PENGUKURAN DERAJAT ANISOTROPI BATUAN INTRUNSIF DIORIT DENGAN

MENGGUNAKAN METODE AMS ( Anisotropy of Magnetic Susceptibility) DAN METODE

AAS ( Anisotropy of Anhysteretic Susceptibility )

Oleh

Ni Komang Tri Suandayani SSi, MSi

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

TAHUN 2015

Lembar Pengesahan

PENGUKURAN DERAJAT ANISOTROPI BATUAN INTRUNSIF DIORIT DENGAN

MENGGUNAKAN METODE AMS ( Anisotropy of Magnetic Susceptibility) DAN METODE

AAS ( Anisotropy of Anhysteretic Susceptibility )

Mengetahui Penulis

Dekan Fakultas MIPA UNUD

Drs Ida Bagus Made Suaskara, MSi Ni Komang Tri Suandayani, SSi.MSi

NIP : 196606111997021001 NIP :197017121999032001

PENGUKURAN DERAJAT ANISOTROPI BATUAN INTRNSIF DIORIT DENGAN

MENGGUNAKAN METODE AMS ( Anisotropy of Magnetic Susceptibility) DAN METODE

AAS ( Anisotropy of Anhysteretic Susceptibility )

Tri Suandayani

Jurusan Fisika, Universitas Udayana

ABSTRAK

Telah dilakukan pengukuran anisotropy of anhysteretic susceptibility (AAS), dan anisotropy of

magnetic susceptibility (AMS) untuk menganalisa derajat anisotropi batuaan intrusive diorite

dan menentukan ukuran bulir magnetic pembawa remanen pada batuan sedimen, untuk layak

tidak sebagai sampel. Sampel batuan yang diambil dari intrusi vertical diorite yang berlokasi di

Watuliomo tepatnya di Gunung Sikambe dan Gunung Suwur yang berada di kabupaten

Trenggalek Jawa Timur, dibuat dalam bentuk silinder dengan diameter 2,54 cm dan panjang 2,3

cm menggunakan alat Magnetic Measurement Portable Rock Drill (MMPRD).Sampel berjumlah

10 core dimana yang 7 core berasal dari Gunung Sikambe dan 3 core dari Gunung Suwur.

Pengukuran AMS yang dilakukan pada Sembilan arah pengukuran, menggunakan Bartington

Maganetik Susceptibility Meter Model MS2 dengan sensor MS2B. Sedangkan AAS lakukan

dengan pengukuran ARM dalam Sembilan arah menggunakan seperangkat Molspin AF

Demagnetizer, partial anhysteretic remanent magnetization (pARM) dan Minispin

Maganetometer.Anisotropi yg ditunjukkan darinhasil pengukuran metode AMS dan AAS pada

sampel diorite ini sangat tinggi (derajat anisotropi >5%). Lineasi magnetiknya lebih kuat

daripada foliasi magnetiknya.sampel diorite tidak cocok untuk kajian Paleomagnetik.

Perbandingan derajat anisotropi dari metode AAS dan AMS lebih kecil dari 1 (rata-rata 0,64

dengan simpangan baku 0,16). Metode AAS lebih efektif daripada metode AMS untuk sampel

yang sedikit mengandung mineral ferromagnetic, tetapi pada pengukurannya memerlukan waktu

yang lebih lama daripada metode AMS. Perbedaan yang diperoleh dari hasil pengukuran AAS

dan AMS disebabkan sampel didominasi oleh butiran multidomain dan butiran magnetite.

I.PENDAHULUAN

Paleomagnetik adalah suatu kajian tentang arah dan besar rekaman medan magnetik bumi

waktu lampau dalam batuan. Rekaman medan magnetik bumi diakibatkan oleh adanya

mineral-mineral magnetik yang terdapat pada batuan. Rekaman ii disebut sebagai remanen

magnetik. Kualitas rekaman tidak saja depengaruhi oleh jenis mineral magnetik tetapi jua

oleh distribusi ukuran bulir, karena itu analisa tentang mineralogy dan granulometri

(distribusi ukuran bulir) sangat pentingdalam kajian paleomagnetik.

Akurasi rekaman medan magnetik bumi pada batuan juga dipengaruhi oleh sifat batuan,

apakah batuan itu bersifat isotropik atau anisotropik. Batuan yang secara magnetik bersifat

isotropik akan merekam medan magnetik bumi sesuai dengan arah medan magnetik bumi

pada waktu batuan tersebut terbentuk ( diilustrasikan dalam gambar 1.1a) tapi apabila batuan

itu bersifat anisotropik maka medan magnetik bumi yang terekam pada batuan tersebut akan

mengalami penyimpangan dari arah semula ( diilustrasikan melalui gambar 1.1b ).

