PEMETAAN SEBARAN DAN POTENSI BIJIH BESI BERDASARKAN DATA ANOMALI MAGNETIK DAN DATA RESISTIVITAS DI PESISIR TIMUR KECAMATAN BINANGUN KABUPATEN CILACAP

(1)

212 “Tema: 2 pengelolaan wilayah kelautan, pesisir dan pedalaman”

PEMETAAN SEBARAN DAN POTENSI BIJIH BESI

BERDASARKAN DATA ANOMALI MAGNETIK DAN DATA

RESISTIVITAS DI PESISIR TIMUR KECAMATAN BINANGUN

KABUPATEN CILACAP

Oleh

Sehah, Sukmaji Anom Raharjo,

dan Sri Muntiqoh

Program Studi Fisika, Fakultas MIPA, UNSOED Jalan Dr. Suparno No.61

Purwokerto

sehah.geophysics@gmail.com

ABSTRAK

Eksplorasi geofisika untuk memetakan sebaran dan potensi bijih besi di pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap telah dilaksanakan pada bulan April – Oktober 2017. Eksplorasi ini dilakukan dengan dua metode yaitu metode magnetik dan metode geolistrik. Hasil yang diperoleh dari survei magnetik adalah peta kontur anomali magnetik lokal, dengan nilai berkisar -314,08 – 356,42 nT. Berdasarkan peta kontur tersebut diperoleh beberapa closure anomali yang cukup kuat di bagian utara, yang mengindikasikan kemungkinan adanya endapan bijih besi. Survei geolistrik dilakukan di area tersebut untuk memperkirakan kedalaman endapan bijih besi dan potensinya. Berdasarkan hasil interpretasi data resistivitas diperoleh endapan bijih besi dalam bentuk lapisan pasir besi yang berselingan dengan lanau dan lempung dari formasi alluvium. Lapisan pasir besi tersebut tersebar dari titik sounding Sch-2 pada posisi 109,276906 BT dan 7,687275 LS hingga titik sounding Sch-4 pada posisi 109,290344 BT dan 7,689886 LS; dengan kedalaman berkisar 7,48 – 22,20 meter. Selain itu bijih besi ditemukan dalam lapisan alluvium yang lain yang tersusun atas lanau, pasir, lempung, dan kerikil. Berdasarkan hasil eksplorasi geofisika, potensi bijih besi di kawasan pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap diperkirakan relatif tinggi.

Kata Kunci: eksplorasi geofisika, magnetik, geolistrik, bijih besi, pesisir timur Binangun

ABSTRACT

(2)

213

in the other alluvium formation that consist of silt, clay, sand, and gravel. Based on the geophysical exploration results, the potency of iron ore in the eastern coastal area of District of Binangun, Regency of Cilacap is estimated to be relatively high.

Keyword: geophysics exploration, magnetic, geoelectric, iron sand, eastern coastal of Binangun

PENDAHULUAN

Kawasan pesisir selatan Kabupaten Cilacap mempunyai potensi bahan tambang bijih besi yang melimpah. Kegiatan penambangan di kawasan ini telah menghasilkan kurang lebih 300.000 ton konsentrat bijih besi per tahun (Herman, 2005). Penambangan bijih besi yang dilakukan selama bertahun-tahun mengakibatkan cadangan bijih besi di sepanjang pantai selatan Kabupaten Cilacap mengalami penurunan sehingga tidak ada lagi penambangan secara besar-besaran. Menurut Dinas Pertambangan dan Energi Kabupaten Cilacap, saat ini jumlah bijih besi yang tersisa diperkirakan sekitar 600 ribu ton dengan kandungan besi (Fe) di bawah 50% sehingga kurang ekonomis. Meski penambangan dalam skala besar telah ditutup dan bekas wilayah penambangan direklamasi, namun penambangan dalam skala kecil masih terus berjalan (Burhani, 2007).

