BAB IV

PAGE

METODE MAGNETIK

Pendahuluan

Mineral pada umumnya merupakan produk-produk deposit dari proses deferensiasi dan kristalisasi magma, yaitu produk yang terbentuk pada saat aktivitas pembentukan batuan beku akan berakhir. Awal proses ini dimulai dengan menerobosnya larutan hidrotermal berkonsentrasi tinggi pada suatu batuan yang sudah ada sebelumnya. Ketika larutan tersebut menembus pada batuan yang sudah ada sebelumnya, terjadilah proses alterasi pada batuan tersebut. Proses aletrasi merupakan suatu perubahan komposisi mineral dari suatu batuan pada temperatur > 100C dan tekanan 1 kilobar, akibat menerobosnya larutan hidrotermal. Pada saat pendinginan berlanjut yang disertai reaksi-reaksi kimia dan fisika, terendapkanlah mineral-mineral bentukan baru.

Mineral tersebut tipenya tergantung dari jenis larutan hidrotermal, tipe batuan yang diterobosnya, dan proses pendinginan yang terjadi pada batuan itu sendiri. Batuan yang beragam kandungan mineralnya akan menghasilkan beberapa macam tipe mineral baru, Produk-produk reaksi ini terakumulasi dalam celah pori batuan, bidangpelapukandan perlapisanbatuan.

Sulfida adalah sebuah mineral yang dicirikan dengan adanya senyawa antara sulfur dengan logam. Beberapa diantaranya adalah kalkopirit (CuFeS ), galena (PbS), dan pirit (FeS ).( www.repository.ui.ac.id)

Salah satu metode geofisika yang digunakan adalah metode Geomagnet. Dimana metode Geomagnet merupakan metode geofisika yang mengukur nilai total intensitas magnet berdasarkan sifat kemagnetan batuan

Salah satu metode geofisika yang digunakan adalah metode Geomagnet. Dimana metode Geomagnet merupakan metode geofisika yang mengukur nilai total intensitas magnet berdasarkan sifat kemagnetan batuan Di daerah zona mineralisasi intrusi batuan beku yang menerobos batuan sedimen yang menyebabkan kekar kekar akibat suhu yang tinggi mengalami pendinginan dan kekar- kekar terisi larutan silika sehingga nilai kemagnetan batuan menjadi tinggi.

Metode Geomagnet merupakan salah satu metode geofisika yang paling tua digunakan oleh manusia dalam menemukan jenis-jenis yang tersembunyi di bawah permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan. Bumi dipandang sebagai dipole (kutub utara dan selatan magnetik) yang mempunyai medan magnet tidak konstan, artinya besar medan magnet tersebut berubah terhadap waktu. Hal ini terjadi karena adanya pembalikan kutub magnetik bumi. Pada waktu tertentu kutub positif berubah menjadi kutub negatif. Pada saat perubahan kutub kutub tersebut dalam selang waktu tertentu harus melalui kondisi netral. Pada metode Geomagnet hasil yang ditunjukkan berupa anomali sisa berupa variasi besaran yang mengandung fraksi mineral magnetik pada batuan dekat permukaan.Dasar Teori

1. Gaya Magnetik

Dalam kemagnetan dikenal dua jenis muatan, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Kedua muatan ini memenuhi hukum Coloumb. Muatan atau kutub yang berlawanan jenis akan tarik menarik sedangkan muatan yang sejenis akan tolak menolak dengan gaya F. Dasar dari metode magnetik adalah gaya Coloumb antara dua kutub magnetik m1 dan m2 yang terpisah sejauh r dalam bentuk

................................................................................(1)

dengan adalah permeabilitas magnetik. Sebagai catatan permeabilitas magnetik di dalam ruang hampa adalah 4 ( x 10-7 w / A.m. F adalah gaya Coloumb (N), m1 dan m2 kuat kutub magnet (A/m) dan r adalah jarak kedua kutub (m).

