Geofisika-Explorasi

7/29/2019 Geofisika-Explorasi

1/13

[Type the document title]

1. Jelaskan pengertian diamagnetisme, paramagnetisme, ferromagnetisme,antiferromagnetisme, ferrimagnetisme!

Jawab :

Semua material bumi, baik berupa unsur ataupun senyawa dan sebagainya,

ditinjau dari sifat-sifat kemagnetannya pada umumnya terbagi dalam kelompok-

kelompok :

a. Diamagnetisme

Suatu zat adalah tergolong pada jenis diamagnetik jika mempunyai susceptibilitas

magnetik negatif sehingga intensitas magnetisasi yang diimbas Idalam zat oleh

medan H adalah berlawanan arah H . Semua material pada dasarnya adalah

diamagnetik karena gerak orbit elektron yang bermuatan negatif dalam zat di

dalam medan luar H mempunyai arah yang melawan arah H. Tetapi

diamagnetisme akan timbul jika momen magnetik atomik total semua atom adalah

nol jika H nol. Jadi dengan kata lain jika atom mempunyai kulit-kulit elektron

yang terisi penuh. Banyak elemen dan senyawa menunjukkan sifat dimagnetisme.

Misalnya : graphite, gypsum, marmer, kwarsa, garam.

b. Paramagnetisme

Semua zat yang mempunyai susceptibilitas magnetik positif adalah zat

paramagnetik. Dalam zat semacam ini setiap atom atau molekul mempunyai

momen magnetik total yang tak sama dengan nol dalam medan luar yang nol. Hal

ini terjadi pada zat-zat yang subkulitnya tak penuh hingga maksimum. Misalnya :

22Ca hingga 28Ni, 41Ne hingga 25Rh, 57Li hingga 78Pt, 90Tn hingga 92U.

Hingga susceptibilitasnya tergantung temperatur.

C. Ferromagnetisme

Elemen-elemen seperti besi, kobalt, dan nikel adalah elemen paramagnetik yang

interaksi magnetik antara atom dengan group atom sedemikian kuatnya hingga

terjadi penyearahan momen-momen dalam daerah yang besar dalam zat. Pada

umumnya susceptibilitas material ferromagnetik 106 kali material diamagnetik


2/13


dan paramagnetik. Ferromagnetism juga turun dengan turunnya temperatur dan

hilang sama sekali pada suhu Curie. Mineral ferromagnetik tak terjadi di alam.

D. Antiferromagnetisme

Material ini mempunyai susceptibilitas seperti material paramagnetik tetpi

harganya naik dengan naiknya temperatur hingga temperatur tertentu, kemudian

turun menurut hukum Curie-Weiss. Hal ini terjadi karena momen magnetik total

sejajar dan anti sejajar sehingga sub-dominan dalam material ini saling

meniadakan sehingga susceptibilitasnya menjadi sangat kecil. Contoh dari

antiferromagnetisme adalah : hematite.

E. Ferrimagnetisme

Material ini mempunyai susceptibilitas magnetik yang sangat besar dan

tergantung pada suhu, domain-domain magnetik dalam material ini terbagi-bagi

dalam keadaan daerah yang menyearah saling berlawanan tetapi momen magnetik

totalnya tak nol jika medan luar nol. Praktis semua mineral magnetik adalah

ferrimagnetik. Meskipun dalam beberapa hal magnetisasi batuan bergantung

terutama pada kekuatan sesaat dar sesaat dari medan magnetik bumi di sekeliling

dan kandungan mineral magnetiknya.

2. Sebutkan mineral-mineral yang termasuk katergori tersebut diatas!Jawab :

Sifat magnetik pada mineral alamiah dikaji secara mendalam dalam

bidang paleomagnetisme atau kemagnetan purba. Stabil tidaknya magnetisasi

pada suatu batuan sangat tergantung pada jenis mineral dan ukurannya. Sifat

magnetik pada batuan ini juga berperan dalam metode geomagnetik untuk

eksplorasi. Ditinjau dari sifat magnetiknya, mineral umumnya dikelompokan

menjadi diamagnetik, paramagnetik dan feromagnetik (termasuk ferimagnetik dan

antiferomagnetik). Namun istilah mineral magnetik biasanya digunakan bagi

mineral yang tergolong feromagnetik dalam batuan dan tanah (soils), keluarga

besi-titanium oksida, sulfida-besi, dan hidrooksida besi (Bijaksana, 2002).


