METODE MAGNETIK

METODE MAGNETIK

DALAM EXPLORASI PERTAMBANGANSudarmaji

1. Pendahuluan

Metode survei geomagnetik adalah salah satu metode survei geofisika yang paling lama dan banyak dipakai. Metode ini memiliki tingkat kemudahan dan kecepatan yang tinggi dalam akuisi data, sehingga dapat mencakup daerah survei yang luas dengan biaya dan waktu yang relatif murah dan cepat. Kelemahan metode ini adalah interpretasi dan pemodelannya cukup sulit, karena karakteristik anomali medan magnetik total yang cukup kompleks dan sangat dipengaruhi oleh lokasi dan posisi daerah survei, serta derajat noise yang cukup tinggi.

Pemakaian Metode Geomagnetik untuk studi-studi pencarian mineral logam telah banyak dilakukan orang. Metode Geolmagnetik dapat dipakai untuk melokalisir pola penyebaran mineralisasi batuan pada daerah pertambangan. Metode geomagnetik dapat dipakai untuk menditeksi posisi timbunan-timbunan logam yang terkubur di bawah tanah.. Tulisan ini akan membahas konsep dasar metode geomagnetik dan cara penerapannya di explorasi pertambangan.

2. Teori

a. Metode

Konsep Dasar Magnetisme

Medan magnetik (magnetizing field) atau kuat medan magnetik (magnetic field strength) terdapat disekitar kawat berarus listrik. Besar elemen kuat medan magnetik di sekitar kawat berarus listrik dinyatakan hukum Biot-Savart , sebagai berikut :

(1)

Dimana adalah arus listrik (Ampere) yang mengalir pada suatu elemen panjang kawat (meter) dan berjarak dari titik ukur P (Gambar 1). Kuat medan magnetik pada titik P adalah jumlahan atau integrasi dari elemen kuat medan magnetik untuk seluruh panjang kawat .

Gambar 1. Hukum Biot-Savart

Arus listrik yang mengalir pada suatu loop melingkar tertutup dapat bertindak sebagai dipol magnetik yang terletak di pusat loop dan memiliki arah yang dapat ditentukan berdasarkan kaidah skrup tangan kanan dengan putaran mengikuti arah arus. Momen dipol magnetiknya diukur dalam ampere-meter2.Jika suatu benda atau batuan yang dapat mengalami magnetisasi (magnetizable) ditempatkan pada suatu medan magnetik ekternal, maka benda tersebut akan termagnetisasi. Magnetisasi terjadi karena adanya reorientasi atom-atom dan molekul-molekul benda sedemikian sehingga memiliki spin yang berarah sama. Besar magnetisasi dinyatakan dengan intensitas magnetisasi atau momen dipol per satuan volume. Satuan magnetisasi dalam SI adalah ampere/meter (A/m). Jika magnetisasi pada suatu benda konstan dan memiliki arah yang sama maka benda tersebut dikatakan memiliki magnetisasi yang homogen atau seragam.

Untuk kuat medan magnetik rendah, sebanding dan berarah sama dengan medan . Tingkat magnetisasi suatu benda ditentukan oleh suseptibitas magnetik (magnetic susceptibility) , yang didefinisikan dengan :

(2)

Suseptibilitas magnetik adalah besaran tak berdimensi. Suseptibilitas magnetik merupakan parameter dasar batuan. Respon magnetik dari batuan dan mineral ditentukan oleh jumlah material magnetik dan besar nilai suseptibilitasnya. Tabel 1. menunjukkan daftar susestibilitas beberapa batuan dan mineral.

Tabel 1. Daftar Susesptibilitas Magnetik Batuan dan Mineral

No.Tipe Batuan atau MineralSuseptibilitas Magnetik

(( x 10-6 SI)

1.Granite (with magnetite)20 40.000

2.Slates0 1.200

3.Gabbro800 76.000

4.Basalt500 80.000

5.Oceanic Basalt300 36.000

6.Limestone (with magnetite)10 25.000

7.Gneiss0 3.000

8.Sandstone35 950

9.Pyrite (ore)100 5.000

10.Hematite (ore)420 10.000

11.Magnetite (ore)7x10-4 14x106

12.Magnetite (crystal)150x106

13.Serpentinite3.100 75.000

14.Graphite (diamagnetic)-80 to 200

15.Quartz (diamagnetic)-15

16.Gypsum (diamagnetic)-13

17.Rocksalt (diamagnetic)-10

18.Ice (diamagnetic)-9

Catatan : Untuk mengkonversikan harga-harga di atas ke dalam satuan cgs, dibagi dengan 4(.

Induksi magnetik (magnetic induction) adalah medan magnetik total; jumlahan antara kuat medan magnetik ( magnetik) dan efek magnetisasi material.

(3)

dimana merupakan medan induksi magnetik (Tesla), merupakan permiabilitas material (Wb/Am) dan permiabilitas ruang hampa yang bernilai Wb/Am. Satuan dalam SI adalah tesla = newton/ampere-meter=weber/meter2 (Wb/m2). Satuan induksi magnetik dalam pemakaian di geofisika biasanya menggunakan nanotesla (yang disebut juga dengan gamma (), sehingga 1(=10-9 T=1nT.