2. Kuat Medan Magnet

Kuat medan magnet adalah besarnya medan magnet pada suatu titik dalam ruang yang timbul sebagai akibat dari sebuah kutub m yang berada sejauh r dari titik tersebut. Kuat medan H didefinisikan gaya persatuan kutub magnet, dapat ditulis sebagai

.......................................................................... (2)3. 1 Suseptibilitas Kemagnetan

Tingkat suatu benda magnetik untuk mampu dimagnetisasi ditentukan oleh suseptibilitas kemagnetan atau k yang ditulis sebagai :

........................................................................................ (3)

Besaran yang tidak berdimensi ini merupakan parameter dasar yang digunakan dalam metode magnetik. Harga k pada batuan semakin besar apabila dalam batuan tersebut banyak dijumpai mineral-mineral yang berisifat magnetik.

Faktor yang mempengaruhi harga supseptibilitas batuan adalah

1. Litologi batuan

2. Kandungan mineral batuan

Berdasarkan harga kerentanan magnet Supseptibilitas batuan yaitu

1. Diamagnetik

Material-material dimana atom-atom pembentukannya memiliki elektron yang telah jenuh yang mana tiap elektronnya berpasangan dan mempuyai spin yang berlawanan dalam setiap pasangannya. Sehingga ketika diberikan medan magnet luar maka elektron-elektron tersebut akan berpresesi menghasilkan medan magnet baru menentang medan magnet luar. Nilai dari suseptibilitasnya negatif, sehingga intensitas induksinya aka berlawanan arah dengan gaya magnetnya atau medan polarisasi. Contohnya yaitu batuan kuarsa, marmer, graphite, rock salt dan gypsum.

2. Paramagnetik

Material yang memiliki nilai suseptibilitas yang positif dan sangat kecil. Paramagnetik muncul dalam bahan yang atom-atomnya memiliki momen magnetik yang permanen dan berinteraksi satu sama lain dengan sangat lemah. Apabila tidak terdapat medan magnet luar momen magnetik ini akan berorientasi. Secara acak, jika diberikan medan magnet luar maka momen magnetik ini akan cenderung menyearahkan arah momen magnetiknya denga medan magnet luar, tetapi dilawan oleh kecenderungan momen untuk berorientasi oleh akibat gerak termalnya. Perbandingan momen yang menyearahkannya dengan medan ini bergantung pada kekuatan medan magnet luar dan temperaturnya. Nilai suseptibilitas positif dan berbanding terbalik dengan temperatur absolut. Jumlah elektron ganjil, momen magnet atomya searah dengan medan polarisasi. Contohnya olivine, pyroxene, amphibole dan biotit.

3. Ferromagnetik

Material yang memiliki banyak elektron bebas pada tiap kulit elektronnya, hal ini menyebabkan batuan ini sangat mudah berinduksi oleh medan luar, bahan ini memiliki nilai suseptibilitas positif dan besar. Pada bahan ini sejumlah kecil medan magnetik luar dapat menyebabkan derajat penyearahan yang tinggi pada momen dipole magnetik atomnya. Penyearahan ini dapat bertahan sekalipun medan magnet luar yang diberikan telah hilang. Hal ini dapat terjadi karena momen dipole magnetik atom dari bahan-bahan menyearahkan gaya-gaya yang kuat pada atom tetangganya sehingga dalam daerah ruang yang sempit momen ini disearahkan satu sama lain sekalipun medan luarnya tidak ada lagi. Daerah ruang tempat momen dipole magetik disearahkan ini disebut daerah magnetik. Pada temperatur di atas suhu kritis yang disebut titik curie. Gerak termal acak sudah cukup besar untuk merusak keteraturan penyearahan ini da bahan ferromagnetik berubah menjadi paramagnetik.