Salah satu wilayah pesisir Kabupaten Cilacap yang diperkirakan masih menyimpan potensi bijih besi adalah Pesisir Binangun, yang berlokasi sekitar 35 kilometer dari timur Kota Cilacap. Cadangan bijih besi di wilayah ini termasuk yang belum ditambang dengan luas area lebih dari 500 hektar, derajat kemagnetan (MD) sekitar 12.2% dan kandungan besi di atas 53%. Cadangan bijih besi di kawasan ini tersebar dari pesisir Desa Welahan Wetan Kecamatan Binangun hingga Desa Jetis Kecamatan Nusawungu dengan perkiraan potensi kurang lebih 744.678,85 ton (KBCC, 2015). Penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian sebelumnya yang dilakukan di pesisir Kecamatan Binangun bagian barat (Sehah et.al. 2016). Hasil penelitian menunjukkan adanya lapisan bijih besi yang berselingan dengan lanau, lempung, pasir dan kerikil dari formasi

alluvium. Lapisan bijih besi tersebut ditemukan pada kedalaman 1,709 – 11,966 meter dengan panjang 1.576,7 meter.

(3)

214

medan magnetik yang terukur untuk memodelkan benda-benda anomali bawah permukaan berdasarkan nilai suseptibilitas magnetiknya (Mariita, 2007). Adapun metode geolistrik adalah metode survei geofisika yang dapat digunakan untuk merekonstruksi struktur atau batuan bawah permukaan berdasarkan distribusi nilai tahanan jenis atau resistivitasnya (Agodzo et.al. 2003).

Teknik akuisisi data geolistrik resistivitas dapat dilakukan dengan mengalirkan arus listrik searah (DC) ke dalam lapisan batuan kerak bumi melalui dua buah elektroda arus, C1 dan C2.

Arus listrik yang diinjeksikan ke dalam lapisan batuan akan menyebar secara merata ke seluruh medium batuan seperti Gambar 1. Selanjutnya polarisasi listrik yang terjadi pada medium batuan diukur nilai beda potensialnya melalui dua buah elektroda potensial, P1 dan P2. Setelah diketahui

nilai arus dan beda potensialnya, maka nilai resistivitas semu (apparent resistivity) batuan bawah permukaan dapat dihitung dengan persamaan (Telford et.al., 1990):

dimana: a adalah resistivitas semu, K adalah faktor geometri yang tergantung terhadap

konfigurasi elektroda, V adalah beda potensial, dan I adalah kuat arus listrik. Faktor geometri (K) tergantung dari konfigurasi atau model susunan jarak bentangan elektroda yang digunakan. Untuk konfigurasi Schlumberger, konfigurasi dan jarak antar elektroda didesain seperti Gambar 1 dengan nilai faktor geometri dapat dinyatakan dengan persamaan (Telford et.al., 1990):

(4)

215

Gambar 1. Skema akuisisi data geolistrik resistivitas dengan konfigurasi Schlumberger.

METODE PENELITIAN

Akuisisi data penelitian survei magnetik dan geolistrik telah dilakukan di kawasan pesisir timur Kecamatan Binangun, Kabupaten Cilacap seperti terlihat pada Gambar 2 pada bulan April – Oktober 2017. Pengolahan, pemodelan dan interpretasi data dilakukan di Laboratorium Elektronika Instrumentasi dan Geofisika, Fakultas MIPA, UNSOED Purwokerto. Peralatan yang digunakan di dalam survei magnetik terdiri atas Proton Precession Magnetometers (PPM), Global Positioning System (GPS), kompas, perangkat lunak Surfer, dan beberapa peralatan pendukung lain. Sedangkan peralatan survei geolistrik adalah Resistivitymeter tipe Naniura model NRD-22S lengkap dengan kabel-kabel, elektroda, perangkat lunak, dan komponen pendukung yang lain. Data yang diperoleh dari akuisisi di lapangan meliputi intensitas magnetik total, posisi geografis dan elevasi titik ukur, serta data resistivitas listrik batuan bawah permukaan.

