makalah geofisika cebakan mineral i metode geomagnet

MAKALAH
GEOFISIKA CEBAKAN MINERAL I
METODE GEOMAGNET
OLEH :
ODE RAFSAN RASBIN
093 2013 0095
C1
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
MAKASSAR
2016
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metode Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari tentang bumi dengan
menggunakan pengukuran fisis pada atau di atas permukaan. Dari sisi lain, geofisika
mempelajari semua isi bumi baik yang terlihat maupun tidak terlihat langsung oleh
pengukuran sifat fisis dengan penyesuaian pada umumnya pada permukaan (Dobrin
dan Savit, 1988).
Metode geofisika sebagai pendeteksi perbedaan tentang sifat fisis di dalam
bumi. Kemagnetan, kepadatan, kekenyalan, dan tahanan jenis adalah sifat fisis yang
paling umum digunakan untuk mengukur penelitian yang memungkinkan perbedaan
di dalam bumi untuk ditafsirkan kaitannya dengan struktur mengenai lapisan tanah,
berat jenis batuan dan rembesan isi air, dan mutu air (Todd, 1959).
Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori, yaitu metode
pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang
dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan
kemudian mengukur respon yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud
disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan
magnet bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radiokativitas
bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam
tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya. Secara praktis, metode yang
umum digunakan di dalam geofisika tampal seperti tabel dibawah ini :
Tabel 1. Beberapa Macam Metode Geofisika
Metode
Seismik
Gravitasi
Magnetik
Resistivitas
Parameter Yang Diukur
Waktu tiba gelombang
seismik pantul atau bias,
amplitudo dan
frekuensi gelombang seismik
Variasi harga percepatan gravitasi
bumi pada posisi yang berbeda
Variasi harga intensitas medan
magnetik pada posisi yang
berbeda
Harga resistansi dari bumi
Sifat Fisis Yang Diukur
Densitas dan modulus
elastisitas yang
menentukan kecepatan
rambat gelombang seismik
Densitas
Suseptibilitas atau remanen
magnetik
Konduktivitas listrik
Elektromagneti
k
Potensial Diri
Respon terhadap radiasi
elektromagnetik
Potensial listrik
Konduktivitas atau
Induktansi listrik
Konduktivitas listrik
Dari berbagai macam metode seperti yang disebut di atas, metode
Geomagnetik merupakan salah satu metode yang masih banyak digunakan hingga
saat ini. Oleh karena itu perlu adanya pembahasan khusus mengenai metode
geomagnetik ini.
1.2 Rumusan Masalah
a. Gambaran umum metode geomagnetik.
b. Metode pengukuran geomagnetik.
c. Metode Geomagnt untuk Eksplorasi
1.3 Tujuan
Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk memberikan pengetahuan tentang
metode geomagnetik dan untuk memenuhi tugas pada matakuliah Geofisika Cebakan
Mineral I.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Gambaran Umum Metode Geomagnetik
Dalam metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang magnet raksasa
dimana medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak bumi menghasilkan medan
magnet jauh lebih kecil daripada medan utama magnet yang dihasilkan bumi secara
keseluruhan. Teramatinya medan magnet pada bagian bumi tertentu, biasanya disebut
anomali magnetik yang dipengaruhi suseptibilitas batuan tersebut dan remanen
magnetiknya. Berdasarkan pada anomali magnetik batuan ini, pendugaan sebaran
batuan yang dipetakan baik secara lateral maupun vertikal.
Eksplorasi menggunakan metode magnetik, pada dasarnya terdiri atas tiga
tahap: akuisisi data lapangan, processing, interpretasi. Setiap tahap terdiri dari
beberapa perlakuan atau kegiatan. Pada tahap akuisisi, dilakukan penentuan titik
pengamatan dan pengukuran dengan satu atau dua alat. Untuk koreksi data
pengukuran dilakukan pada tahap processing. Koreksi pada metode magnetik terdiri
atas koreksi harian (diurnal), koreksi topografi (terrain) dan koreksi lainnya.
Sedangkan untuk interpretasi dari hasil pengolahan data dengan menggunakan
software diperoleh peta anomali magnetik.
Metode ini didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu batuan yang
diinduksi oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya perbedaan
sifat kemagnetan suatu material. Kemampuan untuk termagnetisasi tergantung dari
suseptibilitas magnetik masing-masing batuan. Harga suseptibilitas ini sangat penting
di dalam pencarian benda anomali karena sifat yang khas untuk setiap jenis mineral
atau mineral logam. Harganya akan semakin besar bila jumlah kandungan mineral
magnetik pada batuan semakin banyak.
