sifat magnetik batuan jadi

Download SIFAT MAGNETIK BATUAN JADI

Post on 29-Jun-2015

925 views

Category:

Documents

22 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

SIFAT MAGNETIK BATUANRangkuman Ini dibuat untuk Memenuhi Tugas Akhir Fisika Batuan Dosen Pengampu : Bapak Agus Yulianto

Disusun Oleh: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Finarani Putri (4211409002)

Ani Fauziyah (4211409004) Septian Aji S (4211409005) Maulida Mitayani Shinta Fitriana N Hilmi Rifka B (4211409008) (4211409009) (4211409028)

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2010

SIFAT MAGNETIK BATUAN I. Fisik dasar dan unit Sifat Magnetik menggambarkan perilaku zat di bawah pengaruh medan magnet. Fenomena magnetik timbul dari gerak bermuatan listrik dalam substansi. Ada tiga kelompok utama bahan terhadap sifat magnetik.1.

Substansi Diamagnetik

kulit elektron dari zat di bawah pengaruh medan magnet elektron berputar dan menghasilkan magnetisasi pada arah yang berlawanan dengan medan diterapkan sesuai dengan hukum Lenz. 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. Substansi Paramagnetik Terdapat 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 momenmomen 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. Dalam kedua kasus, kekuatan magnetisasi M induksi (momen magnet per satuan volume) secara langsung berhubungan dengan medan magnet H diterapkan: Dimana k adalah suseptibilitas magnetik

Secara umum, kerentanan adalah tensor dua peringkat. Jika tidak disebutkan, k simbol berarti "berarti, quasi isotropic" kerentanan. Substansi Diamagnetic, oleh karena itu, memiliki kerentanan negatif: magnitude, adalah untuk batuan yang biasa membentuk mineral (Tarling dan Hrouda, 1993). Kerentanan diamagnetik tidak tergantung pada suhu. Ketergantungan suhu kerentanan paramagnetik diberikan oleh hukum Curie atau hukum CurieWeiss. 3. Substansi Ferromagnetic satu electron diperkuat lagi searah yang arah sama, k positif dan

Terdapat banyak kulit electron yang hanya diisi oleh sehingga mudah terinduksi oleh medan luar.keadaan ini oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin membentuk dipole-dipol magnet (domain) mempunyai apalagi jika didalam medan magnet luar. Susceptibilitas >> 1. serta bergantung dari temperature. Contoh : besi, nikel, kobalt. 4. Antiferromagnetik

domain-domain menghasilkan dipole arah sehingga momen magnetic Bahan antiferromagnetik yang mengalami medan magnet kecil bahan paramagnetic suseptibilitas harganya naik sampai dengan titik hokum curie-weiss. Contoh : hematit ( Fe2O3 ). 5. Ferrimagnetik

magnetic yang saling berlawanan secara keseluruhan sangat kecil. mengalami cacat kristal akan dan suseptibilitasnya seperti pada k seperti paramagnetic, tetapi curie kemudian turun lagi menurut

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 ).

II.

Sifat magnetik Batuan Kostitusi

a. Sifat magnetik Mineral Mineral juga dari diklasifikasikan sebagai Diamagnetic mineral mineral paramagnetik Ferromagnetik mineral ferrimagnetik mineral antiferromagnetik mineral

a) Diamagnetic dan paramagnetik Mineral

Karena keberadaan non-stoikiometri-Fe atau Mn-ion, beberapa mineral mungkin memiliki sifat paramagnetik (Petersen, 1985). Beberapa dari nilai-nilai yang diterbitkan oleh Dortman (1976) adalah positif dan relatif tinggi, sehingga harus diasumsikan bahwa sampel yang diteliti memiliki kotoran (Fe, Ti), yang menghasilkan superimposed komponen positif. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. b) Ferro-, antiferro-, dan mineral ferromagnetic

Kelompok yang paling penting dan mineral yang melimpah feromagnetik dalam batuan adalah titanium oksida besi dan besi. oxyhydroxides besi dan sulfida besi yang signifikan, namun tidak berlimpah (Beil dan Petersen, 1982). Fe-Ti-oxydes adalah magnet dominan particularlyin, hadir terutama dalam sistem terner. "substansi", batuan magnetik

FeO (wustite) - Fe2O3 (hematit, maghemite) - TiO2 (Rutile) Jika dapat dilihat bahwa sistem ini memberikan "pengetahuan yang paling dasar memahami karakteristik feromagnetik batuan umum" (Nagata, 1966). Sistem terner berisi komposisi kimia

Oksida mineral kepentingan dalam kemagnetan batuan (Nagata, 1961): FeO (wustite), Fe3O4 (magnetite), Fe2O3 (maghemite), -Fe2O3 (hematit), FeTiO3 (ilmenit), Fe2TiO4 (ulvospinel), Fe2TiO5

( pseudobrookite) dan ferropseudobrookite) dan

FeTi2O5

(ilmeno-rutil,

Empat seri (seri larutan padat) dari sistem: titanomagnetit, ilmeno-hematit, pseudobrookite, titanomaghemite.

Uraian berikut berisi beberapa parameter sifat yang relevan.

