INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT.

(1)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL

DATA GAYABERAT

SKRIPSI

diajukan untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Fisika Jurusan Pendidikan Fisika

Oleh

Ai Diyanti NIM 0902114

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG 2014

(2)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA

GAYABERAT

Oleh Ai Diyanti

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia Oktober 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

(3)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

AI DIYANTI

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL

DATA GAYABERAT

disetujui dan disahkan oleh pembimbing:

Pembimbing I

Imam Setiadi, M.T NIP. 197810172002121001

Pembimbing II

Nanang Dwi Ardi, M.T NIP. 198012122005011002

Mengetahui

Ketua Jurusan Pendidikan Fisika

(4)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

(5)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

ABSTRAK

Penelitian gayaberat dilakukan di daerah Leuwidamar dengan tujuan menginterpretasi struktur geologi bawah permukaan. Metode yang digunakan adalah metode gayaberat yang dilakukan berdasarkan pada anomali gayaberat yang muncul karena adanya variasi densitas dari penyusun material bawah permukaan bumi. Analisis spektral digunakan untuk memperkirakan kedalaman sumber anomali dalam dan dangkal. Penapisan moving average memberikan selisih anomali Bouguer dengan anomali regional, sehingga akan diperoleh anomali residual. Hasil analisis spektral menunjukkan dua nilai kedalaman dengan rata-rata 1,71 km yang merefleksikan kedalaman batuan dasar dan 10,66 km yang mencerminkan kedalaman kerak. Berdasarkan pemodelan dua dimensi bawah permukaan diperkirakan batuan dasar daerah Leuwidamar adalah andesit yang memiliki densitas sebesar 2,74 g/cc. Evolusi tektonik menyebabkan terbentuknya sesar bawah permukaan dan batuan terobosan seperti granodiorit Cihara yang memiliki densitas 2,68 g/cc di bagian selatan Leuwidamar. Hasil penelitian memberikan informasi mengenai konfigurasi batuan dasar daerah Leuwidamar yang dapat digunakan untuk pemetaan geologi bawah permukaan. Densitas yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk mengetahui kestabilan wilayah terhadap bencana alam, ketahanan dan keamanan dalam penentuan lokasi pembangunan, serta identifikasi sumber daya mineral.

(6)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR ISI

PERNYATAAN ... i

ABSTRAK ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Rumusan Masalah ... 4

1.3.Batasan Masalah ... 4

1.4.Tujuan Penelitian ... 5

1.5.Manfaat Penelitian ... 5

BAB II TATANAN GEOLOGI LEUWIDAMAR DAN METODE GAYABERAT ... 6

2.1.Geologi Daerah Penelitian 2.1.1.Fisiografi dan Morfologi Leuwidamar ... 7

2.1.2.Statigrafi Leuwidamar ... 8

2.1.3.Struktur Tektonik Leuwidamar ... 12

2.2.Prinsip dasar Metode Gayaberat 2.2.1.Hukum Gravitasi Newton ... 13

2.2.2.Percepatan Gravitasi... 14

2.2.3.Potensial Gravitasi ... 15

2.3.Gravitimeter ... 16

2.4.Akuisisi Data Gayaberat ... 18

2.4.1.Konversi Nilai Gayaberat ... 19

(7)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2.5.Analisis Spektral ... 23

2.6.Moving Average ... 26

2.7.Pemodelan Dua Dimensi Bawah Permukaan dengan Forward Modeling ... 27

BAB III METODE PENELITIAN ... 30

3.1.Lokasi Penelitian ... 30

3.2.Alur Proses Penelitian ... 30

3.3.Data Gayaberat ... 32

3.4.Analisis Spektral ... 32

3.4.1. Kedalaman Anomali Regional dan Residual ... 33

2.4.2. Lebar Jendela ... 34

3.5.Filter Moving Average ... 34

3.5.1.Anomali Regional ... 35

3.5.2.Anomali Residual ... 35

3.6.Gravity Forward Modeling ... 35

3.7.Prosedur pengolahan Data ... 36

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 38

4.1.Anomali Bouguer ... 38

4.2.Analisis Spektral ... 39

4.2.1. Lintasan A ... 42

4.2.2. Lintasan B ... 43

4.2.3. Lintasan C ... 44

4.2.4. Lintasan D ... 45

4.2.5. Lintasan E ... 46

4.2.6. Lintasan F ... 47

4.2.7. Lintasan G ... 48

4.3.Filter Moving Average ... 50

(8)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

4.3.2. Anomali Residual ... 52

4.4. Interpretasi Pemodelan Bawah Permukaan ... 53

BAB V SIMPULAN DAN REKOMENDASI ... 64

5.1.Simpulan ... 64

5.2.Rekomendasi ... 65

DAFTAR PUSTAKA ... 66

LAMPIRAN ... 68

(9)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Kutipan Contoh Tabel Konversi Gravitimeter Tipe G.525... 19

