Download - METODE GEOMAGNETIK
1
METODE GEOMAGNETIK
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Metode magnetic merupakan metode pangolahan data potensial untuk
memperoleh gambaran bawah permukaan bumi atau berdasarkan karakteristik
magnetiknya. Metode ini didasarkan pada pengukuran intensitas medan magnet
pada batuan yang timbull karena pengaruh dari medan magnet bumi saat batuan
itu terbentuk.
Kemampuan suatu batuan untuk dapat termagnetisasi sangat dipengaruhi
oleh oleh factor susceptibilitas batuan. Objek pengamatan dari metode ini adalah
benda yang bersifat mangnetik, dapat berupa gejala struktur bawah tanah
permukaan ataupun batuan tertentu. Metode ini dapat digunakan sebagai
preliminary survey untuk menentukan bentuk geometri dari bentuk basement,
intrusi dan patahan. Metode magnetic didasarkan pada pengukuran variasi
intensitas medan magnetic di permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya
variasi distribusi benda termagnetisasi dibawah permukaan bumi (suseptibilitas).
2
Variasi yang terukur ( Anomali) berada dalam latar belakang medan yang
relative besar. Variasi intensitas medan magnetic yang terukur kemudian
ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetic di bawah permukaan, yang
kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin.
Metode magnetic memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode
gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga
keduanya sering disebut sebagai metode potensial. Namun demikian, ditinjau dari
segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar.
Dalam megnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besaran vector
magnetisasi. Sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vector
percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetic lebih menunjukan sifat residual
yang kompleks. Dengan demikian, metode magnetic memilki variasi terhadap
waktu yang lebih besar. Pengukuran intensitas medan magnetic bias dilakukan
Perbedaan distribusi Mineral ferromagnetic, Paramagnetik, Diamagnetik
Perbedaan Kontras Suseptibilitas, Atau Permeabilitas Magnetik Tubuh Jebakan Dari
Daerah Sekelilingnya
Anomali Geomagnet
3
melalui darat, laut, dan udara. Metode magnetic sering digunakan dalam
eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bias
diterapkan pada pencarian prospeksi benda-benda arkeologi.
2. Tujuan Praktikum
a. Mampu merangkai alat yang digunakan pada percobaan Metode
Magnetik.
b. Mengetahui intensitas medan magnet total dengan peralatan
earth magnetometer (GSM-19 v7.0)
c. Mengetahui nilai elevasi dengan menggunakan paralatan GPS
B. Dasar Teori
1. Gaya Magnetik (F)
Jika dua buah benda atau kutub magnetic terpisah pada jarak r dan
muatanya masing-masing m1 dan m2 maka gaya magnetic yang
dihasilkan adalah:
F=1μ
m1 m2r2
ṝ
Dimana : µ = Permeabilitas magnetic yang menunjukan sifat suatu medium
F= gaya magnetic m2
ȓ= vector satuan berarah dari m1 dan m2
jika suatu benda berada dalam suatu kuat medan H, benda tersebut
mengalami polarisasi magnetic yang besarnya diberikan oleh:
M = k. H
4
Polarisasi magnetik M, biasanya disebut juga Intensitas Magnetik dan
k Adalah kerentanan magnetic yang merefleksikan sifat kemagnetan benda /
batuan, yang besarnya dalam satuan SI dan emu diberikan oleh :
k = 4πk
k dan geometri benda adalah target utama dalam eksplorasi magnetic.
Dalam melakukan pengukuran, medan magnetic yang terukur oleh
mangnetometer adalah medan mangnet induksi termasuk efek mangnetisasinya
dengan mangabaikan efek medan magnet remain, yang dalm system MKS
diberikan oleh:
B =µ0 ( H + M) = µ0 ( 1 + k ) = µµ0 H
Dengan µ0 = 4π10-7 adalah Permebilitas magnetic pada ruang hampa.
Dari proses penurunan persamaan di atas, dapat dilaketahui bahwa
kerentanan magnetic k, merupakan parameter yang sangat penting dalam metode
magnetic, karena parameter ini menyatakan derajat magnetisasi suatu benda
akibat pengaruh medan magnet luar sehingga kerentanan magnetic merupakan
parameter yang menyebabkan timbulnya anomaly magnetic dank arena sifatnya
yang khas untuk setiap jenis mineral, khususnya logam maka parameter ini
merupakan salah satu subyek dalam eksplorasi geofisika, seperti telah dinyatakan
diatas.
