Metoda Magnetik

Beberapa tipe bijih seperti magnetit, ilmenit, dan phirotit yang dibawa oleh bijih sulfida menghasilkan distorsi dalam magnet kerak bumi, dan dapat digunakan untuk melokalisir sebaran bijih. Disamping aplikasi landsung tersebut, metoda magnetik dapat juga digunakan untuk survei prospeksi untuk mendeteksi formasi-formasi pembawa bijih dan gejala-gejala geologi lainnya (seperti sesar, kontak intrusi, dll).

Penggunaan metoda magnetik didalam prospek geofisika adalah berdasarkan atas adanya anomali medan magnet bumi akibat sifat kemagnetan batuan yang berbeda satu terhadap lainnya. Alat untuk mengukur perbedaan kemagnetan tersebut adalah magnetometer.

Gaya magnet (F) yang ditimbulkan oleh dua buah kutub yang berjarak (r) dengan muatan masing-masing (m₁)dan (m₂) adalah :

, dimana : m adalah permeabilitas magnetik medium.

Kuat medan magnetik (H) pada suatu titik dengan jarak (r) dari muatannya adalah :

Jika suatu benda berada dalam medan magnetik dengan kuat medan (H), maka akan terjadi polarisasi magnetik (I) sebesar : I = k.H,

dimana k adalah kerentanan (susceptibilities) magnetik.

Polarisasi magnetik (I) disebut juga dengan intensitas magnetisasi pada suatu medan magnet lemah. Kerentanan magnetik yang merupakan sifat kemagnetan suatu benda/batuan yang besarannya dalam satuan SI atau dalam emu yang diberikan oleh hubungan sebagai berikut :

k = 4p.k^‘

dimana k’ adalah kerentanan magnetik dalam satuan emu dan k dalam SI.

Medan magnetik yang terukur oleh magnetometer (B) adalah medan magnet induksi, sebagai berikut :

Faktor (1+k) dilambangkan dengan m_r atau dikenal dengan permeabilitas magnetit relatif. Jika k diabaikan, maka m₀m_r= m, yang dikenal sebagai permeabilitas absolut (ohm.dt/m).

2.1 Sifat Umum Kemagnetan Batuan

Medan magnet bumi secara sederhana dapat digambarkan sebagai medan magnet yang ditimbulkan oleh batang magnet raksasa yang terletak didalam inti bumi, namun tidak berimpit dengan pusat bumi. Medan magnet ini dinyatakan dalam besar dan arah (vektor) dimana arahnya dinyatakan dalam deklinasi (penyimpangan terhadap arah utara-selatan geografis) dan inklinasi (penyimpangan terhadap arah horizontal).

Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian besar berasal dari dalam bumi (internal field) mencapai lebih dari 90%, sedangkan sisanya adalah medan magnet dari kerak bumi, yang merupakan target didalam eksplorasi geofisika, dan medan dari luar bumi (external field).

Karena medan magnet dari dalam bumi merupakan bagian yang terbesar, maka medan ini sering juga disebut sebagai medan utama yang dihasilkan oleh adanya aktivitas di dalam inti bumi bagian luar (salah satu konsep adanya medan utama ini adalah dari teori dinamo).

Mineral-mineral dengan sifat magnet yang cukup tinggi antara lain :

Oksida-oksida besi : FeO – Fe₂O₃ – TiO₂
Sulfida-sulfida dalam series troilite-phyrotit

2.2 Kerentanan (susceptibilities) Batuan

Kerentanan magnetik merupakan parameter yang menyebabkan timbulnya anomali magnetik dan karena sifatnya yang khas untuk setiap jenis mineral, khususnya logam, maka parameter ini merupakan salah satu subjek didalam prospek geofisika.

Telah diketahui bahwa adanya medan magnet bumi menyebabkan terjadinya induksi magnetik yang besarnya adalah penjumlahan dari medan magnet bumi dan magnet batuan dengan kerentanan magnetik yang cukup tinggi. Besaran ini adalah total medan magnet yang terukur oleh magnetometer apabila remanan magnetiknya dapat diabaikan.