Tabel 4.1. Kedalaman Bidang Diskontinuitas Penampang Lintasan A-G ... 49

Tabel 4.2. Bilangan Gelombang (k) dan Lebar Jendela (N) ... 50

(10)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Subduksi Kerak Samudera dan Kerak Benua ... 6

Gambar 2.2. Fisiografi Jawa Barat ... 7

Gambar 2.3. Stratigrafi Daerah Banten Selatan, Lembar Leuwidamar ... 11

Gambar 2.4. Gaya Tarik Menarik Dua Benda ... 13

Gambar 2.5. Percepatan Bola pada Posisi yang Berbeda... 14

Gambar 2.6. Potensial Massa Tiga Dimensi ... 16

Gambar 2.7. Prinsip Pergas pada Gravitimeter ... 16

Gambar 2.8. Gravitimeter Lacoste Romberg ... 17

Gambar 2.9. Pengambilan Data Gayaberat dengan Loop Tertutup ... 21

Gambar 2.10. Pengamatan pada Sebuah Bidang Horizontal ... 24

Gambar 2.11. Grafik Power Spektral terhadap Bilangan Gelombang ... 25

Gambar 2.12. Ilustrasi Metode Moving Average... 27

Gambar 2.13. Efek Gayaberat Poligon Talwani ... 28

Gambar 3.1. Peta Lokasi Penelitian ... 30

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian ... 31

Gambar 3.3. Hasil Perhitungan Lintasan A Menggunakan Microsoft Excel ... 33

Gambar 3.4. Anomali Observed Lintasan AA’ pada Gravmag ... 36

Gambar 4.1. Peta Anomali Bouguer Lengkap Lembar Leuwidamar, Banten . 38 Gambar 4.2. Morfologi Daerah Leuwidamar ... 39

(11)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 4.3. Pola Sayatan Pada Peta Anomali Bouguer ... 41

Gambar 4.4. Grafik ln A vs k lintasan A... 42

Gambar 4.5. Grafik ln A vs k lintasan B ... 43

Gambar 4.6. Grafik ln A vs k lintasan C ... 44

Gambar 4.7 Grafik ln A vs k lintasan D... 45

Gambar 4.8. Grafik ln A vs k lintasan E ... 46

Gambar 4.9. Grafik ln A vs k lintasan F ... 47

Gambar 4.10. Grafik ln A vs k lintasan G... 48

Gambar 4.11. Peta Anomali Regional Leuwidamar ... 51

Gambar 4.12. Peta Anomali Residual Leuwidamar ... 53

Gambar 4.13. Penampang Lintasan pada Peta Anomali Residual ... 56

Gambar 4.14. Sayatan Lintasan AA’ dan BB’ pada peta Geologi Lembar Leuwidamar ... 57

Gambar 4.15. Model Bawah Permukaan Lintasan AA’ ... 58

(12)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Pengolahan Data Analisis Spektral Lintasan A sampai dengan Lintasan G ... 68

(13)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Satuan tektonik di Jawa Barat adalah jalur subduksi Pra-Eosen. Hal ini terlihat dari batuan tertua yang tersingkap di Ciletuh. Batuan tersebut berupa olisostrom yang berumur Eosen Awal. Satuan batuan ini secara tektonik berhubungan dengan batuan ofiolit yang mengalami breksiasi. Batuan ofiolit tersebut diperkirakan bagian dari batuan bancuh (melange) yang merupakan batuan dasar yang menjadi alas batuan olisostrom. Bancuh adalah campuran batuan yang berasal dari lingkungan pembentukan yang berbeda dan tercampur melalui mekanisme tertentu, baik secara tektonik maupun melalui proses sedimentasi.