3/13


Contoh mineral-mineral magnetik yang termasuk keluarga besi-titanium

oksida antara lain magnetite (Fe3O

4) atau karat (Fe

2O

3) dan maghemite

(Fe2O3). Mineral-mineral magnetik dari keluarga sulfida-besi antara lain pyrite

(FeS2) dan pyrrhotite (Fe7S8), sementara yang tergolong hidroksida besi antara

lain goethite (FeOOH). Dahulu, hanya mineral magnetite dan maghemite yang

dikaji secara luas, khususnya dalam bidang paleomagnetisme, karena keduanya

pembawa magnetisasi yang stabil. Namun demikian, akhir-akhir ini kajian yang

mendalam juga dilakukan pada mineral-mineral magnetik karena informasi

tentang fasa dan kelimpahannya (abundance) dapat digunakan sebagai indikator

masalah-masalah lingkungan (Bijaksana, 2002).

Dari segi kuantitas, kelimpahan mineral magnetik pada batuan dan tanah

sangat kecil. Umumnya, kuantitas mineral magnetik hanya sekitar 0,1% dari

massa total batuan atau tanah. Namun demikian, sifat magnetik batuan terkadang

cukup rumit karena batuan atau tanah dapat mempuyai beberapa jenis mineral

magnetik secara sekaligus. Kerumitan juga bertambah karena sifat dari suatu

mineral magnetik juga dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran dari bulir-bulir

(grains) mineral tersebut, aspek bentuk dan ukuran bulir disebut dengan istilah

granulometri. Misalnya, bentuk mineral magnetik akan berpengaruh terhadap

medan demagnetisasi pada mineral tersebut. Singkat kata, bulir berbentuk lonjong

akan mempunyai sifat- sifat yang berbeda dengan bulir berbentuk bola. Di lain

pihak, bentuk mineral magnetik sangat dipengaruhi oleh proses genesa dari

mineral tersebut (Bijaksana, 2002).

Ukuran bulir mejadi penting karena berkaitan dengan apa yang disebut

domain magnetik. Bulir magnetik yang kecil akan cenderung untuk memiliki satu

domain dan karenanya disebut bulir berdomain tunggal atau single domain (SD).

Bulir yang lebih besar, sebaliknya, akan mempunyai domain yang banyak dan

karenanya disebut bulir berdomain jamak atau multi domain (MD). Bulir-bulir SD

mempunyai sifat magnetik yang sangat berbeda dengan bulir-bulir MD. Stabilitas

magnetisasi pada bulir-bulir SD, misalnya, jauh lebih baik dibanding hal yang

sama pada bulir- bulir MD. Selain bulir- bulir SD dan MD, ada juga bulir-bulir


4/13


yang berukuran transisi. Mereka mempunyai 2- 3 domain saja, tetapi kelakuannya

lebih mirip SD dibanding MD. Bulir-bulir ini disebut sebagai bulir berdomain

tunggal semu ataupseudo- single domain ( PSD) (Bijaksana, 2002).

Melalui serangkaian metode magnetik dan non magnetik, mineralogi dan

granulometri dari mineral magnetik batuan dapat dianalisis dan dikaitkan dengan

masalah lingkungan maupun arkeologi yang ingin dipecahkan. Metode-metode

magnetik tersebut antara lain pengukuran suseptibilitas magnetik, pengukuran

kurva histerisis, pengukuran magnetisasi, pengukuran temperatur Curie serta

pengukuran anisotropi magnetik (Bijaksana, 2002).