Gambar 2. Lokasi survei magnetik di pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap (dalam kotak)

Penelitian ini diawali dengan akuisisi data survei magnetik. Setelah diperoleh data medan magnetik total, selanjutnya dilakukan koreksi-koreksi data anomali magnetik yang meliputi koreksi harian dan koreksi medan magnetik utama bumi, sehingga diperoleh data anomali magnetik total. Data anomali magnetik total yang terdistribusi pada permukaan topografi, selanjutnya direduksi ke bidang datar dan dikoreksi efek magnetik regional sehingga diperoleh data anomali magnetik lokal. Berdasarkan analisis visual terhadap peta kontur anomali magnetik lokal, maka dilakukan plotting

(5)

216

titik-titik sounding pada peta kontur untuk akuisisi data geolistrik. Plotting titik-titik sounding ini dilakukan di atas zona-zona yang diestimasi prospek mengandung bijih besi berdasarkan distribusi anomali magnetik. Akuisisi data geolistrik satu dimensi (1D) dilakukan pada masing-masing titik

sounding sehingga diperoleh data resistivitas batuan bawah permukaan.

Teknik akuisisi data geolistrik menggunakan konfigurasi Schlumberger dilakukan dengan memvariasi jarak elektroda C1 terhadap P1 dan C2 terhadap P2 seperti Gambar 1. Pemvariasian jarak elektroda dilakukan untuk memperoleh informasi struktur geologi dan litologi batuan bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitas secara vertikal 1D. Oleh karena itu adanya perbedaan nilai resistivitas batuan bawah permukaan, akan terlihat jelas ketika penentuan kedalaman lapisan batuan yang mempunyai nilai resistivitas berlainan. Jarak bentangan elektroda potensial (P1 dan P2) dibuat berubah secara perlahan, sedangkan elektroda arus (C1 dan C2) digerakkan mengikuti penambahan jarak bentangan elektroda, seperti Gambar 3. Semakin lebar jarak bentangan elektroda, informasi litologi (batuan) bawah permukaan yang diperoleh juga semakin dalam (Bernard, 2003).

Resistivitas batuan yang terukur sesuai persamaan (1) bukan nilai resistivitas sesungguhnya tetapi resistivitas semu (apparent resistivity). Nilai resistivitas semu tergantung dari jarak elektroda dan heterogenitas medium batuan. Hal ini menunjukkan bahwa pada setiap lapisan batuan di dalam kerak bumi mempunyai nilai resistivitas yang berlainan, tergantung dari beberapa parameter seperti kandungan logam, air, suhu, komposisi mineral, tekstur, permeabilitas, dan umur geologi. Hasil akuisisi data geolistrik dengan konfigurasi Schlumberger menghasilkan kurva resistivitas semu (a) versus jarak ½AB. Kurva resistivitas semu tersebut dimanfaatkan sebagai

dasar untuk menghitung nilai resistivitas sesungguhnya lapisan-lapisan batuan bawah permukaan melalui suatu pemodelan. Hasil pemodelan adalah kurva resistivitas sesungguhnya (true resistivity)

(6)

217

Gambar 3. Pergerakan elektroda arus dalam survei geolistrik resistivitas menggunakan

konfigurasi Schlumberger (Aizebeokhai, 2010).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Akuisisi dan Pengolahan Data Medan Magnetik

Akuisisi data medan magnetik total telah dilaksanakan di 146 buah titik yang tersebar pada posisi geografis 109,2699 – 109,2982BT dan 7,6851 – 7,7019LS. Hasil yang diperoleh adalah data intensitas medan magnetik total di setiap titik dengan nilai berkisar 44.621,42 – 45.537,00 nT. Untuk memperoleh nilai anomali magnetik total, maka dilakukan koreksi harian dan koreksi medan magnetik utama bumi. Berdasarkan hasil perhitungan online dari National Geophysical Data Center (1999), nilai medan magnetik utama bumi daerah penelitian diperoleh sebesar 44.999,0 nT. Setelah dilakukan koreksi-koreksi tersebut, maka diperoleh data anomali magnetik total yang terdistribusi pada topografi dengan nilai berkisar -374,34 – 552,82 nT. Peta kontur anomali magnetik total yang terdistribusi pada permukaan topografi ditunjukkan pada

Gambar 4(a).