Di sepanjang selatan pulau Jawa terdapat kumpulan batuan vulkanik tersier yang dinamakan Formasi Andesit Tua berumur oligosen-miosen awal. Ciri batuan ini adalah adanya endapan aliran gravitasi seperti lava. Jalur magma tersier di Jawa Barat lebih luas, hampir menutupi seluruh Jawa Barat bagian tenggara. Jadi, diperkirakan kegiatan vulkanik selama Tersier berawal dari selatan Jawa dan menerus ke bagian utara, sehingga berdasarkan kontur kedalaman, morfologi dasar laut di sebelah selatan lebih terjal sedangkan di utara lebih landai (Setiady, 2010).

Kegiatan tektonik di Leuwidamar pada umur Tersier sama halnya seperti tektonik di Jawa Barat. Pada kala Eosen, daerah bagian selatan Leuwidamar diperkirakan merupakan cekungan laut yang di dalam cekungan itu terbentuk Formasi Bayah. Formasi ini merupakan satuan batuan tertua di daerah tersebut (Sujatmiko dan Santosa, 1992). Pada umur Eosen Akhir hingga Miosen Awal terjadi kegiatan gunung api sehingga terendapkan beberapa formasi, seperti Formasi Cikotok, Formasi Cijengkol, Formasi Cimapag.

(14)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Leuwidamar mempunyai ragam satuan formasi batuan yang tersebar di sepanjang daerah penelitian, sehingga cukup menarik untuk dijadikan sasaran penelitian. Batuan-batuan tersebut terbentuk akibat adanya subduksi di bagian selatan yang terjadi karena lempeng litosfer samudera menyusup ke bawah astenosfer pulau Jawa. Hal ini disebabkan karena lempeng samudera memiliki densitas yang lebih tinggi dibandingkan lempeng benua. Aktivitas pergerakan lempeng tektonik ini mempengaruhi perubahan struktur geologi bawah permukaan daerah Leuwidamar. Untuk kepentingan penyelidikan, mengetahui struktur bawah permukaan suatu daerah penelitian merupakan hal yang penting. Dengan adanya pemodelan struktur bawah permukaan dapat diperkirakan batuan-batuan penyusun kerak bumi beserta densitasnya. Salah satu metode penyelidikan geofisika yang dapat menggambarkan struktur geologi bawah permukaan daerah penelitian adalah metode gayaberat (gravity).

Metode gayaberat ini dilakukan berdasarkan pada anomali gayaberat yang muncul karena adanya variasi rapat massa batuan. Metode gayaberat digunakan karena kemampuannya dalam membedakan densitas dari suatu sumber anomali terhadap densitas lingkungan sekitarnya. Dari variasi densitas dapat diketahui bentuk struktur bawah permukaan suatu daerah. Distribusi densitas yang tidak seragam di bawah permukaan bumi dapat disebabkan oleh struktur geologi yang ada di dalamnya.

Metode gayaberat 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 gayaberat.

Pengukuran gayaberat dilakukan dengan metode pengukuran sistem tertutup, yaitu setiap awal dan akhir dari pekerjaan selalu dimulai dan ditutup dengan melakukan pengukuran di stasiun utama (Base Station). Hasil pengukuran tersebut akan mengalami berbagai koreksi seperti koreksi apungan, koreksi pasang surut, koreksi udara bebas, koreksi medan, koreksi lintang, dan koreksi

(15)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Bouguer, sehingga diperoleh nilai anomali gayaberat (anomali Bouguer). Konsep Anomali Bouguer memperlihatkan adanya perbedaan nilai gayaberat terukur dengan nilai gayaberat acuan, yaitu nilai gayaberat teoritis Bumi (Sarkowi, 2009). Penerapan gayaberat pada eksplorasi sumber daya alam maupun studi keilmuan pada akhirnya bertujuan untuk mengestimasi gambaran struktur bawah permukaan Bumi.

Metode gayaberat dengan teknik analisis spektral dapat diterapkan untuk memastikan struktur geologi bawah permukaan daerah penelitian. Struktur bawah permukaan ini diturunkan dari anomali gayaberat yang diamati di permukaan yang didasarkan pada hubungan bahwa anomali gayaberat ini merupakan refleksi variasi densitas bawah permukaan ke arah horizontal dan geometri benda anomalinya (Walidah, 2011).