Dalam kajian paleomagnetik sampel dikatakan belum menyebabkan kesalahan yang

cukup berarti apabila derajat anisotropinya kurang atau sama dengan 5%. Karena itu derajat

anisotropi magnetik dari sampel perlu dilihat(1) . Pada penelitian ini derajat anisotropi

magnetik dari batuan jenis diorite akan diukur untuk menetukan kelayakannya sebagai

sampel pada kajian paleomagnetik. Komposisi batuan diorite secara umum adalah pyroxene,

sodium-calcium plagroclase, amphibole dan biotite(9). Batuan intrusive diorite umumnya

mempunyai bulir-bulir yang relative besar karena batuan intrusive ( seperti granit, gabro dan

diorit) yang mendinginsecara perlahan dalam waktu yang relative lama, berbeda dengan

batuan ekstrusif ( seperti riolit, andesit dan baslt) yang mendingin dalam waktu yang relative

cepat sehinga ukuran bulirnya relative lebih kecil daripada batuan intrusive. Ukuran bulir ini

akan mempengaruhi kualitas rekaman dan anisotropi batuan(13). Adapun suseptibilitas batuan

diorite ini berkisar 1 x 10-9 sampai 5 x 10-5 untuk satuan SI.

Pada penelitian ini derajat anisotropi batuan intrusive diorite akan dianalisa dengan

menggunakan metode AMS ( Anisotropy of Magnetic Suseptibility ) dan metode AAS (

Anisotropi of Anhysteretic Susceptibility ). Metode AMS merupakan suatu cara pengukuran

anisotropi magnetic batuan dengan menggunakan medan searah yang kecil, sementara

metode AAS merupakan pengukuran anisotropi magnetic batuan yang berkenaan dengan

magnetisasi remanen anhisteretik. Pada metode AAS sampel secara bersamaan dikenai dua

medan yang berbeda, masing-masing medan searah yang lemah dan medan bolak-balik yang

kuat, yang intensitasnya berkurang secara lambat menuju nol.

Ada beberapa perbedaan antara metode AMS dan metode AAS. Anisotropi remanen

anhisteretik dalam beberapa batuan bias sangat tinggi sedangkan anisotropi suseptibilitasnya

sangat lemah bahkan bisa mencapai nol. AAS juga lebih sensitive untuk bahan yang

didominasi oleh butiran single domain, pseudo single domain, dan

Komposisi batuan diorite secara umum adalah pyroxene, sodium-calcium plagioclase,

amphibole dan biotite (9). Batuan intrusive diorite umumnya mempunyai bulir-bulir yang

relative besarkarena batuan intrusive (seperti riolit, andesit, dan basalt ) yang mendingin

dalam waktu yang relative cepat sehingga ukuran bulirnya relative lebih kecil daripada

batuan intrusive. Ukuran bulir ini akan mempengaruhi kualitas rekaman dan anisotropi

batuan(13). Adapun suseptibilitas batuan diorite ini berkisar 1 x 10-9 sampai 5 x 10-5 untuk

satuan SI.

Pada penelitian-penelitian terdahulu ini, derajat anisotropi pada dykes yang diperoleh

selalu lrbih kecil dari 10% dan sumbu-sumbu suseptibilitas selalu menunjukkan arah aliran

purbanya(13). Sedangkan pada batuan sedimen, derajat anisotropinya sekitar 16% dan sumbu-

sumbu suseptibilitasnya memperlihatkan arah pengendapannya (3).

Pada penelitian ini derajat anisotropi batuan intrusive diorite akan dianalisa dengan

menggunakan metode AMS(Anisotropy of Magnetic Susceptibility) dan metode AAS (

Anisotropy of Anhysteretic Susceptibilityb). Metode AMS merupakan suatu cara pengukuran

anisotropi magnetic batuan dengan menggunakan medan searah yang kecil, sementara

metode AAS merupakan pengukuran anisotropi magnetic batuan yang berkenaan dengan

magnetisasi remanen anhisteretik. Pada metode AAS sampel secara bersamaan dikenai dua

medan yang berbeda, masing-masing medan searah yang lemah dan medan bolak-balik yang

kuat, yang intensitasnya berkurang secara lambat menuju nol.

Ada beberapa perbedaan antara metode AMS dan metode AAS. Anisotropi remanen

anhisteretik dalam beberapa batuan bisa sangat tinggi sedangkan anisotropi suseptibilitasnya

sangat lemah bahkan bisa mencapai nol. AAS juga lebih sensitive untuk bahan yang

didominasi oleh butiran single domain , pseudo sinle domain dan mengandung mineral-

mineral ferromagnetic sedangkan AMS cenderung dominasi oleh butiran multidomain dan

mengandung mineral-mineral paramagnetic dan superparamagnetik (3).

Pada penelitian ini akan dibandingkan hasil kedua metode diatas. Kecendrungan arah dari

sumbu-sumbu suseptibilitas dari kedua metode diatas juga akan dilihat untuk mengetahui

metode manakah yang lebih efektif.