Dari persamaan di atas juga dapat diketahui bahwa adanya medan
magnet bumi menyebaban terjadinya induksi magnetic yang besarnya adalah
penjumlahan dari medan magnet bumi dan magnet buatan dengan kerentanan
5
magnet yang cukup tinggi. Besaran ini adalah total medan magnet yang terukur
oleh magnetometer apabila remanen magnetiknya dapat diabaikan.
Metode magnetic merupakan suatu metode yang dapat digunakan untuk
eksplorasi berdasarkan perubahan besarn medan magnet akibat adanya variasi
kemagnetan dari formasi batuan bumi. Metode magnetic ditunjukan oleh
pengukuran intensitas sari medan magnet bumi. Khususnya medan magnet total
pada arah kemiringan vertical magnet yang diukur. Pengukuran dari komponen
horizontal atau vertikal ataupun kemiringan horizontal dapat huga dilakukan.
Anomali dalam medan magnet bumi disebabkan oleh induksi atau
remanent magnetic. Anomali induksi magnetic merupakan hasil dari induksi
magnetic tambahan dalam suatu sulfide besi belerang oleh medan magnet bumi.
Bentuk ,dimeni dan amplitude dari suatu anomaly induksi magnetic merupakan
suatu fdungsi dari orientasi, geometri, ukuran, kedalaman, dan seseptibilitas
magnetic dari benda yang sama baiknya dengan intensitas dan inklinasi dari
medan magnet bumi pada daerah survei. Persembunyian benda logam sulfide besi
belerang seperti pipa drum, tangki, dan puing umumnya memberikan reaksi
anomaly dipolar denagn respon positif selatan dan respon negative utara dari
benda.
2. Sifat Kemagnetan Batuan
6
Setiap jenis batuan mempunyai siafat dan karkteristik tertentu dalam
medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter kerentanan magnetic
batuan atau mineral (k). Hal inilah yang menjadi landasan digunakan metode
magnetic untuk kepaentingan eksplorasi maupun geodinamika. Namun , nilai k
suatu batua atau mineral dapat overlap satu dengan yang lainya, sehingga sulit
untuk melakukan interpretasi yang berhubungan langsung dengan litologi dan
akan lebih baik jika dilakukaaaan interpretasi terhadap strukturnya. Berdasarkan
nilai kerentanan magnettiknya, batuan atau mineral dapat di klasifikasikan
menjadi :
1. Diamagnetik
Mempunyai kerentanan magnetic (k) negative dan sangat kecil
artinya bahwa orientasi electron orbital substansi ini selalu
berlawanan arah denagn medan magnet luar.
Contoh : Graphite, Marble, Quarts dan Salt
2. Paramagnetik
Mempunyai harga kerentanan magnetic (k) positif dan lebih besar
dari 1, k tergantung pada temperature.
3. Ferromagnetik, Anti Ferromagnetik, dan Ferrimagnetik
Mempunyai nilai k positif dan besar, sekitar 106 kali dari
diamagnetic atau paramagnetic. Material jenis ini mempunyai
magnetisasi spontan tanpa medan luar dan kemagnetanya
dipengaruhi oleh suhu, yaitu kemagnetannya akan hilang pada
suhu diatas suhu curie.
C. Alat – alat Yang Digunakan
7
1. 2 unit 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.
Gambar 1. Sensor earth magnetometer (GSM-19 v7.0)
2. Kompas dan peta, berfungsi sebagai petunjuk arah
3. GPS Single Station, berfungsi untuk pengkonturan dengan sumbu X
dan Y
Gambar 2. GPS
4. Log Book, alat Tulis, berfungsi untuk mencatat data yang diperoleh
dan mencatat waktu
8
Gambar 3. Earth magnetometer (GSM-19 v7.0) (Proton Magnetometer)
D. Prosedur Lapangan
1. Merangakai alat sesuai petunjuk asisten
2. Membuat titik-titik yang akan di ukur pada kertas
3. Menentukan base station dan membuat station-station pengukuran
(usahakan membentuk grid-grid). Ukuran grid disesuaikan dengan
luas loaksi pengukuran, menentukan arah utara magnetic bumi.
