View
179
Download
12
Category
Preview:
Citation preview
SIFAT MAGNETIK BATUAN
Oleh Sutrimo (D621 10 006)
Batuan yang merupakan material pembentuk kerak bumi memiliki
sifat- sifat yang dapat diperikan dan digunakan untuk membedakan
antara satu dengan yang lainnya.Salah satu sifat batuan yang biasanya
diperikan adalah sifat kemagnetan batuan. Sifat magnet pada batuan
dipengaruhi oleh kandungan mineral pada batuan tersebut.Sifat magnetik
pada mineral ini dikaji secara mendalam dalam bidang paleomagnetisme
atau kemagnetan purba. Stabil tidaknya magnetisasi pada suatu batuan
sangat tergantung pada jenis mineral dan ukurannya. Sifat magnetik
pada batuan ini juga berperan dalam metode geomagnetik untuk
eksplorasi.
Metode magnet adalah salah satu metode geofisika yang digunakan
untuk menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat
kemagnetan batuan yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet
batuan. Setiap jenis batuan memiliki sifat dan karakteristik tertentu
dalam medan magnet yang dimanifestasikan dalam parameter
susceptibilitas magnetik batuan atau mineralnya (k).
Susceptibilitas magnet batuan adalah harga magnet suatu batuan
terhadap pengaruh magnet, yang pada umumnya erat kaitannya dengan
kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar kandungan mineral
magnetit di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya.
Sifat magnetik material pembentuk batuan – batuan dapat dibagi
menjadi diamagnetik, paramagnetisme, ferromagnetik,
antiferromagnetik, ferrimagnetik.
Tabel 1 Sifat magnetik dari sejumlah batuan dan mineral magnetik
(Hunt dkk., 1995)
Batuan/ Mineral Massa Jenis (103
kg m-3)
Suseptibilitas MagnetikTc
(0C)Volume (k)
(10-6 SI)Massa (χ )(10-8m3kg-1)
Batuan bekuAndesite 2,61 170.000 6.500Basalt 2,99 250-
180.0008,4-6.100
1
Diorite 2,85 630-130.000
22-4.400
Gabbro 3.03 1.000-90.000
24-30.000
Granite 2,64 0-50.000 0-1.900Batuan Beku Asam (rata-rata)
2,61 38-82.000 1,4-3.100
Batuan Beku Basa ( rata-rata)
2,79 550-120.000
20-4.400
Batuan SedimenLempung 1,70 170-250Batu Bara 1,35 25 1,9Gamping 2,11 2-25.000 0,1-1.200Batu Pasir 2,24 0-20.900 0-931Batu Sedimen (rata-rata)
2,19 0-50.000 0-2.000
Batuan MalihanAmphibolite 2,96 750 25Gneiss 2,80 0-25.000 0-900Quartzite 2,60 4.400 170Schist 2,6 26-3.600 1-110Slate 2,79 0-35.000 0-1.00Batuan Malihan (rata-rata)
2,76 0-73.000 0-2.600
Mineral MagnetikMagnetite(Fe3O4; Ferimagnetik)
5.18 1.000.000-5.700.000
20.000-140.000
575-585
Hematite(Fe2O3;canted antiferomagnetik)
5.26 500-40.000
10-760 675
Maghematite(Fe2O3; ferimagnetik)
4.90 2.000.000-2.500.000
40.000-50.000
-600
Ilmenite(FeTiO3; antiferomagnetik)
4.72 2.000-3.800.000-
45-80.000 -233
Pyrite(FeS2) 5.02 35-5.000 1-100Pyrrhotite(Fe7S8; ferimagnetik)
4.62 3.200.000 69.000 320
Goethite(FeOOH; antiferomagnetik)
4.27 1.100-12.000
26.280 -120
Mineral non- magnetikKuarasa(SiO2) 2.65 -(13-17) -(0.5-0.6)Kalsit(CaCO3) 2.83 -(7.5-39) -(0.3-1.4)Halite(NaCl) 2.17 -(10-16) -(0.48-0.75)Galena(PbS) 7.50 -33 -0.44
A. Diamagnetik
Mineral diamagnetik adalah mineral yang tidak dapat ditarik
sedikitpun oleh magnet (tidak terpengaruh oleh gaya tarik magnet).