II ANISOTROPI MAGNETIK

2.1. Anisotropi Magnetik

Suatu bahan (batuan) dikatakan isotropik jika sifat-sifat bahan ( batuan ) tidak bergantung

pada arahnya. Bahan (batuan) dikatakan isotropik secara magnetic jika sifat-sifat magnetic

bahan (batuan) tersebut tidak bergantung pada arah atau orientasi mrdan yang

mempengaruhinya. Dapat dialam. Bahan seperti ini sangat sedikit terdapat di alam.

Sementara itu, bahan dikatakan isotropik secara magnetic apabila sifat-sifat magnetiknya

bergantung pada arah atau orientasi medan yang mempengaruhinya. Anisotropi magnetic

biasanya ditunjukkan sebagai suseptibilitas magnetic, magnetisasi remanen atau energy

magnetisasi pada saturasi(13). Untuk bahan seperti ini, nilai suseptibilitas akan bergantung

pada arah medan magnetic yang diberikan. Pemberian medan magnetic pada arah yang

berbeda akan memberikan nilai suseptibilitas yang berbeda.

Secara fundamental, sifat anisotropi disebabkan oleh anisotropi bentuk (shape

anisotropy) dan anisotropi dalam struktur kristal ( magnetocrystallin anisotropy ).

Anisotropi bentuk terjadi pada mineral yang memiliki magnetisasi yang kuat seperti

magnetite dan anisotropi dalam struktur kristal terjadi pada mineral yang sifat magnetiknya

tidak begitu kuat (lemah) seperti haematite(5)(13).

2.2. Perhitungan Parameter Anisotropi

Secara umum magnetisasi M, dapat dirumuskan sebagai berikut:

M = ᵡ H (2.1)

Dimana ᵡ adalah suseptibilitas dan H adalah kuat medan . Untuk magnetisasi akibat medan

yang lemah dan searah, maka magnetisasi diatas disebut sebagai Mo dan suseptibilitasnya

disebut sebagai suseptibilitas inisial. Persamaan (2.1) dapat ditulis sebagai berikut :

Mo = ᵡH (2.2)

Metode AMS menggunakan sifat anisoropi dari suseptibilitas inisial ini. Magnetisasi dapat

juga diperoleh jika medan yang diberikan adalah medan anhisteretik remanen (HA).

Magnetisasi seperi ini disebut sebagai magnetisasi remanen anhisteretik (MA) dan

suseptibilitasnya dikenal dengan suseptibilitas anhisteretik (ᵡA). Metode AAS menggunakan

sifat anisotropi dari suseptibilitas anhisteretik. Dengan demikian persamaan (2.1) dapat

ditulis menjadi :

ᵡanisotropic dapat ditulis juga sebagai berikut :

Mi = ᵡii Hi + ᵡij Hj + ᵡih Hk (2.4)

Dimana I,j,k = 1,2,3 merupakan sumbu system koordinat Mi adalah komponen magnetisasi

dalam arah I, Hi adalah komponen medan searah dalam arah I dan ᵡii adalah tensor simetrik

orde dua ( ᵡij = ᵡji ), yang menunjukkan suseptibilitas. Tensor suseptibilitas ini ditandai

dengan enam komponen tensor ᵡ11 ᵡ22 ᵡ33, ᵡ31, ᵡ32 dan ᵡ12 . Karena sifat simetrik tersebut

suseptibilitas ini berkaitan dengan tiga nilai eigen (ᵡ1 , ᵡ2 dan ᵡ3 ) dan tiga vector eigen. Ketiga

nilai eigen disebut sebagai nilai suseptibilitas principal (utama) sementara vector-vektor

eigen mengacu pada arah dari masing-masing suseptibilitas utama tersebut. Vektor-vektor

eigen ini dapat dijadikan sebagai basis bagi system koordinat yang mengacu pada nilai –nilai

suseptibilitas utama. Secara umum nilai=nilai dan vector-vektor eigen dinyatakan sebagai

sebuah ellipsoid. Nilai-nilai dan vector-vektor eigen dapat diperoleh dengan menyelesaikan

persamaan matrik karakteristik ᵡij sebagai berikut :

Det ( ᶯᵟij - ᵡij ) = 0 (2.5)

(ᶯᵟij - ᵡij ) x = 0 (2.6)

Dimana det adalah fungsi determinan, ᶯadalah nilai eigen matrik ᵡij, x adalah vector eigen dan

ᵟij adalah kroneeker delta.