Titanomaghemite seri: struktur kubik / spinel invers; seri ini memiliki

anggota akhir magnet dan ulvospinel dengan rumus umum Fe3-X TixO4with 0 x 1. Khusus magnetisasi saturasi, kerentanan awal, dan penurunan Currie-suhu dengan meningkatnya x hubungan berikut (Bleil dan Petersen, 1982); Tc = 851 - 580x-150x2 Sehubungan dengan kelimpahan titanomagnetitues, Bleil dan Petersen (1982) dapat disebut: "titanomagnetities ... ... adalah mineral magnetik yang paling umum dalam batuan .... Magnetite agreat terjadi dalam berbagai jenis batuan beku, metamorf, dan sedimen, di meteorit tertentu, tapi tidak di sampel bulan. Biasanya, hal ini dibentuk dalam berbagai jenis reaksi subsolidus. Sebagai karir magnetisme batuan, magnetit adalah mineral oksida paling banyak dan penting. Ulvospinel adalah kristal tingkat alami dalam batuan darat, hampir selalu intergrown dengan magnetit. Hal ini sering diamati dalam sampel bulan." Ilmenit-hematit seri : struktur heksagonal / rombohedral: seri ini memiliki

akhir ilmenit anggota dan hematit dan rumus umum Fe2-x TixO4 dengan 0 x 1

Untuk hubungan yang kompleks antara sifat dan komposisi lihat Bleil dan Petersen (1982). Seri ini menghasilkan berikut orientasi karakteristik alami. Hematit adalah pembawa magnetisasi remanen dalam sedimen (terutama di butir specular dan pigmen). Pada batuan beku, komposisi utama dari seri berkaitan dengan kimia sebagian besar batu. Dengan penurunan kebasaan total, isi berkurang ilmenit; reaksi subsolidus menyebabkan ilmenit pengayaan. Seri ini juga terjadi pada berbagai batuan metamorf.

Pseudobrookite seri : struktur ortorombik, seri ini didefinisikan oleh

anggota akhir Pseudobrookite Fe2TiO5 dan FeTi2O5 ferroPseudobrookite. Pada suhu kamar, Pseudobrookites benar-benar paramagnetik (Bleil dan Petersen 1982). Kejadian alami dalam batuan beku dan metamorf

Titanomaghemite seri : struktur spinel; titanimaghemite dihasilkan oleh

oksidasi titanomagneties pada suhu dibawah 300 C (Petersen, 1985) dengan +.perubahan Fe2 + Fe3 Pada maghemite satu dan anggota lain digambarkan dengan rumus (Fe, Ti, ) 3O4, dimana menunjukkan kekosongan bervariasi di situs ion logam dari struktur kristal. Sifat magnetik sangat dikendalikan oleh komposisi dan dipengaruhi oleh "rasio oksidasi" Fe2O3 / (Fe2O3 + FeO): rasio oksidasi Currie-suhu meningkat. Titanonaghemite adalah konstituen magnet utama di basement laut basaltik, tetapi mereka juga terjadi pada batuan beku benua. (Bleol dan Peterson 1982). Pyrrotite FeS1-x merupakan perwakilan dari sulfida besi (monoclinier dan heksagonal), dengan perilaku ferrimagnetik. Perwakilan oxyhydroxides besi gutit-FeOOH dan lepidocrocite -FeOOH (keduanya ortorombik). b. Sifat Magnetik Cairan Sebagian besar cairan diamagnetic dan hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap sifat batuan magnetik. Untuk kobranova cairan (1989) memberikan nilai kerentanan berikut: Kwater = - 0,9. 10-5 dan Koi = - 1,04. 10-5

Mineralisasi memiliki efek yang kecil, karena sebagian besar garam juga diamagnetic. Kebanyakan gas komponen juga diamagnetic, kecuali oksigen paramagnetik. Nilai rendah sehingga udara sekitar Kaie = 0,04. 10 -5. untuk gas hidrokarbon Kobranova (1989) memberikan suseptibilitas dari sekitar -10-5.III.

Sifat magnetik batuan

Sifat magnetik batuan dikendalikan oleh orang-orang konstituen mineral yang berpengaruh magnetik. Fraksi mineral ini sehubungan dengan volume total batuan mungkin kecil. Oleh karena itu dua konsekuensi hasil (Charmichael, 1989):1.

Sifat magnetik bisa cukup variabel dalam jenis batuan, tergantung pada homogenan kimia, pengendapan dan / atau kristalisasi, dan kondisi postformational. Sifat magnetik belum tentu erat diprediksi oleh jenis batuan litologi (nama geoligoc). ini karena batu nama geologi (dan klasifikasi geologi) biasanya diberikan atas dasar asal-usul dan mineralogi kotor, tetapi sebagian kecil dari konstituen mineral mengontrol sifat magnetik.

2.

Mineral yang paling berlimpah di batuan umum adalah paramagnetik atau diamagnetic. Sifat magnetik batuan dikontrol oleh mineral ferrimagnetik, meskipun konsentrasi mereka "pada jenis batuan utama jarang melebihi 10% vol." (Petersen dan Bleil, 19