ANALISIS TAHANAN JENIS BATUAN DAN MINERAL BAWAH PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DI DESA DOLOK MARAWA KABUPATEN SIMALUNGUN.
ANALISIS TAHANAN JENIS BATUAN DAN MINERAL BAWAH
PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE
GEOLISTRIK DI DESA DOLOK MARAWA
KABUPATEN SIMALUNGUN
Oleh:
Marusaha Simanjuntak
NIM 4103240021
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMUPENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas kasih karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik dan sesuai
dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi ini yang berjudul “Analisisi Tahahan Jenis Batuan dan Mineral
Bawah Permukaan Dengan Mengunakan Geolistrik Di Desa Dolok Marawa
Kabupaten Simalungun”, disusun untuk memperoleh gelar sarjana sains, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
setinggi-tingginya kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan
skripsi, mulai dari pengajuan judul proposal penelitian sampai penyusunan
skripsi, antara lain Bapak Drs. Abd. Hakim, M.Si selaku dosen pembimbing
skripsi yang telah banyak membantu dan selalu sabar membimbing penulis dalam
menyelesaikan skripsi, Bapak Drs. Makmur Sirait selaku pembimbing akademik
dan Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si, Drs. Rahmatsyah, M.Si, dan Alkahafi
Maas Siregar, M.Si selaku dosen penguji yang banyak memberikan saran dan
masukan. Penghargaan juga di berikan kepada Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,
Bapak Drs. Jhonny H Panggabean, M.Si dan Ibu Rita Juliani S.Si, M.Si serta
Bang Arman Tumanggor S.Pd yang telah banyak membantu dalam proses
penelitian dilapangan.
Ucapan terima kasih yang teristimewa penulis sampaikan kepada keluarga
Bapak tercinta T.A Simanjuntak dan Mamak tersayang R. br Silitonga, serta
abang dan kakak penulis Hermanto Simanjuntak SE, Junihot M Simanjuntak
S.Th,.M.Pd , Henrik Simanjuntak, SP, Puka Uli Simanjutak, Erna N Simanjuntak,
Ronni Simanjuntak dan Rini R Simanjuntak A.Md. Penulis juga mengucapkan
terima kasih kepada sahabat terbaik penulis yaitu Lenriani, Kawan kost 175 (Rio,
Mohe, Rimhot, Jimmi, Yasner, Bonardo, Tangkas, Jenal, Bastian, Anto, dedi dan
Donal) dan teman-teman PARNASIB-Medan yang selalu memberikan dukungan
penuh buat penulis. Teman – teman Fisika Unimed, khususnya Fisika ND Kece,
teman- teman Satu lokasi Penelitian: Eko Afriani dan Robert, Serta teman-teman
v
yang membantu saat penulis melakukan penelitian : Sovian, Hengky, Syahputra,
Filemon dan Sartika, serta semua teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu
persatu. Penulis menyadari masih banyak kekurangan baik dari segi tata bahasa
maupun
isi,
untuk
itu
penulis
mengharapkan
kritik
dan
saran.
(Marus.Juntak@yahoo.com), yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pembaca. Akhir kata penulis ucapkan
terima kasih.
