Karimah and Irjan

ARTIKEL RISET

Penyelidikan Prospek Pasir Besi di Dusun SungaiTopo, Desa Sungai Teluk, KecamatanSangkapura, Kabupaten Gresik menggunakanMetode MagnetikKarimah* and Irjan

Ringkasan

Penelitian yang telah dilakukan di Kawasan Pantai Dusun Sungai Topo, Desa Sungai Teluk, KecamatanSangkapura, Kabupaten Gresik bertujuan untuk mengetahui pola sebaran pasir besi dan mengetahui strukturbawah permukaan di daerah penelitian. Daerah penelitian memiliki Formasi Quarter Aluvial yang merupakanendapan sungai dan pantai yang tersusun dari kerakal, kerikil, lempung, lumpur, dan pasir. Akuisisi datainterpretasi magnetik dalam penelitian ini telah dilakukan pada bulan Juli 2018, diperoleh 103 titik pengamatandengan jarak 80 − 100m antar titik pengamatan. Pengambilan data dengan menggunakan Proton PrecessionMagnetometer (PPM) diperoleh medan magnet total di titik pengamatan pada daerah penelitian. Hasilinterpretasi kualitatif dengan koreksi variasi harian, koreksi IGRF, kontinuasi ke atas dengan ketinggian 200m danreduksi ke kutub. Hasil analisis menunjukkan rentang nilai anomali medan magnet dari −70nT sampai 70nT .Hasil interprtasi kuantitatif dari pemodelan 2D menggunakan oasis montaj, diperoleh beberapa model bendaanomali bawah permukaan.model benda anomali dengan nilai suseptibilitas 15 × 10−6 satuan SI diinterpretasisebagai pasir besi yang berselingan dengan lanau, lempung, pasir dan kerikil dari formasi Alluvium. Formasiini terletak pada kedalaman 0m sampai 38m di bawah permukaan. Pasir besi yang terdapat pada formasi inidiperkirakan tidak prospek untuk dieksplorasi karena relatif kecil.

Kata Kunci : pasir besi, data anomali medan magnet, suseptibilitas batuan.

Abstract

The research had been conducted in the beach of Sungai Topo Village, Sangkapura, Gresik, to find out thedistribution of iron sand and know the structure of the subsurface in the area of research. Areas of research havethe Quarter Alluvial Formation which is deposition of the river and the beach is consisted of gravel, clay, sand,and mud. Magnetic data interpretation acquisition in this research has been conducted in July 2018, obtained103 points of observation with the distance 80 − 100m between the point of observation. Data acquisition byusing a Proton Precession Magnetometer (PPM) and obtained the total magnetic field observations on areasof research emphasis. A qualitative interpretation of the results with a daily variation, IGRF correction, upwardcontinuation over 200m altitude and the reduction to the pole. The results of the analysis show the range valueof magnetic field anomalies from −70nT to 70nT . Quantitative interpretations results from 2D modelling usingoasis montaj, obtained some anomalous objects beneath the surface models. Models of objects with a value ofsusceptibility anomalies 0.0098 cgs unit are interpreted as a special sand iron with silt, clay, sand and gravelFormation of Alluvium. This formation is located at a depth of 0m to 38m beneath the surface. Iron sand inthis formation is estimated to not be a prospect because it is relatively small.

Keywords: iron sand; magnetic field anomaly data; rock susceptibility.

*Correspondence: karimahimei@gmail.com

Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang, Gedung B.J Habibie Lantai 2, Jalan

Gajayana Nomor 50, Kota Malang, Jawa Timur, Indonesia

Karimah and Irjan Page 18 of 27

PENDAHULUANIndonesia merupakan negara yang luas danmempunyai sumber daya alam yang melimpahpula. Secara geologis kondisi indonesia beradapada pertemuan tiga lempeng yaitu lempengIndo-Australia, Indo-Eurasia, Eurasia dan lempengPasifik. Hal ini mengakibatkan Indonesia mempunyaisebuah tatanan tektonik yang komplek yang secaraotomatis akan mendukung potensi sumber daya alamdari kaya akan tambang mineral galian yang cukupbesar [1].

