Eksplorasi dengan Metode Magnetik

Kelompok 3

EKSPLORASI

• Eksplorasi (exploration) atau pencarian adalah semua usaha untuk mencari dan menemukan cadangan minyak dan gas bumi ataupun sumber daya lain di daerah-daerah yang belum terbukti mengandung hal-hal tersebut.

• Meliputi penyelidikan topografi, geologi, geofisika, pemboran sumur eksplorasi dan pemboran sumur uji stratigrafi.

• Penyelidikan geofisika meliputi kegiatan penyelidikan gravitasi, magnetik, dan seismik.

MAGNETISASIStudi mengenai magnetisasi telah dikenal sekitar 400

tahun yang lalu.Penelitian magnetisasi bumi yang pertama kali

menunjukkan bahwa medan magnet bumi ekivalen dengan arah utara – selatan sumbu rotasi bumi.

Penemuan tersebut kemudian diperdalam untuk melokalisir endapan bijih besi dengan mengukur variasi magnet di permukaan bumi. Hasil penelitian itu kemudian dibukukan dalam ” the examination of iron ore deposite by magnetic measurement” yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran magnetisasi bumi (geomagnet)

Magnet Bumi

• Magnet bumi adalah harga kemagnetan dalam bumi. medan magnet dihasilkan dari arus listrik yang mengalir dalam inti besi cair bumi.

• Kerapatan fluks magnet (B) sekitar 0,62 x 10-4 Wb/m2 (0,062mT) di kutub utara magnet dan sekitar 0,5 x 10-4 Wb/m2 (0,05mT) di garis lintang 400.

• Medan magnet dari dalam bumi (internal field) merupakan bagian yang terbesar (90%), maka medan ini sering juga disebut medan utama (main field) yang dihasilkan oleh adanya aktifitas di dalam inti inti bumi bagian luar (outer core). Sisanya berasal dari kerak dan bagian luar bumi (external field)

Orientasi Kutub Magnet dan Fluks Magnet yangDihasilkan oleh Medan Magnet Bumi.

Metode Magnetik• Metode magnet adalah salah satu metode geofisika yang digunakan untuk

menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet batuan.

• Metode ini didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi.

perbedaan distribusi mineral ferromagnetic, paramagnetic, diamagnetic

perbedaan kontras suseptibilitas, atau permeabilitas magnetik tubuh jebakan dari daerah sekelilingnya

Anomali geomagnet

• Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik dibawah permukaan, kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin teramati. Pengukuran intensitas medan magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.

• Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta serta bisa diterapkan pada pencarian prospeksi benda-benda arkeologi

Susceptibilitas Magnet Batuan

• Susceptibilitas magnet batuan adalah harga magnet suatu batuan terhadap pengaruh magnet, yang pada umumnya erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Sifatnya yang sangat khas untuk setiap jenis mineral atau mineral logam. Semakin besar kandungan mineral magnetit di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya.

MAGNETOMETER

• Alat utk mengukur medan magnet bumi namanya magnetometer.

• 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 Alat• 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 ygKuat 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.

Tahapan

Hasil pengukuran dari berbagai titik pengukuran (akuisisi data lapangan), dikumpulkan, lalu diplot diatas peta. Kemudian dilakukan beberapa koreksi terhadap pembacaan medan magnet bumi (processing). Setelah selesai melakukan koreksi, data siap untuk diinterpretasikan.

Interpretasi data

• Data medan magnet ini, kalau ditampilkan dalam domain frekuensi maka akan terdiri dari berbagai macam frekuensi (spectrum frekuensi).

• Komponen frekuensi rendah merupakan hasil kontribusi dari batuan yang dalam sedangkan komponen frekuensi tinggi merupakan hasil kontribusi dari batuan yg dangkal.

Batuan dengan kandungan mineral-mineral tertentu dapat dikenal dengan baik dalam eksplorasi geomagnet, yang dimunculkan sebagai anomali. Anomali yang diperoleh merupakan hasil distorsi pada medan magnetik yang diakibatkan oleh material magnetik dari kerak bumi atau mungkin juga dari bagian atas mantel.