Disamping itu, besar medan magnet total batuan juga di sumbang oleh magnetisme remanen (remanent magnetisme) batuan, tetapi biasanya dalam survei geofisika magnetisme remanen batuan diabaikan jika anomali medan magnet kurang dari 25 % medan magnet utama bumi (Telford, 1991).Potensial dan Medan Magnetostatik

Potensial dan medan dari anomali magnetik biasanya didefinisikan sebagai potensial dan medan yang hanya dibangkitkan oleh benda termagnetisasi saja. Jika sembarang volume termagnetisasi (Gambar 3.2) diasumsikan sebagai jumlahan dari dipol-dipol magnetik elemental yang terdistribusi di dalamnya, maka potensial magnetik pada titi k didefinisikan sebagai,

(4)

dimana , adalah kuat magnetisasi (A.m-1) dengan arah magnetisasi dan adalah konstanta pembanding yang bernilai =10-7 (henry.m-1) dengan merupakan permeabilitas ruang hampa.

Gambar 2. Potensial magnetik di titik dari benda termagnetisasi

Medan magnetik di titik dapat diturunkan sebagai gradient dari potensial magnetik (pers. 3.3), sehingga:

(5)

dimana, , adalah magnetisasi (A.m-1), dengan arah magnetisasi dan konstanta pembanding yang bernilai =10-7 (henry.m-1) dengan merupakan permeabilitas ruang hampa.

Medan magnetik di titik dapat diturunkan sebagai gradient dari potensial magnetik (pers. 3.3), sehingga:

(6)

dimana, , adalah magnetisasi (A.m-1), dengan arah magnetisasi dan konstanta pembanding yang bernilai =10-7 (henry.m-1) dengan merupakan permeabilitas ruang hampa.

Medan Magnetik Utama Bumi

Secara teoritis, medan magnetik utama bumi, disebabkan oleh sumber dari dalam dan luar bumi. Pada tahun 1838 Gauss menunjukkan bahwa medan magnetik utama bumi yang terukur dipermukaan bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi (Telford,1991). Medan magnetik dari dalam bumi diduga dibangkitkan oleh adanya perputaran aliran arus dalam inti bagian luar bumi yang bersifat cair dan konduktif (Sharma, 1997).

Gambar 3. Mekanisme pembangkitan medan magnetik utama bumi.

Medan magnetik utama bumi dapat dinyatakan dengan menggunakan sistem koordinat geografis dengan berarah ke Utara, ke Timur dan ke Bawah.

(7)

dimana , dan adalah komponen-komponen medan magnetik . Medan magnetik utama bumi yang terukur dipermukaan bumi dapat dinyatakan sebagai gradien potensial dari potensial skalar , berdasarkan kesepakatan internasional dibawah pengawasan International Association of Geomagnetism and Aeronomy (IAGA). Diskripsi matematis ini dikenal sebagai medan magnetik utama bumi dari IGRF (Internasional Geomagnetic Reference Field). Harga medan magnetik utama bumi dari IGRF ini diperbaharui tiap 5 tahun sekali. Intensitas komponen horizontal medan utama magnetik bumi dapat dinyatakan dengan :

(8)

Sedang Intensitas medan magnetik utama bumi dinyatakan dengan :

(9)

Selain itu medan magnet bumi juga mempunyai parameter fisis lainnya yaitu sudut inklinasi (I) dan sudut deklinasi (D). Sudut inklinasi adalah sudut antara bidang horisontal dengan vektor medan total yang besarnya adalah :

(10)

Sudut inklinasi positif dibawah bidang horizontal dan negatif diatas bidang horizontal. Sedangkan sudut deklinasi adalah sudut yang dibentuk antara kutub utara geografis dengan kutub utara magnetik. Sudut deklinasi positif ke arah timur geografis dan negatif ke arah barat geografis.

(11)

Gambar 4. Komponen-komponen medan magnetik utama bumi

Gambar 5. Peta kontur sudut inklinasi medan magnet bumi berdasarkan IGRF

tahun 2000 -2005 (www.ngdc.noaa.gov/).

Gambar 6. Peta kontur sudut deklinasi medan magnet bumi berdasarkan IGRF tahun 2000 -2005 (www.ngdc.noaa.gov/ Anomali Medan Magnetik Utama Bumi

Survei geomagnetik biasanya memakai magnetometer medan total sebagai instrumen pengambilan data medan magnetik. Instrumen ini mengukur besar (magnitude) medan magnetik total tanpa memandang arah vektornya. Anomali medan magnetik total bumi merupakan medan yang dibangkitkan oleh anomali atau batuan termagnetisasi pada kerak bumi akibat induksi medan magnetik utama bumi. Anomali medan magnetik total dihitung dari pengukuran medan magnetik total dikurangi medan magnetik utama bumi (biasanya menggunakan model IGRF sesuai dengan lokasi survei). Jika menggambarkan medan magnetik total pada suatu titik dan adalah medan magnetik utama bumi pada suatu titik yang sama (Gambar 7), maka anomali medan magnetik total diberikan oleh :

(12)

Gambar 7. Penggambaran vektor anomali medan magnetik total bumi

Jika menggambarkan medan akibat benda anomali, maka medan total adalah dan persamaan (12) menjadi,

(13)

Dengan mengambil dapat dipakai pendekatan

EMBED Equation.3

(14)

Jadi dapat didekati sebagai proyeksi (anomali medan magnetik bumi) pada arah medan magnetik utama bumi ().

b. Prosedur Survei

Survey Geomagnetik dapat dilaksanakan di darat, laut dan Udara. Pengambilan data medan magnetik total bumi dalam survei di darat sering dilaksanakan menggunakan Proton Precession Magnetometer (PPM). PPM merupakan magnetometer medan total. Prosedur survei geomagnetik secara umum ditunjukkan oleh diagram alir survei geomagnetik (gambar 6. ).

