BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Secara terminologi, Geofisika berasal dari kata Geo yang berarti bumi dan

kata fisika yang berarti kenampakan yang dapat terlihat. Jadi jika digabungkan

kedua kata tersebut memiliki pengertian ilmu tentang kebumian berdasarkan

kenampakan fisiknya yang berkaitan erat dengan kaidah dan prinsip fisika.

Metode geofiska yang diaplikasi sangatlah beragam. Salah satu metode

yang sering digunakan dalam ilmu Geofisika adalah metode geomagnet. Metode

Geomagnet ini secara harfiah dapat diartikan dengan metode yang menggunakan

prinsip-prinsip kemagnetan dari material-material yang ada dibumi. Metode ini

memanfaat sifat-sifat dari material di bumi yang terdiri dari ferromagnetik,

paramagnetik dan diamagnetik yang kemudian digunakan untuk dapat

membedakan beragam jenis batuan yang ada di muka bumi secara umum.

Metode geomagnet sering dimanfaatkan untuk mencari daerah dengan

potensi mineral-mineral logam, diantarannya ada bijih besi.

I.2 Maksud dan Tujuan

Laporan ini disusun agar praktikan dapat mengetahui suatu anomali yang

berkaitan dengan pola persebaran dari bijih logam yang dapat dinterpretasikan

berdasarkan data-data lapangan yang telah ada kemudian menghasilkan Peta Total

Magnetic Intensity, Peta Reduksi Kutub, dan Peta Upward Continuation yang

diolah dari aplikasi Geosoft.

1

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Medan Magnet Bumi

Medan magnetik bumi, disebut juga medan geomagnetik, adalah medan

magnetik yang menjangkau dari bagian dalambumi hingga ke batas di mana

medan magnet bertemu angin matahari. Besarnya medan magnet bumi bervariasi

antara 25 hingga 65 mikrotesla (0.25 hingga 0.65 gauss). Kutub-kutub medan

magnetik bumi diperkirakan miring sepuluh derajat terhadap aksis bumi, dan terus

bergerak sepanjang waktu akibat pergerakan besi paduan cair di dalam inti luar

bumi. Kutub magnet bumi bergerak begitu lambat sehingga kompas masih dapat

berfungsi dengan baik sejak digunakan pertama kali (abad ke 11 masehi). Namun

setiap beberapa ratus ribu tahun sekali, kutub magnetik bumi berbalik antara utara

dan selatan. Pembalikan ini terekam di dalam pola bebatuan purbakala bumi yang

mengandung unsur yang bersifat ferromagnetik. Pergerakanlempeng benua juga

dipengaruhi oleh medan magnetik.

Gambar II.1 Gambar Medan Magnet Bumi

Medan magnet bumi berasal dari reaksi antara inti dalam bumi, inti dalam

itu sendiri merupakan logam padat dan inti luar berupa materi cair yang sebagian

besarnya adalah logam. Kedua inti ini masing - masing berputar berlawanan arah.

Inti dalam berotasi dan inti luar ber-revolusi mengelilingi inti dalam dengan arah

yang berlawanan. Sumbu putar keduanya adalah garis utara magnet, pusat bumi,

dan selatan magnet. Gesekan antar logam (kedua inti tersebut) ini yang

menghasilkan medan magnet bumi.

2

Sumber medan magnet bumi ini terdiri dari tiga macam unsur medan

magnet yang ada di bumi, yaitu :

1. Medan Magnet Utama

Medan magnet utama bersumber dari dalam bumi dan

medan magnet ini berubah terhadap waktu. Dalam teori

magnetohidrodinamik yang dikemukakan oleh W.M. Elasasser dan

E.C. Bullard, dinyatakan bahwa di dalam inti bumi terdapat aliran

fluida yang terionisasi sehingga menimbulkan aksi dinamo oleh

dirinya sendiri (Self-exiting dynamo action) yang dapat

menimbulkan medan magnet utama bumi (Untung, 2001).

