Resume Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi dari Pantai Sunur

Pariaman, Sumatera Barat

Seperti kita ketahui bahwa sumber daya alam Pasir besi yang dimiliki di

negara kita merupakan salah satu sumber daya alam yang cukup besar didunia,

akan tetapi belum dapat dimanfaatkan secara optimal. Dan salah satunya itu

terjadi di Sumatera Barat. Pada wilayah ini kita dapat menjumpai Pasir besi yang

tersebar di beberapa lokasi pesisir pantai, salah satunya di Pantai Sunur, Kota

Pariaman, Propinsi Sumatera Barat.

Kurang berkembangnya pemanfaatan sumber daya pasir besi yang ada

pada wilayah ini lebih disebabkan karena tanggapan negatif dari masyarakat

setempat yang beranggapan bahwa kegiatan eksploitasi pasir besi secara

besar-besaran yang dikhawatirkan akan dapat mengakibatkan kerusakan

lingkungan. Padahal ini tidak benar sama sekali karena sesungguhnya jika pada

pemanfaatannya dengan menggunakan sifat magnetik yang sesuai dengan

prosedur, pasir besi ini justru akan dapat memberikan nilai ekonomi yang lebih

tinggi dan juga ramah lingkungan

Endapan pasir besi ini sendiri, dapat memiliki mineral-mineral magnetik

seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α-Fe2O3), dan maghemit (γ-Fe2O3). Mineral-

mineral tersebut mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai bahan industri.

Magnetit, misalnya, dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk tinta kering

(toner) pada mesin photo-copy dan printer laser, sementara maghemit adalah

bahan utama untuk pita-kaset. Ketiga mineral magnetik di atas juga digunakan

sebagai pewarna serta campuran (filler) untuk cat serta bahan dasar untuk industri

magnet permanen (Bijaksana, 2002).

Sehingga metode magnetik yang dapat kita gunakan untuk dapat

mendapatkan beberapa macam endapan mineral magnetik tersebut yaitu dengan

memanfaatkan metode sbb: pengukuran suseptibilitas magnetik, pemberian dan

peluruhan ARM, pemberian saturasi IRM serta pengukuran suseptibilitas

magnetik sebagai fungsi dari temperatur rendah. Selain itu metode pengukuran

lain yang dipakai adalah dengan melakukan difraksi sinar X dan analisa

photomineralogy untuk melihat komposisi mineral besi.

Adapaun cara yang dilakukan dengan menggunakan metode yang telah

disebutkan diatas tersebut antara lain yaitu sampel-sampel pasir besi diambil dari

sepuluh lokasi di sepanjang Pantai Sunur, Pariaman, Sumater Barat dan diberi

label PSNR 1 hingga PSNR 10. Masing-masing lokasi terpisah pada jarak

beberapa ratus meter. Lokasi sampel ke 9 dan 10. Pasir besi yang akan diukur

sifat magnetiknya dikemas dalam sample holder (wadah) yang terbuat dari plastik

berbentuk silinder berukuran tinggi 2.2 cm dan diameter 2.54 cm. Setiap wadah

mengandung pasir besi dengan massa sekitar 1 gram dicampur dengan silicon

glass sealant yang bersifat non magnetik sebanyak kurang-lebih sekitar 6 gram.

Campuran pasir besi dengan silicon glass sealant diaduk rata dan dimasukkan ke

dalam wadah sampai penuh. Massa total sampel dihitung, setelah dikurangi

dengan massasample holder kosong sebagai koreksi.

Kesepuluh sampel kemudian diukur suseptibilitas magnetiknya dengan

Bartington magnetic susceptibility metermodel MS2. Alat ini memiliki

selang pengukuran 1 × 10-6 hingga 9999 × 10-6 dalam cgs atau 1,26 × 10-5

hingga 1,26 × 10-1 dalam SI. Pengukuran suseptibilitas magnetik dilakukan pada

tiga arah yang saling tegak lurus dan kemudian ditentukan nilai rata-ratanya.