Data lapangan adalah data medan magnetik total pada setiap stasiun pengukuran. Akuisisi data medan magnetik total dilaksanakan pada setiap stasiun pengukuran. Minimal lima kali pengukuran dilakukan untuk setiap stasiun pengukuran guna menekan pengaruh noise dari lingkungan sekitar. Spasi (grid) antar stasiun pengukuran hendaknya dibuat sama dan teratur. Jika kondisi lapangan tidak memungkinkan spasi antar stasiun pengukuran dibuat sama dan teratur, maka spasi dapat dibuat bervariasi asal memiliki distribusi yang merata pada area survei. Data dengan spasi antar stasiun pengukuran bervariasi dapat ditranformasi ke dalam bentuk spasi dan grid yang sama dan teratur dengan menggunakan metode gridding dan interpolasi yang tepat. Pengumpulan data bergantung pada target dan kondisi lapangan. Pengukuran dengan target lokal biasanya dilakukan pada daerah survei yang tidak terlalu luas, dengan spasi antar stasiun pengukuran 50 500 meter, bahkan dengan spasi 2-5 m untuk target survei yang sangat lokal, sedang untuk target regional mencakup daerah yang lebih luas dengan spasi 1 5 km.

Gambar 6. Diagram alir survei geomagnetik

Koreksi variasi harian (diurnal correction) dilaksanakan untuk menekan efek perusakan medan geomagnetik yang secara utama disebabkan oleh partikel-partikel dan radiasi elektromagnetik dari matahari yang merusak ionosfer bumi dengan periode 24 jam. Kuat medan pengganggu ini berkisar antara puluhan nanotesla. Dalam kasus tertentu kuat medan pengganggu ini bisa mencapai ratusan nanotesla sehingga disebut sebagai badai magnetik ( magnetic storms). Harga variasi harian medan geomagnetik dapat diukur dengan menggunakan Base Station PPM yang disetel dengan mode auto. Harga variasi harian juga dapat diperoleh dengan menggunakan metode looping atau melakukan pengukuran pada titik stasiun pengukuran yang sama setiap beberapa jam sekali, biasanya dua sekali, dan dihitung selisih nilai medan yang terukur. Koreksi variasi harian dilakukan dengan mengurangkan harga variasi harian terhadap kuat medan magnetik total dari setiap stasiun pengukuran secara langsung.

Koreksi IGRF dilaksanakan untuk medapatkan harga anomali medan magnetik total bumi dengan cara mengurangkan kuat medan magnetik utama bumi terhadap kuat medan magnetik total bumi secara langsung pada setiap stasiun pengukuran. Harga kuat medan magnetik utama bumi diambil dari peta atau tabel kuat medan magnetik utama bumi yang dikeluarkan oleh IGRF (Internasional Geomagnetic Field). Gambar 7. menampilkan peta kontur nilai intensitas medan magnetik utama bumi berdasarkan IGRF untuk tahun 2000 2005. Setelah koreksi IGRF akan diperoleh harga kuat anomali medan magnetik total daerah survei.

Gambar 7. Peta kontur intensitas medan utama magnet bumi berdasarkan IGRF

tahun 2000 -2005 (www.ngdc.noaa.gov/)Pengkisian (gridding) dan interpolasi dilaksanakan untuk mendapatkan data anomali medan magnetik total dengan spasi (grid) yang sama dan teratur dari distribusi data dengan grid yang tidak teratur sehingga lebih mudah untuk ditampilkan dalam bentuk peta (map). Beberapa metode gridding dan interpolasi yang sering dipakai adalah metode krigging, minimum curvature dan sumber ekivalen dipol. Gridding menggunakan sumber ekivalen dipol memiliki tingkat kesalahan yang paling kecil.

Teknik perbaikan data (data enhancement) dilaksanakan untuk menyederhanakan kompleksitas anomali medan magnetik total sehingga lebih mudah untuk diinterpretasi dan dimodelkan, serta untuk mengenali ciri-ciri khusus dan batas-batas objek target survei. Beberapa teknik perbaikan data yang sering dipakai adalah : adalah turunan vertikal , kontinuasi, reduksi ke kutub, transformasi pseudogravitasi dan signal analitik.

Pemodelan dan interpretasi dilaksanakan terhadap profil dari sayatan peta anomali medan magnetik total dalam kasus 2-D dan 2.5-D, serta terhadap peta anomali medan magnetik total dalam kasus 3-D. Interpretasi dapat dilaksanakan secara kualitatif muapun kuantitatif. Interpretasi kualitatif dilaksanakan dengan melakukan estimasi kedalaman dan batas-batas benda target survei, sedang interpretasi kuantitatif dilaksanakan dengan pemodelan maju (forward modeling) atau pemodelan inversi (invers modeling) guna menduga posisi, bentuk, ukuran dan harga suseptibilitas atau magnetisasi benda target survei. Informasi geologi daerah survei sangat diperlukan dalam interpretasi dan pemodelan. Hasil interpretasi dan pemodelan adalah dugaan posisi, bentuk, ukuran dan harga suseptibilitas atau magnetisasi benda target yang berada dibawah permukaan daerah survei.

c. Teknik Perbaikan Data (Data Enhancement)Interpretasi dan pemodelan parameter sumber data anomali medan magnetik bumi (geomagnetic) menghadapi beberapa kendala. Data anomali medan magnetik bumi bersifat dwikutub (dipolar), bervariasi terhadap tempat (pengaruh sudut inklinasi dan deklinasi bumi) dan waktu (variasi diurnal dan secular), di dominasi oleh anomali-anomali lokal dan dangkal serta sangat di pengaruhi oleh efek topografi (Telford, Geldart, dan Sheriff, 1990). Oleh karena itu dibutuhkan teknik perbaikan data (data enhancement) yang tepat terhadap anomali medan magnetik bumi sebelum dilakukan pemodelan dan interpretasi . Diantara teknik perbaikan data adalah turunan vertikal atau horisontal, kontinuasi, reduksi ke kutub, transformasi pseudogravitasi dan signal analitik.