Medan,
Penulis,
Agustus 2014
Marusaha Simanjuntak
NIM : 4103240021
vi
DARTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
RiwayatHidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Tabel
viii
Daftar Gambar
ix
Daftar Lampiran
x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Batasan Masalah
3
1.3 Rumusan Masalah
3
1.4 Tujuan Penelitian
3
1.5 Manfaat Penelitian
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mineral
5
2.1.1 Defenisi dan klasifikasi Mineral
5
2.1.2 Sifat Fisik Mineral
5
2.1.3 Sifat Kimiawi Mineral
7
2.2 Batuan
9
2.2.1 Batuan Beku
10
2.2.2 Batuan Sedimen
10
2.2.3 Batuan Piroklastik
12
2.2.4 Batuan Metamorf
15
2.3 Geolistrik
16
2.3.1Sifat kelistrikan Bumi
17
2.3.2 Aliran listrik dalam bumi
20
2.4 Resistivitas Batuan
24
vii
2.5 Geolistrik Metode Tahanan Jenis
27
2.5.1 Konfigurasi elektroda
28
2.6 Konsep Resisitivitas Semu
30
2.7 Kondisi Fisik Daerah Penelitian
31
2.7.1 Kondisi Geografis
31
2.7.2 Iklim dan Curahhujan
31
2.7.3 Statigrafi
32
2.7.4 Geomorfologi
32
2.7.5 Struktur Geologi
32
2.7.6 Geohidrologi
33
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
34
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
34
3.3 Prosedur Penelitian
36
3.4 Diagram Alir Penelitian
38
3.5 Teknik Pengambilan Data
39
3.6 Teknis Analisis Data dan Interpretasi Data
41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengambilan Data
41
4.2 Pembahasan
46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
51
5.2 Saran
51
DAFTAR PUSTAKA
53
viii
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Skala Kekerasan Relatif Mineral (Mohs)
Halaman
7
Tabel 2.2 Kelompok Mineral silikat
8
Tabel 2.3 Nilai Resistivitas dari Berbagai Tipe Batuan
25
Tabel 2.4 Variasi Resistivitas Material Lapisan Bumi
26
Tabel 2.5 Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral
26
Tabel 2.6
Harga Tahanan Jenis Tanah
27
Tabel 4.1
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Pertama
43
Tabel 4.2
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Kedua
45
Tabel 4.3
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Ketiga
46
Tabel 4.4
Resisitivitas dan Jenis Mineral Ketiga Lintasan
48
ix
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Siklus pembentukan Batuan
Gambar 2.2
Diagram memperlihatkan proses sedimentasi
Halaman
9
utama dan golongan batuan yang di hasilkan
12
Gambar 2.3
SilinderKonduktor
18
Gambar 2.4
Sumber arus didalam media homogen
20
Gambar 2.5
Arah penjalaran arus dengan injeksi di permukaan
media homogen isotropis
Gambar 2.6
22
Potensial yang ditimbulkan oleh dua elektroda arus
pada permukaan bumi `
23
Gambar 2.7
Konfigurasi elektroda Schlumberger
29
Gambar 2.8
Medium tak homogen ( berlapis) dan Homogen
31
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
38
Gambar 3.2
Konfigurasi elektroda model schlumberger
39
Gambar 3.3
Aliran Sinyal Konfigurasi Schlumberger
40
Gambar 4.1
Gambaran Lokasi Penelitian Lintasan 1, 2 dan 3
42
Gambar 4.2
Grid Lintasan Pertama
42
Gambar 4.3
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 1
43
Gambar 4.4
Grid Lintasan kedua
44
Gambar 4.5
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 2
44
Gambar 4.6
Grid Lintasan ketiga
45
Gambar 4.7
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 3
46
Gambar 4.8
Lokasi Penelitian dan kontur resisitivitas ketiga lintasan
47
Gambar 4.9
Hasil kontur kedalaman 5 meter hingga 28 meter
49
xii
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1Tabel Data Lintasan
Halaman
56
Lampiran 2 Peta Geologi Daerah Penelitian
76
Lampiran 3 Sebaran Mata Air Panas
77
Lampiran 4 Geomorfologi Dan Wilayah Air Tanah
78
Lampiran 5 Alat Penelitian
79
Lampiran 6 Dokumentasi Penelitian
81
Lampiran 7 Tabel Penampang Isoresistivitas
84
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia memiliki hasil alam yang melimpah di bawah permukaan bumi
berupa emas, perak, tembaga dan batuan. Batuan merupakan benda alam
penyusun utama bumi dan kumpulan dari satu atau lebih mineral, bahan organik
serta bahan-bahan vulkanik yang banyak dibutuhkan dan digunakan untuk
kehidupan manusia. Namun secara kasat mata hasil alam yang melimpah dibawah
permukaan bumi tidak dapat diamati secara langsung. Informasi mengenai kondisi
bawah permukaan bumi perlu diketahui seperti jenis batuan dan mineral. Jenis
batuan dan mineral dapat dilihat berdasarkan tahanan jenisnya.