Dalam batuan diamagnetik atom–atom pembentuk batuan mempunyai 2
kulit elektron berpasangan dan mempunyai spin yang berlawanan dalam
tiap pasangan. 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, dan susceptibilitas k tidak tergantung dari pada medan magnet
luar.
Contoh batuan/mineral diamagnetik adalah sebagai berikut :
Grafit (C)
Marbele
Marmer
Anhidrit (CaSO4)
Pirolusit (MnO2)
Serpentinite
Sulfur (S)
Kuarsa (SiO2)
Halite (NaCl)
Calcite (CaCO3)
Ortoklas (KAlSi3O8)
Plagioklas ((Na,Ca)(Si,Al)4O8)
Talk(Mg3Si4O10(OH)2)
Gipsum (CaSO4·2H2O)
Intan (C)
Berikut ini adalah beberapa contoh gambar mineral diamagnetik :
B. 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 > 1 serta bergantung pada temperatur.
Contoh mineral paramagnetik :
3
Siderite
Chromite
Columbite
Franklinite
Ilmenite
Tantalite
Hematit (Fe2O3)
Pirit (FeS2)
Kalkopirit (CuFeS2)
Olivin ((Mg, Fe)2SiO4)
Ilmenit (FeTiO3)
Piroksen ((Mg,Fe)SiO3)
Mineral mika (Biotit,
Muskovit, Flogofit)
Berikut ini adalah beberapa contoh gambar mineral paramagnetik :
C. Ferromagnetik
Terdapat banyak kulit electron yang hanya diisi oleh suatu electron
sehingga mudah terinduksi oleh medan luar.keadaan ini diperkuat lagi
oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk
dipole-dipol magnet (domain) mempunyai arah sama, apalagi jika
didalam medan magnet luar. Mempunyai sifat susceptibilitas k positif dan
jauh lebih besar dari satu. Susceptibilitas k bergantung dari temperature.
Contoh mineral ferromagnetik :
Besi (Fe)
Nikel (Ni)
Kobalt (Co)
Magnetit (Fe3O4)
Pyrrhotit (Fe1-xS)
Maghemite (Fe2O3, γ-Fe2O3)
Isovite ((Cr,Fe)23C6)
Chromferide (Fe3Cr1-x)
4
Symthite ((Fe,Ni)9S11 atau ((Fe,Ni)13S16)
Wilhelmramsayite (Cu3FeS3 2(H2O)
Batiferrite (Ba[Ti2Fe10]O19)
Berikut ini adalah beberapa contoh gambar mineral ferromagnetik :
D. Antiferromagnetik
Pada bahan antiferromagnetik domain-domain tadi menghasilkan
dipole magnetic yang saling berlawanan arah sehingga momen magnetic
secara keseluruhan sangat kecil.
Bahan antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan
mengalami medan magnet kecil dan suseptibilitasnya seperti pada bahan
paramagnetic, tetapi harganya naik sampai dengan titik curie kemudian
turun lagi menurut hukum curie-weiss. Contoh mineral
antiferromagnetik :
Hematite (Fe2O3 )
Goethite(FeOOH)
Ilmenite(FeTiO3)
E. Ferrimagnetik
Pada bahan ferrimagnetik 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.
Material ini mempunyai susceptibilitas magnetik yang sangat besar
dan tergantung pada suhu, domain-domain magnetik dalam material ini
terbagi-bagi dalam keadaan daerah yang menyearah saling berlawanan
tetapi momen magnetik totalnya tak nol jika medan luar nol. Praktis
semua mineral magnetik adalah ferrimagnetik. Meskipun dalam beberapa
5
hal magnetisasi batuan bergantung terutama pada kekuatan sesaat dar
sesaat dari medan magnetik bumi di sekeliling dan kandungan mineral
magnetiknya.
Contoh mineral ferrimagnetik :
Magnetit ( Fe3O4 )
Ilmenit ( FeTiO3 )
Pirhotit ( FeS ).
Magnetite(Fe3O4)
Maghematite(Fe2O3)
Pyrrhotite (Fe7S8)
6
Recommended