(7)

218

109.270 109.275 109.280 109.285 109.290 109.295

Bujur Timur

109.270 109.275 109.280 109.285 109.290 109.295

Bujur Timur

Gambar 4. Peta kontur anomali medan magnetik total daerah penelitian (a) yang terdistribusi pada topografi (b) yang telah terdistribusi pada bidang datar

Berdasarkan peta kontur anomali magnetik lokal daerah penelitian, terlihat bahwa trend

anomali magnetik lebih cenderung terkonsentrasi di bagian utara. Menurut Herman (2005), batuan yang mengandung butiran bijih besi adalah endapan pantai. Informasi tersebut tidak bertentangan dengan peta kontur anomali magnetik lokal, karena secara keseluruhan daerah penelitian terletak di kawasan pesisir Kabupaten Cilacap yang tertutup oleh formasi alluvium termasuk endapan pantai (Asikin dkk., 1992). Keberadaan endapan pasir besi diperkirakan terdistribusi pada zona anomali magnetik rapat, yaitu di sekitar titik-titik Sch-1 hingga Sch-5 yang dibuat pada peta kontur anomali magnetik lokal dan peta wilayah dari google earth, seperti Gambar 5.

109.270 109.275 109.280 109.285 109.290 109.295 Bujur Timur

Gambar 5. Plotting titik-titik survei geolistrik di atas (a) peta kontur anomali magnetik lokal (b) peta lokasi daerah penelitian dari google earth

(8)

219

Akuisisi data geolistrik dilakukan di atas zona yang diestimasi berpotensi mengandung bijih besi berdasarkan peta kontur anomali magnetik lokal. Oleh karena itu sebelum proses akuisisi data, dilakukan plotting posisi titik sounding geolistrik di atas peta kontur dan peta wilayah yang diakses melalui google earth seperti telah diperlihatkan pada Gambar 5. Jumlah titik sounding

yang dipilih adalah lima titik yang tersebar di bagian utara daerah penelitian. Resistivitas semu masing-masing lapisan batuan bawah permukaan pada setiap titik sounding dihitung menggunakan persamaan (1). Hasil perhitungan ini digunakan untuk memodelkan nilai resistivitas sesungguhnya masing-masing lapisan batuan bawah permukaan menggunakan perangkat lunak Progress versi 3.0.

Berdasarkan Gambar 6, diperoleh hasil pemodelan resistivitas batuan bawah permukaan pada titik sounding Sch-1 berupa kurva dan log resistivitas yang terdiri atas lima lapisan batuan yang diperkirakan berasal dari formasi alluvium. Berdasarkan nilai resistivitas yang diperoleh yang didukung informasi geologi daerah penelitian, dilakukan interpretasi litologi (jenis batuan) untuk masing-masing lapisan. Secara lengkap hasil interpretasi litologi masing-masing lapisan batuan ditunjukkan pada Tabel 1. Selanjutnya hasil-hasil pemodelan resistivitas batuan bawah permukaan pada titik sounding Sch-2 hingga Sch-5 ditunjukkan pada Gambar 7 hingga Gambar 10, dan hasil interpretasi litologinya ditunjukkan pada Tabel 2 hingga Tabel 5.

Gambar 6. Hasil pemodelan resistivitas lapisan batuan permukaan pada titik sounding Sch-1

Tabel 1. Hasil interpretasi litologi batuan bawah permukaan pada titik sounding Sch-1

(9)

220

Sounding Batuan (m) (meter)

1

Bujur: 109,271844

BT

Lintang: 7,687275 LS

Lapisan 1 53,23 0 – 2,88 Tanah permukaan (top soil) 2 Lapisan 2 84,07 2,88 – 16,76 Lanau, pasir, lempung, dan kerikil berselingan dengan

bijih besi 3 Lapisan 3 11,73 16,76 – 31,79 Pasir lempungan 4 Lapisan 4 3,65 31,79 – 61,93 Pasir (terintrusi air laut) 5 Lapisan 5 1,43 > 61,93 Tidak diinterpretasi

No. Posisi Titik

Sounding

Lapisan Batuan

Resistivitas (_m)