Tiga sumbu orthogonal OX1 , OX2 , OX3 yang menunjukkan orientasi utara geografi

sampel (1 = Utara, 2 = Timur, 3 = Dawn ) digunakan sebagai system koordinat acuan. Secara

umum suseptibilitas sepanjang sumbu tidak tetap OXm yang dilambangkan dengan m

diberikan oleh persamaan berikut :

Amn= Cmi Cmj ᵡij (2.7)

Dimana Cmi dan Cmj adalah arah cosinus m relative pada sumbu-sumbu acuan i dan j,

sedangkan Am adalah intensitas remanen yang diukur dalam arah m. Pola pengukurannya

dapat dilihat pada gambar 2.1. Arah cosinus ( koordinat geometri ruang) sumbu-sumbu

North, East dan Down (N, E, D ) dapat dinyatakan sebagai berikut :

A1 (1, 0, 0 ) A4 (1/√2, 1/√2, 0) A7 (-1/√2 , 1/√2 , 0 )

A2 (0, 1, 0 ) A5 (1/√2, 0, 1/√2) A8 (-1/√2, 0, 1/√2 )

A3 (0, 0, 1 ) A6 (0, 1/√2, 1/√2) A9 (0, -1/√2, 1/√2)

Pengukuran suseptibilitas pada penelitian ini mengacu pada skema pengukuran yang

diusulkan oleh Gerdler(3) (lihat gambar 2.1 ). Suseptibilitas diukur dalam Sembilan arah

menurut persamaan 2.7 yaitu :

A1 = ᵡ11

A2 = ᵡ22

A3 = ᵡ33

A4 = ½ ᵡ11 + ½ ᵡ22 + ᵡ12

A5 = ½ ᵡ11 + ½ᵡ33 + ᵡ31

A6 = ½ ᵡ22 + ½ᵡ33 + ᵡ23

A7 = ½ ᵡ11 + ½ᵡ22 - ᵡ12

A8 = ½ ᵡ11 + ½ ᵡ33 - ᵡ31

A9 = ½ᵡ22 + ½ᵡ33 - ᵡ23

Jika ditulis dalam notasi matriks sebagai berikut :

A = 0X (2.8)

Dimana

Tensor anisotropi tersebut dapat dihitung dengan metode sebagai berikut.

X = (0,0)-1 0,A (2.9)

Dimana 0 adalah matrik transpose dari 0 dan ( 0,0 )-1 adalah 1/(0,0) sehingga persamaan

tersebut menjadi :

Besar dan arah suseptibilitas anhisteretik principal dapat dihitung dengan memasukkan

keenam komponen ᵡij ke dalam persamaan 2.5 dan 2.6

Berdasarkan perbandingan suseptibilitas principal parameter-parameter yang digunakan

dalam penelitian ini adalah :

1. Derajat anisotropi dalam persen (P%) yang didefinisikan sebagai berikut :

P(%) = ((ᵡ1/ᵡ3 ) – 1) x 100%

2. Lineasi magnetic (L) yang didefinisikan sebagai berikut

L = ᵡ1/ᵡ2

3. Fo menunjukkan nliasi magnetic (F) yang didefinisikan sebagai berikut :

F = ᵡ2/ᵡ3

4. Faktor bentuk (T) yang didefinisikan sebagai berikut :

T = ( ln F – ln L )/( lnF + lnL )(3)

Jika P = 1, maka sampel bersifat isotropik. Jika P semakin besar maka sampel semakin

anisotropic. Untuk factor bentuk (T), jika nilainya positif menunjukkan bahwa foliasi magnetic

mendominasi dan jika negative menunjukkan bahwa lineasi magnetic mendominasi interpretasi

T dapat dilihat pada table berikut :

III PROSEDUR PENELITIAN

3.1 Pengambilan Sampel

Sampel diperoleh dari intrusi vertical diorite yang berlokasi di Watuliomo, tepatnya di

gunung Sikambe dan Gunung Suwur yang berada di Kabupaten Trenggalek, Jawa Timur ( 111o

42\ Bujur Timur dan 8o 12\ Lintang Selatan )(2). Sampel berjumlah 10 core (silinder panjang)

dengan diameter 2,54 cm. Tujuh core berasal dari Gunung Sikambe dan tiga core dari Gunung

Suwur. Intrusi ini diketahui berusia Early Miocene(2) . Core diperoleh dengan menggunakan

MMPRD hand drill (magnetic Measurements Portable Rock Drill) ( Magnetic Measurement Ltd,

Lancashire United Kingdom ) dengan panjang masing-masing core antara 10-20 cm. Dip dan

strike (jurus) dari masing-masing core dicatat dan dipergunakan untuk mengoreksi arah remanen.

Di laboratorium, 10 core sampel ini dipotong-potong menjadi bentuk silinder dengan

panjang 2,2 cm. Bagian paling atas dari core tidak diambil karena pada bagian ini mengalami

pelapukan sehingga harus dihindari. Tujuh core dari Gunung Sikambe masing-masing diberi

nomor 1,2,3,…7 dan masing-masing potongan diberi inisial 1A,1B,…2A,2B,…3A,3B,…

seterusnya. Begitu juga dengan 3 core sampel dari Gunung Suwur. Untuk masing-masing

potongannya diberi inisial 1A,1B,…,2A,2B,.. dan seterusnya sehingga diperoleh 35 sampel

seluruhnya.