Turunan Vertikal dan Kontinuasi

Turunan vertikal orde pertama () dari data anomali medan magnetik total digunakan secara khusus untuk mengenali ciri-ciri anomali dekat permukaan. Turunan vertikal orde pertama dapat diturunkan secara matematis dari peta anomali medan magnetik total atau dapat diukur langsung dengan menggunakan PPM yang sudah dilengkapi dengan gradiometer.

Gambar 8. Penampang lintang dari turunan vertikal orde pertama (vertical gardient)

Turunan vertikal orde dua () digunakan untuk mendelineasi batas-batas pandangan bidang (plan view) dari sumber-sumber anomali intra-basement. Pada kasus benda berbentuk prisma tegak, kontur (turunan vertikal orde dua) mendekati nol menunjukkan batas-batas tepi benda sumber, serta jarak dari maksimum dan mendekati nol menunjukkan ukuran kedalaman ke puncak benda.

Kontinuasi adalah transformasi matematis antar bidang ketinggian dari titik-titik akuisisi data, sehingga dapat dipakai sebagai filter. Kontinuasi ke atas dipakai untuk memperlemah pengaruh anomali-anomali lokal dan dangkal, sehingga diperoleh anomali benda yang lebih dalam dan besar, dengan panjang gelombang yang lebih lebar. Diantara metode kontinuasi yang cukup dikenal adalah dengan menggunakan operator transformasi fourier dan sumber ekivalen dipol.

Reduksi ke Kutub dan Transformasi Pseudogravitasi

Reduksi ke kutub (kutub utara medan magnetik bumi) digunakan untuk membuang efek dwi-kutub anomali medan magnetik total menjadi eka-kutub, sehingga distorsi karena pengaruh inklinasi dan deklinasi dari vertor magnetisasi dapat diabaikan. Transformasi ini meningkatkan korelasi antara ciri-ciri anomali dengan batas-batas pandangan bidang (plan-view) benda-benda sumber. Filter reduksi ke kutub dirumuskan dalam kawasan bilangan gelombang (wave number), akan tetapi filter ini tidak stabil untuk latitude atau inklinasi rendah. Pemakaian teknik sumber ekivalen dipol untuk reduksi ke kutub dapat menekan ketidakstabilan ini.

Relasi Poisson antara medan magnetik dan gravitasi memungkinkan transformasi anomali magnetik ke anomali pseudogravitasi dengan asumsi sumber sama. Anomali pseudogravitasi lebih mudah dianalisa daripada anomali magnetik, khususnya untuk mendelineasi tepi-tepi benda anomali.

Signal Analitik

Signal analitik dari anomali medan magnetik total dapat dipakai untuk memetakan tepi-tepi benda anomali 2-D dan 3-D. Nilai absolut dari signal analitik dari anomali medan magnetik dapat dihitung dari turunan vertikal dan horisontal orde pertama.

(15)

Keuntungan pemakaian signal analitik adalah bentuknya independen dari arah magnetisasi benda sumber. Gambar 9. menunjukkan anomali medan magnetik total , anomali pseudo gravitasi dan turunan horisontalnya , yang terlihat masih tergantung pada arah vektor magnetisasinya. Sementara itu signal analitik tidak tergantung pada arah vektor magnetisasi.

Gambar 9. Pengaruh vektor magnetisasi terhadap anomali medan magnetik total , anomali pseudo gravitasi dan turunan horisontalnya dan signal analitik .

d. Interpretasi dan Pemodelan

Pemodelan dan interpretasi dilaksanakan terhadap profil dari sayatan peta anomali medan magnetik total dalam kasus 2-D dan 2.5-D, serta terhadap peta anomali medan magnetik total dalam kasus 3-D. Interpretasi dapat dilaksanakan secara kualitatif muapun kuantitatif. Interpretasi kualitatif dilaksanakan dengan melakukan estimasi kedalaman dan batas-batas benda target survei, sedang interpretasi kuantitatif dilaksanakan dengan pemodelan maju (forward modeling) atau pemodelan inversi (invers modeling) guna menduga posisi, bentuk, ukuran dan harga suseptibilitas atau magnetisasi benda target survei.

Estimasi kedalaman sumber anomali dapat dilaksanakan dengan menggunkan metode half-width atau menggunakan data gradient vertikal. Proses pemodelan maju melibatkan penyetelan parameter model secara coba-coba (trial and error) dalam batas yang bisa disa diterima secara geologis hingga anomali teoritis (terhitung) cocok dengan anomali terukur sepanjang satu atau dua profil sayatan utama. Inversi linear dari data magnetik dapat diterapkan terhadap masalah-masalah dimana data terobservasi dapat dikaitkan secara linear dengan parameter sumber tertentu, misalnya suseptibilitas atau magnetisasi. Pemodelan maju atau inversi dapat dilaksanakan dengan menggunakan bantuan software yang tersedia, misalnya : Magpoly dan Mag2dc.