Tiap batuan dan mineral memiliki tahanan jenis yang dipengaruhi oleh
komposisi pembentuknya. Menurut Endarto (2005) batuan sedimen memiliki
komposisi mineral-mineral antara lain kwarsa, feldsfar, mika, dolomite, kalsit, dan
mineral lempung. Menurut Santoso (2002) variasi nilai tahanan jenis material
Batuan beku dan metamorf ( Granit: 5 x 105 s/d 106 Ωm, Basalt: 103 s/d 106 Ωm,
Slate atau Batu Tulis: 6 x 102 s/d 107 Ωm, marmer atau pualam: 102 s/d 2,5 x 108
Ωm, kwarsa: 102 s/d 2 x 106 Ωm), batuan sedimen (batu pasir: 8 s/d 4 x 103 Ωm,
batu kapur atau gamping: 5 x 102 s/d 5 x 106 Ωm), tanah dan air (tanah liat: 1- 100
Ωm,alluvia: 10-800 Ωm, air tanah: 10-100 Ωm, air asin 0,2 Ωm).
Untuk mengetahui tahanan jenis batuan dan mineral yang terdapat pada bawah
permukaan diperlukan metode dan alat ukur yang dapat mengukur parameterparameter fisika yang berhubungan dengan keberadaan batuan dan mineral di
bawah permukaan. Dalam pendugaan keadaan bawah permukaan bumi diperlukan
suatu metode geofisika. Salah satu metoda geofisika yang dapat digunakan untuk
mengetahui tahanan jenis batuan dan mineral adalah metoda geolistrik tahanan
jenis. Metoda Geolistrik tahanan jenis merupakan metoda Geolistrik yang
mempelajari sifat tahanan jenis listrik dari lapisan batuan di dalam bumi sampai
kedalaman 300 m. Nilai tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah
dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current) ke dalam tanah.
Tujuannya adalah untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi
1
2
batuan bawah permukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau
menghambat listrik (konduktivitas atau resistivitas).
Desa Dolok Morawa adalah salah satu desa di kecamatan Silau Kahean di
Kabupaten Simalungun Propinsi Sumatera Utara. Desa Morawa
merupakan
daerah perbukitan yang memiliki letak geografis 3010’41” LU dan 98051’53” BT.
Di Kecamatan Silau Kahen terdapat cagar alam yaitu cagar alam Dolok tinggi raja
yang merupakan hutan lindung. Kawasan Cagar Alam Dolok Tinggi Raja
memiliki fenomena alam yang khas antara lain sumber air panas yang
mengandung belerang membentuk teras-teras tanah kapur ke bawah dengan warna
beraneka ragam. Dolok Morawa ini merupakan daerah panas bumi yang
mempunyai sebaran air panas yang cukup luas. Menurut Henry.dkk, (2010) mata
air panas yang berada pada daerah dolok morawa terletak pada patahan laut
tenggara dengan suhu 36,40C-660C. Berdasarkan peta geologi bahwa jenis batuan
yang terdapat di daerah Dolok Morawa adalah batuan andesit, dasit, basal dan
piroklastika.
Daerah Dolok morawa dengan kondisi keunikan geologi memerlukan
pemetaan bawah permukaan. Pemetaan tersebut perlu dilakukan sebelum
diadakan penataan lahan di sekitar lokasi. Pemetaan bawah permukaan tersebut
dipandang penting, mengingat salah satu fungsinya yaitu untuk mengetahui jenis
batuan dan mineral yang terdapat dibawah permukaan Dolok Morawa.
Beberapa penelitian telah berhasil dilakukan menggunakan metode
geolistrik resisitivitas, diantaranya oleh Parhusip (2011) dengan menggunakan
metode golistrik resistivitas dapat mengetahui jenis batuan yang terdapat pada
daerah panas bumi desa panen Kabupaten kabupaten deliserdang yaitu jenis
batuan yaitu jenis batuan dolomite dan batuan gabbro dengan nilai resitivitas
1600Ω� − 30.000 Ω� pada kedalaman 23 meter. Uci Karisma (2012) dengan
menggunakan metode geolistrik dapat mengetahui jenis batuan yang terdapat
pada daerah situs Megalitikum Kabupaten Bondowoso yaitu jenis batuan andesit
dengan nilai resistivitas 101 Ω�-321 Ω� pada kedalaman 0,00 - 3,50 meter. Togi
Barita (2011) dengan menggunakan metode geolistri tahanan jenis dapat
mengetahui jenis batuan yang terdapat pada daerah desa Dolok Togur yaitu jenis
3
batuan Alluvium,batu pasir dan batu gamping dengan nilai resisitivitas 210 Ωm –
1700 Ωm pada kedalaman 29 meter.
