Tugas Geofisika Explorasi

Tugas Geofisika ExplorasiThresna Anastasia D61108275 1. Jelaskan

pengertian

diamagnetisme,

paramagnetisme,

ferromagnetisme,

antiferromagnetisme, ferrimagnetisme! Jawab : Semua material bumi, baik berupa unsur ataupun senyawa dan sebagainya, ditinjau dari sifat-sifat kemagnetannya pada umumnya terbagi dalam kelompokkelompok : a. Diamagnetisme Suatu zat adalah tergolong pada jenis diamagnetik jika mempunyai susceptibilitas magnetik negatif sehingga intensitas magnetisasi yang diimbas I dalam zat oleh medan H adalah berlawanan arah H . Semua material pada dasarnya adalah diamagnetik karena gerak orbit elektron yang bermuatan negatif dalam zat di dalam medan luar H mempunyai arah yang melawan arah H. Tetapi diamagnetisme akan timbul jika momen magnetik atomik total semua atom adalah nol jika H nol. Jadi dengan kata lain jika atom mempunyai kulit-kulit elektron yang terisi penuh. Banyak elemen dan senyawa menunjukkan sifat dimagnetisme. Misalnya : graphite, gypsum, marmer, kwarsa, garam. b. Paramagnetisme Semua zat yang mempunyai susceptibilitas magnetik positif adalah zat paramagnetik. Dalam zat semacam ini setiap atom atau molekul mempunyai momen magnetik total yang tak sama dengan nol dalam medan luar yang nol. Hal ini terjadi pada zat-zat yang subkulitnya tak penuh hingga maksimum. Misalnya : 22Ca hingga 28Ni, 41Ne hingga 25Rh, 57Li hingga 78Pt, 90Tn hingga 92U. Hingga susceptibilitasnya tergantung temperatur. C. Ferromagnetisme Elemen-elemen seperti besi, kobalt, dan nikel adalah elemen paramagnetik yang interaksi magnetik antara atom dengan group atom sedemikian kuatnya hingga terjadi penyearahan momen-momen dalam daerah yang besar dalam zat. Pada umumnya susceptibilitas material ferromagnetik 106 kali material diamagnetik dan paramagnetik. Ferromagnetism juga turun dengan turunnya temperatur dan hilang sama sekali pada suhu Curie. Mineral ferromagnetik tak terjadi di alam.

Tugas Geofisika ExplorasiThresna Anastasia D61108275

D. Antiferromagnetisme Material ini mempunyai susceptibilitas seperti material paramagnetik tetpi harganya naik dengan naiknya temperatur hingga temperatur tertentu, kemudian turun menurut hukum Curie-Weiss. Hal ini terjadi karena momen magnetik total sejajar dan anti sejajar sehingga sub-dominan dalam material ini saling meniadakan sehingga susceptibilitasnya menjadi sangat kecil. Contoh dari antiferromagnetisme adalah : hematite. E. Ferrimagnetisme Material ini mempunyai susceptibilitas magnetik yang sangat besar dan tergantung pada suhu, domain-domain magnetik dalam material ini terbagi-bagi dalam keadaan daerah yang menyearah saling berlawanan tetapi momen magnetik totalnya tak nol jika medan luar nol. Praktis semua mineral magnetik adalah ferrimagnetik. Meskipun dalam beberapa hal magnetisasi batuan bergantung terutama pada kekuatan sesaat dar sesaat dari medan magnetik bumi di sekeliling dan kandungan mineral magnetiknya.