3.2.Pengukuran Anisotropi Suseptibilitas Anhisteretik (AAS)

Suseptibilitas anhisteretik masing-masing sampel ditentukan dengan mengukur remanen

anhisteretik sampel dalam Sembilan arah. Pengukuran ini dilakukan di Laboratorium Fisika

Bumi ITB. Sebelum memberikan magnetisasi remanen anhisteretik (ARM) pada satu arah,

pertama sampel didemagnetisasi menggunakan medan bolak balik 80 mT atau lebih tinggi lagi

untuk memastikan bahwa remanen magnetiknya menurun kurang lebih 5%. Untuk demagnetisasi

ini digunakan instrument Molspin AF demagnetizer (Molspin Ltd, Newcastle upon Type, United

Kingdom ). Prinsip kerja instrument ini menggunakan metode Alternating Field(AF)

demagnetization atau demagnetisasi medan bolak balik. Molspin menggunakan system tumbling

dua sumbu. Harga medan tertinggi adalah 1000Oe (100mT) pada frekuensi 180 Hz. Pengukuran

dimulai dengan memasang sampel pada tumbler kemudian ditempatkan pada coil yang dilapisi

tiga lapis mumetal. Pada tumbler sampel diputar, kemudian diberikan medan bolak balik 80 mT,

atau lebih sehingga intensitasnya menurun sehingga 5% atau lebih kecil lagi. Demagnetisasi ini

dilakukan untuk setiap arah yang berbeda sebelum pemberian ARM pada tiap sampel.

Setelah didemagnetisasi, sampel kemudian diberi ARM dengan menggunakan instrument

Molspin demagnetizer juga. Untuk pemberian ARM, instrument ini dimodifikasikan dengan

lapisan tambahan yang terdiri dari gulungan kawat di sekitar kawat utama demagnetizer.

Gulungan kawat ini digunakan untuk memberikan medan sarah yang besarnya 0,1 mT pda

sampel di saat demagnetizer memberikan medan bolak balik 80 mT, yang berkurang secara

lambat menuju nol. Medan searah 0,1 mT diberikan oleh instrument yang disebut PARM (Partial

Anhysteretic Remanent Magnetization ).

Hasil dari remanen anhiteretiknya diukur dengan mempergunakan Minispin

Magnetometer (Molspin Ltd, Newcastle upon Type, United Kingdom) yang dikontrol oleh

microprocessor Rockwell 6502. Prinsip kerja instrument ini adalah membangkitkan sinyal AC

780 Hz sebanding dengan komponen momen nagnetik yang parallel dengan sumbu fluxgate.

Untuk meningkatkan rasio sinyal terhadap noise, sampel diputar dalam fluxgate dengan

frekwensi 6 Hz. Amplitude dan fasa sinyal tersebut menujukkan magnitude dan komponen

horizontal magnetisasi sampel sinyal output kemudian digitalkan dengan ADC (Analog Digital

Converter ) dan diismpan dalam memori computer. Untuk putaran pendek (short) jumlah putaran

detetapkan 24 dan untuk putaran panjang (long) ditetapkan 120. Pengukuran dilakukan dengan

mengubah empat posisi sampel. Visualisasi perubahan posisi sampel ditunjukkan pada gambar

3.1

Semua langkah-langlah di atas di ulang untuk semua arah sampai keembilan arah yang

dikehendaki terukur. Posis kesembilan arah ini dapat dilihat pada gambar 3.2. Kesalahan dalam

pengukuran intensitas ARM ini menjadi 1%.

Pada pemberian ARM, instrument Molspin demagnetizer tidak memberikan

perlengkapan dudukankhusus untuk posisi kesembilan arah yang akan diukur tersebut, untuk

mekeperluan ini peneliti menyiapkan dudukan guna menempatkan sampel sesuai dengan posisi

yang diharapkan. Untuk itu peneliti menggunakan bahan nylon padat yang berbentuk batangan.

Nilai intensitas remanen anhisteretik rata-rata yang diperoleh dari Sembilan arah tersebut

digunakan untuk menentukan enam komponen tensor suseptibilitas (persamaan 2.9), yang

kemudian keenam komponen tensor ini digunakan untuk menghitung suseptibilitas principal dan

arah dari suseptibilitas tersebut. Perhitungannya dilakukan dengan software Mathcard 2000.

Dengan mensubstitusikan nilai intensitas suseptibilitas yang diperoleh dari Sembilan arah

tersebut, maka nilai eigen dan vector eigennya dapat dicari. Nilai eigen terbesar didefinisikan

sebagai suseptibilitas maksimum (ᵡmax ), nilai eigen antara didefinisikan sebagai suseptibilitas

intermediate (ᵡint) dan nilai eigen minimum didefinisikan sebagai suseptibilitas minimum (ᵡmin).

Arah (dalam bentuk deklinasi dan inklinasi ) dari masing-masing suseptibilitas tersebut

diperoleh dari vector eigennya. Dari perhitungan ini akan dapat juga diperoleh deklinasi dan

inklinasi guna mengetahui kecendrungan arah anisotropi suseptibilitas tersebut. Hasil

perhitungannya dapat dilihat pada bab selanjutnya.