2. Medan Luar

Medan luar bersumber dari luar bumi dan merupakan hasil

ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari

matahari. Sumbangan medan luar ini terhadap medan magnet bumi

hanya sebesar kira kira 1% dari medan total. Matahari

memancarkan arus tetap yang terdiri dari atom hydrogen terionisasi

(proton) dan elektron yang menjalar melalui tata surya dengan

kecepatan supersonik. Angin matahari yang muncul seperti ini

berinteraksi secara kuat dengan medan magnet bumi yang

menyebabkan terjadinya badai magnetik sehingga nilai medan

magnet bumi mengalam perubahan.

3. Medan Magnet Anomali

Sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field).

Medan magnet ini dihasilkan oleh  batuan yang mengandung

mineral bermagnet seperti magnetite, titanomagnetite dan lain -

lain yang berada di  kerak bumi.

II.2. Komponen Medan Magnet Bumi

Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga

elemen medan magnet bumi, yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas

kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi :

Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen

horizontal yang dihitung dari utara menuju timur.

3

Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan

bidang horizontal yang dihitung dari bidang horizontal menuju

bidang vertikal ke bawah.

Intensitas Horizontal (Bh), yaitu besar dari medan magnetik total

pada bidang horizontal.

Medan magnetik total (B), yaitu besar dari vektor medan magnetik

total.

Gambar II.2 Komponen Medan Magnet Bumi

II.3. Sifat-sifat Kemagnetan Bumi

Batuan yang merupakan material pembentuk kerak bumi memiliki sifat-

sifat yang dapat diperikan dan digunakan untuk membedakan antara satu dengan

yang lainnya. Salah satu sifat batuan yang biasanya diperikan adalah sifat

kemagnetan batuan.

Sifat magnet pada batuan dipengaruhi oleh kandungan mineral pada batuan

tersebut. Sifat magnetik pada mineral ini 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.

Namun istilah mineral magnetik biasanya digunakan bagi mineral yang

tergolong feromagnetik dalam batuan dan tanah (soils), keluarga besi - titanium

oksida, sulfida-besi, dan hidroksida besi (Bijaksana, 2002).

Contoh mineral-mineral magnetik tersebut di antaranya adalah :

4

1. Dari keluarga besi - titanium oksida antara lain magnetite (Fe3O4 )

atau karat (aFe2O3) dan maghemite (gFe2O3).

2. Dari keluarga sulfide - besi antara lain pyrite (FeS2)

dan pyrrhotite (Fe7S8),

3. Golongan hidroksida besi antara lain goethite (aFeOOH).

Setiap jenis batuan memiliki sifat dan karakteristik tertentu dalam medan

magnet yang dimanifestasikan dalam parameter susceptibilitas magnetik batuan

atau mineralnya. Susceptibilitas magnet batuan merupakan tingkat kemagnetan

suatu benda untuk termagnetisasi, yang pada umumnya erat kaitannya dengan

kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar kandungan mineral magnetit

di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya.

Metode ini sangat cocok untuk pendugaan struktur geologi bawah

permukaan dengan tidak mengabaikan faktor kontrol adanya kenampakan geologi

di permukaan dan kegiatan gunungapi. Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus

dari tiap batuan dan mineral inilah yang melandasi digunakannya metode

magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika.

Susceptibilitas suatu magnet batuan berpengaruh terhadap besarnya

intensitas magnetik batuan tersebut sehingga dari perbedaan intensitas magnetik

tersebut, batuan dibagi tiga kelompok jenis material dan batuan peyusun litologi

bumi, yaitu:

1. Diamagnetik

Memiliki nilai susceptibilitas negatif dan kecil artinya Orientasi

elektron orbital substansi ini selalu berlawanan arah dengan magnet

luar, sehinggga medan totalnya selalu berkurang. Sebagai contoh

adalah grafit, marbele, kuarsa, marmer, garam dan anhidrit atau

gypsum.

