Survey geofisika

Metode Gravitasi

Outline

• Pengantar• Teori Dasar• Pengambilan Data (Akuisisi)• Peralatan• Koreksi-Koreksi dalam prosesing• Interpretasi

PENGANTAR• Dalam Metode Gravitasi besaran

fisis yang terukur adalah percepatan gravitasi bumi.

• Data percepatan gravitasi setelah melalui proses pengolahan diperoleh anomali percepatan gravitasi bumi.

• Anomali percepatan gravitasi diakibatkan oleh perbedaan massa jenis atau struktur geologi (besaran fisis berupa rapat massa, kedalaman, volume/struktur.

• Biasanya digunakan dalam eksplorasi migas bumi, mineral, geotermal, kegunungapian tektonik dll.

PENGANTAR

TEORI DASAR

TEORI DASAR

TEORI DASAR

MEDAN GRAVITASI BUMI

• Harga g sangat bergantung pada bentuk bumi sesungguhnya dan penyebaran volume bumi yang dinyatakan dalam rapat massa.

• Karena bumi berbentuk ellipsoid, maka percepatan gravitasi bumi (g) tidak sama disetiap tempat dipermukaan bumi.

• Besarnya percepatan gravitasinya dipengaruhi oleh faktor sudut lintang, elevasi, topografi, gaya tarik benda langit, variasi rapat massa bawah permukaan dll.

MEDAN GRAVITASI BUMI

• Karena adanya rotasi bumi pada porosnya yang cenderung membentuk flat pada kedua kutubnya dan gaya sentrifugal, akibatnya jari2 di khatulistiwa 21 km lebih besar daripada jari2 kutub. • Kejadian di atas disebut dengan efek flattening.• Akibatnya terjadi perbedaan percepatan gravitasi

di kutub dan khatulistiwa.

MEDAN GRAVITASI BUMI

• Perbedaan percepatan gravitasi bumi di kutub dan khatulistiwa sebesar (3,39+6,63-4,85)=5,17 gal yang didasarkan pada 3 hal yaitu: (Hammer,1943)

1) Adanya percepatan sentrifugal di katulistiwa dan di kutub tidak ada, menyebabkan gravitasi di khatulistiwa lebih besar seharga 3,39 gal.

2) Jari2 kutub lebih kecil dibandingkan dengan jari2 khatulistiwa, maka gravitasi di kutub lebih besar 6,63 gal daripada di khatulistiwa.

3) Karena bumi ellipsoid maka distribusi massa di khatulistiwa lebih besar daripada kutub, sehingga gravitasi di kahtulistiwa 4,86 gal lebih besar daripada di kutub

VARIASI PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMI

VARIASI PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMI PADA SUATU LOKASI (TITIK) PENGUKURAN DIAKIBATKAN OLEH BEBERAPA HAL ANTARA LAIN:

Letak lintang lokasi titik pengukuran, diakibatkan oleh permukaan bumi tidak bulat sempurna.

Elevasi lokasi pengukuran , semakin tinggi suatu tempat di permukaan bumi maka percepatan gravitasi bumi semakin kecil.

Keadaan topografi di sekitar lokasi titik pengukuran, kelebihan atau kekosongan massa akibat adanya bukit dan lembah berpengaruh terhadap percepatan gravitasi bumi.

VARIASI PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMI

Efek tidal, adanya bulan dan matahari berpengaruh terhadap percepatan gravitasi bumi. Besarnya kurang lebih 3 mgal denga periode kurang lebih 12 jam.

Variasi rapat massa di bawah lokasi titik pengukuran, variasi rapat massa di daerah pengukuran berpengaruh terhadap percepatan gravitasi bumi di daerah pengukuran. Hal ini merupakan relevansi jadi target diadakannya penyelidikan metode gravitasi.

Akuisisi• PENENTUAN LOKASI PENGUKURANAdanya peta topografi dan peta geologiSkala peta usahakan sesuai dengan lebar

lokasiJika tidak ada peta lakukan dahulu pemetaan

lokasi pengukuranTentukan lintasan pengukuran dan base

station yang harga percepatan grvitasinya diketahui (diikatkan dengan titik yang telah diketahui percepatan gravitasinya).

Penentuan lintasan, loop lintasan pengukuran, titik ikat dan base station usahakan sedemikian rupa sehingga pelaksanaan pengukuran efektif dan capai target.