4. Membaca pengukuran medan magnet di station – station pengukuran
di setiap lintasan dan mencatat elevasi, posisi titik X dan Y serta
waktu pembacaan ( jam, menit dan detik ).
5. Pada saat yang bersamaan dilakukan pengukuran variasi harian base
station.
E. Data Pengamatan
Tabel 1. Data Pengukuran Medan Magnet
No Tititk Koordinat Tobs (nT) Waktu
1 Base S = 00053ʹ47,2ʺ LS 43.776,94 nT43.774,01 nT44.061,29 nT
14:09:2714:10:0414:11:01
9
E = 100020ʹ47,2ʺ BT
2 I S = 00053ʹ46,9ʺ LS
E = 100020ʹ48,5ʺ BT
43.745,38 nT43.807,83 nT43.672,18 nT
14:13:0814:13:2014:11:36
3 II S = 00053ʹ46,8ʺ LS
E = 100020ʹ48,8ʺ BT
43.652,54 nT44.674,34 nT44.678,99 nT
14:15:3914:15:5614:16:27
4 III S = 00053ʹ46,8ʺ LS
E = 100020ʹ49ʺ BT
45.940,42 nT45.941,61 nT45.942,40 nT
14:17:2914:17:4314:18:20
5 IV S = 00053ʹ46,8ʺ LS
E = 100020ʹ49,8ʺ BT
46.135,78 nT46.100,59 nT46.094,41 nT
14:20:1314:20:2414:20:48
6 V S = 00053ʹ46,9ʺ LS
E = 100020ʹ50,1ʺ BT
46.942,43 nT43.926,68 nT43.920,92 nT
14:23:0514:23:3014:23:50
7 VI S = 00053ʹ47,1ʺ LS
E = 100020ʹ50,3ʺ BT
43.673,23 nT43.675,60 nT43.696,79 nT
14:23:0514:23:3014:23:50
8 VII S = 00053ʹ47,2ʺ LS
E = 100020ʹ50,3ʺ BT
43.562,95 nT43.564,61 nT43.460,63 nT
14:27:1214:27:3114:27:35
9 VIII S = 00053ʹ47,5ʺ LS
E = 100020ʹ50,2ʺ BT
43.461,72 nT43.462,01 nT43.460,63 nT
14:29:2414:29:3714:30:00
10 IX S = 00053ʹ47,6ʺ LS
E = 100020ʹ50,4ʺ BT
43.461,58 nT43.452,86 nT43.459,70 nT
14:31:4914:32:1514:32:32
10
F. Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari pengukuran di lapangan selanjutnya dilakukan
pengolahan dengan langkah sebagai berikut :
1. Hasil pengukuran lapangan dikoreksi dengan data medan magnetic
utama bumi IGRF ( International Geomagnetik Reference Field )
dengan cara melakukan pengurangan, dengan rumus :
Tobs - TIGRF , dimana TIGRF = 42.923,1 nT (nano Testla)
Tabel 2. Data hasil koreksi
No Titik Waktu Hasil Koreksi (Tobs - TIGRF)
1 Base
14:09:27
14:10:04
14:11:01
43.776,94 nT - 42.923,1 nT = 853,84 nT
43.774,01 nT - 42.923,1 nT = 850,91 nT
44.061,29 nT - 42.923,1 nT = 1138,19 nT
2 I
14:13:08
14:13:20
14:11:36
43.745,38 nT - 42.923,1 nT = 822,28 nT
43.807,83 nT - 42.923,1 nT = 884,73 nT
43.672,18 nT - 42.923,1 nT = 749,08 nT
3 II
14:15:39
14:15:56
14:16:27
43.652,54 nT - 42.923,1 nT = 729,44 nT
44.674,34 nT - 42.923,1 nT = 1751,24 nT
44.678,99 nT - 42.923,1 nT = 1755,89 nT
4 III
14:17:29
14:17:43
14:18:20
45.940,42 nT - 42.923,1 nT = 3.017,32 nT
45.941,61 nT - 42.923,1 nT = 3.018,51 nT
45.942,40 nT - 42.923,1 nT = 3.019,30 nT
5 IV 14:20:13 46.135,78 nT - 42.923,1 nT = 3.212,68 nT
11
14:20:24
14:20:48
46.100,59 nT - 42.923,1 nT = 3.177,49 nT
46.094,41 nT - 42.923,1 nT = 3.171,31 nT
6 V
14:23:05
14:23:30
14:23:50
46.942,43 nT - 42.923,1 nT = 4.019,33 nT
43.926,68 nT - 42.923,1 nT = 1.003,58 nT
43.920,92 nT - 42.923,1 nT = 997,82 nT
7 VI
14:25:37
14:25:54
14:26:22
43.673,23 nT - 42.923,1 nT = 750,13 nT
43.675,60 nT - 42.923,1 nT = 752,50 nT
43.696,79 nT - 42.923,1 nT = 773,69 nT
8 VII
14:27:12
14:27:31
14:27:35
43.562,95 nT - 42.923,1 nT = 639,85 nT
43.564,61 nT - 42.923,1 nT = 641,51 nT