Berdasarkan uraian-uraian tersebut diatas sehingga penulis memilih judul:
”ANALISIS TAHANAN JENIS
BATUAN DAN MINERAL BAWAH
PERMUKAAN DENGAN METODE GEOLISTRIK DI DESA DOLOK
MORAWA KABUPATEN SIMALUNGUN”.
1.2 Batasan masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi batasan masalah adalah :
1. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik resistivity
untuk mengetahui resistivitas batuan dan mineral di bawah permukaan
daerah Dolok Morawa Kabupaten Simalungun
2. Penelitian ini di lakukan di Desa Dolok Morawa Kecamatan silau Kahean
Kabupaten Simalungun dengan luas daerah penelitian 155 x 155 meter
dengan jarak spasi antara elektroda adalah 5 meter.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi rumusan
masalah adalah bagaimana
memperoleh nilai resistivitas batuan dan mineral yang tersebar dibawah
permukaan Desa Dolok Morawa Kabupaten Simalungun dengan menggunakan
metode geolistrik.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan jenis batuan
dan mineral berdasarkan nilai resistivitas batuan dan mineral bawah permukaan
di Desa Dolok Morawa Kabupaten Simalungun berdasarkan data geolistrik.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Diperolehnya jenis batuan dan mineral di bawah permukaan daerah Dolok
morawa Kabupaten Simalungun berdasarkan nilai resistivitas
2. Memberikan informasi bagi instansi tentang geolistrik untuk penentuan
resistivitas batuan dan mineral di bawah permukaan.
3. Memberikan informasi bagi masyarakat di desa Dolok Morawa Kabupaten
Simalungun.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis, dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil penelitian menggunakan metode geolistrik diperoleh
harga resisitivitas yang bervariasi yang berkisar antara 0,327Ωm-2200 Ωm
Lintasan pertama, memiliki nilai resisitivitas antara 0,327 Ωm
sampai dengan 1053 Ωm.
Lintasan kedua, memiliki nilai resisitivitas antara 1,89 Ωm
sampai dengan 1988 Ωm.
Lintasan ketiga, memiliki nilai resisitivitas antara 3,60 Ωm
sampai dengan 2200 Ωm.
2. Jenis mineral bawah permukaan desa dolok marawa yang paling
mendominasi adalah air tanah dengan nilai resisitivitas kurang dai 10 Ωm
dan di prediksi bahwa pada daerah penelitian ini masih berlangsung
kegiatan vulkanik.
3. Berdasarkan nilai resisitivitas yang diperoleh jenis batuan yang terdapat
pada daerah penelitian ini adalah lempung, lanau, andesit, aluvium, batu
pasir dan batu gamping..
5.2 Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, peneliti/penulis memberikan
beberapa saran:
1. Untuk pemodelan penampang bawah permukaan struktur bawah
permukaan dapat dikembangkan dengan pemodelan secra tida dimensi
menggunakan software Res3Dinv sehingga diperoleh gambaran struktur
bawah permukaan yang lebih baik.
51
52
2. Dilihat dari penampang kontur resistivitas, ada baiknya dilakukan
penelitian lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan
mengubah cara peletakan rentangan kabel elektroda.
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Marusaha simanjuntak lahir di Siabal-Abal. Kecamatan
Sipahutar Kab.Tapanuli Utara, Sumatera Utara pada tanggal 23 November 1992
Anak dari Ayah bernama T.A. Simanjuntak dan Ibu bernama R. br Silitonga dan
merupakan anak bungsu dari delapan bersaudara. Pada tahun 1998 penulis masuk
SD Negeri Siabal-Abal NO 177657, dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun 2004
penulis melanjutkan sekolah ke SLTP N 1 Sipahutar dan lulus pada tahun 2007.