Akuisisi

• PENGUKURANLetak titik pengukuran harus jelas dan

mudah dikenal (simpang jalan, jembatan, penunjuk km jalan dll)

Lokasi pengukuran harus ada dalam peta.Lokasi pengukuran bersifat permanen,

mudah dijangkau, bebas dari gangguan (kendaraan bermotor, getaran mesin, dll)

Alat Akuisisi

• PERALATAN YANG DIPERGUNAKANGRAVITIMETER (La Coste &

Ronberg Gravitimeter type G358 dan G617) dengan spesifikasi model zero length spring, skala pembacaan 0 – 7000 mgal, ketelitian pembacaan 0,01 mgal, koreksi drift kurang dari 1 mgal setiap bulannya, memiliki termostat untuk menjaga temperatur alat konstan.

GRAVITIMETER (Worden no 915) jangkauan skala 0 – 2400 satuan skala, sebelum dipergunakan harus di kalibrasi untuk mendapatkan konstanta kalibrasi m (mgal/skala)

Alat Akuisisi

PERALATAN YANG DIGUNAKAN DAALAM PENGUKURAN KETINGGIAN

Theodolit T2 (Wild Heerburgg, Switzerland) berdasarkan sifat datar dengan ketelitian 1 detik.

Altimeter (American Paulin System Altimeter) jika menggunakan altimeter perlu dilakukan koreksi : koreksi suhu, koreksi drift, koreksi variasi tekanan udara, dan koreksi salah lingkup.

Untuk penentuan titik ikat digunakan Oceanic MN8TM Differensial GPS dengan ketelitian 0,3 m.

ALAT – ALAT BANTU• ALAT BANTU, sering

dipergunakan:Penunjuk waktuKompasPelindung perlatanTermometer BarometerDll sebagai penunjang.

KOREKSI DATA PERCEPATAN GRAVITASI BUMI

• Dasar pengolahan data metode gravitasi adalah :Mencari perbedaan harga gravitasi suatu titik ke titik lain di

suatu tempat akibat oleh massa batuan di bawah permukaan daerah penelitian.

Dimana massa tersebut hanya menyumbang sekiatar 0,05% dari harga gravitasi yang didapat.

Maka penyebab gravitasi selain itu harus direduksi/dihilangkan dengan cara koreksi data.

KONVERSI KE HARGA MILIGAL.

• Besar nilai yang ditampilkan gravitimeter belum memiliki satuan • Perlu dikonversi ke harga miligal dengan

menggunakan tabel.• Setiap model gravitimeter memiliki tabel konversi

yang berbeda tergantung dari spesifikasi model alat tersebut.

HARGA GRAVITASI PENGAMATAN (g obs)

• Setelah harga gravitasi pengukuran di konversi ke mgal.• Kemudian direduksi dengan koreksi pasang surut

dan drift alat.• Maka diperoleh harga gravitasi pengamatan

(g obs)

KOREKSI PASANG SURUT (TIDAL)

• Pengukuran gravitasi di permukaan bumi dipengaruhi oleh gravitasi bumi di lokasi itu sendiri.• Selain itu juga dipengaruhi oleh gaya tarik bulan

dan matahari serta benda-benda langit lainnya.• Maka hasil pengukuran perlu dilakukan koreksi

pasang surut yang diperoleh dari tabel.

KOREKSI DRIFT/APUNGAN

• Goncangan pada alat grvitimeter maka menyebabkan penyimpangan alat dari satu titik ke titik berikutnya.• Disebabkan oleh karena alat memakai sistem

pegas.• Penyimpangan tersebut harus diperhitungkan dan

dikoreksi.• Besarnya =

KOREKSI LINTANG / KOREKSI GRAVITASI TEORITIS (g n)

• Rotasi bumi pada sumbunya, terjadi flat pada kedua kutub, medan gravitasi di kutub lebih besar dibandingkan di katulistiwa. • Besar medan gravitasi dipengaruhi oleh

letak lintang /koreksi lintang.• Untuk mengoreksi besar gravitasi teoritis

terhadap data lapangan dengan cara memasukkan posisi lintang di titik amat kemudian dikurangkan dengan harga gravitasi pengamatan.

KOREKSI LINTANG / KOREKSI GRAVITASI TEORITIS (g n)

KOREKSI FREE AIR

• Perbedaan ketinggian titik amat bervariasi berpengaruh terhadap besarnya gravitasi.• Makin tinggi tempat makin kecil gravitasinya.• Maka perlu dilakukan koreksi udara bebas

yang besarnya -0,3086 h mgal, dengan h ketinggian titik amat terhadap msl dalam meter.• Koreksi ini dengan cara ditambahkan jika

stasiun gravitasi di atas datum, dan dikurangkan apabila berada di bawahnya.