Tinggi rendahnya nilai suseptibilitas magnetik dapat memberikan informasi

tentang kandungan mineral magnetik pada sampel. Sampel-sampel tersebut

kemudian diberi magnetisasi artifisial dalam bentuk ARM (anhysteretic

remanent magnetization) dan kemudian diukur nilai dan stabilitas

peluruhannya. Intensitas ARM dapat memberikan indikasi tentang kandungan

mineral magnetik yang ada pada sampel, sementara peluruhan ARM dapat

memberikan informasi tentang ukuran bulir magnetik serta domain-domainnya.

Pemberian ARM dilakukan dengan Molspin AF demagnetizer yang dilengkapi

dengan alat PARM, sementara pengukuran intensitas ARM dilakukan dengan

menggunakan Minispin magnetometer. Peluruhan ARM dilakukan dengan

memberikan medan demagnetisasi secara bertahap mulai dari 2,5 mT hingga

ARM yang tersisa hanya tinggal 1 sampai 5% dari ARM semula. Kesepuluh

sampel, selanjutnya dikenai magnetisasi artifisial lainnya dalam bentuk IRM atau

isotermal remanent magnetization. IRM ini dikenakan pada sampel melalui

pemberian medan magnetik yang tinggi hingga diperoleh keadaan saturasi.

Tinggi rendahnya medan magnetik yang diperlukan untuk mencapai keadaan

saturasi merupakan indikator dari jenis mineral magnetik pada sampel. IRM

diberikan dengan sebuah elektromagnet yang dapat memberikan medan

amagnetik hingga 1 T.

Besarnya IRM pada setiap langkah diukur dengan Minispin

magnetometer. Pada tahap berikutnya, kesepuluh sampel juga diukur

suseptibilitas magnetiknya sebagai fungsi dari temperatur rendah. Masing-masing

mineral magnetik mempunyai transisi fasa yang merupakan ciri khasnya. Karena

itu diharapkan bahwa, melalui pengukurn suseptibilitas versus temperatur rendah,

akan diketahui mineral magnetik yang dominan pada pasir besi. Pengukuran

suseptibilitas sebagai fungsi temperatur rendah masih dilakukan dengan

Bartington magnetic susceptibility meter, namun kumparan yang digunakan

adalah tipe MS2W. Kumparan ini dilengkapi dengan sebuah wadah khusus yang

terbuat dari styrofoam untuk menampung nitrogen cair. Sampel ditempatkan pada

wadah tersebut dan direndam dalam nitrogen cair yang bertemperatur 77K.

Suseptibilitas sampel kemudian diukur seiring dengan naiknya temperatur

menuju temperatur ruang. Proses naiknya temperatur dari 77K ke temperatur

ruang biasanya ditempuh dalam waktu kira-kira 30 menit. Selain keempat

pengukuran di atas, maka sampel dengan nilai suseptibilitas tertinggi (PSNR 10)

dilihat kandungan mineralnya secara lebih rinci melalui pengukuran difraksi

sinar Xdan photomineralogy.

Hasil

Kemudian selanjutnya dari hasil pengukuran menunjukkan bahwa mineral

utama penyusun pasir besi pantai Sunur adalah magnetit (Fe3O4). Hal ini terlihat

dari sebaran nilai suseptibilitas magnetik yang berkisar antara 0,67 hingga 2,58 ×

10-4 m3/kg (Hunt dkk, 1995). Alasan lain yang dapat memperkuat adalah dari

hasil saturasi IRM yang memperlihatkan bahwa sampel saturasi magnetik

pada medan di bawah 300 mT yang merupakan ciri mineral magnetit. Grafik

tersebut dapat dilihat seperti pada gambar dibawah

Gambar 1: Kurva saturasi IRM untuk PSNR 10.