Pada tahun 2007, penulis melanjutkan sekolah di SMA N 1 Sipahutar dan lulus
pada tahun 2010.Pada tahun 2010, penulis mengikuti ujian SNMPTN (Seleksi
Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) yang kemudian lulus dan diterima di
Program Studi Fisika Jurusan Non-Kependidikan Fisika, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE
GEOLISTRIK DI DESA DOLOK MARAWA
KABUPATEN SIMALUNGUN
Oleh:
Marusaha Simanjuntak
NIM 4103240021
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMUPENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas kasih karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik dan sesuai
dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi ini yang berjudul “Analisisi Tahahan Jenis Batuan dan Mineral
Bawah Permukaan Dengan Mengunakan Geolistrik Di Desa Dolok Marawa
Kabupaten Simalungun”, disusun untuk memperoleh gelar sarjana sains, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang
setinggi-tingginya kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan
skripsi, mulai dari pengajuan judul proposal penelitian sampai penyusunan
skripsi, antara lain Bapak Drs. Abd. Hakim, M.Si selaku dosen pembimbing
skripsi yang telah banyak membantu dan selalu sabar membimbing penulis dalam
menyelesaikan skripsi, Bapak Drs. Makmur Sirait selaku pembimbing akademik
dan Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si, Drs. Rahmatsyah, M.Si, dan Alkahafi
Maas Siregar, M.Si selaku dosen penguji yang banyak memberikan saran dan
masukan. Penghargaan juga di berikan kepada Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,
Bapak Drs. Jhonny H Panggabean, M.Si dan Ibu Rita Juliani S.Si, M.Si serta
Bang Arman Tumanggor S.Pd yang telah banyak membantu dalam proses
penelitian dilapangan.
Ucapan terima kasih yang teristimewa penulis sampaikan kepada keluarga
Bapak tercinta T.A Simanjuntak dan Mamak tersayang R. br Silitonga, serta
abang dan kakak penulis Hermanto Simanjuntak SE, Junihot M Simanjuntak
S.Th,.M.Pd , Henrik Simanjuntak, SP, Puka Uli Simanjutak, Erna N Simanjuntak,
Ronni Simanjuntak dan Rini R Simanjuntak A.Md. Penulis juga mengucapkan
terima kasih kepada sahabat terbaik penulis yaitu Lenriani, Kawan kost 175 (Rio,
Mohe, Rimhot, Jimmi, Yasner, Bonardo, Tangkas, Jenal, Bastian, Anto, dedi dan
Donal) dan teman-teman PARNASIB-Medan yang selalu memberikan dukungan
penuh buat penulis. Teman – teman Fisika Unimed, khususnya Fisika ND Kece,
teman- teman Satu lokasi Penelitian: Eko Afriani dan Robert, Serta teman-teman
v
yang membantu saat penulis melakukan penelitian : Sovian, Hengky, Syahputra,
Filemon dan Sartika, serta semua teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu
persatu. Penulis menyadari masih banyak kekurangan baik dari segi tata bahasa
maupun
isi,
untuk
itu
penulis
mengharapkan
kritik
dan
saran.
(Marus.Juntak@yahoo.com), yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pembaca. Akhir kata penulis ucapkan
terima kasih.
Medan,
Penulis,
Agustus 2014
Marusaha Simanjuntak
NIM : 4103240021
vi
DARTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
RiwayatHidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Tabel
viii
Daftar Gambar
ix
Daftar Lampiran
x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
1
1.2 Batasan Masalah
3
1.3 Rumusan Masalah
3
1.4 Tujuan Penelitian
3
1.5 Manfaat Penelitian
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mineral
5
2.1.1 Defenisi dan klasifikasi Mineral
5
2.1.2 Sifat Fisik Mineral
5
2.1.3 Sifat Kimiawi Mineral
7
2.2 Batuan
9
2.2.1 Batuan Beku
10
2.2.2 Batuan Sedimen
10
2.2.3 Batuan Piroklastik
12
2.2.4 Batuan Metamorf
15
2.3 Geolistrik
16
2.3.1Sifat kelistrikan Bumi