3. Contoh Kasus

a. Geonagnetic Survey of Brunswick Belt in the Bathurst Mining CampIn this region, areas of mafic volcanics are generally characterized by much stronger magnetic signatures than observed over areas of felsic volcanics. Sedimentary rocks, also, coincide with a relatively suppressed magnetic field. Notice, however, that part of an area of Boucher Brook (BB) sediments in the west does have a strong response. This is thought to represent the western flank of a magnetic high related to basalts immediately east of the sediments. A large region of felsic volcanics in the south central region also contains many localized magnetic highs. Some correlate with small gabbroic intrusions and others, which are linear, clearly reflect diabase dykes (well illustrated in the vertical gradient map). Those highs that have no apparent geological counterpart are probably related to unmapped gabbros. Given the extensive cover of glacial overburden in the region, it is not surprising that certain geological units have not been identified. The new magnetic and conductivity maps will contribute significantly to enhancing geological maps in this region. The vertical gradient map of the total magnetic field, in particular, will be of great help in mapping the complex geology of the Brunswick belt.

Anomalies in the conductivity map display some striking correlations with geology. In the east, long, narrow anomalies mimic the trend of the Brunswick belt, correlating with both basaltic and sedimentary units. In the west, along the eastern margin of a large area of Boucher Brook sediments, prominent linear conductivity anomalies indicate the presence of distinct subunits. Distinct magnetic highs are observed over several sulphide deposits (e.g. Brunswick No. 12, FAB), but because basalts, thin iron formations and pyritic sediments also produce distinct anomalies, they do not impact on the magnetic field in the same way as deposits hosted by felsic volcanics in the northwestern part of the camp do. Sedimentary rocks in the Brunswick belt usually have a weak magnetic response, though noticeable anomalies occur in some localities. They do, however, have a stronger conductivity response. The radiometric data generally do not exhibit detailed correlations with geology, but granitic rocks are characterized by a high Th/K ratio, while felsic rocks have a low Th/K ratio.

Figure 10. Brunswick Belt - Total Magnetic Field

Figure 11. Brunswick Belt - Magnetic Vertical Gradient

Figure 12. Brunswick Belt - Conductivity

Figure 13. Brunswick Belt - Th/K Ratio

b. Survei geomagnetik untuk diteksi posisi bom/rudal dalam tanah

Dibawah ini adalah contoh kasus dari survei geomagnetik untuk diteksi posisi bom/rudal yang terkubur di bawah permukaan tanah pada suatu lokasi di daerah Bangka-Belitung. Anomali medan magnetik total pada lokasi survei dan anomali pasca reduksi ke kutub utara dengan menggunakan sumber ekivalen dipol ditampil pada gambar 14. Interpretasi kasar dilaksnakan dengan mengestimasi kedalaman permukaan benda dengan menggunakan metode half-width. Verifikiasi interpretasi dilaksanakan dengan melakukan penggalian pada posisi B dn C. Pada posisi B dan C telah ditemukan ekor bom dengan kedalaman berkisar ( 34 m. Posisi A belum digali, tapi telah ditemukan posisi lubang bom beberapa meter disebelah timur laut yang merupakan arah datangnya tembakan pesawat. Lubang ini menjadi penguat bahwa pada posisi A terdapat bom atau rudal dengan ukuran yang cukup besar dengan adanya magnetisasi tinggi.

Gambar 14. Anomali medan magnetik total untuk diteksi posisi bom/rudal yang terkubur dibawah permukaan tanah. (a) Anomali medan total dilokasi pengukuran, (b) Anomali medan total paska reduksi ke kutub utara dan estimasi kedalamannya.4. Latihan

Berikut ini adalah data anomali medan magnetik total hasil pengukuran dari salah satu lokasi di daerah sumatera. Lakukan pengolahan dan interpretasikan data tersebut. Diketahui inklinasi dan deklinasi lokasi pengukuran 23o dan 0.8 o. Daerah survei cukup datar sehingga diasumsikan ketinggian semua stasiun nol.

X (Utara)Y(Timur)Z(Vertikal ke bawah)Anomali Gradiometer

000549.2

20021.276.6

40013.853.2

600-20.8-16.2

800-6.40.6

1000-2.210.4

1200-5.69.8

1400-0.427.4

16004.247

180011.659

200016.455.4

0209.256.6

22017.465

420-3.221.4

620-10.4-2

8207.617.8

102014.432.2

1220-13.4-6.4

14209.840

16203.862.4

18201789.2

2020-2.432

040-4.421

2402.226.4

440-11-2.8

640-5.4-30.2

840-43.4-56.6

1040-22.2-19

1240-21.8-33.6

144017.831.4

164013.658.2

184068.2171

204063148

06018.853.6

260-4.618.8

4602.210

660-20.8-29.8

860-6.6-6.6

106021.458.2

12604.60.2

1460-43.8-81

1660-35.8-67.4

1860-11.8-0.8

2060-1.829

080621

28034.688.6

480-15.610

680-25.4-36.8

880-62.212

1080-16.214.8

12802.416.8

1480-9.6-37.2

1680-6.8-42.8

188012.6-8.4

20802010.2

01004.619

21009.238

410022.252.4

61007.820.2

8100-13.4-2.2

10100-1.4-59.4

1210032.167.1

14100-14-11.6

1610020.2-20.8

181003.8-11.6

201006-13.8

012016.8-18.2

2120-6.615.2

4120-12.216.2

6120-10.8-109.4

8120-0.8-19.6

10120-3.4-3.2

12120-51.2-48.2

14120-16.222.6

16120-9.445.6

181205.46

201201-40.2

014029-13

214074.6

4140220.4

614020.41.6

81404.62.6

101402.47.4

12140-6-31.8

14140-87.3-152.2

1614021-14.8

1814035.4-3.8

2014021-54

5. Pustaka

1. Blakely, R.J.,1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Application, Cambridge University Press, Cambridge, UK.