Pengukuran magnetik dilakukan pada lintasan ukur yang tersedia dengan
interval antar titik ukur 10 m dan jarak lintasan 40 m. Batuan dengan kandungan
mineral-mineral tertentu dapat dikenali dengan baik dalam eksplorasi geomagnet
yang dimunculkan sebagai anomali yang diperoleh merupakan hasil distorsi pada
medan magnetik yang diakibatkan oleh material magnetik kerak bumi atau mungkin
juga bagian atas mantel.
Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika denga metode
gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga
keduanya sering disebut sebagai metode potensial. Namun demikian, ditinjau ari segi
besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam
magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besaran vektor magnetisasi,
sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi.
Data pengamatan magnetik lebih menunjukkan sifat residual kompleks. Dengan
demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu lebih besar. Pengukuran
intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat, laut dan udara. Metode
magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi,
dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian prospek benda-benda
arkeologi.
Medan Magnet Bumi
Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga
elemen medan magnet bumi (gambar 1.1), 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
Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang
dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.
Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang
horizontal.
Medan magnetik total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.
Gambar 1.1. Tiga Elemen medan magnet bumi
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. Nilainilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan
sekitar 1 juta km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun.
Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :
1.
Medan magnet utama (main field)
Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil
pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas
lebih dari 106 km2..
2.
Medan magnet luar (external field)
Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi 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.
3.
Medan magnet anomali
Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal
field). Medan magnet ini dihasilkan oleh
bermagnet seperti magnetite (
Fe 7 S 8
batuan yang mengandung mineral
), titanomagnetite (
Fe 2Ti O4
) dan lain-lain yang
berada di kerak bumi.
Dalam survei dengan metode magnetik yang menjadi target dari pengukuran
adalah variasi medan magnetik yang terukur di permukaan (anomali magnetik).
Secara garis besar anomali medan magnetik disebabkan oleh medan magnetik
remanen dan medan magnetik induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan
yang besar terhadap magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan
magnetiknya serta berkaitan dengan peristiwa kemagnetan sebelumnya sehingga
sangat rumit untuk diamati. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil
gabungan medan magnetik remanen dan induksi, bila arah medan magnet remanen
sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar.
Demikian pula sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek medan remanen akan
diabaikan apabila anomali medan magnetik kurang dari 25 % medan magnet utama
bumi (Telford, 1976), sehingga dalam pengukuran medan magnet berlaku:




HT  H M  H L  H A
dengan :

HT
: medan magnet total bumi

HM

HL

HA
: medan magnet utama bumi
: medan magnet luar
: medan magnet anomali
2.2 Metode Pengukuran Data Geomagnetik
Dalam melakukan pengukuran geomagnetik, peralatan paling utama yang
digunakan adalah magnetometer. Peralatan ini digunakan untuk mengukur kuat
medan magnetik di lokasi survei. Salah satu jenisnya adalah Proton Precission
Magnetometer (PPM) yang digunakan untuk mengukur nilai kuat medan magnetik
total. Peralatan lain yang bersifat pendukung di dalam survei magnetik adalah
Global Positioning System (GPS). Peralatan ini digunaka untuk mengukur posisi titik
pengukuran yang meliputi bujur, lintang, ketinggian, dan waktu. GPS ini dalam
penentuan posisi suatu titik lokasi menggunakan bantuan satelit. Penggunaan sinyal
satelit karena sinyal satelit menjangkau daerah yang sangat luas dan tidak terganggu
oleh gunung, bukit, lembah dan jurang.
Beberapa peralatan penunjang lain yang sering digunakan di dalam survei
magnetik, antara lain (Sehan, 2001) :
a. Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari medan magnet
bumi.
b. Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik pengukuran pada
saat survei magnetik di lokasi
c. Sarana transportasi
d. Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data
e. PC atau laptop dengan software seperti Surfer, Matlab, Mag2DC, dan lain-lain.
Pengukuran data medan magnetik di lapangan dilakukan menggunakan
peralatan PPM, yang merupakan portable magnetometer. Data yang dicatat selama
proses pengukuran adalah hari, tanggal, waktu, kuat medan magnetik, kondisi cuaca
dan lingkungan.