17
2.3.2 Aliran listrik dalam bumi
20
2.4 Resistivitas Batuan
24
vii
2.5 Geolistrik Metode Tahanan Jenis
27
2.5.1 Konfigurasi elektroda
28
2.6 Konsep Resisitivitas Semu
30
2.7 Kondisi Fisik Daerah Penelitian
31
2.7.1 Kondisi Geografis
31
2.7.2 Iklim dan Curahhujan
31
2.7.3 Statigrafi
32
2.7.4 Geomorfologi
32
2.7.5 Struktur Geologi
32
2.7.6 Geohidrologi
33
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
34
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
34
3.3 Prosedur Penelitian
36
3.4 Diagram Alir Penelitian
38
3.5 Teknik Pengambilan Data
39
3.6 Teknis Analisis Data dan Interpretasi Data
41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengambilan Data
41
4.2 Pembahasan
46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
51
5.2 Saran
51
DAFTAR PUSTAKA
53
viii
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Skala Kekerasan Relatif Mineral (Mohs)
Halaman
7
Tabel 2.2 Kelompok Mineral silikat
8
Tabel 2.3 Nilai Resistivitas dari Berbagai Tipe Batuan
25
Tabel 2.4 Variasi Resistivitas Material Lapisan Bumi
26
Tabel 2.5 Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral
26
Tabel 2.6
Harga Tahanan Jenis Tanah
27
Tabel 4.1
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Pertama
43
Tabel 4.2
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Kedua
45
Tabel 4.3
Jenis Mineral Berdasarkan Kontur Resistivitas Lintasan Ketiga
46
Tabel 4.4
Resisitivitas dan Jenis Mineral Ketiga Lintasan
48
ix
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Siklus pembentukan Batuan
Gambar 2.2
Diagram memperlihatkan proses sedimentasi
Halaman
9
utama dan golongan batuan yang di hasilkan
12
Gambar 2.3
SilinderKonduktor
18
Gambar 2.4
Sumber arus didalam media homogen
20
Gambar 2.5
Arah penjalaran arus dengan injeksi di permukaan
media homogen isotropis
Gambar 2.6
22
Potensial yang ditimbulkan oleh dua elektroda arus
pada permukaan bumi `
23
Gambar 2.7
Konfigurasi elektroda Schlumberger
29
Gambar 2.8
Medium tak homogen ( berlapis) dan Homogen
31
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
38
Gambar 3.2
Konfigurasi elektroda model schlumberger
39
Gambar 3.3
Aliran Sinyal Konfigurasi Schlumberger
40
Gambar 4.1
Gambaran Lokasi Penelitian Lintasan 1, 2 dan 3
42
Gambar 4.2
Grid Lintasan Pertama
42
Gambar 4.3
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 1
43
Gambar 4.4
Grid Lintasan kedua
44
Gambar 4.5
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 2
44
Gambar 4.6
Grid Lintasan ketiga
45
Gambar 4.7
Penampang Kontur Resistivitas Bawah Permukaan Lintasa 3
46
Gambar 4.8
Lokasi Penelitian dan kontur resisitivitas ketiga lintasan
47
Gambar 4.9
Hasil kontur kedalaman 5 meter hingga 28 meter
49
xii
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1Tabel Data Lintasan
Halaman
56
Lampiran 2 Peta Geologi Daerah Penelitian
76
Lampiran 3 Sebaran Mata Air Panas
77
Lampiran 4 Geomorfologi Dan Wilayah Air Tanah
78
Lampiran 5 Alat Penelitian
79
Lampiran 6 Dokumentasi Penelitian
81
Lampiran 7 Tabel Penampang Isoresistivitas
84
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia memiliki hasil alam yang melimpah di bawah permukaan bumi
berupa emas, perak, tembaga dan batuan. Batuan merupakan benda alam
penyusun utama bumi dan kumpulan dari satu atau lebih mineral, bahan organik
serta bahan-bahan vulkanik yang banyak dibutuhkan dan digunakan untuk
kehidupan manusia. Namun secara kasat mata hasil alam yang melimpah dibawah
permukaan bumi tidak dapat diamati secara langsung. Informasi mengenai kondisi
bawah permukaan bumi perlu diketahui seperti jenis batuan dan mineral. Jenis
batuan dan mineral dapat dilihat berdasarkan tahanan jenisnya.