2. Sebutkan mineral-mineral yang termasuk katergori tersebut diatas! Jawab : Sifat magnetik pada mineral alamiah 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. Ditinjau dari sifat magnetiknya, mineral umumnya dikelompokan menjadi diamagnetik, paramagnetik dan feromagnetik (termasuk ferimagnetik dan antiferomagnetik). Namun istilah mineral magnetik biasanya digunakan bagi mineral yang tergolong feromagnetik dalam batuan dan tanah (soils), keluarga besi-titanium oksida, sulfida-besi, dan hidrooksida besi (Bijaksana, 2002). Contoh mineral-mineral magnetik yang termasuk keluarga besi-titanium oksida antara lain magnetite (Fe3O4 ) atau karat ( Fe2O3) dan maghemite ( Fe2O3). Mineral-mineral magnetik dari keluarga sulfida-besi antara lain pyrite


(FeS2) dan pyrrhotite (Fe7S8), sementara yang tergolong hidroksida besi antara lain goethite ( FeOOH). Dahulu, hanya mineral magnetite dan maghemite yang dikaji secara luas, khususnya dalam bidang paleomagnetisme, karena keduanya pembawa magnetisasi yang stabil. Namun demikian, akhir-akhir ini kajian yang mendalam juga dilakukan pada mineral-mineral magnetik karena informasi tentang fasa dan kelimpahannya (abundance) dapat digunakan sebagai indikator masalah-masalah lingkungan (Bijaksana, 2002). Dari segi kuantitas, kelimpahan mineral magnetik pada batuan dan tanah sangat kecil. Umumnya, kuantitas mineral magnetik hanya sekitar 0,1% dari massa total batuan atau tanah. Namun demikian, sifat magnetik batuan terkadang cukup rumit karena batuan atau tanah dapat mempuyai beberapa jenis mineral magnetik secara sekaligus. Kerumitan juga bertambah karena sifat dari suatu mineral magnetik juga dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran dari bulir-bulir (grains) mineral tersebut, aspek bentuk dan ukuran bulir disebut dengan istilah granulometri. Misalnya, bentuk mineral magnetik akan berpengaruh terhadap medan demagnetisasi pada mineral tersebut. Singkat kata, bulir berbentuk lonjong akan mempunyai sifat- sifat yang berbeda dengan bulir berbentuk bola. Di lain pihak, bentuk mineral magnetik sangat dipengaruhi oleh proses genesa dari mineral tersebut (Bijaksana, 2002). Ukuran bulir mejadi penting karena berkaitan dengan apa yang disebut domain magnetik. Bulir magnetik yang kecil akan cenderung untuk memiliki satu domain dan karenanya disebut bulir berdomain tunggal atau single domain (SD). Bulir yang lebih besar, sebaliknya, akan mempunyai domain yang banyak dan karenanya disebut bulir berdomain jamak atau multi domain (MD). Bulir-bulir SD mempunyai sifat magnetik yang sangat berbeda dengan bulir-bulir MD. Stabilitas magnetisasi pada bulir-bulir SD, misalnya, jauh lebih baik dibanding hal yang sama pada bulir- bulir MD. Selain bulir- bulir SD dan MD, ada juga bulir-bulir yang berukuran transisi. Mereka mempunyai 2- 3 domain saja, tetapi kelakuannya lebih mirip SD dibanding MD. Bulir-bulir ini disebut sebagai bulir berdomain tunggal semu atau pseudo- single domain ( PSD) (Bijaksana, 2002).


Melalui serangkaian metode magnetik dan non magnetik, mineralogi dan granulometri dari mineral magnetik batuan dapat dianalisis dan dikaitkan dengan masalah lingkungan maupun arkeologi yang ingin dipecahkan. Metode-metode magnetik tersebut antara lain pengukuran suseptibilitas magnetik, pengukuran kurva histerisis, pengukuran magnetisasi, pengukuran temperatur Curie serta pengukuran anisotropi magnetik (Bijaksana, 2002).

Tabel 2.1. Sifat magnetik dari sejumlah batuan dan mineral magnetik (Hunt dkk., 1995) Batuan/ Mineral Massa Jenis (103 kg m-3) Suseptibilitas Magnetik Volume (k) (10-6 SI) Massa ( ) (10-8m3kg1 ) Batuan beku Andesite Basalt Diorite Gabbro Granite Batuan Beku Asam (ratarata) 2,61 2,99 2,85 3.03 2,64 2,61 170.000 250180.000 630130.000 1.00090.000 0-50.000 3882.000 6.500 8,4-6.100 22-4.400 2430.000 0-1.900 1,4-3.100

Tc

(0C)