2. Grant, F.S, West, 1965, Interpretation Theory in Applied Geophysics, McGraw Hill Corporation.

3. Sharma, P,V., 1997. Environmental and Engineering Geophysics, Cambridge University Press.

4. Telford, W.M, Geldart, L.P., Sheriff, R.E., Keys, D.A., 1979, Applied Geophysics, Cambridge University Press.

5. Keating,P.B., Thomas, P.D., Kiss,F.G, Shives, R., Best, M.E. 1998, Airborne Geophysical Survey of the Bathurst Mining camp, http://gdcinfo.agg.nrcan.gc.ca/app/bathmag/index_e.html,Geological Survey of Canada.LAMPIRAN A

Lembar Data Pengukuran Magnetik Total

Hari/tanggal

: .............................. Operator: ...............................

Lokasi/Lb. Peta: .............................. Cuaca: ...............................

Alat

: .............................. Topografi : ...............................

No.Nama

Titik amatPosisi Titik amat

X Y ZPembacaan PPMWaktuKeterangan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

LAMPIRAN B

PROSEDUR PENGOPERASIAN PPM MODEL G-856

Oleh: Sudarmaji

A. Spesifikasi

- Tipe

= Scientrex PPM

- Resolusi

= 1 gamma

- Ketelitian

= ( 1 gamma pada skala penuh

- Jangkau

= 20.000 100.000 gamma

- Display

= seven segment 5 digit

- Toleransi gradien

= sampai dengan 500 gamma/meter

- Sumber daya

= 8 buah baterai kering (12 V DC)

- Jangkau suhu

= -35 sampai +60 oC

- Dimensi :

( Console

= 80 x 160 x 250 mm3 ; 1,8 kg

( Sensor

= 80 x 150 mm2 ; 1,3 kg

B. Modus Operasi:

1. Modus Survei : mengukur intensitas medan magnetik sebagai fungsi ruang atau jarak. Data di memori disimpan dalam format: nilai intensitas medan, nomor stasiun, waktu pengambilan dan nomor lintasan. Data disimpan dalam format LILO.

2. Modus Auto : mengukur nilai intensitas medan magnetik sebagai fungsi waktu. Data di memori disimpan dalam format: nilai intensitas medan, nomor stasiun, waktu dan Julian Day.

3. Modus tambahan Gradiometer : mengukur nilai intensitas magnetik dari dua sensor yang terpisah secara vertikal. Hasilnya adalah ukuran gradien vertikal yang bebas dari variasi waktu. Modus ini menggunakan 2 (dua) buah sensor yang dipasang terpisah secara secara vertikal, dalam satu buah tiang penyangga. Pengambilan data dilakukan dengan menekan tombol cycle pada the remote start switch. Pembacaan pertama dikaukan untuk sensor yang dibawah sedang pembacaan kedua untuk sensor yang terletak diatas. Data disimpan secara otomatis. Format data dalam memori: Baris pertama untuk pembacaan pertama, baris berikutnya untuk pembacaan kedua begitru seterusnya.

C. Prosedur Operasi :

1. Memasang Baterai pada console

2. Memasang sensor di tiang penyangga

3. Menghubungkan seluruh kabel konektor

4. Memeriksa isi memori

5. Menyetel kuat sinyal (signal strengh) sesuai dengan kondisi daerah survei dengan operasi Tuning

6. Menyetel konfigusi waktu : hari, tanggal, jam dan menit pengambilan data

7. Menyetel konfigurasi lintasan (modus survei dan gradiometer) dan interval waktu pengambilan data otomatis (modus auto)

8. Mengambil data

Pengambilan data dilaksanakan dengan operasi :=> READ dan STORE

Pada saat mengambil data sensor dipasang pada tiang penyangga dan diarahkan sesuai dengan arah yang ditunjukkan oleh tanda panah dan huruf N pada sensor.

Pengambilan data untuk modus auto dapat dilaksanakan di tempat yang tetap.

9. Mentransfer data di memori ke komputer untuk pemprosesan lebih lanjut.

D. Petunjuk singkat pengoperasian:

1. Mengambil dan menyimpan data pembacaan

Pejet: => READ => STORE2. Membersihkan seluruh isi layar

Pejet: =>CLEAR3. Memanggil dari memori (pembacaan yang terakhir)

Pejet: =>RECALL4. Memanggil dari memori (nomor stasiun tertentu)

Pejet: =>RECALL =>SHIFT =>station # =>station # =>station # =>ENTER

5. Tuning Magnetometer

Pejet: =>READ => TUNE =>SHIFT => # => # =>ENTER6. Menghapus data

a. Pembacaan yang terakhir

Pejet: =>READ =>RECALL =>ERASE =>ERASEb. Kelompok pembacaan yang terakhir

Pejet: =>RECALL => SHIFT =>station # =>station # =>station # =>ENTER =>ERASE =>ERASEc. Seluruh memori

Pejet: =>RECALL => SHIFT => 0 =>ENTER =>ERASE =>ERASE7. Membaca waktu dan line number

Pejet: =>TIME (Pejet ketika pembacaan sedang ditampilkan)

8. Men-set up line number

Pejet: =>TIME =>SHIFT =>line # =>line # =>line # =>ENTER9. Men-set up Julian Day

Pejet: =>AUTO =>TIME =>SHIFT =>day # =>day # =>day # =>ENTER10. Men-set up Julian Day dan time