Tiap batuan dan mineral memiliki tahanan jenis yang dipengaruhi oleh
komposisi pembentuknya. Menurut Endarto (2005) batuan sedimen memiliki
komposisi mineral-mineral antara lain kwarsa, feldsfar, mika, dolomite, kalsit, dan
mineral lempung. Menurut Santoso (2002) variasi nilai tahanan jenis material
Batuan beku dan metamorf ( Granit: 5 x 105 s/d 106 Ωm, Basalt: 103 s/d 106 Ωm,
Slate atau Batu Tulis: 6 x 102 s/d 107 Ωm, marmer atau pualam: 102 s/d 2,5 x 108
Ωm, kwarsa: 102 s/d 2 x 106 Ωm), batuan sedimen (batu pasir: 8 s/d 4 x 103 Ωm,
batu kapur atau gamping: 5 x 102 s/d 5 x 106 Ωm), tanah dan air (tanah liat: 1- 100
Ωm,alluvia: 10-800 Ωm, air tanah: 10-100 Ωm, air asin 0,2 Ωm).
Untuk mengetahui tahanan jenis batuan dan mineral yang terdapat pada bawah
permukaan diperlukan metode dan alat ukur yang dapat mengukur parameterparameter fisika yang berhubungan dengan keberadaan batuan dan mineral di
bawah permukaan. Dalam pendugaan keadaan bawah permukaan bumi diperlukan
suatu metode geofisika. Salah satu metoda geofisika yang dapat digunakan untuk
mengetahui tahanan jenis batuan dan mineral adalah metoda geolistrik tahanan
jenis. Metoda Geolistrik tahanan jenis merupakan metoda Geolistrik yang
mempelajari sifat tahanan jenis listrik dari lapisan batuan di dalam bumi sampai
kedalaman 300 m. Nilai tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah
dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current) ke dalam tanah.
Tujuannya adalah untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi
1
2
batuan bawah permukaan terutama kemampuannya untuk menghantarkan atau
menghambat listrik (konduktivitas atau resistivitas).
Desa Dolok Morawa adalah salah satu desa di kecamatan Silau Kahean di
Kabupaten Simalungun Propinsi Sumatera Utara. Desa Morawa
merupakan
daerah perbukitan yang memiliki letak geografis 3010’41” LU dan 98051’53” BT.
Di Kecamatan Silau Kahen terdapat cagar alam yaitu cagar alam Dolok tinggi raja
yang merupakan hutan lindung. Kawasan Cagar Alam Dolok Tinggi Raja
memiliki fenomena alam yang khas antara lain sumber air panas yang
mengandung belerang membentuk teras-teras tanah kapur ke bawah dengan warna
beraneka ragam. Dolok Morawa ini merupakan daerah panas bumi yang
mempunyai sebaran air panas yang cukup luas. Menurut Henry.dkk, (2010) mata
air panas yang berada pada daerah dolok morawa terletak pada patahan laut
tenggara dengan suhu 36,40C-660C. Berdasarkan peta geologi bahwa jenis batuan
yang terdapat di daerah Dolok Morawa adalah batuan andesit, dasit, basal dan
piroklastika.
Daerah Dolok morawa dengan kondisi keunikan geologi memerlukan
pemetaan bawah permukaan. Pemetaan tersebut perlu dilakukan sebelum
diadakan penataan lahan di sekitar lokasi. Pemetaan bawah permukaan tersebut
dipandang penting, mengingat salah satu fungsinya yaitu untuk mengetahui jenis
batuan dan mineral yang terdapat dibawah permukaan Dolok Morawa.
Beberapa penelitian telah berhasil dilakukan menggunakan metode
geolistrik resisitivitas, diantaranya oleh Parhusip (2011) dengan menggunakan
metode golistrik resistivitas dapat mengetahui jenis batuan yang terdapat pada
daerah panas bumi desa panen Kabupaten kabupaten deliserdang yaitu jenis
batuan yaitu jenis batuan dolomite dan batuan gabbro dengan nilai resitivitas
1600Ω� − 30.000 Ω� pada kedalaman 23 meter. Uci Karisma (2012) dengan
menggunakan metode geolistrik dapat mengetahui jenis batuan yang terdapat
pada daerah situs Megalitikum Kabupaten Bondowoso yaitu jenis batuan andesit
dengan nilai resistivitas 101 Ω�-321 Ω� pada kedalaman 0,00 - 3,50 meter. Togi
Barita (2011) dengan menggunakan metode geolistri tahanan jenis dapat
mengetahui jenis batuan yang terdapat pada daerah desa Dolok Togur yaitu jenis
3
batuan Alluvium,batu pasir dan batu gamping dengan nilai resisitivitas 210 Ωm –
1700 Ωm pada kedalaman 29 meter.