Ringkasan pengukuran suseptibilitas dengan menggunakan metode AAS ini dapat dilihat

pada gambar 3.3

3.3 Pengukuran Anisotropi Suseptibilitas Magnetik (AMS)

Pengukuran anisotropi suseptibilitas juga dilakukan di Laboratorium Fisika Bumi ITB

dengan menggunakan instrument Barington Magnetic Susceptibility Meter model MS2 (

Barington Instrument Ltd, Oxford, United Kingdom ). Instrumen ini terdiri dari sensor MS2B

dengan diameter internal 36 mm yang dihubungkan dengan MS2 meter pengukur oleh kabel

Sampel ditempatkan di dalam sensor yang menghasilkan frekuensi berubah-ubah. Hasil

pengukuran ini ditampilkan pada MS2 meter pengukur. Instrumen ini dapat mengukur harga

suseptibilitas dari 1 x 10-6 sampai 9999 x 10-6 dalam satuan cgs atau 1,26 x 10-5 sampai 1,26 x

10-1 untuk satuan SI.

Pengukuran dilakukan dengan memasukkan sampel sejajar dengan sumbu coil sensor.

Hasil pengukuran akan langsung terbaca pada MS2 meter yang terhubung langsung dengan

computer. Hal ini dilakukan berulang kali dengan arah yang berbeda sesuai dengan arah yang

akan diukur. Program ini menghitung rata-rata suseptibilitas magnetic dari sampel. Pengukuran

dilakukan sebanyak Sembilan kali dengan merubah orientasi sampel, secara visual dapat dilihat

pada gambar 3.2. Hasil pengukuran rata-rata suseptibilitas ini kemudian dihitung dengan

menggunakan software Mathcard 2000 untuk mencari nilai eigen dan vector eigennya. Dimana

nilai eigen terbesar didefinisikn sebagai suseptibilitas maksimum (ᵡmax ), nilai eigen antara

didefinisikan sebagai suseptibilitas intermediate (ᵡint) dan nilai eigen terkecil didefinisikan

sebagai suseptibilitas minimum (ᵡmin). Arah (dalam bentuk deklinasi dan inklinasi) dari masing-

masing suseptibilitas tersebut diperoleh dari vector eigennya ( dapat dilihat pada bab

selanjutnya). Harga suseptibilitas rata-rata (ᵡavg = (ᵡmax + ᵡint + ᵡmin) /3 dimana ᵡmax,ᵡint, dan ᵡmn

adalah nilai suseptibilitas maksimum, intermediate dan minimum.

Urutan pengukuran anisotropi dengan metode AMS ini dapat dilihat pada gambar 3.4

IV HASIL DAN DISKUSI

4.1 Hasil Pengukuran

Hasil pengukuran anisotropi suseptibilitas anhisteretik sampel-sampel tersebut

merangkumkan bahwa derajat anisotropi untuk sampel Sikambe bervariasi dari 19,6%

sampai 78,1% (dengan rata-rata 38,6% dan simpangan bakunya 14,14) (table 4.1), harga

ini memang cukup tinggi dibanding penelitian terdahulu yang selalu lebih kecil dari

10%(12) untuk dykes dan 16% untuk sedimen(3). Sumbu minimum terlihat menyebar dan

sumbu maksimum untuk beberapa sampel mendekati horizontal (gambar 4.1a). Faktor

bentuk rata-rata yntuk sampel Sikambe ini adalah -0,46 (table 4.1), hal ini menunjukkan

untuk beberapa sampel lineasi magnetiknya lebih dominan yang menandakan bahwa

bentuk anisotropinya prolate ( memanjang) .

Derajat anisotropi untuk sampel Suwur diperoleh berkisar 27,2% sampai 60,7%

dengan rata-rata 34,2 dan simpangan bakunya 9.23 (table 4.1). Sumbu minimum dan

sumbu maksimumnya terlihat menyebar (gambar 4.1b).Faktor bentuk rata-rata untuk

sampel ini adalah -0,37 (table 4.1), hal ini menunjukkan beberapa sampel lineasi

magnetiknya lebih dominan dan menunjukkan bentuk anisotropinya prolate

(memanjang).

Pengukuran anisotropi suseptibilitas magnetic pada sampel Sikambe

menunjukkan hasil dengan rata-rata berkisar dari 1867,5% x 10-6 sampai 3424 x 10-6

dalam satuan SI. Tabel 4.2 menyimpulkan hasil pengukuran suseptibilitas magnetic.

Derajat anisotropi untuk sampel Sikambe ini bervariasi dari 13,1% sampai 28,5% dengan

rata-rata 23,9% dan simpangan baku 3,13. Sumbu minimum dan sumbu maksimum

terlihat menyebar. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.2a. Faktor bentuk rata-rata untuk

sampel Sikambe -0,80. Hal ini menunjukkan bahwa lineasi magnetiknya lebih dominan

dan menandakan bentuk anisotropinya prolate (memanjang).