2. Paramagnetik

Memiliki arah sama dengan medan luarnya sehingga harga

susceptibilitas magnetiknya bernilai positif namun kecil. Sifat – sifat

paramagnet akan timbul bila atom atau molekul suatu bahan memiliki

momen magnet pada waktu tidak terdapat medan luar dan interaksi

antara atom adalah lemah. Pada umumnya momen magnet menyebar

5

acak, tetapi bila diberi medan magnet luar momen tersebut akan

mengarah sesuai dengan arah medan luar tersebut. Sebab - sebab sifat

paramagnet ialah karena tidak seimbangnya putaran momen magnet

elektron. Contoh mineral yang termasuk pada jenis ini adalah olivine

dan biotit.

3. Ferromagnetik

Memiliki harga susceptibilitas magnetik positif dan besar. Sifat

kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh keadaan suhu, yaitu pada

suhu diatas suhu curie sifat kemagnetannya hilang. Atom - atom dalam

bahan - bahan ferromagnet memiliki momen magnet dan interaksi

antara atom - atom tetangganya begitu kuat sehingga momen semua

atom dalam suatu daerah mengarah sesuai dengan medan magnet luar

yang diimbaskan, bahkan dengan tidak adanya magnet dari luar.

Contoh mineral yang termasuk jenis ini adalah besi dan nikel.

II.4. Akuisisi Metode Geomagnet

Alat yang digunakan dalam survey metode magnetik adalah Proton

Precission Magnetometer Geometrics model G-856. PPM merupakan alat yang

portable dengan sistem pengoperasian yang cukup mudah dan sederhana. Dalam

penelitian PPM yang digunakan berjumlah dua buah, satu sebagai rover dan

satunya sebagai base station. PPM dapat digunakan untuk mengukur medan

magnet gradien maupun medan magnet total. Pengukuran medan magnet gradien

dengan menggunakan dua buah sensor dan medan magnet total dengan

menggunakan satu buah sensor. Beberapa peralatan bantu lainnya adalah:

1. Theodolit, untuk menentukan arah lintasan titik-titik pengukuran di

lapangan.

2. Kompas geologi, untuk menentukan arah utara sensor PPM dan

membantu menentukan posisi supaya urut.

3. GPS, untuk menentukan posisi lintang dan bujur serta ketinggian lokasi

penelitian.

4. Meteran, untuk mengukur jarak grid.

5. Jam, untuk mengetahui waktu pengambilan data di lapangan.

6

6. Catatan lapangan, untuk mencatat hari, tanggal, jam, kondisi cuaca dan

lingkungan saat pengambilan data.

Pengumpulan data bergantung pada target dan kondisi lapangan.

Pengukuran dengan target lokal biasanya dilakukan untuk daerah survei yang

tidak terlalu luas, dengan spasi 50 – 500 meter, sedang untuk target regional

mencakup daerah yang lebih luas dengan spasi 1 – 5 km. Pengukuran di daerah

gunungapi, di puncak dan tubuh gunung dilakukan dengan spasi 0,5 km atau

sekitar 25 – 30 menit perjalanan (kaki), sedangkan pada kaki gunung dan

sekitarnya spasinya 1 – 2 km. Untuk target dengan daerah yang sempit dan

topografi yang relatif datar dapat dilakukan dengan spasi 50 – 100 m bergantung

kepada hasil pengukuran yang diinginkan.

Pengumpulan data dilakukan pada titik yang telah diplotkan grid-nya.

Variasi harian dapat diukur dengan menggunakan Base station PPM. Pada

prinsipnya, survei metode magnetik harus menggunakan 2 buah PPM yang

berfungsi sebagai base dan rover. Base station untuk mengukur variasi harian

yang akan dikoreksikan terhadap data yang terbaca di rover. Bila menggunakan 2

buah PPM, maka satu PPM dengan dipasang di tempat yang sama selama

pengukuran yang berlaku sebagai base statiton dan dioperasikan secara otomatis

merekam data medan magnet dengan selang waktu selama dua menit.