Batuan Beku Basa ( ratarata) Batuan Sedimen Lempung Batu Bara Gamping Batu Pasir Batu Sedimen (rata-rata) Batuan Malihan Amphibolite Gneiss Quartzite Schist Slate Batuan Malihan (rata-rata) Mineral Magnetik Magnetite(Fe3O 4; Ferimagnetik) Hematite (Fe2O3;canted antiferomagneti k) Maghematite(F e2O3; ferimagnetik) Ilmenite(FeTiO3;

2,79

550120.000

20-4.400

1,70 1,35 2,11 2,24 2,19

170-250 25 2-25.000 0-20.900 0-50.000 1,9 0,1-1.200 0-931 0-2.000

2,96 2,80 2,60 2,6 2,79 2,76

750 0-25.000 4.400 26-3.600 0-35.000 0-73.000

25 0-900 170 1-110 0-1.00 0-2.600

5.18

1.000.000 5.700.000 50040.000

20.000140.000 10-760

575585 675

5.26

4.90

2.000.000 2.500.000 2.000-

40.00050.000 45-

-600

4.72

-233


antiferomagneti k) Pyrite(FeS2) Pyrrhotite(Fe7S8 ; ferimagnetik) Goethite(FeOO H; antiferomagneti k) 5.02 4.62 4.27

3.800.000 35-5.000 3.200.000 1.10012.000

80.000 1-100 69.000 26.280 320 -120

Mineral non- magnetik Kuarasa(SiO2) Kalsit(CaCO3) Halite(NaCl) Galena(PbS) 2.65 2.83 2.17 7.50 -(13-17) -(7.5-39) -(10-16) -33 -(0.5-0.6) -(0.3-1.4) -(0.480.75) -0.44

1. Ferromagnetik Mineral ferromagnetik ialah mineral yang dapat ditarik oleh magnet dengan kuat. Contoh mineral Ferromagnetik : Magnetite Maghemite Pyrrhotite

2. Paramagnetik Mineral paramagnetik ialah mineral yang dapat ditarik oleh magnet, tetapi tertarik dengan lemah. Contoh mineral paramagnetik :


Siderite Chromite Columbite Franklinite Ilmenite Tantalite, dll

3. Diamagnetik Mineral diamagnetik adalah mineral yang tidak dapat ditarik sedikitpun oleh magnet (tidak terpengaruh oleh gaya tarik magnet). Hal ini terjadi karena dalam mineral ini tidak terdapat unsur besi (Fe). Contoh mineral diamagnetik : Pirolusit Kuarsa Serpentin, dll

4. Antiferromagnetisme Hematite Ilmenite Goethite

1. Apa keunggulan dan kekurangan metode geomagnetik?

Jawab : Keunggulan metode magnetik dibanding metode yang lain:

Tugas Geofisika ExplorasiThresna Anastasia D61108275 1. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertical, umumnya digunakan

untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi. Umumnya tubuh intrusi, urat hydrothermal kaya akan mineral ferromagnetic(Fe3O4, Fe2O3) yang memberi kontras pada batuan sekelilingnya.2. Mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya bila

dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu efektif digunakan untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potansi Geothermal.3. Data acquitsition dan data proceding dilakukan tidak serumit metoda gaya

berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber anomaly magnetic yang ingin diselidiki.

Kekurangan metode magnetik dibanding metode yang lain: Setiap jenis batuan di bumi walaupun dalam pengklasifikasian atau penamaannya sama, dapat saja mempunyai sifat dan karakteristik yang spesifik akibat peristiwa geologi yang dialaminya.

4. Jelaskan macam-macam alat geomagnet! Jawab : Magnetometer Magnetometer yaitu alat untuk mengukur medan magnet bumi. Hasil pengukurannya adalah medan magnet absolut, ketelitiannya biasanya sampai 1 nt (nano tesla) . Cara mengukurnya bisa dgn magnetometer portable (alatnya digendong seperti tas\ punggung), bisa dgn aero magnetometer (yg ini digandeng dgn pesawat) dan menggunakan kapal laut. Cara kerja proton precession magnetometer : Prinsip kerjanya

menggunakan presesi dari proton.