3. 2 Medan Magnet Bumi

Medan magnet bumi dapat didefinisikan sebagai sebuah dipole magnet batang dimana di sekitar dipole tersebut terdapat garis gaya magnet yang seolah olah bergerak dari kutub positif ke kutub negatif. Yang menjadi sumber utama proses magnetisasi batuan adalah medan magnet bumi. Medan Magnet bumi juga dapat didefinisikan sebagai harga kemagnetan dalam bumi. Medan magnet dihasilkan dari arus listrik yang mengalir dalam inti bumiMedan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan magnet bumi, mempunyai tiga arah utama yaitu komponen arah utara, komponen arah timur dan komponen ke arah bawah. Pada koordinat kartesian ketiga komponen tersebut dinyatakan X, Y, Z. Elemen-elemen isinya adalah :1. Deklinasi (D) adalah sudut utara magnet bumi dengan komponen horisontal yang dihitung dari utara menuju timur (sudut antara utara geomagnet dan utara geografis).

2. Inklinasi (I) adalah sudut antara medan magnet total dengan bidang horisontal yang dihitung dari horisontal menuju ke bidang vertikal ke bawah (sudut antara bidang horizontal dan vektor medan total).

3. Intensitas horisontal (H) adalah magnitudo dari medan magnet total pada arah horisontal.4. Medan magnet total adalah magnitudo dari medan vektor magnet total.

Di beberapa literatur deklinasi disebut juga variasi harian kompas dan inklinasi disebut dip. Bidang vertikal yang berimpit dengan arah dari medan magnet disebut meridian magnet.

Gambar.1. Elemen magnetik bumi (Telfrod,1979)Medan magetik utama bumi H dapat dinyatakan dengan meggunakan sistem koordinat geografis denga x berarah ke utara, y ke timur dan z ke bawah. Berdasarkan kesepakatan internasional di bawah pengawasan Internasional Association Geomagnetism and Aeronomy ( IAGA ). Deskripsi matematis ini dikenal sebagai medan magetik utama bumi dar IGRF ( International Geomagnet Reference Field ) harga medan magnetik utama bumi dari IGRF di perbaharui tiap 5 tahun sekali.

Intensitas komponen horisontal medan magnetik bumi dapat dinyatakan dengan

H = X 2+ Y 2 ....................................................................................... ( 4 )

Sedang intensitas medan magnetik utama bumi dinyatakan dengan

F = X 2+ Y 2+ Z2 ............................................................................... ( 5 )

Selain itu medan magnet bui juga mempunyai parameter fisis ,lainya yaitu sudut inkliasi dan sudut deklinasi. Sudut inklinasi dinyatakan dengan

.......................................................................( 6 )

Sudut inkliasi positif dibawah bidag horisontal dan negatif diatas bidang horisontal. Sedangkan sudut deklinasi positif ke arah timur geografis dan negatif ke arah barat geografis. Sudut deklinasi deklinasi dinyatakan dengan

...................................................................... ( 7 )Medan Magnet bumi terdiri dari tiga bagian, yaitu :

1. Medan Magnet Utama

Pengaruh medan utama magnet bumi ( 99% yang disebabkan karena bumi itu sendiri merupakan magnet yang sangat besar dan variasinya terhadap waktu sangat lambat dan kecil. Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Untuk periode 2005 2010, dimana penelitian yag dilakukan termasuk dalam jangkauan periode ini, diperlihatkan pada gambar III.2 intensitas medan magnet bumi berkisar antara 25000 65000 nT, untuk wilayah Indonesia yag terletak di utara khatulistiwa mempunyai intensitas sekitar 40000 nT dan di selatan katulistiwa berkisar 45000 nT.

Gambar .2. Peta International Geomagnetics Reference Field (IGRF)2. Medan Magnet LuarPengaruh medan luar berasal dari pengaruh luar bumi (aktifitas matahari, badai magnetik) yang merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat. Beberapa sumber medan luar antara lain :

1. Perubahan konduktivitas listrik lapisan atmosfer dengan siklus 11 tahun.

2. Variasi harian dengan periode 24 jam yang berhubungan dengan pasang surut matahari dan mempuyai jangkau 30 nT.

3. Variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan pasang surut bulan dan mempunyai jangkau 2 nT.

4. Badai Magnetik yang bersifat acak dan mempuyai jangkau sampai dengan 1000 nT.

3. Medan Magnet Lokal/ Pengaruh Anomali

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.

