METODE GEOMAGNETIK

Ditujukan untuk memenuhi tugas Mata Geofisika Terapan

Disusun Oleh :

Juandi Naibaho 270110120187

Teknik Geologi – A

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNIK GEOLOGI

UNIVERSITAS PADJADJARAN

JATINANGOR

2015

mempertimbangkan variasi arah dan besaran vektor magnetisasi, sedangkan dalam gravitasi

hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih

menunjukkan sifat residual kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi

terhadap waktu lebih besar. Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui

darat, laut dan udara. Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan

minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian prospek

benda-benda arkeologi.

1.Magnet Bumi

1.A.Magnetisasi

Studi mengenai magnetisasi telah dikenal sekitar 400 tahun yang lalu.

Penelitian magnetisasi bumi yang pertama kali menunjukkan bahwa medan magnet bumi

ekivalen dengan arah utara – selatan sumbu rotasi bumi.

Penemuan tersebut kemudian diperdalam untuk melokalisir endapan bijih besi dengan

mengukur variasi magnet di permukaan bumi. Hasil penelitian itu kemudian dibukukan

dalam ” the examination of iron ore deposite by magnetic measurement” yang kemudian

menjadi pionir bagi pengukuran magnetisasi bumi (geomagnet)

1.B.Medan Magnet Bumi

Magnet bumi adalah harga kemagnetan dalam bumi. medan magnet dihasilkan dari arus

listrik yang mengalir dalam inti besi cair bumi.

Kerapatan fluks magnet (B) sekitar 0,62 x 10-4 Wb/m2 (0,062mT) di kutub utara magnet

dan sekitar 0,5 x 10-4 Wb/m2 (0,05mT) di garis lintang 400.

Medan magnet dari dalam bumi (internal field) merupakan bagian yang terbesar (90%),

maka medan ini sering juga disebut medan utama (main field) yang dihasilkan oleh adanya

aktifitas di dalam inti inti bumi bagian luar (outer core). Sisanya berasal dari kerak dan

bagian luar bumi (external field).

Orientasi Kutub Magnet dan Fluks Magnet yangDihasilkan oleh Medan Magnet Bumi.

Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan

magnet bumi (gambar I), 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.

Gambar I. Tiga Elemen medan magnet bumi

Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-

nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International

Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai

IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta

km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun.

Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :

1. Medan magnet utama (main field)

Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil pengukuran

dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas lebih dari 106 km2..

2. 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.

3. Medan magnet anomali

Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field).

Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti

magnetite (Fe7 S8 ), titanomagnetite (Fe2T iO4 ) dan lain-lain yang berada di kerak bumi.

Dalam survei dengan metode magnetik yang menjadi target dari pengukuran adalah

variasi medan magnetik yang terukur di permukaan (anomali magnetik). Secara garis besar

anomali medan magnetik disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnetik

induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar terhadap magnetisasi

batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetiknya serta berkaitan dengan peristiwa

kemagnetan sebelumnya sehingga sangat rumit untuk diamati. 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 kurang dari 25 % medan magnet utama bumi

(Telford, 1976), sehingga dalam pengukuran medan magnet berlaku :

HT=HM +H L+H A

dengan : HT : medan magnet total bumi

H M : medan magnet utama bumi

H L : medan magnet luar

H A : medan magnet anomali

2.Metode Geomagnetik

2.A.Metode Geomagnetik

Dalam metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang magnet raksasa

dimana medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak bumi menghasilkan medan magnet

jauh lebih kecil daripada medan utama magnet yang dihasilkan bumi secara keseluruhan.

Teramatinya medan magnet pada bagian bumi tertentu, biasanya disebut anomali magnetik

yang dipengaruhi suseptibilitas batuan tersebut dan remanen magnetiknya. Berdasarkan pada

anomali magnetik batuan ini, pendugaan sebaran batuan yang dipetakan baik secara lateral

maupun vertikal.

Eksplorasi menggunakan metode magnetik, pada dasarnya terdiri atas tiga tahap :

akuisisi data lapangan, processing, interpretasi. Setiap tahap terdiri dari beberapa perlakuan

atau kegiatan. Pada tahap akuisisi, dilakukan penentuan titik pengamatan dan pengukuran

dengan satu atau dua alat. Untuk koreksi data pengukuran dilakukan pada tahap processing.

Koreksi pada metode magnetik terdiri atas koreksi harian (diurnal), koreksi topografi

(terrain) dan koreksi lainnya. Sedangkan untuk interpretasi dari hasil pengolahan data

dengan menggunakan software diperoleh peta anomali magnetik.

Metode ini didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu batuan yang

diinduksi oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya perbedaan sifat

kemagnetan suatu material. Kemampuan untuk termagnetisasi tergantung dari suseptibilitas

magnetik masing-masing batuan. Harga suseptibilitas ini sangat penting di dalam pencarian

benda anomali karena sifat yang khas untuk setiap jenis mineral atau mineral logam.

Harganya akan semakin besar bila jumlah kandungan mineral magnetik pada batuan

semakin banyak.

Pengukuran magnetik dilakukan pada lintasan ukur yang tersedia dengan interval

antar titik ukur 10 m dan jarak lintasan 40 m. Batuan dengan kandungan mineral-mineral

tertentu dapat dikenali dengan baik dalam eksplorasi geomagnet yang dimunculkan sebagai

anomali yang diperoleh merupakan hasil distorsi pada medan magnetik yang diakibatkan

oleh material magnetik kerak bumi atau mungkin juga bagian atas mantel.

Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika denga metode

gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga keduanya

sering disebut sebagai metode potensial. Namun demikian, ditinjau ari segi besaran fisika

yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam magnetik harus

2.b.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.

Tabel 2. Contoh form untuk mencatat data hasil pengukuran

No Stasiun

Pengukuran

Waktu Posisi Geografis Kuat

Medan

Keadaan

LokasiTgl. Jam Bujur Lintang Tinggi

1

2

…

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.

2.b.1.Pengaksesan Data IGRF

IGRF singkatan dati The International Geomagnetic Reference Field. Merupakan

medan acuan geomagnetik intenasional. Pada dasarnya nilai IGRF merupakan nilai kuat

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

kita melakukan pengukuran medan magnetik di permukaan bumi, yang merupakan

komponen paling besar dalam survei geomagnetik, sehingga perlu 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.

2.c..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 IGRF

Data hasil pengukuran medan magnetik pada dasarnya adalah konstribusi dari

tiga komponen dasar, yaitu medan magnetik utama bumi, medan magnetik luar dan

medan anomali. Nilai medan magnetik utama tidak lain adalah niali IGRF. Jika nilai

medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi harian, maka kontribusi medan

magnetik utama dihilangkan dengan koreksi IGRF. Koreksi IGRFdapat 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 :

ΔH = Htotal ± ΔHharian ± H0

Dimana H0 = IGRF

3. 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.

1.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).

2.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.

3.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.

2.d. Interpretasi Data Geomagnetk

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.

3.Aplikasi Metode Geomagnetik

3.a. 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 seismic.

3.b. 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 panasbumi 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 panasbumi.

3.c. 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.

3.d. 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 dipermukaan dapat memperlihatkan suatu perubahan yang signifikan jika terdapat mineralisasi di bawah permukaan.

Sumber:

http://geofisikamanado.blogspot.co.id/2009/05/cara-pengukuran-metode-magnetik.html

http://www.academia.edu/3642600/Metode-geomagnetik

http://journal.fmipa.itb.ac.id/jms/article/view/446/435

http://www.ahmadsains.com/p/geofisika-adalah-metoda-yang.html