A. PENDAHULUAN.

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. Dari beberapa metode yang dilakukan di

atas, yang akan di bahas dalam paper ini adalah metode geomagnet.

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.

B. SEJARAH METODE GEOMAGNETIK.

Metode Geomagnetik pertama kali di teliti oleh Sir William Gilbert

(1540-1603) kurang lebih 400 tahun yang lalu. Gilbert adalah orang

yang pertama kali melihat bahwa medan magnet bumi ekivalen

dengan arah utara – selatan sumbu rotasi bumi. Penemuan Gilbert

kemudian diperdalam oleh Van Wrede (1843) untuk melokalisir

endapan bijih besi dengan mengukur variasi magnet di permukaan

bumi. Hasil penelitiannya kemudian dibukukan oleh Thalen (1879)

dengan judul :” The Examination Of Iron Ore Deposite By Magnetic

Measurement” yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran

magnetisasi bumi (Geomagnet) 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.

C. KEGUNAAN METODE GEOMAGNET.

1. 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.

2. 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 panas bumi 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 panas bumi.

3. Eksplorasi Bijih Besi dengan Metode Magnetik.

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.

4. Eksplorasi Air 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 di permukaan dapat memperlihatkan

suatu perubahan yang signifikan jika terdapat mineralisasi di

bawah permukaan.

D. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN METODE GEOMAGNETIK

Keunggulan 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.

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. Sehingga bisa memberikan data yang didapat bisa

berbeda dengan kenyataan yang sebenarnya di bawah permukaan.

E. Penagambilan dan Pengukuran data Geomagnet di lapangan

1. Metode Pengambilan data Geomagnet

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 daerah-daerah 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.

a. 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.

b. 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.

c. 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 dipidah-pindahkan 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 tempat-tempat 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.

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.

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.

F. CARA PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA METODE GEOMAGNETIK

a. Pengolahan Data IGRF

IGRF singkatan dari the international geomagnetic Reference

Field. Merupakan medan acuan geomagnetik international. Pada

dasarnya nilai IGRF merupakan nilai kuat medan magnetic utama

bumi (H0). Nilai IGRF termasuk nilai yang ikut terukur pada saat

kita melakukan pengukuran medan magneik di permukaan bumi,

yang merupakan komponen paling dasar dalam survei

geomagnetic, sehingga 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

b. Pengolahan Data Geomagnetik

Untuk memperoleh nilai anomali medan magnetik yang

diinginkan, maka dilakukan koreksi terhadap data medan magnetik

total hasil pengukuran pada setiap titik lokasi atau stasiun

pengukuran, yang mencakup koreksi harian, IGRF dan topografi

1. Koreksi Harian

Koreksi harian (diurnal correction) merupakan penyimpangan

nilai medan magnetik bumi akibat adanya perbedaan waktu dan

efek radiasi matahari dalam satu hari.

Waktu yang dimaksudkan harus mengacu atau sesuai dengan

waktu pengukuran data medan magnetik di setiap titik lokasi

(stasiun pengukuran) yang akan dikoreksi. Apabila nilai variasi

harian negatif, maka koreksi harian dilakukan dengan cara

menambahkan nilai variasi harian yang terekan pada waktu

tertentu terhadap data medan magnetik yang akan dikoreksi.

Sebaliknya apabila variasi harian bernilai positif, maka

koreksinya dilakukan dengan cara mengurangkan nilai variasi

harian yang terekan pada waktu tertentu terhadap data medan

magnetik yang akan dikoreksi, datap dituliskan dalam

persamaan :

