bab 2 geomagnetik

of 19 /19
BAB 2 METODE GEOMAGNETIK 1.PENDAHULUAN 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

Upload: fatahillah-agung

Post on 30-Jun-2015

448 views

Category:

Engineering


0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hhh

TRANSCRIPT

Page 1: Bab 2 geomagnetik

BAB 2

METODE GEOMAGNETIK

1. PENDAHULUAN

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

Page 2: Bab 2 geomagnetik

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 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.

2. TEORI DASAR

2.1 Medan Magnet Bumi

Page 3: Bab 2 geomagnetik

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

Page 4: Bab 2 geomagnetik

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

Page 5: Bab 2 geomagnetik

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

2.2 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.

Page 6: Bab 2 geomagnetik

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 Tingg

i

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.

Page 7: Bab 2 geomagnetik

2.3 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.

2.4 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.

Page 8: Bab 2 geomagnetik

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

Page 9: Bab 2 geomagnetik

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.

2.5 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).

Page 10: Bab 2 geomagnetik

2.6 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.

2.7 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.

2.8 Interpretasi Data Geomagnetk

Page 11: Bab 2 geomagnetik

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. PERAATAN DALAM METODE MAGNETIK

1. Magnetometer

2. Positioning System (GPS)

Page 12: Bab 2 geomagnetik

3. Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari medan magnet

bumi.

4. Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik pengukuran pada

saat survei magnetik di lokasi

5. Sarana transportasi

6. Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data

PC atau laptop dengan software seperti Surfer, Matlab, Mag2DC, dan lain-lain