Kedalaman

(meter) Interpretasi Litologi

1

Bujur: 109,276906

BT

Lintang: 7,687275 LS

Lapisan 1 44,51 0 – 1,52 Tanah permukaan (top soil) 2 Lapisan 2 87,57 1,52 – 9,42 Lanau, pasir, lempung, dan

kerikil berselingan dengan

bijih besi

(10)

221

33,70

5 Lapisan 5 1,80 > 33,70 Pasir (terintrusi air laut)

Sounding

Resistivitas (m)

Kedalaman

1

Bujur : 109,282469

BT

Lintang : 7,687269 LS

Lapisan 1 63,99 0 – 1,35 Tanah permukaan (top soil) 2 Lapisan 2 113,86 1,35 – 7,48 Perselingan antara pasir, lempung, kerikil, dan kerakal 3 Lapisan 3 55,50 7,48 – 16,10 Pasir besi berselingan

(11)

222

Pada titik sounding Sch-4, lapisan yang diinterpretasi sebagai pasir besi berselingan dengan lempung, pasir, dan kerikil diestimasi ditemukan pada kedalaman 10,56 – 22,20 meter. Khusus titik sounding Sch-4 keberadaan bijih besi diestimasi juga ditemukan pada lapisan tanah permukaan (top soil) yang memiliki nilai resistivitas sebesar 25,65 m dan kedalaman berkisar 0 – 1,33 meter. Hal ini dibuktikan dengan ditemukannya butiran-butiran bijih besi pada permukaan tanah di sekitar titik sounding tersebut dan nilai resistivitas yang relatif kecil.

Sounding

Kedalaman

1

Bujur : 109,290344

BT

bijih besi

3 Lapisan 3 49,03 10,56 – 22,20

Pasir besi berselingan dengan lempung, pasir, dan kerikil 4 Lapisan 4 13,63 22,20 –

40,28

(12)

223

5 Lapisan

5 2,28

> 40,28

Pasir (terintrusi air laut)

Tabel 5. Hasil interpretasi litologi batuan bawah permukaan terhadap log resistivitas hasil pemodelan pada titik sounding Sch-5

Sounding

Kedalaman

1

Bujur : 109,293218

BT

bijih besi

3 Lapisan 3 109,94 4,97 – 16,59 Perselingan antara pasir, lempung, kerikil, dan kerakal 4 Lapisan 4 12,59 16,59 –

26,75

Pasir lempungan

(13)

224

Berdasarkan hasil pemodelan dan interpretasi pada lima titik sounding, lapisan pasir besi yang berselingan dengan lanau dan lempung ditemukan pada titik sounding 2, 3, dan Sch-4 pada kedalaman rata-rata 7,Sch-48 – 22,20 meter dengan resistivitas berkisar Sch-49,03 – 55,50 Ωm. Oleh karena itu, area yang terletak pada titik sounding Sch-2 hingga Sch-4 diinterpretasi berpotensi besar mengandung endapan pasir atau bijih besi. Secara umum berdasarkan hasil eksplorasi geofisika ini, potensi pasir atau bijih besi di pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap diperkirakan cukup besar, sehingga prospek dieksploitasi, terutama untuk memenuhi kebutuhan pasir besi lokal. Namun eksploitasi pasir besi yang dilakukan harus mempertimbangkan faktor kelestarian alam dan lingkungan di kawasan pesisir serta dampak negatif yang mungkin terjadi seperti abrasi, intrusi air laut, dan rusaknya sistem akuifer pantai. Bagaimanapun juga formasi batuan alluvium yang kaya akan bijih besi ini mempunyai peran penting untuk mempertahankan kawasan pantai dari ancaman abrasi dan intrusi air laut. Hasil pemetaan sebaran dan potensi pasir besi berdasarkan peta anomali magnetik dan data resistivitas di daerah penelitian dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Peta sebaran dan potensi bijih besi di kawasan Pesisir Timur Kecamatan Binangun

(14)