Setiap jenis batuan mempunyai sifat dan karakteristik tertentu dalam medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter kerentanan magnetik batuan atau mineralnya (k). Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus dari tiap jenis batuan atau mineral inilah yang melandasi digunakannya metoda magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika. Pada Tabel 1 dapat dilihat daftar kerentanan magnetik (k) beberapa jenis batuan dan mineral yang umum dijumpai.

Tabel 1 Kerentanan magnet dalam beberapa batuan dan mineral (Telford, 1990., dan Parasnis, 1973).

Tipe Batuan	Kerentanan (x 10³)	Tipe Mineral	Kerentanan (x 10³)
Dolomite	0 – 0.9	Graphite	0.1
Limestones	0 – 0.3	Quartz	-0.01
Sandstones	0 – 20	Rock salt	-0.01
Shales	0.01 – 15	Gypsum	-0.01
Amphibolite	0.7	Calcite	-0.001 – 0.01
Schist	0.3 – 3.0	Coal	0.02
Phyllite	1.5	Clays	0.2
Gneiss	0.1 – 25	Chalcopyrite	0.4
Quartzite	4.0	Siderite	1 – 4
Serpentine	3 – 17	Pyrite	0.05 – 5
Granite	0 – 50	Limonite	2.5
Rhyolite	0.2 – 35	Hematite	0.5 – 35
Dolorite	1 – 35	Chromite	3 – 110
Diabase	1 – 160	Ilmenite	300 – 3500
Porphyry	0.3 – 200	Magnetite	1200 – 19200
Gabbro	1 – 90
Basalts	0.2 – 175
Diorite	0.6 – 120
Peridotite	90 – 200
Andesite	160
Porfiri	0.22 – 210

Berdasarkan sifat magnetik yang ditunjukkan oleh kerentanan magnetiknya, batuan dan mineral dapat diklasifikasikan dalam :

Diamagnetik, mempunyai kerentanan magnetik (k) negatif dan kecil artinya bahwa orientasi elektron orbital substansi ini selalu berlawanan arah dengan medan magnet luar. Contohnya : graphite, marble, quarts dan salt.
Paramagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan kecil
Ferromagnetik, mempunyai harga kerentanan magnetik (k) positif dan besar yaitu sekitar 10⁶ kali dari diamagnetik/paramagnetik.

Sifat kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh keadaan suhu, yaitu pada suhu diatas suhu Curie, sifat kemagnetannya hilang. Efek medan magnet dari substansi diamagnetit dan hampir sebagian besar paramagnetik adalah lemah.

2.3 Penyajian Data Lapangan

Hasil pengukuran oleh magnetometer umumnya disajikan dalam bentuk Peta Anomali Magnetik dengan kontur yang mencerminkan harga anomali yan sama. Dari peta ini, untuk kepentingan eksplorasi masih memerlukan proses lebih lanjut untuk memperoleh daerah targetan atau daerah prospek.

Suatu hal yang penting dalam pengolahan data survei magnetik adalah zero level, dan pekerjaan interpretasi dimulai dari daerah zero level tersebut (lihat Gambar 5)

Gambar 5. Penentuan magnetic zero level (Parasnis, 1973 p 38).

2.4 Interpretasi

Suatu contoh sederhana hasil interpretasi dari hasil pengukuran lapangan dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Anomali magnetik tubuh bijih suatu mineral (Parasnis, 1973 p 39)

Dari interpretasi data magnetik, parameter-parameter tubuh bijih yang akan diperhitungkan adalah :

Kedalaman dari permukaan
Panjang (dimensi) endapan
Arah endapan
Batas bawah endapan
Ketebalan dari penampang
Intensitas magnetik untuk memperkirakan tipe tubuh bijih

2.5 Contoh Model Anomali Magnetik

Pada Gambar 7 dapat dilihat peta iso magnetik hasil survei magnetik batuan predominantly granulit pada daerah Udal Center Sweden, dengan nilai maksimum 1600g. Kemudian dari peta kontur tersebut dibuat penampang melintang yang memotong daerah anomali, dan diinterpretasikan susunan batuan serta titik anomali (bijih) yang akan ditentukan (Gambar 8)