Medan magnet yg cukup kuat akan

menginduksi proton (yg terdapat dalam cairan kaya hidrogen) sumbu putar


proton akan mengikuti sumbu dari magnet medan magnet yg kuat dihilangkan sumbu putar proton akan berubah mengikuti sumbu medan magnet bumi. Perubahan arah sumbu putar dari proton ini (dari medan yg kuat ke medan magnet bumi) disebut dengan presesi. Perubahan arah sumbu putar ini yang kemudian diterjemahkan oleh alat menjadi pembacaan besarnya medan magnet bumi di lokasi tsb.

Gambar Magnetometer Earth magnetometer (GSM-19 v7.0), satu untuk mengukur medan total magnetic disetiap stasiun pengukuran dilapangan, dan yang satu lagi digunakan untuk membaca variasi harian medan total magnet di base station.


Sensor earth magnetometer (GSM-19 v7.0) Variometer Type Schmidt. Alat ini gunanya untuk mengukur komponen vertikal Z. Sistem magnetik bebas berayun pada tepi pisau batu agat (akik) dalam bidang vertikal. Kedudukan setimbangnya di stasion acuhan diatur horizontal dan defleksi dari kedudukan ini pada stasion lain dibaca dengan teleskop. Dengan mengalirkan konstanta kalibrasi pada harga ini memberikan harga relatif Z. Alat ini juga dapat mengukur H dengan menggantung sistem magnet mula-mula pada kedudukan vertikal dan pembacaan dibuat dalam meridian magnetik.

Variometer Type Schmidt. Magnetometer Flux-gate Instrumen ini digunakan untuk mengukur variasi diurnal (harian) didalam


medan bumi, dan digunakan pula pada penyelidikan magnetik di udara serta sebagai magnetometer portable untuk penyelidikan di darat. Magnetometer fluxgate pada dasarnya terdiri dari kumparan material magnetik seperti mu-metal, permalloy, ferrit dan sebagainya. Yang mempunyai permeabilitas tinggi dalam medan magnetik yang rendah. Jenis magnetometer ini memungkinkan untuk mengukur benda magnetik yang mempunyai hysterisis loop sekecil mungkin.

Magnetometer Flux-gate

Magnetometer presisi-proton bebas Dasar instrumen ini adalah gejala resonansi magnetik inti (NMR), dimana berprinsip pada adanya perubahan medan magnet yang berpengaruh pada orientasi spin-spin proton. Dari prinsipdiatas diharapkan bahwa dalam hal dapat dideteksinya frekuensi resonansi inti bahan sample maka dapatlah ditentukan medan magnetnya dengan rumus f = H , dimana adalah gyromagnetik ratio.

Earth magnetometer (GSM-19 v7.0) (Proton Magnetometer) 5. Jelaskan metode pengambilan data-data geomagnetik secara regional dan lokal!


