Upload
bagus-amin-fajarudin
View
42
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
A. PENDAHULUAN.
Metode Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari tentang bumi
dengan menggunakan pengukuran fisis pada atau di atas permukaan. Dari sisi
lain, geofisika mempelajari semua isi bumi baik yang terlihat maupun tidak
terlihat langsung oleh pengukuran sifat fisis dengan penyesuaian pada
umumnya pada permukaan (Dobrin dan Savit, 1988).
Metode geofisika sebagai pendeteksi perbedaan tentang sifat fisis
di dalam bumi. Kemagnetan, kepadatan, kekenyalan, dan tahanan jenis adalah
sifat fisis yang paling umum digunakan untuk mengukur penelitian yang
memungkinkan perbedaan di dalam bumi untuk ditafsirkan kaitannya dengan
struktur mengenai lapisan tanah, berat jenis batuan dan rembesan isi air, dan
mutu air (Todd, 1959).
Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori,
yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan
alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat
medan gangguan kemudian mengukur respon yang dilakukan oleh bumi.
Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi,
medan gravitasi bumi, medan magnet bumi, medan listrik dan elektromagnetik
bumi serta radiasi radiokativitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan
dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain
sebagainya. Dari beberapa metode yang dilakukan di atas, yang akan di bahas
dalam paper ini adalah metode geomagnet.
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.
Metode ini didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di
permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda
termagnetisasi di bawah permukaan bumi.
B. SEJARAH METODE GEOMAGNETIK.
Metode Geomagnetik pertama kali di teliti 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. 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 :” The Examination Of Iron Ore Deposite By Magnetic
Measurement” yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran magnetisasi
bumi (Geomagnet) 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.
C. KEGUNAAN METODE GEOMAGNET.
1. 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 seismik.
2. 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 panas
bumi 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 panas bumi.
3. 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.
4. 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 di permukaan
dapat memperlihatkan suatu perubahan yang signifikan jika terdapat
mineralisasi di bawah permukaan.
D. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN METODE GEOMAGNETIK
Keunggulan metode magnetik dibanding metode yang lain:
1. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertical, umumnya
digunakan untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal
yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi. Umumnya tubuh
intrusi, urat hydrothermal kaya akan mineral ferromagnetic(Fe3O4, Fe2O3)
yang memberi kontras pada batuan sekelilingnya.
2. Mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat
kemagnetannya bila dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu
efektif digunakan untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai
potansi Geothermal.
3. Data acquitsition dan data proceding dilakukan tidak serumit
metoda gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk
memisahkan anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman
sumber anomaly magnetic yang ingin diselidiki.
Kekurangan metode magnetik dibanding metode yang lain:
Setiap jenis batuan di bumi walaupun dalam pengklasifikasian atau
penamaannya sama, dapat saja mempunyai sifat dan karakteristik yang
spesifik akibat peristiwa geologi yang dialaminya. Sehingga bisa memberikan
data yang didapat bisa berbeda dengan kenyataan yang sebenarnya di
bawah permukaan.
E. Penagambilan dan Pengukuran data Geomagnet di lapangan
1. Metode Pengambilan data Geomagnet
Penyelidikan magnet biasanya dilakukan di darat, di udara dan di laut.
Teknik lapangannya tentu saja berbeda ketiga jenis survey ini, walaupun
operasi di udara dan di laut pada umumnya melakukan penelitian yang sama
juga peralatan rekamannya sama pula. Karena pembacaan dan
pengumpulan data lapangan sangat mudah dilakukan, penyelidikan cara ini
biasanya dipergunakan dalam penyelidikan-penyelidikan pendahuluan.
Maksudnya secara garis besarnya, setelah ini biasanya dilanjutkan dengan
penyelidikan lebih detail pada daerah-daerah yang dianggap prospektip.
Secara bersamaan, cara ini dapat pula dipadukan dengan cara penyelidikan
yang lain. Sifat penyelidikan dapat secara langsung ataupun tak langsung
terhadap obyek yang dicari.
Di darat, observasi magnetik biasanya dibuat pada posisi yang tetap
dengan stasion tersendiri yang biasa digunakan pula untuk survey gravity. Di
udara dan survey di laut, medan magnet direkam terus-menerus dari
pergerakannya. Dulu digunakan alat-alat untuk survey di darat yaitu jenis
type Schmidt keseimbangan magnetiknya digunakan untuk mengukur
komponen vertikal medan bumi atau komponen horizontal. Tetapi pada
akhir-akhir ini magnetometer flux-gate nuclear precession (proton)
kebanyakan digunakan untuk pengukuran didarat.
a. Penyelidikan dari udara
Biasanya dilakukan untuk memetakan daerah yang luas. Hasilnya
dapat memberikan petunjuk untuk penyelidikan selanjutnya. Alat yang
digunakan biasanya adalah flux-gate magnetometer, nuclear precession.