Anomali Magnet

• Anomali medan magnet bumi adalah perbedaan nilai medan magnet antara hasil pengamatan dan medan magnet teoritis (IGRF).

• Berdasarkan sifat medan magnet bumi dan sifat kemagnetan bahan pembentuk batuan, maka bentuk medan magnetik anomaly yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya tergantung pada:1.Inklinasi medan magnet bumi disekitar benda penyebab2.Geometri benda penyebab3.Kecenderungan arah dipol – dipol magnet didalam benda

penyebab4.Orientasi arah dipole – dipole magnet benda penyebbab

terhadap arah medan bumi.

• Anomali magnetik diperoleh dari persamaan:

ΔT =Tobs + TIGRF ± TVH

Δ T = anomali magnetikTobs = medan magnetik pengukuran pada stasiun tertentuTIGRF = medan magnet teoritis berdasarkan IGRF pada stasiun Tobs

TVH = koreksi medan magnetik akibat variasi harian.

Intensitas Magnetisasi• Gaya magnet (F) adalah gaya tarik menarik / tolak-menolak dari dua kutub magnet

(m1,m2) yang berjarak r.• Hukum Coloumb:

F = m1.m2/(µ.r2)µ = konstanta permeabilitas magnet

• Suatu medan magnetik yang ditempatkan pada suatu medan magnet akan mengalami magnetisasi oleh imbas magnetik yang didefinisikan sebagai:

I = M / VM = momen magnetik dikutub (dipole)I = jarak antara kutub +m dan –mV = volum benda

• Momen magnet (M) adalah besaran vektor yang memanjang dari kutub negatif ke kutub positif. Intensitas magnetik (I) adalah momen magnet per satuan volume. Intensitas magnet ini sebanding dengan kuat medan magnet dan arahnya searah dengan medan magnet yang menginduksi.

I = k. HI = intensitas magnetikH = kuat medan magnet

Sifat magnetik batuan: 1.Diamagnetik

atom – atom pembentuk batuan mempunyai kulit elektron berpasangan. Jika mendapat medan magnet dari luar orbit, elektron tersebut akan berpresesi yang menghasilkan medan magnet lemah yang melawan medan magnet luar tadi. Mempunyai Susceptibilitas k negatif dan kecil serta tidak tergantung dari pada medan magnet luar. Contoh : bismuth, grafit, gipsum, marmer, kuarsa, garam.

2. ParamagnetismeTerdapat kulit elektron terluar yang belum jenuh yakni ada elektron yang spinnya tidak berpasangan. Jika terdapat medan magnetik luar, spin tersebut berpresesi menghasilkan medan magnet yang mengarah searah dengan medan tersebut sehingga memperkuatnya. Akan tetapi momen magnetik yang terbentuk terorientasi acak oleh agitasi termal, sehingga Susceptibilitas k positif dan > 1 serta bergantung pada temperatur.Contoh : piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibolit dll.Dalam benda-benda magnetik, medan yang dihasilkan oleh momen-momen magnetik atomik permanen, cenderung untuk membantu medan luar, sedangkan untuk dielektrik-dielektrik medan dari dipol-dipol selalu cenderung untuk melawan medan luar, apakah dielektrik mempunyai dipol-dipol yang terinduksi atau diorientasikan.

3.FerromagneticTerdapat banyak kulit electron yang hanya diisi oleh satu electron sehingga mudah terinduksi oleh medan luar.keadaan ini diperkuat lagi oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk dipole-dipol magnet (domain) mempunyai arah sama, apalagi jika didalam medan magnet luar. Susceptibilitas k positif dan >> 1. serta bergantung dari temperature.Contoh : besi, nikel, kobalt.

4.Antiferromagnetikdomain-domain menghasilkan dipole magnetic yang saling berlawanan arah sehingga momen magnetic secara keseluruhan sangat kecil.Bahan antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan mengalami medan magnet kecil dan suseptibilitasnya seperti pada bahan paramagnetic suseptibilitas k seperti paramagnetic, tetapi harganya naik sampai dengan titik curie kemudian turun lagi menurut hokum curie-weiss.Contoh : hematit ( Fe2O3 ).