225

Eksplorasi geofisika untuk menginvestigasi potensi bijih besi di pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap telah dilaksanakan pada bulan April – Oktober 2017. Eksplorasi telah dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap survei magnetik dan survei geolistrik. Hasil yang diperoleh dari survei magnetik adalah peta kontur anomali magnetik lokal, dengan nilai berkisar -314,08 – 356,42 nT. Berdasarkan peta anomali magnetik lokal diperoleh beberapa pasang closure anomali magnetik yang cukup kuat di bagian utara daerah penelitian. Hal ini mengindikasikan kemungkinan adanya endapan bijih besi yang cukup potensial di kawasan tersebut sesuai informasi geologi. Oleh karena itu survei geolistrik dilakukan di kawasan ini untuk mengestimasi kedalaman lapisan bijih besi tersebut. Hasil yang diperoleh dari survei geolistrik adalah data resistivitas masing-masing lapisan batuan bawah permukaan. Berdasarkan hasil pemodelan data resistivitas, diperoleh lapisan batuan yang diinterpretasi sebagai pasir besi (mengandung bijih besi) yang berselingan dengan lanau dan lempung yang diperkirakan cukup potensial. Pasir besi diestimasi tersebar dari titik

sounding Sch-2 pada posisi 109,276906 BT dan 7,687275 LS hingga titik Sch-4 pada posisi 109,290344 BT dan 7,689886 LS dengan kedalaman berkisar 7,48 – 22,20 meter dan nilai resistivitas berkisar 49,03 – 55,50 Ωm. Hasil interpretasi juga menunjukkan adanya bijih besi dalam bentuk perselingan dengan endapan alluvium seperti lanau, pasir, lempung, dan kerikil. Berdasarkan hasil eksplorasi geofisika, potensi bijih besi di kawasan pesisir timur Kecamatan Binangun Kabupaten Cilacap diperkirakan masih cukup tinggi.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia, Rektor Universitas Jenderal Soedirman, dan Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat UNSOED atas dana yang telah disediakan. Terima kasih juga disampaikan untuk seluruh crew peneliti yang terdiri atas dosen dan mahasiswa yang telah bekerja keras, bahu-membahu, dan semangat melakukan akuisisi data di lapangan.

DAFTAR PUSTAKA

Agodzo, S.K., Okyere, and P.Y., Kussi-Apiah, K., 2003. The Use of Wenner Configuration to Monitor Soil Water Content. School of Engineering. Kwame. Nkrumah University of Science and Technology. Kumasi (KNUST). Ghana.

(15)

226

Aizebeokhai, A.P., 2010. 2D and 3D Geoelectrical Resistivity Imaging: Theory and Field Design.

Scientific Research and Essays. Vol. 5(23): 3592 – 3605.

Bernard, J., 2003. Short Note on The Depth of Investigation of Electrical Methods; Parameters Controlling The Depth of Investigation. www.HeritageGeophysics.com. Diakses tanggal 20 Oktober 2017.

Blakely, R.J., 1995. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications, Cambridge University Press, New York.

Burhani, R., 2007. Cadangan Pasir Besi di Cilacap Menurun. www.antaranews.com. Diakses pada 27 September 2017.

Herman, D. Z., 2005. Kegiatan Pemantauan dan Evaluasi Konservasi Sumberdaya Mineral Daerah Kabupaten Cilacap, Provinsi Jawa Tengah. Kolokium Hasil Lapangan. Bandung.

KADIN Bussines Center Cilacap (KBBC), 2005. Potensi Energi dan Sumberdaya Mineral.

http://kadincilacap.or.id/tentang-cilacap/potensi/energi-sdm.html. Diakses pada tanggal 09 November 2015.

Mariita, N.O. “The Magnetic Method”. Paper. Presented at Short Course II on Surface Exploration for Geothermal Resources. UNU-GTP and KenGen at Lake Naivasha, Kenya, 2 – 17 November 2007.

National Geophysical Data Center, 1999. Magnetic Field Calculators; Estimated Value Magnetic Field. http://www.w3.org. Diakses pada tanggal 07 Juni 2017.

Telford, W.M., Gedaart, L.P., Sheriff, R.E. 1990. Applied Geophysics. Cambridge. New York.