Tugas Pengantar Geofisika (Seismik)

TUGAS MATA KULIAH
PENGANTAR GEOFISIKA

METODE SEISMIK GEOFISIKA














OLEH :

M. YUDI SUHENDAR
J1D108010


















PROGRAM STUDI S1-FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
BANJARBARU
2009

Pendahuluan
Metode seismik merupakan salah satu metoda geofisika yang sering digunakan untuk eksplorasi sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Eksplorasi dengan menggunakan metode seismik ini banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan pertambangan untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi agar bisa melihat kemungkinan adanya kandungan mineral atau logam di bawah permukaan berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.
Dalam metoda seismik, pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik (ledakan dinamit, vibroseis dll) untuk memberikan rangsangan getaran pada objek (daerah) yang diteliti. Sumber seismik lainnya adalah palu godam (sledgehammer) yang dihantamkan pada pelat besi di atas tanah. Respons yang tertangkap dari tanah diukur dengan sensor yang disebut geofon, yang mengukur perambatan gelombang getaran terhadap pergerakan bumi. Setelah rangsangan diberikan, maka akan terjadi gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut direkam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah (batuan).
Metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik refleksi maupun refraksi. Ada beberapa anggapan mengenai medium dan gelombang dinyatakan sebagai berikut :
a. Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara lain :
1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan berbeda.
2. Makin bertambahnya kedalaman lapisan bumi, batuan makin kompak.
b. Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah :
1. Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi hukum Snellius dan prinsip Huygens.
2. Pada batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan kecepatan gelombang pada lapisan di bawahnya.
3. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.
Metode seismik sering digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon, batubara, pencarian airtanah(ground water),kedalaman serta karakterisasi permukaan batuan dasar (characterization bedrock surface), pemetaan patahan dan stratigrafi lainnya dbawah permukaan dan aplikasi geoteknik. Secara umum, metode seismik terbagi atas tiga bagian penting, yaitu pertama adalah akuisisi data seismik yaitu merupakan kegiatan untuk memperoleh data dari lapangan yang disurvei, kedua adalah pemrosesan data seismik sehingga dihasilkan penampang seismik yang mewakili daerah bawah permukaan yang siap untuk diinterpretasikan, dan yang ketiga adalah interpretasi data seismik untuk memperkirakan keadaan geologi di bawah permukaan dan bahkan juga untuk memperkirakan material batuan di bawah permukaan.

A. Seismik Refraksi
Metoda seismik refraksi mengukur gelombang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batu cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada masing-masing geofon memberikan informasi mengenai kedalaman dan lokasi dari horison-horison geologi ini. Informasi ini kemudian digambarkan dalam suatu penampang silang untuk menunjukkan kedalaman dari muka air tanah dan lapisan pertama dari bantalan batuan cadas (http://id.wikipedia.org, 26/04/2009).
Mekanisme pengambilan data lapangan yang dipergunakan dalam seismik refraksi adalah mengetahui jarak dan waktu yang terekam oleh alat seismograf untuk mengetahui kedalaman dan jenis lapisan tanah yang diteliti. Dari getaran atau gelombang yang diinjeksikan dari permukaan tanah akan merambat kebawah lapisan tanah secara radial yang di mana pada saat bertemu lapisan dengan sifat elastik batuan di bawah permukaan yang berbeda. Maka gelombang yang datang akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Gelombang yang melewati bidang batas dengan sifat lapisan yang berbeda akan terpantul dan terbiaskan kepermukaan kemudian di tangkap oleh alat receiver (geophone) yang diletakkan di permukaan (http://geofisikatambangupn.blogspot.com, 26/04/2009).
Gambar 1. Geometri seismik refraksi
(www.enviroscan.com )

Gambar 2. Pola gelombang seismik refraksi
(www.cyberphysics.pwp.blueyonder.co.uk )


Gambar 3. Contoh Data Seismik Refraksi
(www.earthdyn.com )
Gambar 4. Pola Gelombang Seismik Refraksi pada Layar
(www,aoageophisics.com)


Gambar 5. Interpretasi Data Seismik Refraksi







Gambar 6. Interpretasi Data Seismik Refraksi dengan Perhitungan Matematis











B. Seismik Refleksi
Seismik refleksi adalah metoda geofisika dengan menggunakan gelombang elastis yang dipancarkan oleh suatu sumber getar yang biasanya berupa ledakan dinamit (pada umumnya digunakan di darat, sedangkan di laut menggunakan sumber getar (pada media air menggunakan sumber getar berupa air gun, boomer atau sparker).
Gelombang bunyi yang dihasilkan dari ledakan tersebut menembus sekelompok batuan di bawah permukaan yang nantinya akan dipantulkan kembali ke atas permukaan melalui bidang reflektor yang berupa batas lapisan batuan. Gelombang yang dipantulkan ke permukaan ini diterima dan direkam oleh alat perekam yang disebut geophone (di darat) atau Hydrophone (di laut), (Badley, 1985). Refleksi dari suatu horison geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang. Metoda seismic repleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan Explorasi perminyakan, penetuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah.
Seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang datang dari batas-batas formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang yakni: Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan Gelombang Love (http://id.wikipedia.org, 26/04/2009).
Eksplorasi seismik refleksi dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu eksplorasi prospek dangkal dan eksplorasi prospek dalam. Eksplorasi seismik dangkal (shallow seismic reflection) biasanya diaplikasikan untuk eksplorasi batubara dan bahan tambang lainnya. Sedangkan seismik dalam digunakan untuk eksplorasi daerah prospek hidrokarbon (minyak dan gas bumi). Kedua kelompok ini tentu saja menuntut resolusi dan akurasi yang berbeda begitu pula dengan teknik lapangannya (http://rudi.staff.uns.ac.id, 27/04/2009).
Gambar 7. Skema Seismik Refleksi
(www.state.nj.us )
Gambar 8. Tampilan Gelombang
Seismik Refleksi
(ensiklopediseismik.blogspot.com )