Teknik analisis spektral bertujuan untuk mengestimasi kedalaman bidang batas dan menentukan lebar jendela (window) yang dianggap paling baik untuk digunakan dalam pemisahan anomali tersebut. Lebar jendela merupakan batas frekuensi antara noise dengan sinyal. Kelebihan dari proses analisis spektral adalah dapat memberikan informasi kedalaman bidang batas dangkal dan dalam secara efektif yang berkaitan dengan struktur geologi bawah permukaan daerah penelitian. Kedalaman dangkal diinterpretasikan sebagai batas antara batuan dasar (basement) dan batuan sedimen bawah permukaan. Nilai kedalaman ini digunakan pada saat pembuatan model struktur bawah permukaan. Batas batuan dasar merupakan suatu bagian yang perlu diperhatikan contohnya dalam penentuan lokasi pembangunan, karena akan berpengaruh pada ketahanan dan keamanan (Syamsuriadi, dkk).

Anomali Bouguer yang dihasilkan dari penelitian gayaberat dipisahkan menjadi anomali regional dan residual. Anomali regional merupakan anomali dalam yaitu anomali yang bersumber dari massa bagian dalam bumi seperti kerak. Sedangkan, anomali residual merupakan anomali dangkal yang bersumber dari massa bawah permukaan bumi yang dangkal. Proses pemisahan anomali Bouguer dilakukan dengan menggunakan penapisan moving average.

(16)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Lebar jendela yang diperoleh dari proses analisis spektral digunakan pada pada moving average. Semakin lebar jendela yang digunakan, maka anomali residualnya akan mendekati nilai anomali Bouguer. Dengan demikian, dari hasil moving average, anomali residual digunakan untuk membuat struktur geologi bawah permukaan yang dibantu dengan adanya informasi estimasi kedalaman batas batuan dasar daerah penelitian Leuwidamar.

Interpretasi struktur geologi bawah permukaan berdasarkan anomali gayaberat akan memberi hasil yang ambiguitas sehingga dibutuhkan informasi geologi daerah penelitian dan metode yang dapat membantu melakukan interpretasi dalam penentuan kedalaman anomali tersebut (Utomo, 2012) . Untuk suatu anomali gayaberat tertentu terdapat tak hingga solusi model anomali dengan parameter densitas, geometri dan kedalaman yang berbeda-beda.

Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan informasi mengenai konfigurasi batuan dasar yang digunakan untuk pemetaan geologi bawah permukaan daerah Leuwidamar secara keseluruhan.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana menentukan struktur bawah permukaan daerah penelitian Leuwidamar berdasarkan analisis spektral data gayaberat?

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

a. Data yang digunakan dalam penelitian adalah data anomali Bouguer lengkap yang telah mengalami berbagai koreksi, seperti koreksi drift, koreksi apungan, koreksi lintang, koreksi medan, koreksi pasang surut dan koreksi Bouguer, dan bukan data observasi hasil pengukuran lapangan.

(17)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

b. Kedalaman basement untuk input pada pemodelan dua dimensi dihasilkan dari proses analisis spektral.

(18)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Menentukan nilai kedalaman bidang diskontinuitas dalam dan dangkal dengan menggunakan analisis spektral data gayaberat.

b. Menginterpretasi struktur geologi bawah permukaan daerah penelitian Leuwidamar melalui pemodelan dua dimensi.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

a. Memberikan informasi mengenai konfigurasi batuan dasar daerah Leuwidamar yang dapat dugunakan untuk pemetaan geologi bawah permukaan.

b. Memberikan informasi mengenai densitas rata-rata dan ketebalan batuan sedimen bawah permukaan Leuwidamar yang dapat membantu untuk mengetahui kestabilan wilayah terhadap bencana alam, ketahanan serta keamanan dalam penentuan lokasi pembangunan, dan identifikasi sumber daya mineral.

(19)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB III

METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di daerah Leuwidamar, kabupaten Lebak, Banten Selatan yang terletak pada koordinat 6o30’00’’ - 7o00’00’’ LS dan 106o00’00’’ - 106o30’00’’ BT.