5.Ferrimagnetik domain-domain juga saling antiparalel tetapi jumlah dipol pada masing-masing arah tidak sama sehingga masih mempunyai resultan magnetisasi cukup besar. Suseptibilitasnya tinggi dan tergantung temperatur.Contoh : magnetit ( Fe3O4 ), ilmenit ( FeTiO3 ), pirhotit ( FeS ).

Berdasarkan proses terjadinya maka ada dua macam magnet :1. Magnet induksi ( bergantung pada suseptibilitasnya menyebabkan anomaly pada medan magnet bumi ).2. Magnet permanen : bergantung pada sejarah pembentukan batuan tadi.

Berdasarkan nilai k, batuan dibagi menjadi:1. Paramagnetik : Mempunyai nilai k yang bernilai positifContoh : olivine, biotit.2. Feromagnetik : Mempunyai nilai k yang sangat besar dan positifContoh: besi dan nikel.3. Diamagnetik : Mempunyai nilai k yang negatifContoh: grafit, gysum, quartz

Eksplorasi Minyak Bumi dengan Metode Magnetik

Metode ini mengukur variasi medan magnetik bumi yang disebabkan perbedaan properti magnetik dari bebatuan di bawah permukaan. Survei magnetik dan gravitasi biasanya dilakukan di wilayah yang luas seperti misalnya suatu cekungan (basin).

Dalam eksplorasi migas metoda gravity dan magnetik memang hanya dipergunakan untuk tahap awal , terutama guna tujuan regional untuk mengetahui konfigurasi basement (batuan dasar). Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui ketebalan sedimen, makin tebal makin bagus dan potensial untuk source rock. Untuk penentuan struktur geologinya digunakan metoda seismik.

Eksplorasi Panas Bumi dengan Metode Magnetik

• Keadaan reservoir panas bumi dapat digambarkan menggunakan metode magnetik.

• Eksplorasi panas bumi dengan metode magnetik dilakukan dengan menafsir secara kuantitatif terhadap tubuh intrusi.

• Biasanya panasbumi terletak di daerah vulkanik. Kerentanan magnet panas bumi sangat bergantung pada variasi batuan di lapangan yang telah terpengaruh panas. Dengan mengetahui kerentanan (k) magnetik batuan, dapat dikettahui informasi tentang panasbumi.

• Studi ini menggambarkan kemampuan metoda magnetik dalam eksplorasi bijih besi (iron ore) yang yang berasosiasi dengan granit. Besar anomali magnetik dipengaruhi sangat kuat oleh induksi ferromagnetik bijih besi yang terkandung pada granit. Berdasarkan pemodelan 2D dan inversi 3D dapat diduga bahwa granit pembawa bijih besi mengintrusi secara menjari (dike) dengan jenis mineral utama adalah magnetit. Batuan granit yang mengandung bijih besi (iron ore) berasosiasi dengan anomali magnet besar (+)

• Metoda magnetik berguna untuk memetakan dan menghitung potensi bijih besi dibawah permukaan.

• Interpretasi kuantitatif dilakukan untuk menggambarkan bentuk tubuh ’iron ore’ di bawah permukaan berdasarkan anomali magnetik dan geologi. Interpretasi dilakukan dengan pemodelan ke depan (forward modeling) secara 2D dan 3D

Eksplorasi Bijih Besi dengan Metode Magnetik

Air tanah dapat menyebabkan suatu endapan yang menimbulkan arus lemah (battery action). Arus ini akan menghasilkan medan magnet. Pengukuran-pengukuran tegangan (voltase) secara sistematis dipermukaan dapat memperlihatkan suatu perubahan yang signifikan jika terdapat mineralisasi di bawah

permukaan.

Eksplorasi Air Dengan Metode Magnetik

Metode magnetik mirip dengan metode gravitasi, karena sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehngga keduanya sering disebut sebagai metoda potensial. Namun demikian, ditinjau dari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi. sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukan sifat residual yang kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu jauh lebih besar.

Kelebihan metode magnetikKelebihan metode magnetik dibanding metode yang lain: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