Sementara itu, hasil pengukuran suseptibilitas sebagai fungsi temperatur

rendah menunjukkan bahwa terdapat adanya transisi fasa pada temperatur sekitar

–100ºC (Gambar 3). Transisi ini tidak sepenuhnya identik dengan transisi

Verwey untuk magnetit yang seharusnya terjadi pada temperatur sekitar 120K

atau –153ºC (Dunlop dan Ozdemir, 1997). Perbedaan ini sangat mungkin

disebabkan akibat adanya ketidakmurnian pada pasir besi. Ini berarti bahwa

selain magnetit, juga terdapat mineral- mineral magnetik lainnya.

Gambar 2. :Kurva suseptibilitas magnetik sebagai fungsi temperature rendah (PSNR 10).

Sedangkan untuk kurva peluruhan ARM pada sampel pasir besi. Terlihat

bahwa, ARM meluruh dengan cukup cepat pada medan magnetik yang relatif

rendah. Pada medan demagnetisasi sebesar 12,5 mT, intensitas ARM sudah

meluruh hingga kurang dari 20% intensitas mula-mula. Hal ini menunjukkan

bahwa pasir besi yang mayoritas berupa magnetit mempunyai bulir-bulir

magnetik (magnetic grains) berukuran besar dan bersifat domain jamak

Gambar 3. Kurva peluruhan ARM untuk PSNR 10

Adanya ketidakmurnian mineral magnetik pada pasir besi juga terlihat

dari analisa photomineralogy Selain magnetit, terdapat pula hematit (H),

ilmenit (I, FeTiO3) serta mineral-mineral yang lain (gauge minerals atau GM).

Mineral-mineral ini terbentuk bersama, lazimnya dalam bentul lamellae antara

magnetit, misalnya dengan ilmenit. Analisa ini juga memperlihatkan bahwa

konsentrasi magnetit, hematit, dan ilmenit masing-masing adalah 54.6%, 7.2%,

dan 3.5%. Terakhir, hasil analisa difraksi sinar X (Gambar 6) memperlihatkan

bahwa pasir besi memang mengandung magnetit dan hematit disamping

mineral-mineral lainnya, seperti kuarsa dan anapait. Hasil difraksi sinar X tidak

memperlihatkan adanya maghemit. Hal ini serupa dengan apa yang dilaporkan

oleh Yulianto dkk (2002) pada pasir besi Cilacap.

Kesimpulan

Pada penelitian ini telah ditunjukkan bahwa pasir besi dari Pantai Sunur,

Pariaman, Sumatera Barat mempunyai kandungan mineral magnetik berupa

magnetit dan hematit yang cukup tinggi. Karakteristik magnetik dari

pasir besi ini mendekati karakteristik pasir besi yang telah ditambang secara

besar-besaran di Cilacap, Jawa Tengah. Seperti juga mineral magnetik dari pasir

besi di Cilacap, mineral magnetik dari pasie besi Pantai Sunur juga

memperlihatkan ukuran bulir magnetik yang cukup besar serta moda perumbuhan

mineral yang

Daftar Pustaka

Bijaksana, S, (2002), Kajian Sifat Magnetik Pada Endapan Pasir Besi di

Wilayah Cilacap dan Upaya Pemanfaatannya untuk Bahan

Industri,Laporan Penelitian Hibah Bersaing, ITB.

Dunlop, D., Ö. Özdemir, (1997), Rock Magnetism, Cambridge University Press,

Cambridge.

Hunt, C. P., B. Moskowitz, S. K. Banerjee, (1995), Magnetic properties of rocks

and minerals, in T. J. Ahrens, ed., Rock Physics & Phase Relation, A

Handbook of Physical Constants, American Geophyical Union, Washington, pp.

189-204.

Moskowitz, B.M, (1991),Hitchhiker’s guide to magnetism in Enviromental

Magnetism Workshop, University of Minnesota, 5-8 June1991.

Yulianto,A, S. Bijaksana, W. Loeksmato, (2002), Karakterisasi Magnetik dari

Pasir Besi Cilacap, Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia vol A5 no 0527,.