magnetic method

Exploration Geophysics Magnetic Method

STT Migas Balikpapan Jurusan Teknik Geologi, 2012

Sekolah Tinggi Teknologi (STT) Migas

Balikpapan

Name/ Student ID No. Group 3

1. Rizky Teddy Audinno/1201239

2. Zakaria Yahya/1201237

3. Mahmudah/1201332

4. Agnes Ayu Wulandari/1201287

5. Daniel Abadi Sihotang/1201265

6. Karisma Prawinata/1201305

Subject Name Exploration Geophysics

Assignment Group Assignment

Assignment 1 : Magnetic Method

Due Date 11/10/2014

Lecturer Probowati A.D. Putri


Magnetic Method


Overview


Magnetic Method Koreksi Data

Prinsip Fisika Sejarah

Pengukuran GeoMagnetik

Medan Magnet Bumi

Variasi Medan Magnetik

Sifat Magnetik Batuan

Peralatan

Anomali Medan Magnet Bumi

Interpretasi Data

Pengertian

Kelebihan &

Kekurangan

Konsep Dasar

Hasil Interpretasi Data

Nilai Suseptibilitas Magnetik Batuan

Kegunaan

Visualisasi

Pengertian

Metode magnetik 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 (suseptibilitas).


Sejarah

Sifat kemagnetan batuan telah dikenal oleh bangsa Cina pada tahun 2600 SM. Namun pemakaian sifat magnetik sebagai kompas di Cina dimulai pada tahun 200 SM.


Metode Geomagnetik pertama kali diteliti 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. Beliau menyimpulkan bahwa bumi merupakan benda magnetik dalam bukunya De Magnete.

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: Examination Of Iron Ore Deposite By Magnetic yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran magnetisasi bumi (Geomagnet).

Sir William Gilbert (1540-1603)


Konsep Dasar

Pada prinsipnya didasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan magnet di permukaan bumi yang diakibatkan oleh variasi distribusi benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi.

Variasi sifat kemagnetan diindikasikan sebagai variasi besarnya suseptibiltas mineral penyusun batuan terhadap batuan sekitarnya.

Variasi intensitas magnetik yang terukur ditafsirkan sebagai bentuk distribusi bahan magnetik di bawah permukaan kemudian dijadikan dasar pendugaan keadaan geologi bawah permukaan bumi.


Prinsip Fisika (I)


Prinsip Fisika (II)


Prinsip Fisika (III)


Prinsip Fisika (IV)


Prinsip Fisika (V)


Medan Magnet Bumi

Bumi dapat dipandang sebagai benda magnet besar bersifat dipole dengan sumbu magnetik tidak berimpit dengan sumbu geografis bumi tapi membentuk sudut 11,5o dengan sumbu rotasi bumi.

11,5o


Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan magnet bumi yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi :

Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang dihitung dari utara menuju timur

Inklinasi (I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.

Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang horizontal.

Medan Magnetik Total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.


Medan magnet bumi terbagi menjadi 3 bagian, yaitu:

Medan Magnet Utama (Main Field)

Medan rata-rata hasil pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas lebih dari 106 km2.

Medan Magnet Luar (External Field)

Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat.

Medan Magnet Anomali (Crustal Field)

Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field). Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti magnetite (Fe7S8), titanomagnetite (Fe2TiO4 ), dan lain-lain yang berada di kerak bumi.


Variasi Medan Magnetik


Variasi Harian

Perubahan medan magnet dalam waktu yang singkat dengan periode harian.

Dominan disebabkan oleh gangguan matahari yang berkaitan dengan berubahnya besar dan arah sirkulasi arus listrik dalam ionosfera (Milson, 1989).

Radiasi ultraviolet matahari menimbulkan ionosasi pada ionosfer.

Ionisasi dan adanya elektron2 yang terlempar dari matahari menimbulkan fluktuasi arus sebagai sumber medan magnet.

Sifat variasi ini acak dan periodik, dengan periode rata-rata 10-30 gamma.


Variasi Sekuler

Perubahan intensitas yang terjadi kecil dan sangat lamban.

Selain terjadi perubahan intensitas medan magnetik bumi juga perubahan posisi kutub magnetik bumi.

Perubahan posisi kutub magnetik terjadi dalam waktu puluhan atau ratusan tahun.

Perubahan posisi kutub magnetik bumi ini berpengaruh pada besarnya intensitas medan magnetik bumi.


Variasi Badai Magnetik

Penyebabnya hampir sama dengan variasi harian, yakni aktivitas matahari terutama pada saat bintik matahari muncul.

Perubahannya sangat cepat acak dan besar, sehingga secara praktis mengaburkan hasil pengamatan.

Badai magnetik ini berlangsung beberapa jam bahkan sampai beberapa hari.

Besarnya bisa mencapai ratusan sampai ribuan gamma dan menurun kembali ke keadaan normal secara tidak menentu.


Anomali Medan Magnet Bumi

Secara garis besar anomali medan magnetik disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnetik induksi. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan medan magnetik remanen dan induksi, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar. Demikian pula sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnetik

Sifat Magnetik Batuan


Diamagnetik

Batuan diamgnetik memiliki atom pembentuk batuan yang mempunyai kulit elektron yang telah jenuh yaitu tiap elektron berpasangan dan spin yang berlawanan dalam tiap pasangan.

Jika mendapat medan magnet dari luar orbit, elektron akan membuat putaran yang menghasilkan medan magnet lemah yang melawan medan magnet luar tadi.

Suseptibilitas k negatif dan kecil.

Suseptibilitas k tidak bergantung pada medan luar H.