Variasi medan magnetik yang terukur di permukaan merupakan target dari survey magnetik (anomali magnetik). Besarnya anomali magnetik berkisar ratusaan sampai dengan ribuan nano-tesla, tetapi ada juga yang yang lebih besar dari 100.000 nT yang berupa endapan magnetik. Secara garis besar anomali ini disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnet induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar pada magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetnya serta sangat rumit diamati karena berkaitan dengan peristiwa kemagnetan yang dialami sebelumnya. Sisa kemagnetan ini disebut dengan Normal Residual Magnetism yang merupakan akibat dari magnetisasi medan utama.

Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan dari keduanya, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar, demikian pula sebaliknya. Dalam survei geomagnet, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnet kurang dari 25 % medan magnet utama bumi. (Telfrod, 1979)

Anomali magnetik dalam medan magnet intensitas suatu batuan dapat dituliskan

H = Ho + H + Hvar.............................................................................. ( 8)Dimana H mrupakan medan magnetik bumi, Ho merupakan medan magnetik utama bumi dan H merupakan medan anomali magnetik, atau dalam menentukan anomali magnetiknya dapat dituliskan

H = H - Ho Hvar............................................................................... ( 9 )Dengan H merupakan medan magnetik bumi atau medan magnet total yang terukur, Ho merupakan medan magnetik utama bumi berdasarkan IGRF dan Hvar merupakan koreksi medan magnet variasi harian.( Grant & West, 1965)

Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam peneliatian ini 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.

Spesifikasi PPM secara umum sebagai berikut :

Ketelitian

: 1 gamma

Jangkauan

: 20.000 gamma 100.000 gamma

Peneunjuk harga

: 5 digit LED

Sumber tenaga

: 9 buah baterai kering

Toleransi gradien

: sampai dengan 500 gamma/meter

Jangkauan suhu

: - 350 sampai 600 C

Ukuran besar dan berat:

Console

: 80 x 160 x 250 mm3 ; 1,8 kg

Sensor

: 80 x 150 mm2 ; 1,3 kg

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. Catatan lapangan, untuk mencatat hari, tanggal, jam, kondisi cuaca dan lingkungan saat pengambilan data.

Tahapan Kerja Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap:

1. Mencari informasi dari daerah penelitian baik melalui internet maupun melihat langsung keadaan di lapangan.

2. Menentukan lokasi yang tepat untuk pengambilan data agar terhindar dari gangguan dari sekitar lokasi penelitian.

3. Melakukan pengambilan data di setiap titik ukur pada lokasi survei yang telah ditentukan.

4. Mengolah data lapangan dengan melakukan koreksi IGRF dan koreksi variasi harian.

5. Membuat peta kontur anomali magnetik dari data magnetik yang telah dikoreksi, untuk selanjutnya dilakukan interpretasi secara kualitatif untuk menentukan lokasi benda penyebab anomali dan interpretasi kuantitaif dengan Mag2DC for windows untuk mengetahui posisi dan kedalaman benda penyebab anomali.

Metode Pengambilan Data

Pengukuran intensitas medan magnet total dilakukan dengan peralatan PPM. Pengukuran di lakukan dengan menggunakan dua buah PPM. PPM dengan satu sensor di pasang di tempat yang sama selama pengukuran (dalam penelitian ini dipasang ditengah lapangan) yang berlaku sebagai basestation dan dioperasikan secara otomatis merekam data medan magnet dengan selang waktu selama lima detik. Tujuan dari pemasangan basestation ini adalah untuk mendapatkan data variasi harian. Sedangkan PPM dengan dua sensor digunakan untuk pemetaan medan magnet total dan variasi gradien vertikal medan magnet atau disebut rover.