Salah satu tambang mineral yang ada di indonesiayaitu pasir besi. Pasir besi adalah sejenis pasirdengan konsentrasi besi yang sangat signifikan,biasanya berwarna abu-abu gelap atau berwarnakehitaman dengan ukuran halus (< 1mm) dan ukurankasar (5–3mm). Perbedaan karateristik kandunganmineral pasir besi terjadi karena adanya perbedaanlokasi endapan [2]. Pembentukan endapan pasirbesi ditentukan oleh beberapa faktor antara lainbatuan asal, proses perombakan, media transportasi,proses serta tempat pengendapannya. Sumber mineralendapan pasir besi pantai sebagian besar berasal daribatuan gunung api, terjadinya proses perombakandiakibat pelapukan batuan karena proses alam yangmembuat butiran mineral terlepas dari batuan. Prosestransportasi membawa material lapukan dari batuanasal, menyebabkan mineral terangkut hingga kemuara, kemudian gelombang dan arus laut mencucidan memisahkan mineral tersebut berdasarkan beratjenisnya [3].

Bawean, sebuah pulau dilaut jawa merupakanpulau vulkanik dengan berbagai potensi. Salahsatu potensinya yaitu tambang mineral galian pasirbesi yang terdapat di Dusun Sungai Topo, DesaSungai Teluk, Kecamatan Sangkapura, KabupatenGresik. Sebagian besar pulau Bawean terbentukdari batuan vulkanik (lava andesit, basal dan tuff)sebagai sumber bijih besi dan batuan lainnya sepertibatupasir dan batugamping. Lokasi penelitian beradadi Dusun Sungai Topo, Desa Sungai Teluk, KecamatanSangkapura, Kabupaten Gresik. Topografi alamnyaberupa daratan rendah dengan ketinggian antara0–36 mdpl. Formasi batuan di daerah penelitian,yaitu Endapan Quarter Aluvium (Qa), merupakansendimen yang termuda. Batugamping koral berupaterumbu terdapat di sekitar antara beberapa pulaudan masih tumbuh hingga sekarang (Holosen-Resen).Endapan Quarter Aluvium (Qa) tersusun daribeberapa batuan, yaitu kerakal, kerikil, lempunglumpur dan pasir. Satuan ini merupakan endapansungai dan pantai, umumnya tidak kompak dan

Full list of author information is available at the end of the article†Equal contributor

mudah lepas [4]. Kemungkinan besar potensi bijihbesi yang ada di Bawean sangat besar. Hal tersebutdiindikasi dengan keberadaan singkapan pasir besi diatas permukaan daerah penelitian. Kondisi alam didaerah penelitian sebelumnya belum pernah dilakukanpenelitian guna memetakan persebaran dan strukturbawah permukaan pasir besi di daerah tersebut. Olehkarena itu, diperlukan penelitian untuk mengetahuipersebaran pasir besi di daerah tersebut denganmenggunakan metode geomagnetik.

Metode magnetik merupakan salah satu metodesurvei geofisika pasif yang memanfaatkan sifatkemagnetan bumi. Pasir besi mempunyai sifatmagnet kuat dan mudah terinduksi oleh medanmagnet, sehingga dengan menggunakan metodemagnetik diharapkan sebaran pasir besi di areapenelitian dapat terpetakan dengan baik. MenurutRuslita [5] bahwa dengan memanfaatkan sifatkemagnetan bumi pada metode magnetik akanmeberikan gambaran persebaran pasir besi di bawahpermukaan dengan baik, dan akan menghasilkankontur yang mendistribusi suseptibilitas batuan dibawah permukaan. Pada nilai suseptibilitas batuandapat memisahkan batuan satu dengan lainnyasesuai sifat kemagnetan batuan tersebut, sehinggadi dapatkan informasi dari arah sebaran dankedalaman pasir besi. Prinsip kerja metode magnetikdi dalam survei geofisika adalah memetakan sumber- sumber anomali bawah permukaan. Anomalimagnetik didefinisikan sebagai medan magnetik yangberasal dari distribusi benda bawah permukaan yangtermagnetisasi. Suatu volume benda yang terdiri atasmineral-mineral magnetik dapat diasumsikan sebagaidipol magnetik. Besar magnetisasi yang terjadi padabatuan tersebut sesuai dengan rekam jejaknya selamaberada di dalam medan magnetik bumi, sehinggamagnetisasinya dapat diasumsikan hanya berasal dariinduksi magnetik yang diterima dari medan magnetikbumi. Induksi magnetik total seluruh batuan tersebutdapat dirumuskan sebagai berikut [6].