KOREKSI BOUGUER• Massa yg terletak diantara titik amat dengan

dataum menimbulkan efek gravitasi (belum diperhitungkan dalam Kub) • Koreksi Bouguer dimaksudkan untuk mereduksi

efek gravitasi oleh massa tsb. Besarnya adalah -0,04193 ph mgal, dimana h ketinggian titik amat terhadap datum satuam meter, p densitas Bouguer.• Penentuan p menggunakan Metode Nettleton yaitu

dengan mencari koreksi Bouguer sebagai fungsi densitas yang paling kecil korelasinya dengan ketinggian dalam sebuah lintasan (biasanya 2,20+0,01 gr/cm2.

KOREKSI MEDAN (TERRAIN CORRECTION)

• Koreksi Bougeur menganggap permukaan lempengan di atas bidang acuan rata, melainkan ada lembah dan bukit, sehingga tidak mewakili keadaan sebenarnya.

• Biasanya menggunakan metode Hammer dan metode Kane dengan bantuan program.

• Adanya lembah dan bukit disekitar titik pengamatan akan menimbulkan efek-efek yang mengurangi percepatan gravitasi di titik amat.

• TERRAIN CORRECTION yang dilakukan selalu berharga positif.

Perhitungan Koreksi Topografi dengan Hammer Chart

1. Prinsipnya membagi-bagi daerah penelitian menjadi bagian-bagian yang dibatasi oleh lengkungan (kompartement) yang diberinama, kompartemen A,B,C,D,dsb. Pembagian zona-zona Hammer Chart adalah sbb:

a. Zona A terdiri dari 1 Kompartemenb. Zona B terdiri dari 4 kompartemenc. Zona C&Dterdiri dari 6 kompartemend. Zona E&F terdiri dari 8 kompartemene. Zona G,Hdan I terdiri dari 12

kompartemenf. Zona K,L,M terdiri dari 16

kompartemen

•R0= Jari2 lingkaran terluar•Ri=jari2 lingkaran terdalam•Z=Perbedaan ketinggian komplomenter, diambil dari peta topografi•N jumlah komplementer pada zona tersebut•G=Konstanta Gravitasi

ANOMALI BOUGUER LENGKAP (AB)

• Anomali Bougeur lengkap adalah harga anomali gravitasi di suatu tempat yang dalam perhitungannya telah memasukkan semua koreksi-koreksi.• Besarnya, • dimana gobs adalah harga gravitasi pengamatan,

gn harga gravitasi teoritis, Kub koreksi udara bebas, Kb koreksi Bougeur dan Km koreksi Medan.• Setelah diperoleh harga AB lengkap seluruh

station daerah penelitian dibuat peta kontur anomali Bougeur daerah penelitian.

PROYEKSI KE BIDANG DATAR

• DATA AB lengkap yang dipetakan masih terpapar pada topografi, berarti letak data tidak teratur dengan ketinggian bervariasi.• Di buat suatu bidang datar dengan

kedalaman tertentu dibawah permukaan bumi, gunanya untuk memudahkan interpretasi.• Biasanya dengan Metode Sumber

Ekivalen Titik Massa(Dampney, 1969)

KONTINUITAS KE ATAS

• DATA YANG SUDAH TERPAPAR PADA BIDANG MASSA MUDAH DIANGKAT PADA KETINGGIAN DIINGINKAN.• DIMANA PADA FASE INI MUDAH MEREDUKSI

MENGHILANGKAN EFEK LOKAL DARI ANOMALI REGIONAL.

INTERPRETASI METODE GRAVITASI

• INTERPRETASI dapat dilakukan dengan cara kaulitatif dan kuantitatif.

• Interpretasi kualitatif dilakukan dengan menfasirkan peta anomali Bougeur.

• Interpretasi kuantitatif dilakukan dengan cara pemodelan .• Didalam metode gravitasi pemodelan dilakukan dengan

dua jenis pemodelan yaitu : 1. pemodelan maju (forward modelling) digunakan untuk

melihat respon gravitasi yang ditimbulkan dari model geologi yang dibuat. Sedangan

2. pemodelan mundur (inverse modelling) digunakan untuk membuat model geologi dari pengaruh medan gravitasi daerah penelitian.

METODE GRAVITASI

SEKIAN TERIMA KASIH

ATAS PERHATIAANNYA