Sampel Suwur menunjukkan hasil rata-rata suseptibilitasnya dari 2639,8 x 10-6

sampai 3098,6 x 10-6 dalam satuan SI. Derajat anisotropi untuk sampel Suwur bervariasi

dari 14,5% sampai 27,0% dengan rata-rata 23,4% dan simpangan baku 3.0. Sumbu

minimum terlihat mendekati vertical dan sumbu maksimum beberapa sampel terlihat

mendekati horizontal (gambar 4.2b). Faktor bentuk rata-rata untuk sampel Suwur -0,92

menunjukkan lineasi magnetiknya lebih dominan dan menandakan bentuk anisotropinya

prolate (memanjang).

Dari hasil pengukuran AMS, terlihat bahwa lineasi magnetiknya lebih dominan

daripada foliasi magnetiknya, seperti juga hasil dari pengukuran AAS. Derajat anisotropi

dari hasil pengukuran AMS selalu lebih kecil dari hasil pengukuran AAS, kecuali untuk

sampel Sikambe 2A. Perbandingan antara pengukuran AMS dan AAS bervariasi dari

0,31 sampai 0,92 dengan rata-rata 0,64 dan simpangan baku 0,16. Hasil pengukuran

AMS dan AAS memperlihatkan pola yang tidak sama umumnya sumbu minimum san

sumbu maksimumnya terlihat menyebar, hanya sampel Suwur dari hasil AMS yang

memperlihatkan sumbu minimum mendekati vertical dan sumbu maksimum mendekati

horizontal.

Kecenderungan arah sumbu maksimum tidak sama, hal ini bisa dilihat dari gambar 4.1b

dan 4.2b.

Perbedaan ini bisa disebabkan oleh ukuran butiran mineral magnetic yang

mendominasi masing-masing tipe anisotropi. Seperti yang telah disebutkan pada bab I,

yang menyatakan bahwa AMS selalu didominasi oleh butiran multidomain, mineral

paramagnetic dan superparamagnetik dalam sampel sedangkan AAS selalu didominasi

oleh butiran single domain, pseudo single domain dan mineral ferromagnetic. Sampel

yang dipergunakan adalah batuan beku yang konsentrasi magnetitenya tinggi(2) dan

didominasi oleh butiran multidomain(10) . Dimana magnetite merupakan mineral

ferromagnetic.

4.2 Analisa Data dan Diskusi

Dari hasil pengukuran anisotropi suseptibilitas anhisteretik menunjukkan bahwa sampel

Sikambe dan Suwur memilki derajat anisotropi yang tinggi (rata-rata derajat anisotropi

magnetiknya 37,1% dengan simpangan baku 12,7 dan dari hasil pengukuran suseptibilitas

magnetiknya juga menunjukkan derajat anisotropi yang tinggi (rata-rata derajat anisotropi

magnetiknya 23,7% dengan simpangan baku 3,05) hal sangat berbeda dengan hasil penelitian

terdahulu yang menyatakan bah kecwa derajat anisotropi untuk batuan beku ditemui selalu lebih

kecil dari 10%(12) . Hal ini disebabkan oleh ukuran bulir dari sampel ini berbeda dengan ukuran

bulir dari batuan beku yang biasa diteliti( dykes), dimana dari ukuran bulir yang ditemui pada

sampel ini adalah multidomain. Hal ini bisa dilihat dari distribusi ukuran bulir pada gambar 4.3.

Ukuran bulir yang mendominasi bahan bisa mempengaruhi kualitas rekaman remanen magnetic

ngbatuan dan akan menyebabkan perbedaan anisotropi batuan. Penyebab lain adalah

ketidakstabilan remanen magnetiknya gambar 4.4, yang mana hal ini juga menunjukkan bahwa

sampel ini memiliki ukuran bulir yang relatif besar sehingga mempengaruhi anisotropinya

(anisotropinya tinggi).

Hasil pengukuran derajat anisotropi dengan metode AAS selalu menunjukkan hasil yang

lebih kecil dari hasil pengukuran anisotropi dengan menggunakan metode AMS yang juga

ditemukan pada pengukuran anisotropi pada sedimen(3). Hal ini disebabkan ukuran bulir

magnetite yang mendominasi tipe anisotropi itu berbeda.

Lineasi magnetiknya yang lebih kuat daripada foliasi magnetiknya (factor bentuk T rata-

rata -0,24 dengan simpanga baku 0,36), hal ini memperlihatkan hasil yang berbeda dengan

sumbu-sumbu minimum dan maksimumnya menyebar. Hal ini berarti sumbu-sumbu

suseptibilitas tersebut tidak memperlihatkan kecendrungan ke suatu arah tertentu, dan ini berarti

pula bahwa bulir-bulir mineral magnetikpada diorit ini tidak menunjukkan pertumbuhan yang

sesuai dengan arah terbentuknya intrusif diorit tersebut(vertikal). Hasil ini sangat berbeda dengan

temuan yang telah dilakukan sebelumnya, dimana sumbu-sumbu suseptibilitasnya selalu sesuai

dengan arah aliran purbanya(12). Hal ini bisa disebabkan karena sampel diorit yang digunakan

memiliki kandungan magnetite yan besar dan ukuran bulirnya menunjukkan multi domain

sehingga mempengaruhi pada pengukuran. Seperti yang telah disebutkan pada babI bahwa

metode AAS sangat di pengaruhi oleh butiran single domain dan Pseodo single domain serta

mineral ferromagnetik sedangakan untuk metode AMS dipengaruhi oleh butiran multidomain,

mineral paramagnetik dan superparamagnetik.

