SIFAT MAGNETIK BATUAN JADI

Download SIFAT MAGNETIK BATUAN JADI

Post on 29-Jun-2015

912 views

Category:

Documents

22 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>SIFAT MAGNETIK BATUANRangkuman Ini dibuat untuk Memenuhi Tugas Akhir Fisika Batuan Dosen Pengampu : Bapak Agus Yulianto</p> <p>Disusun Oleh: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Finarani Putri (4211409002)</p> <p>Ani Fauziyah (4211409004) Septian Aji S (4211409005) Maulida Mitayani Shinta Fitriana N Hilmi Rifka B (4211409008) (4211409009) (4211409028)</p> <p>JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2010</p> <p>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.</p> <p>Substansi Diamagnetik</p> <p>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 &gt; 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</p> <p>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</p> <p>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 &gt;&gt; 1. serta bergantung dari temperature. Contoh : besi, nikel, kobalt. 4. Antiferromagnetik</p> <p>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</p> <p>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</p> <p>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.</p> <p>Contoh : magnetit ( Fe3O4 ), ilmenit ( FeTiO3 ), pirhotit ( FeS ).</p> <p>II.</p> <p>Sifat magnetik Batuan Kostitusi</p> <p>a. Sifat magnetik Mineral Mineral juga dari diklasifikasikan sebagai Diamagnetic mineral mineral paramagnetik Ferromagnetik mineral ferrimagnetik mineral antiferromagnetik mineral</p> <p>a) Diamagnetic dan paramagnetik Mineral</p> <p>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</p> <p>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</p> <p>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</p> <p>Oksida mineral kepentingan dalam kemagnetan batuan (Nagata, 1961): FeO (wustite), Fe3O4 (magnetite), Fe2O3 (maghemite), -Fe2O3 (hematit), FeTiO3 (ilmenit), Fe2TiO4 (ulvospinel), Fe2TiO5</p> <p>( pseudobrookite) dan ferropseudobrookite) dan</p> <p>FeTi2O5</p> <p>(ilmeno-rutil,</p> <p>Empat seri (seri larutan padat) dari sistem: titanomagnetit, ilmeno-hematit, pseudobrookite, titanomaghemite.</p> <p>Uraian berikut berisi beberapa parameter sifat yang relevan.</p> <p> Titanomaghemite seri: struktur kubik / spinel invers; seri ini memiliki</p> <p>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</p> <p>akhir ilmenit anggota dan hematit dan rumus umum Fe2-x TixO4 dengan 0 x 1</p> <p>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.</p> <p> Pseudobrookite seri : struktur ortorombik, seri ini didefinisikan oleh</p> <p>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</p> <p> Titanomaghemite seri : struktur spinel; titanimaghemite dihasilkan oleh</p> <p>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</p> <p>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.</p> <p>Sifat magnetik batuan</p> <p>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.</p> <p>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.</p> <p>2.</p> <p>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, 1982). Mineral dari sistem-Fe-Ti (batuan beku) yang dominan, dalam batuan sedimen, Fe-hidroksida juga penting. Kerentanan memiliki berbagai nilai untuk jenis batuan individu dan kecenderungan yang berbeda lebih atau kurang dan peraturan seperti yang ditunjukkan pada gambar 4,5. Jelas. Kerentanan untuk setiap jenis batuan bervariasi dengan besarnya Kerentanan meningkat batuan magmatik dari asam dengan batuan dasar Kerentanan batuan sedimen meningkat dengan meningkatnya kandungan</p> <p>a. Korelasi Kerentanan Dan Kandungan Zat Magnetik Kerentanan batuan sangat dikendalikan oleh jenis dan konsentrasi mineral magnetik dalam batu. Karena "magnet adalah yang paling umum dan mineral yang paling magnetik seri oksida-titanium" (jantung dan Nelso, 1985), ada hubungan jelas antara kerentanan batuan dan kandungan magnetit seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.10.</p> <p>Korelasi untuk situs spesifik dapat diekspresikan oleh hubungan bentuk umum K= Dimana Vm adalah volume fraksi magnetit (Mosley dalam%), a dan b adalah nilai-nilai empiris. Biasanya, berkisar b antara 1,0 dan 1,4 (Grant dan Barat, 1965; Heart melihat dan Nelson, 1985). Tabel 4.8 berisi beberapa nilai untuk parameter empiris dalam persamaan .