ΔH = Htotal ± ΔHharian

2. Koreksi Topografi

Koreksi topografi dilakukan jika pengaruh topografi dalam

survei megnetik sangat kuat. Koreksi topografi dalam survei

geomagnetik tidak mempunyai aturan yang jelas. Salah satu

metode untuk menentukan nilai koreksinya adalah dengan

membangun suatu model topografi menggunakan pemodelan

beberapa prisma segiempat (Suryanto, 1988). Ketika melakukan

pemodelan, nilai suseptibilitas magnetik (k) batuan topografi

harus diketahui, sehingga model topografi yang dibuat,

menghasilkan nilai anomali medan magnetik (ΔHtop) sesuai

dengan fakta. Selanjutnya persamaan koreksinya (setelah

dilakukan koreski harian dan IGRF) dapat dituliska sebagai

ΔH = Htotal ± ΔHharian – H0 - ΔHtop

Setelah semua koreksi dikenakan pada data-data medan

magnetik yang terukur dilapangan, maka diperoleh data anomali

medan magnetik total di topogafi. Untuk mengetahui pola

anomali yang diperoleh, yang akan digunakan sebagai dasar

dalam pendugaan model struktur geologi bawah permukaan

yang mungkin, maka data anomali harus disajikan dalam bentuk

peta kontur. Peta kontur terdiri dari garis-garis kontur yang

menghubungkan titik-titik yang memiliki nilai anomali sama,

yang diukur dar suatu bidang pembanding tertentu.

c. Reduksi ke Bidang Datar

Untuk mempermudah proses pengolahan dan interpretasi data

magnetik, maka data anomali medan magnetik total yang masih

tersebar di topografi harus direduksi atau dibawa ke bidang datar.

Proses transformasi ini mutlak dilakukan, karena proses

pengolahan data berikutnya mensyaratkan input anomali medan

magnetik yang terdistribusi pada biang datar.

Beberapa teknik untuk mentransformasi data anomali medan

magnetik ke bidang datar, antara lain : teknik sumber ekivalen

(equivalent source), lapisan ekivalen (equivalent layer) dan

pendekatan deret Taylor (Taylor series approximaion), dimana

setiap teknik mempunyai kelebihan dan kekurangan (Blakely,

1995).

d. Pengangkatan ke Atas

Pengangkatan ke atas atau upward continuation merupakan

proses transformasi data medan potensial dari suatu bidang datar

ke bidang datar lainnya yang lebih tinggi. Pada pengolahan data

geomagnetik, proses ini dapat berfungsi sebagai filter tapis rendah,

yaitu unutk menghilangkan suatu mereduksi efek magnetik lokal

yang berasal dari berbagai sumber benda magnetik yang tersebar

di permukaan topografi yang tidak terkait dengan survei. Proses

pengangkatan tidak boleh terlalu tinggi, karena ini dapat mereduksi

anomali magnetik lokal yang bersumber dari benda magnetik atau

struktur geologi yang menjadi target survei magnetik ini.

e. Koreksi Efek Regional

Dalam banyak kasus, data anomali medan magnetik yang

menjadi target survei selalu bersuperposisi atau bercampur dengan

anomali magnetik lain yang berasal dari sumber yang sangat

dalam dan luas di bawah permukaan bumi. Anomali magnetik ini

disebut sebagai anomali magnetik regional (Breiner, 1973). Untuk

menginterpretasi anomali medan magnetik yang menjadi target

survei, maka dilakukan koreksi efek regional, yang bertujuan untuk

menghilangkan efek anomali magnetik regioanl dari data anomali

medan magnetik hasil pengukuran.

Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperoleh

anomali regional adalah pengangakatan ke atas hingga pada

ketinggian-ketinggian tertentu, dimana peta kontur anomali yang

dihasilkan sudah cenderung tetap dan tidak mengalami perubahan

pola lagi ketika dilakukan pengangkatan yang lebih tinggi.

G. INTERPRETASI DATA GEOMAGNETIK

Secara umum interpretasi data geomagnetik terbagi menjadi dua,

yaitu interpretasi kualitatif dan kuantitatif. Interpretasi kualitatif

didasarkan pada pola kontur anomali medan magnetik yang

bersumber dari distribusi benda-benda termagnetisasi atau struktur

geologi bawah permukaan bumi. Selanjutnya pola anomali medan

magnetik yang dihasilkan ditafsirkan berdasarkan informasi geologi

setempat dalam bentuk distribusi benda magnetik atau struktur

geologi, yang dijadikan dasar pendugaan terhadap keadaan geologi

yang sebenarnya.

Interpretasi kuantitatif bertujuan untuk menentukan bentuk atau

model dan kedalaman benda anomali atau strukutr geologi melalui

pemodelan matematis. Untuk melakukan interpretasi kuantitatif, ada

beberapa cara dimana antara satu dengan lainnya mungkin berbeda,

tergantung dari bentuk anomali yang diperoleh, sasaran yang dicapai

dan ketelitian hasil pengukuran. Beberapa pemodelan yang biasa

digunakan yaitu pemodelan dua setengah dimensi dan pemodelan

tiga dimensi.