Tabel 2.1. Sifat magnetik dari sejumlah batuan dan mineral magnetik (Hunt dkk.,

1995)

Batuan/ Mineral Massa

Jenis (103

kg m-3)

Suseptibilitas Magnetik

Tc(0C)

Volume (k)

(10-6 SI)Massa ( )

(10-8m3kg-1)

Batuan bekuAndesite 2,61 170.000 6.500

Basalt 2,99 250-180.000 8,4-6.100

Diorite 2,85 630-130.000 22-4.400

Gabbro 3.03 1.000-

90.000

24-30.000

Granite 2,64 0-50.000 0-1.900

Batuan Beku Asam

(rata-rata)

2,61 38-82.000 1,4-3.100

Batuan Beku Basa

( rata-rata)

2,79 550-120.000 20-4.400

Batuan Sedimen

Lempung 1,70 170-250

Batu Bara 1,35 25 1,9

Gamping 2,11 2-25.000 0,1-1.200

Batu Pasir 2,24 0-20.900 0-931

Batu Sedimen (rata-

rata)

2,19 0-50.000 0-2.000

Batuan Malihan

Amphibolite 2,96 750 25

Gneiss 2,80 0-25.000 0-900

Quartzite 2,60 4.400 170


5/13


Schist 2,6 26-3.600 1-110

Slate 2,79 0-35.000 0-1.00

Batuan Malihan(rata-rata)

2,76 0-73.000 0-2.600

Mineral Magnetik

Magnetite(Fe3O4;

Ferimagnetik)

5.18 1.000.000-

5.700.000

20.000-

140.000

575-

585

Hematite

(Fe2O3;canted

antiferomagnetik)

5.26 500-40.000 10-760 675

Maghematite(Fe2O3; ferimagnetik)

4.90 2.000.000-

2.500.000

40.000-

50.000

-600

Ilmenite(FeTiO3;

antiferomagnetik)

4.72 2.000-

3.800.000-

45-80.000 -233

Pyrite(FeS2) 5.02 35-5.000 1-100

Pyrrhotite(Fe7S8;

ferimagnetik)

4.62 3.200.000 69.000 320

Goethite(FeOOH;

antiferomagnetik)

4.27 1.100-

12.000

26.280 -120

Mineral non- magnetik

Kuarasa(SiO2) 2.65 -(13-17) -(0.5-0.6)

Kalsit(CaCO3) 2.83 -(7.5-39) -(0.3-1.4)

Halite(NaCl) 2.17 -(10-16) -(0.48-0.75)

Galena(PbS) 7.50 -33 -0.44

1. Ferromagnetik

Mineral ferromagnetik ialah mineral yang dapat ditarik oleh magnet dengan kuat.

Contoh mineral Ferromagnetik :

Magnetite Maghemite Pyrrhotite

2. Paramagnetik

Mineral paramagnetik ialah mineral yang dapat ditarik oleh magnet, tetapi tertarik


6/13


dengan lemah.

Contoh mineral paramagnetik :

Siderite Chromite Columbite Franklinite Ilmenite Tantalite, dll

3. Diamagnetik

Mineral diamagnetik adalah mineral yang tidak dapat ditarik sedikitpun oleh

magnet (tidak terpengaruh oleh gaya tarik magnet). Hal ini terjadi karena dalam

mineral ini tidak terdapat unsur besi (Fe).

Contoh mineral diamagnetik :

Pirolusit Kuarsa Serpentin, dll

4. Antiferromagnetisme

Hematite Ilmenite Goethite

3. Apa keunggulan dan kekurangan metode geomagnetik?Jawab :


7/13


Keunggulan metode magnetik dibanding metode yang lain:

1. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertical, umumnya digunakanuntuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal yang

kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi.

Umumnya tubuh intrusi, urat hydrothermal kaya akan mineral

ferromagnetic(Fe3O4, Fe2O3) yang memberi kontras pada batuan

sekelilingnya.

2. Mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya biladipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu efektif digunakanuntuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potansi Geothermal.

3. Data acquitsition dan data proceding dilakukan tidak serumit metoda gayaberat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan

anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber

anomaly magnetic yang ingin diselidiki.

Kekurangan metode magnetik dibanding metode yang lain:

Setiap jenis batuan di bumi walaupun dalam pengklasifikasian atau

penamaannya sama, dapat saja mempunyai sifat dan karakteristik yang spesifik

akibat peristiwa geologi yang dialaminya.

4. Jelaskan macam-macam alat geomagnet!

Jawab :

Magnetometer

Magnetometer yaitu alat untuk mengukur medan magnet bumi. Hasil

pengukurannya adalah medan magnet absolut, ketelitiannya biasanya sampai 1

nt (nano tesla) . Cara mengukurnya bisa dgn magnetometer portable (alatnya

digendong seperti tas\ punggung), bisa dgn aero magnetometer (yg ini

digandeng dgn pesawat) dan menggunakan kapal laut.