Tujuan dari pemasangan basestation ini adalah untuk mendapatkan data

variasi harian. Namun demikian, karena keterbatasan alat dan alasan nilai variasi

harian yang cukup kecil, seringkali survei metode magnetik dilakukan hanya

dengan 1 PPM, yang diperlakukan sebagai rover. Untuk mendapatkan koreksi

variasi harian, maka pengambilan data dilakukan secara looping, dan nilai variasi

harian seakan-akan seperti drift pada survei metode gravitasi.

Proton Precession Magnetometer (PPM) adalah suatu sensor untuk

mengukur induksi medan magnet total. Sensor ini berisi zat cair yang kaya akan

proton, misalnya methanol atau kerosene. Di dalam sensor ini terdapat koil atau

kumparan yang melingkupi zat cair yang kaya akan proton tersebut. Koil ini

dihubungkan dengan sumber arus DC dan sirkuit penghitung frekuensi. Jika arus

7

listrik dilewatkan melalui koil tersebut, maka akan timbul medan magnet dan

mempolarisasikan proton pada arah koil.

Pada saat arus diputus, koil akan dihubungkan dengan sirkuit penghitung

frekuensi, sementara proton akan berpresisi pada arah medan magnet bumi.

Gerakan momen magnetik proton akan menghasilkan medan magnet siklik yang

menginduksi arus ac pada kumparan selama 2 – 3 detik sebelum proton berhenti

berpresisi. Selama 2 – 3 detik ini, sirkuit penghitung frekuensi akan mengukur

frekuensi presisi proton. Nilai frekuensi presisi proton ini dikonversi ke unit

intensitas medan magnet dan ditransmisikan ke data logger yang dapat dibaca

langsung. Prisip kerja Proton Preccesion Magnetometer (PPM)

.

Gambar II.4. Gerakan Presisi dari Sebuah Proton (Robinson & Coruh, 1988)

II.5. Filter Pengolahan Data Magnetik

Pengangkatan ke atas atau upward continuation merupakan proses

transformasi data medan potensial dari suatu bidang datar ke bidang datar lainnya

yang lebih tinggi. Pada pengolahan data geomagnetik, proses ini dapat berfungsi

sebagai filter tapis rendah, yaitu unutk menghilangkan suatu mereduksi efek

magnetik lokal yang berasal dari berbagai sumber benda magnetik yang tersebar

di permukaan topografi yang tidak terkait dengan survei. Proses pengangkatan

tidak boleh terlalu tinggi, karena ini dapat mereduksi anomali magnetik lokal yang

bersumber dari benda magnetik atau struktur geologi yang menjadi target survei

magnetik ini.

8

Dalam banyak kasus, data anomali medan magnetik yang menjadi target

survei selalu bersuperposisi atau bercampur dengan anomali magnetik lain yang

berasal dari sumber yang sangat dalam dan luas di bawah permukaan bumi.

Anomali magnetik ini disebut sebagai anomali magnetik regional (Breiner, 1973).

Untuk menginterpretasi anomali medan magnetik yang menjadi target survei,

maka dilakukan koreksi efek regional, yang bertujuan untuk menghilangkan efek

anomali magnetik regioanl dari data anomali medan magnetik hasil pengukuran.

Salah satu metode yang dapat digunakan  untuk memperoleh anomali regional

adalah pengangakatan ke atas hingga pada ketinggian - ketinggian tertentu,

dimana peta kontur anomali yang dihasilkan sudah cenderung tetap dan tidak

mengalami perubahan pola lagi ketika dilakukan pengangkatan yang lebih tinggi.

II.6. Software Geosoft

Software geosoft adalah salah satu software yang dipelajari dan biasa

digunakan dalam bidang keilmuan Geofisika untuk menentukan berbagai anomaly

yang ada, baik lokal maupun regional dan tujuan dari penggunaan software

geosoft adalah megetahui kondisi geologi di area telitian dengan menggunakan

software, mengetahui permodelan di area telitian, mengetahui jenis batuan yang

berada di salah satu area.