−→B (−→r 0) = Cm∇

∫v

−→M(−→r ) · ∇

[1

|−→r 0 −−→r |

]dv (1)

Induksi magnetik di dalam persamaan (1) disebutanomali magnetik. Anomali magnetik bersama-samadengan medan magnetik utama bumi B0 selalu beradadi setiap titik di permukaan bumi. Oleh karena itu,medan magnetik total yang terukur pada peralatandi permukaan bumi adalah gabungan nilai medan

magnetik utama bumi (−→B 0) dan anomali magnetik

(−→B r0) dengan asumsi bahwa medan magnetik luar

dapat diabaikan. Berdasarkan hal ini nilai medan

Karimah and Irjan Page 19 of 27

magnetik total (−→B T ) yang terukur dapat dinyatakan

dengan persamaan

−→B T =

−→B 0 +

−→B r0 (2)

METODE PENELITIANMetode pengukuran data medan magnetik total telahdilaksanakan di Dusun Sungai Topo, KecamatanSangkapura, Kabupaten Gresik pada tanggal 4–6 Juli2018 dengan peta lokasi seperti Gambar 1. Peralatanyang digunakan pada penelitian antara lain ProtonPrecession Magnetometers (PPM), Global PositioningSystem (GPS), kompas geologi, peta geologi, laptop,serta beberapa program aplikasi dan perangkat lunakseperti Microsoft Excel 2007, Surfer 13, Oasis Montaj,dan Sketchup.

Gambar 1: Daerah penelitian : Dusun SungaiTopo, Desa Sungai Teluk, Kecamatan Sangkapura,Kabupaten Gresik

Tahapan kegiatan penelitian yang dilakukanmeliputi pengukuran data medan magnet total,pengolahan, pemodelan, dan interpretasi data,Gambar 2. Data yang terukur di lapangan adalahinduksi magnetik total, posisi geografis (lintang,bujur, ketinggian), waktu (jam dan menit), dankondisi lingkungan. Selanjutnya dilakukan koreksiterhadap data medan magnet total yang meliputikoreksi harian dan koreksi IGRF, sehingga diperolehdata anomali magnetik total. Data anomali magnetiktotal yang masih terdistribusi di permukaan topografitersebut selanjutnya ditransformasi ke bidangdatar dan dikoreksi dari efek magnetik regional,sehingga diperoleh data anomali magnetik lokal.Selanjutnya data anomali magnetik lokal ini

dimodelkan menggunakan perangkat lunak OasisMontaj untuk menginterpretasi jenis.

Gambar 2: Alur Pengolahan Data Magnetik

HASIL DAN PEMBAHASANData magnet total yang diperoleh dari pengukuranmasih bercampur dengan data medan magnet utamabumi dan medan magnet luar. Untuk memperolehdata anomali magnetik total yang menjadi targetpenelitian, maka dilakukan koreksi yang terdiriatas koreksi harian (koreksi medan magnet luar)dan koreksi IGRF (koreksi medan magnet bumi).Data anomali magnetik yang diperoleh setelahdilakukan koreksi tersebut, selanjutnya dikonturkanmenggunakan Surfer 13, sehingga diperoleh petakontur seperti ditunjukkan pada Gambar 3(a).

Data anomali magnetik total masih terdistribusidi atas permukaan topografi, sehingga perluditransformasi ke bidang datar. Metode yang dapatdigunakan untuk mentransformasi data anomali kebidang datar adalah pendekatan deret Taylor [6].

Reduksi Bidang datar dilakukan untuk mereduksipengaruh variasi jarak vertikal antara sumberanomali terhadap titik pengukuran di topografi.Sistem coba-coba dilakukan dengan ketinggianbidang pengamatan yang sama yaitu 20m, danvariasi kedalaman bidang ekuivalen 350m, 300m,250m, 200m, 150m, dan 148m. Dari beberapapercobaan yang telah dilakukan proses transformasike bidang datar cukup stabil pada ketinggian bidangpengamatan 20m dan kedalaman 148m. Secara teknistransformasi ini dilakukan menggunakan programMatlab. Data anomali yang dihasilkan dari proses initelah terdistribusi pada bidang datar, dan di kontur di

Karimah and Irjan Page 20 of 27

Surfer 13, sehingga diperoleh kontur anomali medanmagnet total yang telah direduksi ke bidang datar,seperti Gambar 3(b).

Gambar 3: Perbandingan (a) Anomali MedanMagnet Total dan (b) Anomali Medan MagnetTotal yang Dereduksi Ke Bidang Datar

Data anomali magnetik total yang telah beradapada bidang datar, selanjutnya dikoreksi dari efekmagnetik regional, karena target penelitian adalahbatuan bawah permukaan yang bersifat lokal. Dataanomali magnetik regional dapat diperoleh melaluipengangkatan ke atas (upward continuation) dataanomali magnetik total yang telah berada padabidang datar hingga ketinggian tertentu, sedemikianhingga pola kontur anomalinya cenderung tetap. Padapenelitian ini anomali magnetik regional diperolehpada ketinggian 2000mdpl dengan menggunakansoftware MagPick [6].

Setelah dilakukan pemisahan antara anomaliregional dengan anomali lokal, diperoleh anomalilokal, Interpretasi sumber anomali bawah permukaandilakukan melalui pemodelan menggunakan perangkatlunak Oasis Montaj. Untuk melakukan pemodelan,dibuat beberapa sayatan (line section) di atas zonadipol magnetik pada peta kontur anomali magnetiklokal yang diperkirakan sebagai sumber anomalimagnetik bawah permukaan seperti terlihat padaGambar 5.

Data anomali magnetik diekstrak darisayatan-sayatan tersebut menggunakan perangkatlunak Surfer13 dan selanjutnya disebut sebagaidata anomali observasi. Gambar 4. Pada gambar5 diperoleh tiga sayatan, yaitu lintasan A-A’,lintasan B-B’ dan lintasan C-C’ pada peta konturanomali magnetik lokal. Pemodelan 2D ini dilakukanmenggunakan Software Oasis Montaj denganmenggunakan inputan berupa data topografi dandata anomali lokal. Prinsip kerja dari SoftwareOasis Montaj adalah menggunakan konsep forward

Gambar 4: Gabungan (a) Kontur Anomali MedanMagnet Lokal dan (b) Anomali Medan MagnetRegional

Gambar 5: Penentuan Sayatan Pada PetaKontur Anomali Lokal

Modeling (pemodelan tidak langsung) denganmenyamakan bentuk dari anomali pengamatan(observed) yang berupa garis putus-putus dengananomali perhitungan (calculated) yang berupa garistegas, secara tidak langsung penyamaan tersebutbersimulasi menggambarkan model dan kedalamanbenda anomali atau struktur geologinya. Penyamaandari anomali pengamatan dengan perhitungandilakukan dengan trial dan error, karena semakinkecil error perhitungan terhadap error referensiakan menunjukkan ke validan pada pemodelan yangdilakukan. Dalam interpretasi kuantitatif masihterdapat ambiguitas karena bisa saja beragam model,geometri, dan kedalaman yang tidak pasti dapatdihasilkan. Untuk menghindari hal demikian makaperlu adanya data pedukung yang berupa datageologi daerah penelitian, data singkapan dan datageofisikanya.

Berdasarkan interpretasi pada model penampanglintasan A-A’, B-B’, C-C’ didapat empat model

Karimah and Irjan Page 21 of 27

Gambar 6: (a) lintasan A-A’, (b) lintasan B-B’, (c)lintasan C-C’

lapisan , yaitu model pertama (warna kuning), modelkedua (warna merah), model ketiga (warna biru),model keempat (warna biru dongker). Pada modelpertama ditandai dengan warna kuning mempunyaisuseptibilitas 0.00016 dalan satuan cgs dengankedalaman antara 0m sampai 33.57m memiliki batuandominan pasir. Pada model kedua ditandai denganwarna merah mempunyai suseptibilitas 0.0098 dalamsatuan cgs dengan kedalaman antara 0m sampai38.39m memiliki batuan dominan batuan dominanbatupasir (batupasir yang bercampur dengan pasir,dan pasir besi). Pada body yang berwarna merahmerupakan dugaan adanya campuran pasir besi yangada di bawah permukaan pada daerah penelitian,dengan menunjukkan pengaruh nilai anomali modelterhadap anomali referensi yang lebih besar dari modelyang lainnya. Formasi ini diduga sebagai sandstonedengan parameter peta geologi, stratigrafi dan datasingkapan.

Pada Pemodelan 3 Dimensi (3D) merupakanhasil gabungan dari pemodelan 2 Dimensi (2D)pada model A-A’, B-B’, dan C-C’ menggunakanbantuan software Sketchup. Hasil lapisan pemodelan3D menggambarkan sebaran dan struktur bawahpermukaannya secara jelas dan nyata.pada daerahpenelitian, sehingga akan memudahkan prosesinterpretasi secara vertikal.

Gambar 7: Model 3D Penampang Lintasan A-A’,B-B’, C-C’

Interpretasi terhadap hasil pemodelan anomalimagnetik pada sayatan AA’, BB’, dan CC’ didasarkanpada Peta Geologi Lembar Bawean-Masalembu.

Berdasarkan peta ini, formasi batuan bawahpermukaan di daerah penelitian tersusun atas FormasiQa (Quarter aluvium) [1]. Litologi daerah penelitiandidominasi perselingan batupasir dan pasir besi yangtermasuk Formasi Qa dengan estimasi suseptibilitasmagnetik rata-rata sebesar 0, 0098cgs. Pada body yangberwarna merah merupakan dugaan adanya campuranpasir besi yang ada dibawah permukaan pada daerahpenelitian, dengan menunjukkan pengaruh nilaianomali model terhadap anomali referensi yang lebihbesar dari model yang lainnya. Formasi ini didugasebagai sandstone dengan parameter peta geologi,stratigrafi dan data singkapan. Batupasir adalah jenisbatuan dengan porositas tinggi. Mineralisasi besidiperkirakan banyak terjadi di dalam formasi ini,khususnya perselingan pasir halus dan batupasir.

KESIMPULANBerdasarkan hasil pengolahan data interpretasi danpembahasan dapat disimpulkan seagai berikut:1 Berdasarkan anomali magnet lokal pada daerah

penelitian terbagi menjadi dua, yaitu anomalitinggi dan anomali rendah dengan bentuk klosurtertutup yang tersebar secara tidak merata di areapenelitian.

2 Berdasarkan data singkapan, stratigrafi, geologidan data geofisika, area penelitian memiliki empatmodel lapisan struktur bawah permukaan yangtersusun dari pasir halus, pasir yang bercampurdengan pasir besi, gamping bercampur denganbatu basir dan gamping dengan kedalam 50m dibawah permukaan.

PENULIS1 Karimah

Dari :(1) Jurusan Fisika Fakultas Sanis dan Teknologi,Uiversitas Islam Negeri Maulana Malik IbrahimMalang

2 IrjanDari :

Karimah and Irjan Page 22 of 27

(1) Jurusan Fisika Fakultas Sanis dan Teknologi,Uiversitas Islam Negeri Maulana Malik IbrahimMalang

Pustaka1. Fitri I, KEBUMIAN FIDANT. Analisis Kandungan Mineral Logam

ingkapan Batuan Dikawasan Pertambangan Mangan Desa Kumbewaha

Kecamatan Siotapina Kabupaten Buton dengan Menggunakan Metode

X-RF. Kendari: Program Studi Geofisika, Fakultas Bumi dan Teknologi

Kebumian, Universitas Haluoleo. 2016;.

2. Purwanto S, Dani M. Strukturmikro dan Sifat Magnet Pasir Besi Pasca

Ultrasonifikasi. Jurnal Sains Materi Indonesia. 2017;19(1):14–18.

3. Geologi Pasir Besi : Genesa dan Sifat Fisik; 2016. Available from:

https://www.geologinesia.com/2016/12/geologi-pasir-besi-

genesa-dan-sifat-fisik.html.

4. Aziz S, Hardjoprawiro S, Mangga SA. Peta Geologi Lembar Bawean

dan Masalembo, Jawa. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi

Bandung. 1993;.

5. Rusita S, Siregar SS, Sota I. Identifikasi Sebaran Bijih Besi Dengan

Metode Geomagnet di Daerah Pemalongan, Bajuin Tanah Laut. Jurnal

Fisika Flux: Jurnal Ilmiah Fisika FMIPA Universitas Lambung

Mangkurat. 2016;13(1):49–59.

6. Telford WM, Telford WM, Geldart LP, Sheriff RE, Sheriff RE. Applied

geophysics. Cambridge university press; 1990.