3.2. Alur Proses Penelitian

Pada tahapan ini, ada beberapa tahapan yang ditempuh untuk mencapai tujuan. Berikut adalah gambar diagram alir dalam menyelesaikan penelitian:

(20)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian Filtering Moving Average

(Pemisahan Anomali Regional-Residual)

Pola Anomali Residual Pola Anomali

Regional

Gravity Forward Modeling Analisis Kualitatif

dan Kuantitatif

Data Gayaberat (Anomali Bouguer Lengkap)

Analisis Spektral (Transformasi Fourier)

Lebar Jendela Estimasi Kedalaman Anomali _{Regional dan Residual} Mulai

Informasi Geologi

Interpretasi Struktur Bawah Permukaan

Simpulan

(21)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.3. Data Gayaberat

Penulis menggunakan data sekunder dan tidak melakukan pengambilan data secara langsung ke lapangan. Pengambilan data tersebut telah dilakukan dengan menggunakan metode gayaberat sebanyak 171 titik ukur oleh tim peneliti dari Pusat Survei Geologi Bandung di daerah penelitian Leuwidamar, Banten Selatan.

Data gayaberat daerah Leuwidamar yang digunakan dalam penelitian ini adalah data gayaberat yang telah mengalami berbagai koreksi sehingga diperoleh Anomali Bouguer Lengkap (ABL). Tahapan awal penelitian adalah membuat peta ABL dari data sekunder gayaberat Leuwidamar dengan menggunakan perangkat lunak Geosoft 6.4.2 dan hasilnya adalah peta kontur ABL. Untuk proses analisis spektral, pada peta kontur ABL dibuat tujuh lintasan, yaitu lintasan A sampai lintasan G. Lintasan tersebut berarah dari utara ke selatan sehingga dapat mewakili anomali tinggi yang cenderung berada di selatan dan anomali rendah yang berada di utara.

3.4. Analisis Spektral

Analisis spektral bertujuan untuk mengestimasi nilai kedalaman rata-rata dari setiap lintasan dan untuk mengetahui lebar jendela yang akan digunakan pada proses penapisan moving average. Analisis spektral dilakukan dengan transformasi Fourier lintasan yang telah ditentukan. Ketujuh lintasan pada peta ABL diproses sehingga menghasilkan data jarak dan anomali Bouguer setiap lintasan.

Data jarak dan anomali Bouguer tersebut selanjutnya dilakukan proses FFT (Fast Fourier Transform) dalam domain spasial ( x) tertentu. Persamaan Transformasi Fourier dikemas dalam bahasa pemograman pada matlab. Hasil FFT adalah nilai riil dan imajiner dari setiap lintasan. Nilai tersebut diproses kemudian dibuat grafik antara ln A (sumbu y) dan k (sumbu x). A adalah ampiltudo dan k adalah bilangan gelombang. Proses perhitungan A dan k dilakukan dengan

(22)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

menggunakan Microsoft Excel. Berikut ini adalah hasil perhitungan ln A dan k dengan menggunakan Microosft Excel, selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

Hasil FFT adalah bilangan kompleks yang mempunyai nilai riil dan imajinernya. Kolom X adalah nilai riil dan kolom Y sebagai nilai imajiner hasil FFT. Nilai amplitudo A diperoleh dengan menghitung akar kuadrat dari penjumlahan X2 dan Y2 . Ln A dihasilkan dengan cara melogaritmakan nilai amplitudio A. Perhitungan nilai frekuensi bergantung pada domain spasial ( x). Nilai bilangan gelombang k diperoleh dari perhitungan dengan menggunakan

persamaan .

Gradien atau kemiringan garis dari grafik ln A terhadap k adalah kedalaman bidang batas residual dan regional. Pada grafik terdapat dua gradien, yaitu gradien yang bernilai besar mencerminkan bidang diskontinuitas dari anomali regional (dalam) dan gradien yang bernilai kecil adalah bidang diskontinuitas dari anomali residual (dangkal). Perpotongan antara gradien bidang diskontinuitas regional dan residual adalah bilangan gelombang kc (cutoff) yang merupakan dasar dalam penentuan lebar jendela. Kedalaman rata-rata hasil regresi linear residual digunakan pada pemodelan struktur bawah permukaan.

3.4.1. Kedalaman Anomali Regional dan Residual

Keadalaman anomali regional dan residual secara langsung diperoleh dari grafik ln A terhadap k. Kedalaman regional merupakan kedalaman bidang dalam bawah permukaan bumi sehingga nilai kedalamannya lebih besar daripada

(23)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

kedalaman residual. Kedalaman regional merefleksikan kedalaman kerak bumi daerah penelitian.

Kedalaman residual merupakan kedalaman bidang dangkal bawah permukaan bumi. Kedalaman residual dapat mencerminkan kedalaman batuan dasar (basement) daerah penelitian. Pada penelitian, kedalaman residual digunakan untuk membuat pemodelan dua dimensi bawah permukaan.