9

Kesimpulan

Interpretasi

Pengolahan data melalui aplikasi Oasis

Peta TMI, RTP, UP

Selesai

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Diagram Alir Pengolahan Data

Gambar III.1 Diagram alir pengolahan data dengan aplikasi Geosoft

III.2 Pembahasan Diagram Alir Pengolahan Data

Pada diagram alir pengolahan data pada gambar III.1, dijelaskan berdasarkan

urut-urutan yang sesusai dalam mendapatkan suatu hasil dari apa yang dikerjakan.

Tahap pertama yang dilakukan adalah memulai pekerjaan tersebut dengan

mencari data. Dalam hal ini, data disini adalah data sekunder yaitu data yang telah

10

Pengolahan data melalui Microsoft Excel

MULAI

DATA

diberikan dari Laboratorium Geofisika untuk kemudian diolah. Kemudian, dari

data yang telah didapatkan tersebut, kemudian dioalah kembali melaui aplikasi

Microsoft Excel agar analisa data cepat dilakukan. Setelah data tersebut selesai

diolah menggunakan Microsoft Excel, kemudian data tersebut diakusisi ke

aplikasi Oasis untuk dapat diolah kembali untuk mendapatkan Peta Total

Magnetic Intensity, Peta Reduksi Kutub, dan Peta Upward Continuation. Dari

peta-peta yang telah berhasil dibuat, kemudia praktikan melakukan interpretasi,

dalam ini adalah mencari anomali dari pola persebaran bijih besi. Setelah

dinterpretasi, maka praktikan akan membuat kesimpulan dari data-data yang telah

diolah. Kemudian setelah semua langkah telah selesai dilakukan, kemudian

laporan tersebut dicetak secara hardcopy.

11

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Peta Total Magnetic Intensity

Gambar IV.1 Peta Total Magnetic Intensity

Berdasarkan Gambar IV.1 yaitu Peta TMI (Total Magnetic Intensity) yang

telah dihasilkan, terlihat bahwa terdapat berbagai nilai intensitas magnetik yang

berbeda-beda pada setiap daerah tersebut. Hal tersebut menunjukan bahwa

didaerah tersebut terdapat batuan dengan kandungan bijih logam yang berbeda-

beda.

Daerah dengan nilai intesitas magnet yang tinggi menunjukan bahwa

didaerah tersebut di interpretasik banyak mengandung bijih logam, sedangkan

daerah yang intensitas magnet yang rendah, tidak menunjukan kandungan bijih

logam dalam jumlah yang besar.

12

Daerah dengan nilai intensitas magnet yang tinggi ditunjukan oleh

parameter berwarna merah muda, yang sedang ditunjukan oleh parameter

berwarna kuning, dan yang paling kecil ditunjukan oleh parameter berwarna biru.

Nilai intensitas magnet tertinggi pada daerah tersebut adalah 540 nT, yang

sedang adalah 215 nT,dan yang paling kecil adalah 22 Nt.

Daerah dengan potensi bijih besi pada daerah tersebut terdapat pada

kordinat X: 464000-464200 , Y : 914300-914400.

IV.2 Peta Reduksi Ke Kutub

Gambar IV.2 Peta RTP (Reduce To Pole)

Berdasarkan Gambar IV.2 yaitu Peta RTP (Reduce To Pole) yang telah

dihasilkan, terlihat bahwa daerah tersebut semakin menunjukan anomali terhadap

pola persebaran bijih besi. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa nilai intensitas

magnet yang tinggi disinyalir menunjukan kebedaran dari bijih besi tersebut.

Terlihat pada gambar diatas bahwa pola persebaran bijih besi tersebut berada di

bagian selatan daerah tersebut, dengan nilai intensitas magnet sebesar diatas 650

nT, yang sedang 220 nT dan yang terkecil adalah 20 nT.

13

Daerah dengan potensi bijih besi pada daerah tersebut terdapat pada

kordinat X: 464300-464450 , Y : 914200-914400.

IV.3 Peta Upward Continuation

Gambar IV.3 Peta Upward Continuation

Berdasarkan Gambar IV.3 yaitu peta Upward Continuation yang telah

dihasilkan, dapat dilakukan interpretasikan secara regional terhadap pola

persebaran bijih besi, agar hasil yang didapat semakin tepat dan akurat sesuai

dengan kondisi lapangan yang sebenarnya.