Tabel 2. Contoh form untuk mencatat data hasil pengukuran
N
o
Stasiun
Pengukuran
Waktu
Tgl. Jam
Posisi Geografis
Bujur Lintang Tinggi
Kuat
Medan
Keadaan
Lokasi
1
2
…
Dalam melakukan akuisisi data magnetik yang pertama dilakukan adalah
menentukan base station dan membuat station-station pengukuran (usahakan
membentuk grid-grid). Ukuran gridnya disesuaikan dengan luasnya lokasi
pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran medan magnet di station - station
pengukuran di setiap lintasan, pada saat yang bersamaan pula dilakukan pengukuran
variasi harian di base station.
Pengaksesan Data IGRF
IGRF singkatan dati The International Geomagnetic Reference Field.
Merupakan medan acuan geomagnetik intenasional. Pada dasarnya nilai IGRF
merupakan nilai kuat medan magnetik utama bumi (H0). Nilai IGRF termasuk nilai
yang ikut terukur pada saat kita melakukan pengukuran medan magnetik di
permukaan bumi, yang merupakan komponen paling besar dalam survei
geomagnetik, sehingga perlu dilakukan koreksi untuk menghilangkannya. Koreksi
nilai IGRF terhadap data medan magnetik hasil pengukuran dilakukan karena nilai
yang menjadi terget survei magnetik adalan anomali medan magnetik (ΔHr0).
Nilai IGRF yang diperoleh dikoreksikan terhadap data kuat medan magnetik
total dari hasil pengukuran di setiap stasiun atau titik lokasi pengukuran. Meskipun
nilai IGRF tidak menjadi target survei, namun nilai ini bersama-sama dengan nilai
sudut inklinasi dan sudut deklinasi sangat diperlukan pada saat memasukkan
pemodelan dan interpretasi.
2.3 Metode Geomagnet Untuk Eksplorasi
Bumi merupakan sebuah benda magnet raksasa. Letak kutub utara dan selatan
magnet bumi tidak berimpit dengan kutub geografis. Pengaruh kutub utara dan
selatan magnet bumi dipisahkan oleh khatulistiwa magnet. Intensitas magnet akan
bernilai maksimum di kutub dan minimum (nol) di khatulistiwa. Karena letak yang
berbeda terdapat perbedaan antara arah utara magnet dan geografi yang disebut
deklinasi. Arah polarisasi benda magnet akan ditentukan oleh nilai inklinasi dimana
benda tersebut diletakkan.
Teori yang berkaitan dengan kemagnetan bumi dikenal sebagai Teori
Dinamo. Pengukuran medan mag-net di permukaan bumi merupakan resultant dari
berbagai variabel. Oleh karena itu variasi medan magnet bumi dapat dibedakan
menjadi empat, yaitu:
1. Variasi yang relatif berjalan dengan lambat atau disebut sebagai variasi sekuler.
Perubahan ini berkaitan dengan perubahan posisi kutub bumi secara perlahan.
2. Variasi medan magnet yang disebabkan oleh sifat kemagnetan yang tidak
homogen dari kerak bumi. Perubahan ini relatif memiliki nilai yang kecil. Dalam
eksplorasi justru hal semacam ini yang dicari. Penyebab dari variasi ini ialah sifat
kemagnetan (suseptibilitas) antar batuan di dalam kerak bumi (termasuk
didalamnya kemagnetan induksidan kemganetan remanen). Dalam batuan
biasanya terkait dengan mineral yang bersifat magnetik.
3. Variasi dengan perubahan yang relatif cepat berkaitan dengan waktu (harian).
Sebutan lain untuk variasi in ialah variasi harian. Penyebab dari variasi ini ialah
aktifitas matahari yang mempengaruhi keadaan atmosfer. Variasi ini bersifat
periodik. Selain matahari, bulan juga sangat mempengaruhi keadaan atmosfer.
4. Variasi dengan perubahan relatif cepat dalam waktu yang relatif singkat dan
sangat tidak teratur. Sebutan untuk perubahan medan magnet semacam ini ialah
badai magnetik. Variasi ini berkaitan dengan aktifitas matahari yang berhubungan
dengan bintik matahari. Akibat tembakan partikel-partikel berenergi tinggi ke
atmosfer bumi dari matahari menyebabkan fluktuasi sifat magnetic yang sangat
tidak teratur.
Berbagai batuan yang terdiri dari bermacam-macam mineral memiliki sifat
magnetik yang masing-masing dapat dikelompokan kedalam :
1. Diamagnetik, yaitu mineral yang mempunyai kerentanan magnetik yang negatif
artinya orbit eleketron pada benda ini selalu berlawanan dengan medan magnet
dari luar. Contohnya ialah grafit, marmer, kuarsa dan garam.
2. Paramagnetik, yaitu mineral yang memiliki harga kerentanan magnet positif dan
nilainya kecil, misalnya batuan beku asam.
3. Feromagnetik, yaitu mineral yang memiliki nilai kerentanan magnet besar,
misalnya berbagai batuan beku basa atau ultra basa.
Alat yang digunakan dalam eksplorasi ialah magnetometer, misalnya fluxgate
dan proton magnetometer. Seperti halnya medan gaya berat secara umum disetiap
titik permukaan bumi akan memiliki nilai intensitas magnet tertentu (IGRF).
Metode magnetik dapat memberikan informasi tentang keadaan reservoir
panasbumi. Namun berbagai informasi yang berkaitan tentang demagnetisasi dimana
lapangan panasbumi biasanya terletak pada daerah vulkanik menunjukkan kegunaan
metode ini dalam eksplorasi panasbumi. Gaya magnet yang ditimbulkan oleh dua
buah kutub pada jarak r dengan muatan masing-masing disebut sebagai m1 dan m2,
ditulis dengan persamaan:
dimana :
µ = permeabilitas magnetik (dalam udara/hampa harganya 4)
F = gaya magnetik pada m2 (dalam Newton)
r = vektor satuan dengan arah dari m1 menuju m2 (meter)
Jika sekarang suatu benda diletakkan dalam suatu medan magnet dengan kuat
medan H, akan terjadi polarisasi benda tersebut besarnya ditulis dengan persamaan:
dimana :
I = Intensitas medan magnet bumi (nT)
k = Kerentanan magnet batuan
H = Kuat medan magnet bumi
Jika melakukan pengukuran dengan menggunakan magnetometer, yang
terukur adalah medan magnet induksi termasuk pengaruh magnetisasinya sehingga
diperoleh persamaan:
dalam hal ini pengaruh medan magnetik remanan diabaikan.
Terlihat diatas bahwa k merupakan parameter yang terpenting untuk
memperoleh atau terjadi suatu anomali magnetik. Dalam lapangan panasbumi
kerentanan magnet sangat tergantung kepada variasi batuan di lapangan yang telah
terpengaruh oleh panas yang terjadi di lapangan tersebut.
Dalam survei magnetik di lapangan magnetik minimal dua buah alat
magnetometer. Alat pertama mengukur variasi harian yang bertujuan untuk
mengukur pengaruh medan magnet dari luar bumi, sedang alat kedua digunakan
untuk mengukur lintasanlintasan yang telah ditentukan. Selain itu medan magnet
utama bumi dihitung berdasarkan persamaan IGRF (International Geomagnetic
Reference Field). Dengan demikian anomali magnetik yang diamati menurut
Santoso, D (2002), ditulis dengan persamaan berikut ialah :
dimana :
Tobs = medan magnet total terukur
TIGRF = medan magnet teoritis berdasarkan IGRF
TVH = koreksi medan magnet akibat variasi harian
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari pembahasan di atas dapat di simpulkan bahwa :
1. Geomagnetik merupakan salah satu metode seurvei geofisika dengan cara
mengukur variasi intensitas medan magnetik dari posisi yang berbeda.
2. Metode geomagnetik ini dapat digunakan untuk eksplorasi pendahuluan minyak
bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian
prospek benda-benda arkeologi.
3. Eksplorasi dengan menggunakan geomagnetik pada umumnya dilakukan dengan
tiga tahap, yaitu akuisisi data lapangan, processing, interpretasi. Pada tahap
processing dilakukan koreksi pada metode magnetik yang terdiri atas koreksi
harian (diurnal), koreksi IGRF, koreksi topografi (terrain) dan koreksi lainnya.
3.2 Saran
Penulisan tugas Makalah ini masih sangat jauh dari kelengkapannya, harapan
saya, meminta masukan dalam bentuk saran atau kritik, guna melengkapi tugas
selanjutnya. Terutama dari sisi penulisan.
DAFTAR PUSTAKA
Sudaryo Broto, Thomas Triadi Putranto. 2011. Aplikasi Metode Geomagnet dalam
Eksplorasi Panasbumi. Di akses dari www.scribd.com
http://poetrafic.wordpress.com/2010/10/06/metode-geomagnet
http://bu-gis.blogspot.com/2010/12/metoda-geomagnet.html
http://geochimpunk.blogspot.com/2012/03/metoda-magnetik.html
http://geomagneticmethod.blogspot.com