8/13


Cara kerja proton precession magnetometer : Prinsip kerjanya

menggunakan presesi dari proton. Medan magnet yg cukup kuat akan

menginduksi proton (yg terdapat dalam cairan kaya hidrogen) sumbu putar

proton akan mengikuti sumbu dari magnet medan magnet yg kuat dihilangkan

sumbu putar proton akan berubah mengikuti sumbu medan magnet bumi.

Perubahan arah sumbu putar dari proton ini (dari medan yg kuat ke medan

magnet bumi) disebut dengan presesi. Perubahan arah sumbu putar ini yang

kemudian diterjemahkan oleh alat menjadi pembacaan besarnya medan magnet

bumi di lokasi tsb.

Gambar Magnetometer

Earth magnetometer (GSM-19 v7.0), satu untuk mengukur medan total

magnetic disetiap stasiun pengukuran dilapangan, dan yang satu lagi digunakan

untuk membaca variasi harian medan total magnet di base station.


9/13


Sensorearth magnetometer(GSM-19 v7.0)

Variometer Type Schmidt.

Alat ini gunanya untuk mengukur komponen vertikal Z. Sistem magnetik

bebas berayun pada tepi pisau batu agat (akik) dalam bidang vertikal. Kedudukan

setimbangnya di stasion acuhan diatur horizontal dan defleksi dari kedudukan ini

pada stasion lain dibaca dengan teleskop. Dengan mengalirkan konstanta kalibrasi

pada harga ini memberikan harga relatif Z. Alat ini juga dapat mengukur H

dengan menggantung sistem magnet mula-mula pada kedudukan vertikal dan

pembacaan dibuat dalam meridian magnetik.

Variometer Type Schmidt.

Magnetometer Flux-gate

Instrumen ini digunakan untuk mengukur variasi diurnal (harian) didalam

medan bumi, dan digunakan pula pada penyelidikan magnetik di udara serta


10/13


sebagai magnetometer portable untuk penyelidikan di darat. Magnetometer flux-

gate pada dasarnya terdiri dari kumparan material magnetik seperti mu-metal,

permalloy, ferrit dan sebagainya. Yang mempunyai permeabilitas tinggi dalam

medan magnetik yang rendah. Jenis magnetometer ini memungkinkan untuk

mengukur benda magnetik yang mempunyai hysterisis loop sekecil mungkin.

Magnetometer Flux-gate

Magnetometer presisi-proton bebas

Dasar instrumen ini adalah gejala resonansi magnetik inti (NMR), dimana

berprinsip pada adanya perubahan medan magnet yang berpengaruh pada orientasi

spin-spin proton. Dari prinsipdiatas diharapkan bahwa dalam hal dapat

dideteksinya frekuensi resonansi inti bahan sample maka dapatlah ditentukan

medan magnetnya dengan rumus f = H, dimana adalah gyromagnetik ratio.

Earth magnetometer (GSM-19 v7.0) (Proton Magnetometer)

5. Jelaskan metode pengambilan data-data geomagnetik secara regional dan

lokal!

Jawab :


11/13


Penyelidikan magnet biasanya dilakukan di darat, di udara dan di laut.

Teknik lapangannya tentu saja berbeda ketiga jenis survey ini, walaupun operasi

di udara dan di laut pada umumnya melakukan penelitian yang sama juga

peralatan rekamannya sama pula. Karena pembacaan dan pengumpulan data

lapangan sangat mudah dilakukan, penyelidikan cara ini biasanya dipergunakan

dalam penyelidikan-penyelidikan pendahuluan. Maksudnya secara garis besarnya,

setelah ini biasanya dilanjutkan dengan penyelidikan lebih detail pada daerah-

daerah yang dianggap prospektip. Secara bersamaan, cara ini dapat pula

dipadukan dengan cara penyelidikan yang lain. Sifat penyelidikan dapat secara

langsung ataupun tak langsung terhadap obyek yang dicari.