Agar memberikan hasil analisa yang akurat, peta tersebut dilakukan

pengangkatan dimulai dari Upward 20, 40, 60, hingga 80. Dari pengangkatan

yang dilakukan ini, dapat pola persebaran anomali dari bijih besi tersebut dapat di

optimalkan ke daerah dengan ruang lingkup yang lebih kecil agar eksplorasi yang

14

dilakukan berjalan dengan benar dan tepat yang kemudian menghasilakan suatu

daerah dengan potensi bijih besi yang tinggi.

Dan terlihat pada Peta Upward 80, pola persebaran bijih besi terdapat pada

bagian selatan daerah tersebut dengan kordinat X : 464000-464300 Y : 914200-

914400, dengan nilai intensitas magnet tertinggi adalah 455 nT. Sehingga

eksplorasi daerah potensi bijih besi dapat difokuskan pada daerah dengan kordinat

tersebut.

15

BAB V

PENUTUP

V.1. Kesimpulan

Peta TMI (Total Magnetic Intensity) menunjukkan bahwa intensitas

magnet tertinggi adalah 540 nT, yang sedang adalah 215 nT,dan yang

paling kecil adalah 22 Nt. Pola persebaran daerah potensi bijih besi

terletak pada kordinat X: 464300-464450 , Y : 914200-914400.

Peta RTP (Reduce to Pole) yang menunjukan bahwa nilai intensitas

magnet sebesar diatas 650 nT, yang sedang 220 nT dan yang terkecil

adalah 20 nT. Daerah dengan potensi bijih besi pada daerah tersebut

terdapat pada kordinat X: 464300-464450 , Y : 914200-914400.

Peta Upward Continuation, menunjukan bahwa pola persebaran bijih besi

terdapat pada bagian selatan daerah tersebut dengan kordinat X : 464000-

464300 Y : 914200-914400, dengan nilai intensitas magnet tertinggi

adalah 455 nT.

V.2. Saran

Mencari daerah dengan potensi bijih besi haruslah didasarkan terlebih

dahulu dengan data-data lapangan berdasarkan aspek geologi pada dearah

tersebut. Hal tersebut agar penelitian mendapatkan hasil yang tepat dan

akurat dengan membandingkan aspek geofisika dengan aspek geologinya.

16

LAMPIRAN

TABEL PENGOLAHAN DATA

x y ΔH

463800 9141600

211,8159

463820 9141600

199,1156

463840 9141600

222,8758

463860 9141600

234,3618

463880 9141600

227,5001

463900 9141600

185,9899

463920 9141600

189,3354

463940 9141600

155,4644

463960 9141600

205,9037

463980 9141600

188,2140

464000 9141600

96,9955

464020 9141600

293,4994

464040 9141600

422,1948

464060 9141600

461,5839

464080 9141600

373,9892

464100 9141600

497,6490

464120 9141600

319,7761

464140 9141600

327,4056

464160 9141600

402,8431

464180 9141600

431,8153

464200 914160 408,665

17

0 7

464220 9141600

466,5016

464240 9141600

519,1645

464260 9141600

466,9846

464280 9141600

568,0804

464300 9141600

486,4150

464320 9141600

515,4546

464340 9141600

580,1830

464360 9141600

574,2082

464380 9141600

447,7428

464400 9141600

537,0683

464420 9141600

303,8291

464440 9141600

329,9618

464460 9141600

317,2882

464480 9141600

315,9127

464500 9141600

315,0284

464520 9141600

199,6745

464540 9141600

216,0131

464560 9141600

299,8768

464580 9141600

272,1078

464600 9141600

273,8520

464620 9141600

248,9846

464640 9141600

244,7337

464660 9141600

251,8647

464680 914160 207,7990

18

0

464700 9141600

227,5405

464720 9141600

268,4830

464740 9141600

267,4134

464760 9141600

286,5346

464780 9141600

305,5641

464800 9141600

244,7069

19