3.4.2. Lebar Jendela

Lebar jendela (N) tidak diperoleh secara langsung dari grafik ln A terhadap k, tetapi lebar jendela merupakan hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan (2.25). Nilai lebar jendela yang diperoleh dari proses analisis spektral digunakan sebagai input pada proses pemisahan anomali regional dan residual.

3.5. Filtering Moving Average

Anomali Bouguer pada metode gayaberat disebabkan oleh benda anomali, baik yang berada dekat dengan permukaan bumi maupun yang jauh dari permukaan bumi. Tujuan eksplorasi geofisika pada umumnya untuk mempelajari struktur yang dekat permukaan, maka berbagai usaha telah dilakukan untuk memisahkan efek regional dari efek residual. Pada penelitian ini pemisahan anomali regional dan anomali residual menggunakan digunakan penapisan moving average.

Moving average merupakan perata-rataan dari data anomali gaya berat. Hasil dari metode ini adalah nilai anomali regional, dan untuk anomali residual diperoleh dari selisih antara anomali Bouguer dengan nilai anomali regionalnya.

Perangkat lunak yang digunakan dalam proses penapisan moving average adalah Geosoft. Proses pemisahan anomali dimulai dari data anomali Bouguer yang diinputkan ke Geosoft. Lebar jendela yang telah dihitung pada proses analisis spektral sebagai data masukan pada moving average. Semakin lebar jendela yang digunakan untuk proses moving average, maka daerah yang dapat

(24)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

diteliti akan semakin kecil. Hal ini disebabkan data yang berada ditepi akan hilang, sehingga penentuan lebar jendela harus optimal. Hasil dari pemisahan anomali dengan menggunakan penapisan moving average adalah peta anomali regional dan residual.

3.5.1. Anomali Regional

Anomali regional merupakan bagian dari anomali Bouguer. Peta anomali regional yang diperoleh dari proses penapisan moving average menggambarkan anomali dalam pada daerah penelitian. Anomali regional mempunyai nilai anomali yang tinggi daripada anomali residual. Pada penelitian, anomali regional tidak diproses lebih lanjut, hanya dianalisis secara kualitatif.

3.5.2. Anomali Residual

Anomali residual atau anomali sisa merupakan hasil dari pengurangan anomali Bouguer dan anomali regional. Anomali residual mempunyai nilai anomali yang lebih kecil. Peta anomali residual menggambarkan kondisi bagian dangkal bawah permukaan daerah penelitian. Pada umumnya, peta anomali residual mempunyai bentuk kontur anomali yang bervariasi. Hal ini disebabkan densitas dari sumber yang berada di bagian dangkal daerah penelitian bervariasi atau tidak homogen. Peta anomali residual digunakan pada proses pembuatan pemodelan dua dimensi bawah permukaan.

3.6. Gravity Forward Modeling

Forward modeling atau pemodelan kedepan dilakukan berdasarkan metode dua dimensi Talwani dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Gravmag. Pemodelan dilakukan dengan membuat penampang melintang pada peta anomali residual terpilih dengan mengambil beberapa lintasan yang mewakili daerah penelitian.

Dalam penelitian ini, pemodelan struktur bawah permukaan dilakukan dengan membuat dua penampang melintang pada peta anomali residual yang dihasilkan dari proses pemisahan anomali filter moving average. Lintasan pertama

(25)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

berarah dari selatan – baratlaut, dan lintasan kedua berarah dari selatan - timurlaut. Penentuan lintasan tersebut disebabkan jalur yang dilalui lintasan mempunyai ragam anomali tinggi dan rendah yang dapat mewakili daerah penelitian. Data jarak dan anomali hasil sayatan dibaca dalam perangkat lunak Gravmag. Hasil dari pembacaan data tersebut adalah plot anomali pengukuran (observed) dengan jarak pada sayatan lintasan.

Berdasarkan metode Talwani, pembuatan model dua dimensi ini menggunakan pemodelan kedepan, yaitu membuat poligon terlebih dahulu kemudian dibadingkan dengan anomali hasil pengukuran. Densitas yang sesuai dengan informasi geologi dijadikan input untuk poligon. Anomali calculated dapat dilihat setelah poligon sembarang dibuat dan diinputkan densitasnya.