Walaupun metode AAS lebih efektif daripada metode AMS untuk sampel yang

mengandung mineral ferromagnetic tetapi pengukuran AAS ini memerlukan waktu yang lebih

panjang daripada daripada pengukuran AMS. Untuk pengukuran AAS bisa mengambil waktu 3

sampai 4 jam untuk satu sampel sedangkan pengukuran AMS hanya 15 menit untuk satu sampel.

Disamping itu pada pengukuran AAS , bisa saja remanen magnetik yang diukur menunjukkan

pola tertentu namun pada pengukuran AMS menunjukkan pola yang lain. Hal seperti ini bisa

diakibatkan Karena kontribusi dari mineral diamagnetik dan paramagnetik yang tumbuh

kemudian sehingga mempengaruhi pengukuran AMSnya yang mengakibatkan arah yang diukur

dari kedua metode ini tidak saling mendukung.

V KESIMPULAN

Beberapa hal yang dapat disimpulkan pada penelitian yang telah dilakukan ini

diantaranya :

1. Anisotropi magnetic yang ditunjukkan dari hasil pengukuran metode AAS dan AMS

pada sampel diorite ini sangat tinggi (derajat anisotropi > 5% ). Lineasi magnetiknya

lebih kuat daripada foliasi magnetiknya.

2. Sampel Diorit ini tidak cocok untuk kajian paleomagnetik

3. Arah sumbu-sumbu suseptibilitasnya tidak menunjukkan pola tertentu, yang berarti

bahwa butir-butir magnetic sampel ini tidak menunjukkan pola pertumbuhan yang sesuai

dengan pola pertumbuhan intrusi diorite berbeda dengan batuan beku pada umumnya.

4. Perbandingan derajat anisotropi dari metode AAS dan AMS lebih kecil dari 1 ( ra ta-rata

0,64 dengan simpangan baku 0,16).

5. Metode AAS lebih efektif daripada metode AMS ontuk sampel yang sedikit mengandung

mineral ferromagnetic, tetapi pada pengukurannya memerlukan waktu yang lebih lama

daripada metode AMS.

6. Perbedaan yang diperoleh dari hasil pengukuran AAS dan AMS disebabkan sam pel

didominasi oleh butiran multidomain dan butiran magnetite.

DAFTAR PUSTAKA

Bijaksana, S., Magnetic Anisotopy of Cretaceous Deep Sea Sedimentary Rock from The Pacific

Plate, Unpublished M.Sc. Thesis, Memorial University of New Foundland, 51 p, 1991.

Bijaksana S., Analisa Mineral Magnetik dalam Masalah Lingkungan, Jurnal Geofisika, 1, 19 -

27, 2002.

Bijaksana, S., Ngkoimani, L. .Abdullah, C.L, Hardjono, T., Cenozoic Reconstructing of Java,

Proc. HAGI-IAGI Joint Conv., Jakarta, 2003

Dunlop, D.J & Ozdemir Ozden, 1997., Rock Magnetism, Cambridge University Press, United

Kingdom.

Hall, R., Reconstructing Cenozoic SE Asia, Journal Asian Earih Sciences, 20, 353, 2002.

King, J., Banerjee, S.K.; Marvin, J., dan Ozdemir, O., A Comparison of Different Magnetic

Methods for Determining the Relative Grain Size of Magnetite in Natural Materials: Some

Results from Lake Sediments. Earth and Planetary Science Letter, 59, 404-419, 1982.

Ngkoimani, L., S. Bijaksana, The Houw Liong, The Suitability of Andesitic Rocks from

Yogyakarta for Paleomagnetic Study, Prosiding HAGI 29th, 426-430, Yogyakarta, 2004.

Soeria Atmadja, R., Maury, R. C., Bellon, H., Pringgoprawiro. H., Polve, M., Tertiary Magnetic

Belt in Java, 9, 12, 13-?7, 1994.

Sutanto, Soeria Atmadja, R., Maury, R. C. Bellon, H., Proceed. Geologi dan Geoteknologi Pulau

Jawa, 73 - 76, 1994.

Tarling, D. H., Hrouda, F., The Magnetic Anisotropy of Rocks, Chapman & Hall, 1993.

Tauxe, L., Paleomagnetic Principles and Practice. Kluwer Academic Publishers, 1998.

Wartono, R, Sukandarrumidi, Rosidi H.M.D., Peta Geologi Lembar Yoyakarta, Jawa Pusat

Penelitian dan Pengombangan Geologi, 1995.