Konsep Dasar Seismik Refleksi
1.Gelombang Love


2. Gelombang Rayleight





3.Gelombang S (Geser)

4.Gelombang P (Kompresi)

5.Perbandingan antara data seismik 3D dengan Instantaneous Phase 3D



6. Kurva Frekuensi Gelombang Seismik Refleksi


Interpretasi Gelombang Seismik Refleksi
(Analaisis Noise Trace Seismic)




Interpretasi Data Seismik Refleksi

Analisis sekuen seismik
• Stratigrafi sekuen : pembagian sedimen berdasarkan kesamaan genetik yang dibatasi dari satuan genetik lain oleh suatu ketidakselarasan atau bidang non deposisi dan keselarasan padanannya.
• Penampang seismik dibagi menjadi unit-unit sekuen pengendapan.
• Unit-unit sekuen pengendapan dapat diketahui dengan melihat batas sikuen datau pola pengakhiran seismik.
• Erotional truncation : pengakhiran suatu seismik oleh lapisan erosi, merupakan batas sekuen yang paling reliable.
•Toplap : pengakhiran updip lapisan pada permukaan yang menutupinya (karena non deposisi atau erosi minor).
• Downlap : lapisan miring yang berakhir secara downdip pada permukaan horisontal/miring (dominan karena non deposisi).
• Onlap : lapisan yang relatif horisontal berakhir pada permukaan miring atau pengakhiran updip lapisan miring pada permukaan yang lebih miring (dominan karena non deposisi) downlap dan onlap yang kurang dapat dibedakan satu sama lain sering dinamakan sebagai baselap .



Seismic Stratigraphic Surfaces
• Maximum Flooding Surface (MFS) : permukaan yang mencerminkan keadaan maximum transgression (kolom air tinggi maksimum). secara stratigrafi merupakan pengendapan dengan laju yang rendah berupa sedimen pelagic – hemipelagic yang membentuk condensed section. Dari seismik dapat terlihat sebagai permukaan downlap, namun tidak semua permukaan downlap merupakan MFS.
• Sequence Boundary (SB) : Batas sekuen berupa ketidakselarasan atau keselarasan padanannya. Dari seismik ditandai oleh : erosional truncation dan permukaan onlap.
• Transgresive Surface (TS): merupakan awal dari transgresive system track yang memiliki bentuk stacking patern retrogradasi. TS sukar dikaitkan dengan terminasi horizon.
System Tracts
• Lowstand System Tract (LST) : dibatasi SB dibagian bawah dan TS dibagian atas. Merupakan keadaan rising sea level dan high sedimentation sehingga memiliki stacking patern agradasi atau slightly prograde.
• Transgresive System Tract (TST) : berada diatas LST dan dibawah HST, dibatas TS dibagian bawah dan MFS dibagian atas. Menunjukkan keadaan rapid sea level rise dan low sedimentation sehingga menunjukkan stacking patern retrogradasi.
• Highstand System Tract (HST) : berada diatas TST, dibawah LST, dibatasi SB dibagian atas dan MFS dibagian bawah. Menunjukkan keadaan sealevel stand still dan low sedimentation, memiliki stacking patern progradasi.
Tidak semua system tract dapat dijumpai, misalkan LST tidak dijumpai dan diatas TST langsung didapati HST.
Jejak Kuat Refleksi (b), sebagai Envelop Amplitudo dari Jejak Reflektivitas (a)
Jejak Impedansi Akustik pada Gelombang Refleksi

Contoh Hasil Interpretasi Data Seismik Refleksi tsssssssssssssentang
Potensi Bencana Geologi di Selatan Pulau Jawa

















Lampiran :
>> Perbandingan Seismik Refraksi - Seismik Refleksi
Metode Seismik Refraksi (Bias)
Metode Seismik Refleksi (Pantul)
Keunggulan
 
 
Kelemahan
Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya
 
 
Karena lokasi sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.
Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first berak yang dibaca.
 
 
Prosesing seismik refleksi memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base yang jauh lebih handal.
Karena pengambilan data dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya.
 
 
Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap database harus kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan interpretasi membutuhkan personal yang cukup ahli.
Kelemahan
 
 
Keunggulan
Dalam pengukuran yang regional , Seismik refraksi membutuhkan offset yang lebih lebar.
 
 
Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil
Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman.
 
 
Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi kedalaman
Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing lapisan memiliki dip dan topografi.
 
 
Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks
Seismik bias  hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset)
 
 
Seismik pantul merekan dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.
Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan waktu jalar teramati.
 
 
Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur