perlapisan menggunakan metode seismik refraksi

6. Asumsi dasar yang harus dipenuhi untuk penelitian
perlapisan dangkal adalah:
 1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan setiap lapisan menjalarkan
gelombang seismik dengan kecepatan yang berbedabeda.
 2. Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak.
 3. Panjang gelombang seismik lebih kecil daripada ketebalan lapisan bumi.
 4. Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai sinar, sehingga
mematuhi hukum hukum dasar lintasan sinar.
 5. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik merambat dengan
kecepatan pada lapisan dibawahnya.
 6. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

7. Gambar 2. Alur metode seismik refraksi
Masalah utama dalam pekerjaan geofisika adalah
membuat atau melakukan interpretasi hasil dari survei
menjadi data bawah permukaan yang akurat. Data-data
waktu dan jarak darikurva travel time diterjemahkan
menjadi suatu penampang geofisika, dan akhirnya
dijadikan menjadi penampang geologi. Secara umum
metode interpretasi seismik refraksi dapat
dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu
intercept time, delay time method dan wave
frontmethod (Tjetjep, 1995)

8. Instrument
 Perekaman data seismik melibatkan detektor dan amplifier yang sangat sensistif serta
magnetic tape recorder.
 Alat untuk menerima gelombang-gelombang refleksi untuk survei seismik di laut adalah
hidropon.
 Hidropon merespon perubahan tekanan.
 Hidropon terdiri atas kristal piezoelektrik yang terdeformasi oleh perubahan tekanan air.
 Hal ini akan menghasilkan beda potensial output.
 Elemen piezoelektrik ditempatkan dalam suatu kabel streamer yang terisi oleh kerosin untuk
mengapungkan dan insulasi
 Hampir semua data seismik direkam secara digital.
 Karena output dari hidropon sangat lemah dan output amplitude decay dalam waktu yang
sangat singkat, maka sinyal ini harus diperkuat.
 Amplifier bisa juga dilengkapi dengan filter untuk meredam frekuensi yang tidak diinginkan

9. Gambar 3.
Cara kerja Geophone yang merupakan alat dalam metode
seismik refraksi

10.  Dalam survei seismik refraksi dilakukan desain survei konfigurasi peralatan Geophone
dan sumber gelombang ditempatkan pada suatu garis lurus (line seismic).
 Near offset, far offset, dan jarak antar geophone ditentukan berdasarkan kondisi
lapangan tempat melakukan survei.
 Pengambilan data dilakukan dengan memberikan sumber getar yang dalam penelitian
ini menggunakan weightdrop seberat 50 kg untuk jarak 10 meter dari geophone yang
pertama.
 Sistem perekaman dilakukan oleh 12 geophone dalam satu garis lurus dengan sumber
 getar.
 Pasangan geophone ditempatkan dengan masing-masing spasi geophone yang telah
ditentukan yaitu 2 meter

11.  Pengukuran dilakukan dengan memberikan impuls vertikal
pada permukaan tanah dan merekam sinyal yang terjadi,
sensor diletakkan sepanjang garis lurus dari sumber
impuls.
 Sensor yang digunakan adalah seismometer darat yaitu
geophone.
 Akuisisi dalam pengambilan data seismik menggunakan
cara end-on (Common Shot).
 Dari akusisi data ini akan didapatkan data mentah seismik,
berupa trace-trace seismik dari geophone yang
merekam waktu tempuh gelombang seismik

12.  Peralatan yang digunakan dalam survei seismik refraksi antara lain
geophone, seismograph, baterai, kambel, radio dan portabel drill.
 Sumber energi yang biasa digunakan dalam survei ini antara lain
Buffalo gun(energi lebih banyak), Sledge hammer (mudah digunakan
dan murah), bahan peledak (lebih banyak energi yang dihasilkan),
drop weight (membutuhkan daerah yang datar), serta air gun yang
biasanya digunakan untuk survei di danau atau laut.
 Dinamit yang digunakan bermerk Power Gel ini terbungkus dalam
tabung plastik dan dapat disambung-sambung sesuai dengan berat
yang diinginkan untuk ditanam.
 Didalam tabung ini dinamit diisi dengan detenator atau ‘cap’ sebagai
sumber ledakan pertama, serta dipasang pula anchor agar dinamit
tertancap kuat di dalam tanah

13.  Pemasangan dinamit (preloading) dilakukan
langsung setelah pemboranselesai, dengan tujuan
untuk menghindari efek pendangkalan dan
runtuhan didalam lubang.
 Pengisian dinamit dilakukan oleh regu loader yang
dipimpin oleh seorang shooter yang telah
mempunyai pengetahuan keamanan yang
berhubungan dengan bahan peledak dan telah
memiliki lisensi tertulis dari migas

14. Akuisisi pada Metode Seismik Refraksi
 Tujuan utama akuisisi data seismik adalah untuk memperoleh pengukuran travel
time dari sumber energi ke penerima.
 Keberhasilan akusisi data bisa bergantung pada jenis sumber energi yang dipilih.
Sumber energi seismik dapat dibagi menjadi dua yaitu sumber impulsif dan
vibrator.
 Sumber impulsif adalah sumber energi seismik dengan transfer energinya terjadi
secara sangat cepat dan suara yang dihasilkan sangat kuat, singkat dan tajam.
 Sumber energi impulsif untuk akuisisi data seismik yang digunakan untuk akusisi
data seismik di laut adalah air gun. Sumber energi vibrator merupakan sumber
energi dengan durasi beberapa detik. Panjang sinyal input dapat bervariasi.
Gelombang outputnya berupa gelombang sinusoidal. Seismik refleksi resolusi
tinggi menggunakan vibrator dengan frekuensi 125 Hz atau lebih.

15. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam
akuisisi yaitu:
 Mencari informasi literatur mengenai daerah tersebut, diantaranya apakah sudah pernah
dilakukan penelitian dengan metode geofisika tertentu. Agar diperoleh point survey.
 Mencari informasi mengenai kondisi/struktur geologi area, misalnya peta geologi.
 Tentukan tujuan/main goal dari akuisisi
 Dibuat design survey dengan menyesuaikan kondisi lapangan.design survey dibuat
serapat/seideal mungkin agar didapat data yang diinginkan.
 Ditentukan konfigurasi yang akan diterapkan di lapangan, serta Source yang akan
digunakan
 Chek list kelengkapan sebagai berikut :
 Kalibrasi alat
 Akomodasi transportasi
 Job description masing-masing peserta survei
 Form data akuisisi

16. Dalam survey seismik refraksi pada umumnya
dilakukan prosedur sebagai Berikut :
 Menyusun konfigurasi peralatan (sesuai kondisi lapangan), pada umumnya
geophone dan sumber gelombang dipasang dalam satu garis lurus (line seismic).
Jarak pisah antara geophone adalah jarak horizontal dan ditentukan oleh kondisi
lapangan.
 Penempatan sumber gelombang dilakukan untuk mendapatkan sumber imformasi
struktur bawah permukaan bumi secara detail. Sumber gelombang yang berada di
tengah spread (satu rangkaian geophone) diharapkan dapat mendeteksi lapisan
paling atas, dan sumber gelombang yang berada di luar spread diharapkan dapat
mendeteksi lapisan paling bawah yang dapat dicapai (lapisan bed rock).
 Data yang diperoleh dari survey seismik refraksi adalah waktu tempuh jalar
gelombang dari sumber ke tiap geophone yang disebut travel time.
 Untuk survei yang efisien, minimal harus ada 2 offset shots, 2 end shots, dan 2
center shot. (Jenny, 2013)

17. Atau bisa juga seperti metode berikut ini
 Membuat bentangan berupa garis lurus
 Menentukan jarak antar geophone dan menentukan titik tembak dengan
memperhatikan kondisi lingkungan
 Memasang geophone dengan interval 3 meter
 Menentukan arah bentangan dengan menggunakan kompas dan mengukur posisi
tiap geophone
 Menghubungkan semua geophone dengan utama (seismograf) unit menggunakan
kabel konektor
 Mengoperasikan alat Pasi
 Memberi gangguan pada shoot point pada enset 1 dan enset 2. Dimana ensed 1
berada pada 1,5 meter sebelum geophone pertama dan ensed 2 berada 1,5 meter
setelah geophone 24
 Merekam data berupa respon yang diperoleh berupa penjalaran gelombang di bawah
permukaan yang akan terekam otomatis pada alat pasif.
 Selanjutnya lintasan pengukuran dipindahkan lagi ke lintasan berikutnya dan
mengikuti urutan kerja seperti pada point 1 – 8 (N.K. Adnyawati, et al. 2012)

18. Noise
 Hal yang perlu diperhatikan pada saat pengukuran di lapangan adalah nois
yang sifatnya mengganggu. Ada beberapa hal penyebab nois antara lain
adalah angin, pohon, aliran sungai (parit), benda-benda lain yang bergerak
dekat dengan geophone (orang berjalan, sepeda motor, dan sebagainya).
Untuk mendapatkan hasil yang diharapkan, nois ini harus ditekan sekecil
mungkin. Ada dua macam nois yang dapat dibedakan,
1. Nois yang timbul sesaat kemudian lenyap. Nois ini diakibatkan oleh orang
berjalan, motor/mobil, dan sebagainya. Untuk menghindari nois semacam ini,
pada saat sumber gelombang (source) ditimbulkan, diusahakan agar tidak ada
sesuatu yang bergerak disekitar geophone.
2. Nois yang timbul terus menerus. Nois ini biasanya ditimbulkan oleh angin,
pohon (bergoyang), aliran air sungai, dan sebagainya. Untuk menghindari
keadaan semacam ini sebaiknya setiap kali mengadakan pengukuran seismik,
diadakan terlebih dahulu “nois tes”. Jika nois yang timbul cukup kecil dibanding
dengan sinyal yang dihasilkan maka pengukuran dapat dilaksanakan. Tetapi jika
nois cukup besar dibanding sinyal, pengukuran perlu ditunda beberapa saat
sampai nois menjadi kecil.

19.  Untuk menghindari nois, signal yang masuk dapat ditumpuk (di-stack)
beberapa kali, sehingga data yang diperoleh lebih baik dan jelas. Dilakukan
demikian karena dengan stacking, sinyal dijumlahkan sedang nois ditiadakan
(nois bersifat random dan acak).
 Sebelum melakukan pengukuran ditentukan terlebih dahulu garis lintasan
pengukuran, lintasan pengukuran diusahakan datar dan mewakili daerah
seismik penelitian atau dengan kata lain penempatan lintasan penelitian
didasarkan pada pertimbangan teknis dan kaitannya dengan usaha untuk
mendapatkan gambaran keadaan bawah permukaan yang memadai.

20. Febria Anita, S.Si., M.Sc