Di darat, observasi magnetik biasanya dibuat pada posisi yang tetap dengan

stasion tersendiri yang biasa digunakan pula untuk survey gravity. Di udara dan

survey di laut, medan magnet direkam terus-menerus dari pergerakannya. Dulu

digunakan alat-alat untuk survey di darat yaitu jenis type Schmidt keseimbangan

magnetiknya digunakan untuk mengukur komponen vertikal medan bumi atau

komponen horizontal. Tetapi pada akhir-akhir ini magnetometer flux-gate nuclearprecession (proton) kebanyakan digunakan untuk pengukuran didarat.

Penyelidikan dari udara

Biasanya dilakukan untuk memetakan daerah yang luas. Hasilnya dapat

memberikan petunjuk untuk penyelidikan selanjutnya. Alat yang digunakan

biasanya adalah flux-gate magnetometer, nuclear precession. Kepekaan alat yang

dipergunakan biasanya lebih tinggi (1-5 gamma) dari pada yang dipergunakan di

darat (10-20 gamma). Penyebab utama mungkin biaya penyelidikan dari udara

jauh lebih mahal, pengukuran dapat dilakukan jauh diatas permukaan.

Pengukuran dilakuakan terhadap medan magnetik total sebab untuk

mengukur salah satu komponen, baik vertikal ataupun horizontal, presisi posisi

sangat menentukan, dan ini sukar dilakukan pada penyelidikan ini. Ketinggian

penerbangan diketahui dari altimeter, pola lintasan diatur memotong struktur

geologi yang diperkirakan, dan pembacaan diulang secara overlap untuk


12/13


menghindari/mengetahui perubahan secular yang berlangsung sewaktu-waktu.

Hal ini dapat dilakukan pula dengan bantuan magnetometer lain yang ditempatkan

di darat sebagai pengecekkan menentukan lokasi/posisi pesawat yang biasanya

dibantu dengan pemotretan- pemotretan dari udara secara bersamaan waktunya.

Adakalanya dilakukan dengan radar, sehingga posisi pesawat secara tepat dapat

ditentukan. Hasil pembacaan dilakukan secara periodik, kira-kira 1 detik.

Tentunya cara penyelidikan ini ada baiknya dan buruknya.

Penyelidikan di laut.

Alat yang digunakan biasanya adalah flux-gate dan proton magnetometer.

Alatnya biasanya ditarik sejauh 150 hingga 300 meter dibelakang kapal,

maksudnya untuk menghindari pengaruh dari kapal tersebut. Kedalamannya alat

sekitar 15 meter di bawah permukaan air laut. Penyelidikan laut memerlukan

biaya yang mahal. Kegunaannya terasa apabila secara bersamaan dilakukan pula

misalnya penyelidikan cara gaya berat. Sasarannya ialah untuk memberikan

konfigurasi struktur geologi di bawah dasar laut. Disamping itu juga

mempersiapkan peta geomagnet regional.

Penyelidikan di darat

Cara penyelidikan ini merupakan cara yang paling tua dilakukan orang.

Letak dan penyebaran titik-titik pengamatan disesuaikan dengan sasaran yang

akan dicapai. Biasanya dikombinasi dengan penyelidikan gaya berat sebab

kerapatan titik pengamatan hampir sama. Alat untuk penyelidikan di darat adalah

flux-gate magnetometer, alat ini paling praktis mudah dibawa dan dipidah-

pindahkan serta dapat cepat dibaca. Jarak titik pengamatan dapat dekat sekali

sekitar 10 meter tergantung pada perkiraan besarnya sasaran yang dicari. Yang

seringkali diukur dalam penyelidikan ini ialah komponen vertikal medan magnet

bumi. Kadang-kadang medan total pun dapat diukur dengan menggunakan proton

magnetometer. Pembacaan ulang dilakukan setiap satu atau dua jam pada tempat-

tempat yang pernah diukur sebelumnya. Maksudnya untuk mengetahui dan

mengoreksi terhadap variasi secara secular. Anomali yang harus diperhatikan


13/13


biasanya lebih dari 500 gamma. Rata-rata kepekaan alat sekitar 10 gamma. Sebab

itu benda-benda besi disekitar alat akan mengganggu selam pembacaan, hal ini

harus dihindarkan. Keadaan topografipun sangat berpengaruh pada pengukuran,

begitu pula susceptibilitas bahan tubuh magnet menentukan pula besar kecilnya

pengukuran medan magnet yang diteliti.

Geofisika-Explorasi

Documents

Transcript of Geofisika-Explorasi