Jawab : Penyelidikan magnet biasanya dilakukan di darat, di udara dan di laut. Teknik lapangannya tentu saja berbeda ketiga jenis survey ini, walaupun operasi di udara dan di laut pada umumnya melakukan penelitian yang sama juga peralatan rekamannya sama pula. Karena pembacaan dan pengumpulan data lapangan sangat mudah dilakukan, penyelidikan cara ini biasanya dipergunakan dalam penyelidikan-penyelidikan pendahuluan. Maksudnya secara garis besarnya, setelah ini biasanya dilanjutkan dengan penyelidikan lebih detail pada daerahdaerah yang dianggap prospektip. Secara bersamaan, cara ini dapat pula dipadukan dengan cara penyelidikan yang lain. Sifat penyelidikan dapat secara langsung ataupun tak langsung terhadap obyek yang dicari. Di darat, observasi magnetik biasanya dibuat pada posisi yang tetap dengan stasion tersendiri yang biasa digunakan pula untuk survey gravity. Di udara dan survey di laut, medan magnet direkam terus-menerus dari pergerakannya. Dulu digunakan alat-alat untuk survey di darat yaitu jenis type Schmidt keseimbangan magnetiknya digunakan untuk mengukur komponen vertikal medan bumi atau komponen horizontal. Tetapi pada akhir-akhir ini magnetometer flux-gate nuclear precession (proton) kebanyakan digunakan untuk pengukuran didarat. Penyelidikan dari udara Biasanya dilakukan untuk memetakan daerah yang luas. Hasilnya dapat memberikan petunjuk untuk penyelidikan selanjutnya. Alat yang digunakan biasanya adalah flux-gate magnetometer, nuclear precession. Kepekaan alat yang dipergunakan biasanya lebih tinggi (1-5 gamma) dari pada yang dipergunakan di darat (10-20 gamma). Penyebab utama mungkin biaya penyelidikan dari udara jauh lebih mahal, pengukuran dapat dilakukan jauh diatas permukaan. Pengukuran dilakuakan terhadap medan magnetik total sebab untuk mengukur salah satu komponen, baik vertikal ataupun horizontal, presisi posisi sangat menentukan, dan ini sukar dilakukan pada penyelidikan ini. Ketinggian penerbangan diketahui dari altimeter, pola lintasan diatur memotong struktur geologi yang diperkirakan, dan pembacaan diulang secara overlap untuk


menghindari/mengetahui perubahan secular yang berlangsung sewaktu-waktu. Hal ini dapat dilakukan pula dengan bantuan magnetometer lain yang ditempatkan di darat sebagai pengecekkan menentukan lokasi/posisi pesawat yang biasanya dibantu dengan pemotretan- pemotretan dari udara secara bersamaan waktunya. Adakalanya dilakukan dengan radar, sehingga posisi pesawat secara tepat dapat ditentukan. Hasil pembacaan dilakukan secara periodik, kira-kira 1 detik. Tentunya cara penyelidikan ini ada baiknya dan buruknya. Penyelidikan di laut. Alat yang digunakan biasanya adalah flux-gate dan proton magnetometer. Alatnya biasanya ditarik sejauh 150 hingga 300 meter dibelakang kapal, maksudnya untuk menghindari pengaruh dari kapal tersebut. Kedalamannya alat sekitar 15 meter di bawah permukaan air laut. Penyelidikan laut memerlukan biaya yang mahal. Kegunaannya terasa apabila secara bersamaan dilakukan pula misalnya penyelidikan cara gaya berat. Sasarannya ialah untuk memberikan konfigurasi struktur geologi di bawah dasar laut. Disamping itu juga mempersiapkan peta geomagnet regional. Penyelidikan di darat Cara penyelidikan ini merupakan cara yang paling tua dilakukan orang. Letak dan penyebaran titik-titik pengamatan disesuaikan dengan sasaran yang akan dicapai. Biasanya dikombinasi dengan penyelidikan gaya berat sebab kerapatan titik pengamatan hampir sama. Alat untuk penyelidikan di darat adalah flux-gate magnetometer, alat ini paling praktis mudah dibawa dan dipidahpindahkan serta dapat cepat dibaca. Jarak titik pengamatan dapat dekat sekali sekitar 10 meter tergantung pada perkiraan besarnya sasaran yang dicari. Yang seringkali diukur dalam penyelidikan ini ialah komponen vertikal medan magnet bumi. Kadang-kadang medan total pun dapat diukur dengan menggunakan proton magnetometer. Pembacaan ulang dilakukan setiap satu atau dua jam pada tempattempat yang pernah diukur sebelumnya. Maksudnya untuk mengetahui dan mengoreksi terhadap variasi secara secular. Anomali yang harus diperhatikan biasanya lebih dari 500 gamma. Rata-rata kepekaan alat sekitar 10 gamma. Sebab


itu benda-benda besi disekitar alat akan mengganggu selam pembacaan, hal ini harus dihindarkan. Keadaan topografipun sangat berpengaruh pada pengukuran, begitu pula susceptibilitas bahan tubuh magnet menentukan pula besar kecilnya pengukuran medan magnet yang diteliti.

Documents

Tugas Geofisika Explorasi