Densitas background yang digunakan dalam membuat model struktur bawah permukaan adalah 2,67 g/cc. Rata-rata kedalaman bidang diskontinitas dangkal yang telah diperoleh dari proses analisis spektral digunakan sebagai input pada saat menentukan batas batuan dasar pada pemodelan.

3.7. Prosedur Pengolahan Data

(26)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

1. Melakukan pengkonturan dan gridding untuk menghasilkan peta Anomali Bouguer Lengkap (ABL) dengan menggunakan perangkat lunak Geosoft 6.4.2.

2. Menentukan tujuh lintasan atau sayatan pada peta ABL yang akan dilakukan analisis spektral.

3. Melakukan proses Fast Fourier Tansform (FFT) dengan menggunakan perangkan lunak Matlab 2008 untuk masing-masing lintasan.

4. Menghitung nilai ln A dan k pada setiap lintasan menggunakan persamaan (2.24).

5. Membuat grafik ln A terhadap k untuk setiap lintasan menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel 2007.

6. Menentukan nilai k cutoff dari perpotongan gradien kedalaman anomali regional dan anomali residual untuk setiap lintasan pada grafik ln A terhadap k.

7. Menghitung lebar jendela yang akan digunakan pada proses penapisan moving average menggunakan persamaan (2.25).

8. Memisahkan anomali regional dan residual menggunakan penapisan moving average dengan bantuan perangkat lunak Geosotf 6.4.2 sehingga dipeoleh peta kontur anomali regional dan residual.

9. Menganalisis anomali regional dan residual secara kualitatif. 10.Membuat dua penampang lintasan pada peta anomali residual.

11.Membuat pemodelan bawah permukaan dua dimensi dari penampang lintasan anomali residual dengan menggunakan perangkat lunak Gravmag.

12.Menginterpretasi model strukur geologi bawah permukaan untuk setiap penampang lintasan.

(27)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB V

SIMPULAN DAN REKOMENDASI 5.1. Simpulan

Berdasarkan hasil interpretasi dalam penelitian ini maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari hasil analisis spektral diperoleh kedalaman rata-rata bidang diskontinuitas dangkal sebesar 1,71 km dan kedalaman bidang diskontinuitas dalam sebesar 10,66 km. Hal tersebut menunjukan bahwa bidang batas antara batuan dasar (basement) dan batuan sedimen terdapat pada kedalaman rata-rata 1,71 km.

2. Hasil pemodelan struktur bawah permukaan menunjukan bahwa batuan dasar di daerah Leuwidamar diestimasikan sebagai batuan beku, yaitu batuan andesit yang mempunyai densitas 2,74 g/cc, sedangkan batuan sedimen penyusunnya terdiri dari batu gamping, batupasir, batuan gunung api berupa tuf yang masing-masing densitasnya 2,62 g/cc, 2,40 g/cc dan 2,20 g/cc. Pada lintasan AA’ yang berarah dari selatan ke barat laut terdapat batuan terobosan yang mempunyai densitas 2,68 g/cc. Batuan terobosan ini diperkirakan Granodiorit Cihara yang menerobos ke

permukaan. Sedangkan pada lintasan BB’ terobosannya berupa batuan

andesit yang mempunyai densitas 2,61 g/cc , batuan diorit kuarsa yang mempunyai densitas 2,71 g/cc, dan batuan basal yang mempunyai densitas 2,82 g/cc.

3. Pemodelan dua dimensi lintasan AA’ dan BB’ menunjukkan adanya sesar bawah permukaan. Sesar tersebut merupakan celah terbentuknya intrusi batuan. Pada model lintasan AA’ dan BB’ terdapat dugaan lipatan berupa sinklin yang terletak dibagian tengah lintasan. Perkembangan tektonik menyebabkan terbentuknya sesar bawah permukaan dan sinklin.

(28)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 5.2. Rekomendasi

Dalam melakukan forward modeling, sebaiknya dilengkapi oleh data pendukung tambahan seperti data logging dan data seismik daerah penelitian untuk mengoptimalkan hasil dari forward modeling yang sesuai dengan data lapangan.

(29)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR PUSTAKA

Blakely, Richard J. (1996). Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge: Cambridge University Press.

Gaol, Karit L. Sudrajat, Y., & Wardhana, Dadan. D. (2004). Citra Kerapatan Batuan Bawahpermukaan Daerah Karst Gombong, Jawa Tengah dan Hubungannya dengan Potensi Airtanah. Jurnal Geofisika 2004 No. 2, hlm. 7-13.