</p> <p>Gambar 4.9 Korelasi antara konten semut kerentanan k dari fraksi C_Fcin feromagnetik (dalam%), setelah Dortman (1976); 1-granit 2-diorit dan gabro 3-hyperbasite; wilayah dengan tanda tangan mengikuti korelasi seperti yang diberikan oleh persamaan 4-11 . Parameter kurva se tabel 4.8. Tabel 4.8. Parameter empiris kerentanan vs magnetit hubungan konten 4-11; semua persamaan menjadi unit SI; konten diberikan dalam vol. %; referensi: M - uang dan bleifuss (1853); B-balsley dan buddington (1958); J-Jahren (1963); D-data (Fe-isi dan kerentanan) setelah Dortman (1976).</p> <p>Sebagai contoh, nilai untuk diabas dan pembentukan besi dalam gambar 4.10 dianalisis. Garis ditampilkan adalah paling cocok dengan menggunakan persamaan kekuatan hubungan berikut (4-11). </p> <p>Untuk diabas For iron formation</p> <p>k = 0,0336 X k = 0,0116 X</p> <p>Gambar 4.10. korelasi antara konten kepekaan dan magnetit (dalam% vol) dari batuan dan bijih dari Minnesota; data dari uang dan Bleifuss (1953). Wanstedt (1992) menyelidiki korelasi antara Fe-konten, kepadatan dan kerentanan magnetik tambang Malmbergit Swedia. Gambar 4.11 menunjukkan hasil</p> <p>dalam berbagai plot. Ada korelasi antara Fe-isi dan kerentanan, namun juga antara Fekonten dan kepadatan (sebagai akibat dari kepadatan yang lebih tinggi dari bijih). Korelasi kepadatan dapat dijelaskan oleh hubungan linear berikut persamaan d = 33,7 x (Fe-content) + 2583,5 Korelasi kerentanan dapat digambarkan dengan hubungan nonlinier berikut persamaan K = 0,0064 X (Fe-content)1.71 Dalam persamaan, kepadatan dalam kg/m3 dan Fe-konten dalam %</p> <p>Gambar 4.11. korelasi antara Fe-konten, kepadatan d, dan kerentanan magnetik k saya Malmberget yhe, Swedia; setelah Wanstedt, 1992; a) Kepadatan vs Fe-konten, skala linier b) kerentanan vs Fe-konten, skala logaritmik. Parasnis (1973) berkomentar tentang hubungan (parameter lihat tabel 4.8) dari Basley dan Buddington (1958) dan Jahren (1963): "hubungan lain juga telah telah diusulkan yang membuatnya jelas bahwa tidak ada yang berlaku universal hubungan antara kerentanan dan Fe3O4 ofrocks konten ada. Selanjutnya, di mana relasi tidak ada, nilai kerentanan yang sama banyak sesuai dengan isi Fe3O4 yang berbeda dan sebaliknya sehingga perhatian besar harus dilakukan dalam memperkirakan satu dari yang lain. Karena itu, disarankan untuk langsung menentukan untuk suseptibilitas batuan dan bijih dalam bidang bunga dan tidak bergantung pada formula dari tipe di atas. " Tabel 4.9 berisi beberapa contoh data untuk bijih dari berbagai deposito.</p> <p>Dortman (1976) data yang digunakan dari satu deposito di bekas Uni Soviet untuk membentuk suatu hubungan empiris yang berbeda dari persamaan 4-11. Ini adalah K = 0,038 X Vm + 0,0011 X (4-16)</p> <p>Dimana Vm adalah kandungan magnetik dalam persen. Persamaan ini dikonversikan ke satuan SI dan diturunkan untuk isi magnetik antara sekitar 10 dan hampir 100 persen. Selanjutnya hasil penyelidikan yang sistematis sifat magnetik termasuk kepekaan vs kandungan mineral magnetik untuk magnetit alami dan sintetis berbagai ukuran butir - telah diterbitkan oleh Mauritsch et al. (1967). Sebuah ekspresi umum untuk kerentanan "efektif " dari bahan komposit telah diturunkan oleh Weinberg (1967). Kerf = (Vp.d . Kp.d) + V . K + V . k . (1 + 4/3 . . k) (4.17) Dimana istilah pertama berisi dialog - dan kontribusi paramagnetik, kedua kontribusi bahan feromagnetik berbutir halus dengan kandungan kurang dari 0,01 ... ... 0,1%, dan kontribusi ketiga zat ferrimagnetik dengan kandungan lebih besar dari 0 , 01 ... ... 0,1%. Istilah terakhir berisi "demagnitization efek", menunjukkan pengaruh ukuran butir (lihat bagian berikutnya).</p> <p>b. Pengaruh Ukuran Butir (Dan Bentuk Butir Pada Kerentanan) Alasan fisik untuk pengaruh gandum bentuk efek interaksi satu butir ditemukan dalam matrik batuan. Kerentanan menurun dengan penurunan ukuran butir mineral magnetik dalam batu matrik (gambar 4.12).</p> <p>Sisi kanan gambar menunjukkan data dalam skala logaritmik untuk gradiameter dengan garis yang...</p>