43.460,63 nT - 42.923,1 nT = 537,53 nT
9 VIII
14:29:24
14:29:37
14:30:00
43.461,72 nT - 42.923,1 nT = 538,62 nT
43.462,01 nT - 42.923,1 nT = 538,91 nT
43.460,63 nT - 42.923,1 nT = 537,53 nT
10 IX
14:31:49
14:32:15
14:32:32
43.461,58 nT - 42.923,1 nT = 538,48 nT
43.452,86 nT - 42.923,1 nT = 529,76 nT
43.459,70 nT - 42.923,1 nT = 536,60 nT
2. Setelah data lapangan dikoreksi dengan data medan magnetic utama
bumi, selanjutnya dikoreksikan dengan data variasi magnetic harian.
Untuk mendapatkan nilai koreksi variasi harian ( TVH ) ini, di buat
grafik koreksi harian terhadap waktu, pada grafik tersebut tentukan
suatu garis base level yang ditentukan dari harga rata- rata nilai
tertinggi dan terendah koreksi harian, dengan rumus:
12
TVH = hasil pengukuran koreksi harian + base level ( jika
hasil pengukuranya terletak di bawah base level).
TVH = hasil pengukuran koreksi harian - base level ( jika
hasil pengukuranya terletak di atas base level).
TVH = rata – rata nilai base
= 43 . 776 , 94 nT +43 . 774 ,01 nT+44 .061 , 29 nT
3
= 131.612,24 nT
3=¿ 43.870,75 nT
3. Perhitungan data anomali magnetic dengan rumus :
ΔT = Tobs – TIGRF - TVH
Dimana : ΔT = Nilai magnetic station yang ingin dicapai
Tobs= Nilai hasil pengukuran
TIGRF = Medan Magnetik Utama Bumi di suatu
Tempat( IGRF)
TVH = Nilai Koreksi Harian
ΔT1 = 43.745,38 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -43.048,47nT
ΔT2 = 43.807,83 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 42.986,02 nT
ΔT3 = 43.672,18 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 42.121,67 nT
ΔT4 = 43.652,54 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.141,31 nT
ΔT5 = 44.674,34 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 41.119,51 nT
ΔT6 = 44.678,99 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 41.114,86 nT
ΔT7 = 45.940,42 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 39.853,43 nT
ΔT8 = 45.941,61 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -39.852,24 nT
ΔT9 = 45.942,40 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -39.851,45 nT
13
ΔT10 = 46.135,78 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 39.658,07 nT
ΔT11 = 46.100,59 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = - 39.693,26 nT
ΔT12 = 46.094,41 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -39.699,44 nT
ΔT13 = 46.942,43 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -38.851,42 nT
ΔT14 = 43.926,68 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -41.867,17 nT
ΔT15 = 43.920,92 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -41.872,93 nT
ΔT16 = 43.673,23 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.120,62 nT
ΔT17 = 43.675,60 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.118,25 nT
ΔT18 = 43.696,79 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.097,06 nT
ΔT19 = 43.562,95 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.230,90 nT
ΔT20 = 43.564,61 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.229,24 nT
ΔT21 = 43.460,63 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -43.333,22 nT