Contoh: bismuth, gipsum, marmer, kuarsa, garam, seng, emas, tembaga.


Paramagnetik

Kulit elektron terluar belum jenuh, ada elektron yang spinnya tidak berpasangan dan mengarah pada arah spin yang sama.

Jika ada medan magnet luar, spin membuat putaran menghasilkan medan magnet yang mengarah searah dengan medan magnet tersebut sehingga memperkuatnya.

Tetapi momen magnetik yang terbentuk terorientasi acak oleh agitasi thermal.

Suseptibilitas k positif dan sedikit lebih besar dari 1.

Suseptibilitas k bergantung pada temperatur.

Contoh: piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibiolit aluminium, platina, kayu.


Ferromagnetik

Banyak terdapat kulit elektron yang hanya diisi oleh satu elektron sehingga mudah terinduksi oleh medan luar.

Diperkuat lagi oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk dipole-dipole magnet (domain) mempunyai arah searah, apabila jika di dalam medan magnet luar.

Suseptibilitas positif dan jauh lebih besar 1

Suseptibilitas bergantung pada temperatur.

Contoh: besi, nikel, kobalt, baja


Antiferromagnetik

Domain-domain menghasilkan dipole magnet yang saling berlawanan arah sehingga momen magnetik secara keseluruhan lebih kecil.

Bahan antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan menghasilkan medan magnet kecil.

Suseptibilitas k seperti pada bahan ferromagnetik.

Contoh: hematit (Fe2O4)


Ferrimagnetik

Domain-domain juga saling antiparalel tetapi jumlah dipole pada masing-masing arah tidak sama sehingga masih mempunyai resultan magnet yang cukup besar.

Suseptibilitas tinggi dan bergantung pada temperatur.

Contoh: magnetit (Fe3O4), ilmenit (FeTiO4), pirhotit (FeS), hematit (FeO2).


Nilai Suseptibilitas Magnetik Batuan


Kegunaan Eksplorasi pendahuluan migas

Eksplorasi pendahuluan geotermal

Eksplorasi pendahuluan endapan mineral

Mengidentifikasi struktur lapisan bawah permukaan

Mengetahui nilai suseptibilitas magnetik lapisan tanah

Mengidentifikasi litologi bawah permukaan

Mengidentifikasi struktur sesar bawah permukaan

Investigasi situs arkeologi

Memetakan lokasi sumur tua yang telah ditinggalkan

Memetakan situs TPA tua untuk pencegahan pencemaran limbah

Mendeteksi ranjau bawah tanah dalam dunia militer


Peralatan

Magnetometer Konvensional


Flux Gate Magnetometer


Proton Magnetometer


Pengukuran GeoMagnetik


Darat Biasanya untuk eksplorasi mineral juga untuk penelitian geologi tinjau. Selang antar titik ukur rapat (beberapa meter sampai beberapa puluh meter) Titik amat dan pengamat harus bebas dari gangguan magnetik (listrik, jembatan,barang dari besi, jam tangan, pisau lipat dll). Pengukuran dapat dilakukan dengan satu atau dua alat. Pengukuran geomagnetik di darat dilakukan dengan menggunakan magnetometer jenis medan magnet vertikal dan medan magnet total, adapun medan magnet horisontal jarang dilakukan STT Migas Balikpapan Jurusan Teknik Geologi, 2012

Laut Biasanya dilakukan bersama dengan survey geofisika lainnya seperti gaya gravitasi dan seismik.

Proton magnetometer dengan sensor ditarik dibelakang kapal sejauh 200-400 meter, terendam sedalam 15-20 meter.

Pencatatan terekam secara otomotis.

Biasanya dilakukan untuk mendapatkan data geologi bawah laut secara global.


Udara

Biasanya dilakukan dengan tujuan penelitian ilmiah dan geologi tinjau (rekonesen)

Alat memiliki sensitivitas magnetometer besar (1-5 gamma) lebih sensitif daripada magnetometer darat.

Alat digantung pada pesawat (lintasan dan ketinggian tergantung pada tujuan survey), data terekam secara otomatis pada kertas rekam

Pencatatan variasi harian diletakkan di darat (untuk mengetahui adanya badai magnetik)


Koreksi Data


Koreksi Harian Koreksi harian (diurnal correction) merupakan penyimpangan nilai medan magnetik bumi akibat adanya perbedaan waktu dan efek radiasi matahari dalam satu hari.

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.

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:

total harian


Koreksi IGRF

Jika nilai medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi harian, maka kontribusi medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi IGRF.

Koreksi IGRF dapat dilakukan dengan cara mengurangkan nilai IGRF terhadap nilai medan magnetik total yang telah terkoreksi harian pada setiap titik pengukuran pada posisi geografis yang sesuai.

Persamaan koreksinya (setelah dikoreksi harian) dapat dituliskan sebagai berikut :

total harian H0 Dimana H0 = IGRF


Koreksi Topografi

Koreksi topografi dilakukan jika pengaruh topografi dalam survei megnetik sangat kuat.

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 ( top) sesuai dengan fakta.

Selanjutnya persamaan koreksinya (setelah dilakukan koreski harian dan IGRF) dapat dituliska sebagai berikut:

total harian H0 - top


Interpretasi Data


Interpretasi Kualitatif

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

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.


Hasil Interpretasi Data


Magnetic Survey to Locate Pits Containing Buried Metallic Containers


Magnetic Survey to Locate Abandoned Oil Wells


magnetic method

Documents

medan magnet bumi ekivalen

salah satu metode geofisika

variasi intensitas magnetik

pertama kali melihat

mengukur variasi magnet