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

(2)

Ai Diyanti, 2014

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

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,

(3)

Ai Diyanti, 2014

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

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

(5)

Ai Diyanti, 2014

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

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

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

3.4.1. 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

4.2.1. 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

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

(11)

Ai Diyanti, 2014

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

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

(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

(14)

2

Ai Diyanti, 2014

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

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

(15)

3

Ai Diyanti, 2014

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

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

(16)

4

Ai Diyanti, 2014

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

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

(17)

5

Ai Diyanti, 2014

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

b. Kedalaman basement untuk input pada pemodelan dua dimensi

(18)

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 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

(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

(20)

31

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

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)

32

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

(22)

33

Ai Diyanti, 2014

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

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

(23)

34

Ai Diyanti, 2014

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

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

(24)

35

Ai Diyanti, 2014

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

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

(25)

36

Ai Diyanti, 2014

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

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)

37

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

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

(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

(28)

65

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

(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.

(30)

67

Ai Diyanti, 2014

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

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.