ΔT22 = 43.461,72 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.332,13 nT
ΔT23 = 43.462,01 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.331,84 nT
ΔT24 = 43.460,63 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.333,22 nT
ΔT25 = 43.461,58 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.331,27 nT
ΔT26 = 43.452,86 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.340,99 nT
ΔT27 = 43.459,70 nT - 42.923,1 nT - 43.870,75 nT = -42.334,15 nT
4. Langkah selanjutnya adalah membuat kontur peta anomaly magnetic.
Namun sebelumnya kita plot posisi (koordinat) stasiun pengambilan
data, untuk melihat pola sebaran staton dan juga outlier posisi.
14
Apabila terdapat outlier posisi, maka perlu dibuang karena akan
mempengaruhi penggambaran kontur.
Table 3. Data Membuat Peta kontur
No S(0) (X) E(0) (Y) ΔT (nT) (Z)
1
100,3468
100,3468
100,3468
0.8964
0.8964
0.8964
- 43.048,47 nT
- 42.986,02 nT
- 42.121,67 nT
2
100,3469
100,3469
100,3469
0.8963
0.8963
0.8963
- 42.141,31 nT
- 41.119,51 nT
- 41.114,86 nT
3
100,3469
100,3469
100,3469
0.8963
0.8963
0.8963
- 39.853,43 nT
- 39.852,24 nT
- 39.851,45 nT
4
100,3471
100,3471
100,3471
0.8963
0.8963
0.8963
- 39.658,07 nT
- 39.693,26 nT
- 39.699,44 nT
5
100,3472
100,3472
100,3472
0.8963
0.8963
0.8963
- 38.851,42 nT
- 41.867,17 nT
- 41.872,93 nT
6
100,3473
100,3473
100,3473
0.8964
0.8964
0.8964
- 42.120,62 nT
- 42.118,25 nT
- 42.097,06 nT
7
100,3473
100,3473
100,3473
0.8965
0.8965
0.8965
- 42.230,90 nT
- 42.229,24 nT
- 43.333,22 nT
8 100,3472 0.8964 - 42.332,13 nT
15
100,3472
100,3472
0.8964
0.8964
- 42.331,84 nT
- 42.333,22 nT
9
100,3473
100,3473
100,3473
0.8965
0.8965
0.8965
- 42.331,27 nT
- 42.340,99 nT
- 42.334,15 nT
5. Dari peta kontur anomali magnetic yang kita buat, selanjutnta kita
menentukan / menarik penampang kontur untuk melakukan
pemodelan struktur bawah permukaan. Penarikan penampang harus
memperhatikan sebaran data yang reliable dan sebaliknya tegak lurus
struktur yang ada, sehingga akan memudahkan dalam interpretasi
data
Gambar 4. Peta Kontur Anomali Magnetik
16
Gambar 5 . Peta Kontur Anomali Magnetik 3 Dimensi ( 3D)
G. Kesimpulan
Dari praktikum mengenai Metode Geomagnetik dapat disimpulkan
bahwa:
1. Alat yang digunakan pada praktikum metode geomagnetic
menggunakan Proton magnetometer , GPS dan sensor earth
magnetometer (GSM-19 v7.0). Alat ini dipsang secara manual dan
tidak membutuhkan banyak tenaga.
2. Pengukuran medan magnet rata-rata berdasarkan hasil pengamatan di
lapangan berkisar 43.870,75 nT, kalau dibandingkan dengan medan
magnet bumi yang ada di Indonesia berkisar antara 45.000 nT.
3. Medan Magnet yang ada di sekitar kampus FMIPA UNP ternyata
hamper mendekati nilai medan magnet byang ada di Indonesia,
dengan kata lain Derah Sumbar memiliki Sumber Medan magnet
yang banyak.
17
Daftar Pustaka
Santoso, D.2001. Pengantar Teknik Geofisika. Penerbit ITB: Bandung
Tim Eksperimen Fisika Lanjut. 2010. Metode Geomagnetik.FMIPA:UNP
Tim Eksperimen Fisika Lanjut. 2010. Surfer 8.FMIPA:UNP