Pejet: =>AUTO =>TIME =>SHIFT =>day # =>day # =>day # =>hour # =>hour # =>minute # =>minute # =>ENTER11. Memulai keluaran data

Pejet: =>OUT PUT =>ENTER12. Menyetop keluaran

Pejet: =>OUT PUT =>CLEAR13. Men-set up mode Auto

Pejet: =>OUTO=>SHIFT =>second # =>second # =>ENTER14. Menghentikan mode Auto

Pejet: =>AUTO =>CLEARE. Daftar fungsi Tombol, Tampilan dan Konektor :

1. CLEAR : membersihkan segala tampilan layar

2. SHIFT (0): mengakses fungsi-fungsi tertentu

3. ENTER: memberi perintah sistem untuk melaksanakan perintah pengaksesan suatu fungsi. Selain itu untuk menaikkan lokasi memori yang tampil di layar (lihat RECALL)

4. OUTPUT (1):mengeluarkan data memori secara otomatis ke piranti eksternal.

5. AUTO (2):memulai dan mengakhiri perekaman data secara otomatis (modus auto)

6. ERASE (3): menghapus data yang terbaca terakhir, kelompok data atau seluruh data yang ada di memori.

7. FIELD (4):

8. TIME (5):mengakses clock waktu saat itu dan menamplkan waktu saat pembacaan data dilakukan.

9. TUNE (6):menampilkan dan/atau men-set up tuning, serta mengatur kuat sinyal.

10. RECALL (7):Mengakses memori dan menurunkan lokasi memori yang ditampilakan.

11. STORE (8): menyimpan data pembacaan dalam memori.

12. READ (9): mengukur medan magnetik

13. FIELD/TIME : menampilkan data intensitas medan magnetik atau waktu

14. STASION/DAY :menampilkan nomor stasiun, Julian Day atau nomor lintasan. Selain itu menampilakan kuat sinyal, tuning dan tegangan baterai.

15. Konektor : Merupakan konektor G-856 ke sensor, perekam, printer, komputer atau daya eksternal.

F. Informasi Tambahan :

1. Baterai

Terdapat 2 jenis baterai dalam PPM G-586 yakni 8 (delapan) baterai D-cell dan 1 (satu) buah baterai lithium. Delapan baterai D-cell menghidupkan operasi-operasi dasar dan baterai lithium menghidupkan clock dan memori.

2. Mengambil data dari memori

Data dari memori dapat dipindahkan ke komputer dengan prosedur:

a. Hubungkan konektor dengan console dan ujung konektor yang satu dengan port serial komputer.

b. Buka program Magmap dan pilih option untuk import data dari G-586.

c. Beri nama file data di komputer.

d. Tekan tombol =>OUT PUT =>ENTERe. Jika tranfer berhasil, data bisa dibuka dengan berbagai program editing seperti notepad, wordpad, excel, dll.

3. Penyimpanan instrumens PPM G-856

Lepas kabel sensor dari Magnetometer

Simpan semua komponen di shipping container untuk menjaga dari kontaminasi magnetik

Jika sistem magnetometer hendak di simpan pada waktu yang lama, lepas baterai untuk menjaga dari keterpautan elektrolitik atau korosi karena kontak.

Jangan melepas baterai Lithium yang disolder di board rangkain

4. Perawatan dan Pencarian Kesalahan (Troubleshooting) dapat di baca pada mannual alat tersebut.

LAMPIRAN C

Mag2DC

2.5D forward and inverse modeling for magnetic dataMag2dc for Windows allows the forward modelling and inversion of magnetic data. Maximum emphasis has been placed on the ease of use of the program. A sample model is shown below :

The bodies making up the model have their susceptibilities displayed on them. They are also coloured according to the susceptibility values, with cold colours representing low values and hot colours representing high values. A grey scale may also be used. The bearing of the profile is shown by the compass in the upper right corner.

To change any property of a body, except its shape or remanence, just double-click on it with the mouse. The following dialog box will then appear :

The body number is shown at the upper left of the dialog. To change the properties of the next body in the model, press the + button next to it. Pressing the - button will similarly move to the previous body.

There are several ways to change most body properties. For example, to change the susceptibility, enter the new value then press the Calculate button. The model will then be recalculated and redrawn. Alternatively, pressing the + button next to the susceptibility value will add the increment shown in the box alongside to the susceptibility, then calculate and update the model. The - button will similarly decrement the susceptibility and update the model. The increment/decrement amount may be changed as desired. The other way to modify the susceptibility is to press the Invert button ; the susceptibility will then be modified mathematically so as to give a better fit to the field data. This is an iterative process, and the inversion will proceed for 10 iterations. More sophisticated inversion options are described below.

Changing the Shape of a Body

This may either be done interactively with the mouse, or by entering the numerical values of the coordinates of the body corner. Changing the corner position with the mouse involves selecting the corner by clicking on it, then clicking on the new position. This may be performed continuously until the user is happy with the body shape.

Alternatively the numerical coordinates of the corner may be entered directly. If that option is selected then the following dialog box will appear :-

The body number is shown at the upper left, and the corner number at the upper right. The coordinates of the corner are shown. To change the body shape, enter the new coordinates, then press the Calculate button to update the model. To move to the next corner, press the Next button, or use the Previous button to get to the previous corner.

In addition, the corner of one body may be linked to the corner of another, so that when the position of one is altered the position of the second moves with it. This is very useful when bodies abut onto one another.