Hasan, M. A., & Nurwidyanto, M. I. (2008). Estimasi Penyebaran Sedimen Cekungan Jawa Timur Dengan Metode Gravity. Berkala Fisika Vol. 11, No. 4, hlm. 137-145.

Idral, A. & Sumardi, E. (2006). Anomali Magnet dan Gayaberat pada Daerah Panas Bumi Gunung Endut, Kabupaten Lebak, Propinsi Banten. Prosiding Pemaparan Hasil-hasil Kegiatan Lapangan dan Non Lapangan. Bandung: Pusat Sumber Daya Geologi.

Indriana, Dwi Rina. (2008). Estimasi Ketebalan Sedimen dan Kedalaman Diskontinuitas Mohorovicic Deerah Jawa Timur dengan Analisis Power Spektrum Data Anomali Gravitasi. Berkala Fisika. Vol. 11 , No.2, hlm. 67-74.

Purnomo, Jarot. (2013). Pemisahan Anomali Regional-Residual pada Metode Gravitasi Menggunakan Metode Moving Average, Polynomial dan Inversion. Indonesian Journal of Applied Physic (2013) Vol. 3 No. 1, hlm. 10-20. ISSN: 2089-0133.

Sarkowi, M. (2010). Interpretasi Struktur Bawah Permukaan Daerah Gunung Merbabu-Merapi Berdasarkan Pemodelan 3D Anomali Bouguer. Berkala Fisika Vol. 13 No. 2, hlm. D11-D18.

Setiadi, I., Setyanta, B., Widijono, B.S. (2010).Delinasi Cekungan Sedimen Sumatera Selatan Berdasarkan Analisa Data Gayaberat. Geo-Sciences: JSDG Vol. 20 No. 2, hlm. 93-106.

Setiady, D. (2010). Hubungan Kumpulan Mineral Berat pada Sedimen Pantai dan Lepas Pantai dengan Batuan Asal Darat di Perairan Teluk Pelabuhan Ratu, Jawa Barat. Jurnal Geologi Indonesia Vol. 5 No. 1, hlm. 57-74.

(30)

Ai Diyanti, 2014

INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Subekti, Kurniawan Agung. (2001). Pemodelan Struktur Bawah Permukaan Gunung Bromo Berdasarkan Hasil Pengukuran Gayaberat. (Skripsi). Semarang: Universitas Diponegoro.

Sugeng. (2005). Kajian Analisis Kelurusan Struktur dengan Citra Landsat Digital untuk Eksplorasi Mineralisasi Emas di Daerah Bayah Kabupaten Lebak. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV. Surabaya, 14-15 September 2005, hlm. 162-168.

Suhadiyatno. (2008). Metode Gravitasi. Jakarta: Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Indonesia.

Sujatmiko & Santosa. (1992). Peta Geologi Lembar Leuwidamar, Jawa, skala 1:100.000, Peta Geologi Bersistem Indonesia. Bandung: Pusat Penelitian dan pengembangan Geologi.

Syamsuriadi, Hamzah, M., & Aswad, S. Penentuan Struktur Bawah Permukaan Kota Makassar Dengan Menggunakan Metode Gayaberat (Gravity). Diakses dari

http://repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/6208/jurnal_H221 07034.pdf?sequence=1.

Talwani, M., J.L., Worzel., & Landisman, Mark . (1959). Rapid Gravity Computations for Two-Dimensional Bodies with Application to the Mendocino Submarine Fracture Zone. Journal of Geophysical Research: Vol. 64 No. 1 hlm. 49-59.

Team LIPI. (1981). Geofisika Eksplorasi Terbatas. Bandung: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

Telford, W. M. dkk. (1990). Applied Geophysics 2nd ed. Cambridge University Press.

Van Bammelen, R.W. (1949). The Geology og Indonesia, Vol 1A. The Hague: Netherland.

Walidah, Indah Fitriana. (2011). Penentuan Struktur Bawah Permukaan Berdasarkan Analisa dan Pemodelan Gayaberat untuk Melihat Potensi Hidrokarbon pada Daerah FW1807 Cekungan Jawa Timur Utara. (Skripsi) Prodi Fisika FMIPA Universitas Indonesia, Depok.

(1)

dapat dilihat setelah poligon sembarang dibuat dan diinputkan densitasnya.