Dalam pelaksanaannya lokasi penelitian dibagi menjadi titik-titik ukur yang berjarak satu meter sehingga membentuk grid. Dalam pembuatan grid ini digunakan theodolit, meteran dan rafia panjang untuk membuat lintasannya.

Sebelum melakukan pengukuran, terlebih dahulu ditentukan arah utara medan magnetik bumi dengan kompas geologi, sebab selama pengukuran sensor PPM harus mengarah utara-selatan. Pada setiap titik pengukuran intensitas medan magnet total dilakukan 3 kali pembacaan, guna mendapatkan data yang lebih akurat.

Gambar 3. Distribusi titik-titik pengukuran.

Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari lapangan merupakan data mentah, sehingga perlu dilakukan pengolahan data sebelum dilakukan interpretasi lebih lanjut.

Data yang diperoleh dari lapangan kemudian dilakukan koreksi IGRF dan koreksi terhadap variasi harian. Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh yang berasal dari medan magnet utama dan dan medan magnet luar. Dari data yang telah terbebas dari pengaruh medan magnet utama dan medan variasi harian kemudian dilakukan kontinuasi ke atas sejauh 2 m dengan menggunakan software Magpick. Dengan software ini pula dilakukan reduksi ke kutub. Karena tujuan dari survei medan magnet ini untuk mendapatkan anomali medan magnet sedangkan data yang diperoleh dari pengukuran merupakan medan magnet total yang merupakan gabungan dari medan magnet utama, medan magnet luar dan anomali medan magnet, maka perlu dihilangkan pengaruh-pengaruh yang berasal selain dari anomali medan magnet.

Interpretasi

Interpretasi data anomali medan magnet total dalam penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu interpretasi secara kualitatif dan interpretasi secara kuantitatif. Interpretasi secara kualitatif dilakukan dengan menganalisa peta kontur medan magnet total, kontur anomali medan magnet total yang sudah dikontinuasi dan kontur anomali yang telah di reduksi ke kutub. Hasil yang diperoleh adalah lokasi benda penyebab anomali berdasarkan klosur kontur.

Interpretasi secara kuantitatif dilakukan dengan pembuatan model dari kontur anomali medan magnet total. Dari kontur tersebut dibuat sayatan yang melewati bidang anomali. Pemilihan posisi sayatan ini berdasarkan hasil dari interpretasi secara kualitatif. Sayatan tersebut kemudian dimodelkan dengan menggunakan metode Talwani yang telah dibuat dalam software program Mag2DC for windows.

Untuk penentuan anomali zona mineralisasi serta struktur yang menjadi target dalam penelitian dilakukan pengolahan menggunakan software magpick dan hasil yang didapatkan berupa peta anomali medan magnet total, peta reduksi ke kutub, peta upward continuation.

Selanjutnya dilakukan Pemodelan menggunakan software Mag2DC untuk menentukan zona mineralisasi dan pola struktur serta bentuk anomali bawah permukaan berdasarkan nilai suseptibilitas batuan di daerah penelitian. Dalam pemodelan dapat beberapa perandaian yaitu: 1. Benda atau batuan penyebab anomali magnetik hanya dari benda itu sendiri, sehingga kontras kerentanan magnetik benda penyebab anomali dengan batuan sekitar dianggap tetap.

2. Benda ini hanya menyebabkan medan magnet induksi yang disebabkan oleh medan magnet dari dalam bumi, medan magnet remanennya dianggap tidak ada.

3. Batuan penyebab anomali dan batuan sekitar dianggap homogen dan masing- masing mempunyai penyebaran magnetisasi secara merata.

Hasil akhir koreksi yang berupa anomali medan magnet total diplotkan profil perlintasan menggunakan base map pada software Surfer 8.

Gambar 4. Model penampang vertikal dengan program Mag2D (anomali regional)

Gambar IV.2 Diagram alir penelitian.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

33

_1340965699.unknown

_1340965702.unknown

_1071364260.unknown

_1154155246.unknown

_1071364492.unknown

_1071363594.unknown