Kepekaan alat yang dipergunakan biasanya lebih tinggi (1-5 gamma) dari
pada yang dipergunakan di darat (10-20 gamma). Penyebab utama
mungkin biaya penyelidikan dari udara jauh lebih mahal, pengukuran
dapat dilakukan jauh diatas permukaan.
Pengukuran dilakuakan terhadap medan magnetik total sebab
untuk mengukur salah satu komponen, baik vertikal ataupun horizontal,
presisi posisi sangat menentukan, dan ini sukar dilakukan pada
penyelidikan ini. Ketinggian penerbangan diketahui dari altimeter, pola
lintasan diatur memotong struktur geologi yang diperkirakan, dan
pembacaan diulang secara overlap untuk menghindari/mengetahui
perubahan secular yang berlangsung sewaktu-waktu. Hal ini dapat
dilakukan pula dengan bantuan magnetometer lain yang ditempatkan di
darat sebagai pengecekkan menentukan lokasi/posisi pesawat yang
biasanya dibantu dengan pemotretan- pemotretan dari udara secara
bersamaan waktunya. Adakalanya dilakukan dengan radar, sehingga
posisi pesawat secara tepat dapat ditentukan. Hasil pembacaan dilakukan
secara periodik, kira-kira 1 detik. Tentunya cara penyelidikan ini ada
baiknya dan buruknya.
b. Penyelidikan di laut.
Alat yang digunakan biasanya adalah flux-gate dan proton
magnetometer. Alatnya biasanya ditarik sejauh 150 hingga 300 meter
dibelakang kapal, maksudnya untuk menghindari pengaruh dari kapal
tersebut. Kedalamannya alat sekitar 15 meter di bawah permukaan air
laut. Penyelidikan laut memerlukan biaya yang mahal. Kegunaannya
terasa apabila secara bersamaan dilakukan pula misalnya penyelidikan
cara gaya berat. Sasarannya ialah untuk memberikan konfigurasi struktur
geologi di bawah dasar laut. Disamping itu juga mempersiapkan peta
geomagnet regional.
c. Penyelidikan di darat
Cara penyelidikan ini merupakan cara yang paling tua dilakukan
orang. Letak dan penyebaran titik-titik pengamatan disesuaikan dengan
sasaran yang akan dicapai. Biasanya dikombinasi dengan penyelidikan
gaya berat sebab kerapatan titik pengamatan hampir sama. Alat untuk
penyelidikan di darat adalah flux-gate magnetometer, alat ini paling
praktis mudah dibawa dan dipidah-pindahkan serta dapat cepat dibaca.
Jarak titik pengamatan dapat dekat sekali sekitar 10 meter tergantung
pada perkiraan besarnya sasaran yang dicari. Yang seringkali diukur dalam
penyelidikan ini ialah komponen vertikal medan magnet bumi. Kadang-
kadang medan total pun dapat diukur dengan menggunakan proton
magnetometer. Pembacaan ulang dilakukan setiap satu atau dua jam
pada tempat-tempat yang pernah diukur sebelumnya. Maksudnya untuk
mengetahui dan mengoreksi terhadap variasi secara secular. Anomali yang
harus diperhatikan biasanya lebih dari 500 gamma. Rata-rata kepekaan
alat sekitar 10 gamma. Sebab itu benda-benda besi disekitar alat akan
mengganggu selam pembacaan, hal ini harus dihindarkan. Keadaan
topografipun sangat berpengaruh pada pengukuran, begitu pula
susceptibilitas bahan tubuh magnet menentukan pula besar kecilnya
pengukuran medan magnet yang diteliti.
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.
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.
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.
F. CARA PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA METODE GEOMAGNETIK
a. Pengolahan Data IGRF
IGRF singkatan dari the international geomagnetic Reference Field.
Merupakan medan acuan geomagnetik international. Pada dasarnya nilai
IGRF merupakan nilai kuat medan magnetic utama bumi (H0). Nilai IGRF
termasuk nilai yang ikut terukur pada saat kita melakukan pengukuran
medan magneik di permukaan bumi, yang merupakan komponen paling
dasar dalam survei geomagnetic, sehingga 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
b. 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 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.
c. 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).
d. 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.
e. 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.
G. INTERPRETASI DATA 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.