Berdasarkan uraian-uraian tersebut diatas sehingga penulis memilih judul:
”ANALISIS TAHANAN JENIS
BATUAN DAN MINERAL BAWAH
PERMUKAAN DENGAN METODE GEOLISTRIK DI DESA DOLOK
MORAWA KABUPATEN SIMALUNGUN”.
1.2 Batasan masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi batasan masalah adalah :
1. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik resistivity
untuk mengetahui resistivitas batuan dan mineral di bawah permukaan
daerah Dolok Morawa Kabupaten Simalungun
2. Penelitian ini di lakukan di Desa Dolok Morawa Kecamatan silau Kahean
Kabupaten Simalungun dengan luas daerah penelitian 155 x 155 meter
dengan jarak spasi antara elektroda adalah 5 meter.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi rumusan
masalah adalah bagaimana
memperoleh nilai resistivitas batuan dan mineral yang tersebar dibawah
permukaan Desa Dolok Morawa Kabupaten Simalungun dengan menggunakan
metode geolistrik.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan jenis batuan
dan mineral berdasarkan nilai resistivitas batuan dan mineral bawah permukaan
di Desa Dolok Morawa Kabupaten Simalungun berdasarkan data geolistrik.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Diperolehnya jenis batuan dan mineral di bawah permukaan daerah Dolok
morawa Kabupaten Simalungun berdasarkan nilai resistivitas
2. Memberikan informasi bagi instansi tentang geolistrik untuk penentuan
resistivitas batuan dan mineral di bawah permukaan.
3. Memberikan informasi bagi masyarakat di desa Dolok Morawa Kabupaten
Simalungun.
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis, dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil penelitian menggunakan metode geolistrik diperoleh
harga resisitivitas yang bervariasi yang berkisar antara 0,327Ωm-2200 Ωm
Lintasan pertama, memiliki nilai resisitivitas antara 0,327 Ωm
sampai dengan 1053 Ωm.
Lintasan kedua, memiliki nilai resisitivitas antara 1,89 Ωm
sampai dengan 1988 Ωm.
Lintasan ketiga, memiliki nilai resisitivitas antara 3,60 Ωm
sampai dengan 2200 Ωm.
2. Jenis mineral bawah permukaan desa dolok marawa yang paling
mendominasi adalah air tanah dengan nilai resisitivitas kurang dai 10 Ωm
dan di prediksi bahwa pada daerah penelitian ini masih berlangsung
kegiatan vulkanik.
3. Berdasarkan nilai resisitivitas yang diperoleh jenis batuan yang terdapat
pada daerah penelitian ini adalah lempung, lanau, andesit, aluvium, batu
pasir dan batu gamping..
5.2 Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, peneliti/penulis memberikan
beberapa saran:
1. Untuk pemodelan penampang bawah permukaan struktur bawah
permukaan dapat dikembangkan dengan pemodelan secra tida dimensi
menggunakan software Res3Dinv sehingga diperoleh gambaran struktur
bawah permukaan yang lebih baik.
51
52
2. Dilihat dari penampang kontur resistivitas, ada baiknya dilakukan
penelitian lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan
mengubah cara peletakan rentangan kabel elektroda.
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Marusaha simanjuntak lahir di Siabal-Abal. Kecamatan
Sipahutar Kab.Tapanuli Utara, Sumatera Utara pada tanggal 23 November 1992
Anak dari Ayah bernama T.A. Simanjuntak dan Ibu bernama R. br Silitonga dan
merupakan anak bungsu dari delapan bersaudara. Pada tahun 1998 penulis masuk
SD Negeri Siabal-Abal NO 177657, dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun 2004
penulis melanjutkan sekolah ke SLTP N 1 Sipahutar dan lulus pada tahun 2007.
Pada tahun 2007, penulis melanjutkan sekolah di SMA N 1 Sipahutar dan lulus
pada tahun 2010.Pada tahun 2010, penulis mengikuti ujian SNMPTN (Seleksi
Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri) yang kemudian lulus dan diterima di
Program Studi Fisika Jurusan Non-Kependidikan Fisika, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.