Body corners may be added (or deleted), up to a maximum of 50 corners per body. Adding a body may also be done either by drawing the body onscreen with the mouse, ot by entering the corner coordinates numerically. Body coordinates may also be read in from an ASCII file on disk.

Moving, Copying, or Rotating a Body

Moving, copying , or rotating a body is done interactively. For example, selecting the Move option will bring up the following dialog :

Selecting the + button next to the Horizontal Displacement option will move the body by the distance shown and update the model. Selecting the - button will move the whole body back by the same distance. The depth of the body may be similarly altered. Alternatively, if the Set Distance Graphically checkbox is selected, then the body may be picked up by the mouse and dragged onscreen to its new position.

Copying a body proceeds in an exactly similar manner to moving a body. Rotating a body uses the dialog below :

Inverting a Model

The inversion options are split into two categories ; those that affect the whole body, such as its susceptibility, and those that involve changing the shape of the body. A total of 10 parameters may be inverted simultaneously, where a parameter is a body depth or width, or the depth or horizontal position of a corner.

Whole Body Inversion Parameters This option calls up the following dialog box :

The susceptibility, position and angle of rotation of the body may be inverted simultaneously. Limits may be set on the possible values of each parameter. Once the desired parameters have been selected, then the inversion itself may be started :

The parameters being inverted are displayed, and the number of iterations may be entered. During the inversion the least-squares error will be displayed. The inversion may be interrupted at any time by a mouse click.

Body Shape Inversion Parameters

Each body corner may be inverted either horizontally, vertically, or both at once. Horizontal and vertical arrows on the corner indicate the desired inversion parameters during selection by the mouse.

Remanent Inversion

The remanence of a body may be entered directly, if palaeomagnetic information is known, or inverted to find the optimum solution.

Display Options

There are many ways to display the model and the field data. Some of the main ones are described below.

Plan ViewThe differing strike lengths of the bodies in the model may be view from above, as shown below :

Drawing a Grid over the ModelA grid may be overlain on the model, to aid with the placement of bodies. If needed, body vertices can be 'snapped' to the grid points.

Zooming In and OutThe view of the model may be expanded by zooming in at any point. This may be done either by drawing a 'rubber-band' box using the mouse, or by entering the coordinates of the horizontal and vertical coordinates of the display area numerically.

Modifying the Field Data

There are several ways in which the field data may be modified. For example: Filtering the DataNoisy field data can be smoothed by the application of a 3, 5, or 7 point moving average filter. The filter weights may be set, which also allows gradients and edges to be calculated. Different filter parameters may be tested interactively before being applied.

Modifying the Regional FieldA linear regional field can be removed from the data. Use the left mouse button to set the field value at the left side of the profile, and the right button to set the value at the right side.

Abstracting Part of the ProfileIf a long profile exists, it may be desired to select different sections for modelling on different days. This is trivial to perform with Mag2dc ; the left mouse button selects the left boundary of the data to be worked with, and the right button selects the right boundary.

Help

Full Windows hypertext help is available on all features of Mag2dc.

Software Specifications

Maximum number of data points : 650Maximum number of bodies per model : 16Maximum number of corners per body : 50

Output supported to : ASCII, HP-GL, DXF

Plots to any Windows supported device. Units supported : Km or m. for distance. C.G.S. or S.I. for susceptibilityBy

Bz

BH

Utara Geografis

Utara Magnetik

Timur

B

Distribusi benda Magnetik Bawah permukaan

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

I

D

Bx

Anomali Medan Magnetik Total

Geologi

Kesimpulan

Pemodelan dan Interpretasi

Teknik Perbaikan Data

Peng-grid-an dan Interpolasi

Koreksi IGRF

Koreksi variasi harian

Data lapangan

PAGE

_1117531341.unknown

_1117533577.unknown

_1120020653.unknown

_1124702942.unknown

_1124715369.unknown

_1124715575.unknown

_1124716088.unknown

_1124716139.unknown

_1124716042.unknown

_1124713331.unknown

_1124715320.unknown

_1120020739.unknown

_1120021269.unknown

_1124702628.unknown

_1120021254.unknown

_1120020712.unknown

_1119437363.unknown

_1119439757.unknown

_1119439767.unknown

_1117534611.unknown

_1119437308.unknown

_1117533620.unknown

_1117531598.unknown

_1117533389.unknown

_1117533576.unknown

_1117533047.unknown

_1117533373.unknown

_1117533312.unknown

_1117532547.unknown

_1117531561.unknown

_1117531570.unknown

_1116227315.unknown

_1116731560.unknown

_1117528452.unknown

_1117529019.unknown

_1116731651.unknown

_1117528170.unknown

_1116233947.unknown

_1116238646.unknown

_1116246992.unknown

_1116731425.unknown

_1116237951.unknown

_1116227394.unknown

_1093111912.unknown

_1093117590.unknown

_1093121341.unknown

_1115272644.unknown

_1115273029.unknown

_1115272547.unknown

_1093118541.unknown

_1093118791.unknown

_1093117870.unknown

_1093115546.unknown

_1093115885.unknown

_1093115104.unknown

_1092970407.unknown

_1092970751.unknown

_1092970917.unknown

_1092973007.unknown

_1093111900.unknown

_1092972989.unknown

_1092970780.unknown

_1092970486.unknown

_1092970674.unknown

_1092970733.unknown

_1092970447.unknown

_1092970329.unknown

_1092970351.unknown

_1092306533.unknown

_1092968736.unknown

_1092970297.unknown

_1092306534.unknown

_1092306532.unknown