SURVEI GEOFISIKA DENGAN METODE MAGNETIK UNTUK MENGETAHUI INTRUSI BATUAN BEKU

Transkripsi

1 SURVEI GEOFISIKA DENGAN ETODE AGNETIK UNTUK ENGETAHUI INTRUSI BATUAN BEKU (A Geophysics Survey Using agnetic ethod to Study the Intrusion of Igneous Rock) Khristian Enggar Pamuji Laboratorium Fisika, Fakultas IPA, Universitas Negeri Papua, Jln. Gn Salju Amban, anokwari 98314, Telp. (0986) , Facs. (0986) ABSTRACT The magnetic research had been carried out in Karangsambung, Kebumen, Central Java, for eight days. The subject of this research is mapping of the anomaly of magnetic field in the survey area Budjil mountain, that will be proceed in order to interpret the contact of the rock with surroundings area. This measurement used two units of Proton precision agnetometer (PP) odel G-856, PP with single sensor was used to measure diurnal variation and PP double sensor (Gradiometer) that was used to measure the magnetic field meanwhile, GPS Garmin was used for the positioning. agnetic data processing includes IGRF correction and diurnal variation correction. After this correction has done, contouring was made using Surfer based on the total magnetic field anomaly in order to understand the occurrence of igneous rock. Keywords: Survey, ethod agnetic, Intrusion Igneous Rock, Anomaly agnetic, PENDAHULUAN Salah satu metoda geofisika yang dapat memberikan informasi tentang struktur bawah permukaan adalah metode magnetik. Daerah survey yang akan digunakan untuk menerapkan metode magnetik adalah daerah di sekitar gunung Budjil, Karangsambung, Kebumen, Jawa Tengah. Informasi geologi menyebutkan bahwa daerah tersebut terdapat struktur geologi berupa intrusi batuan beku. Gunung Budjil sangat menarik untuk diteliti karena daerah ini merupakan bagian dari daerah yang mempunyai litologi dan struktur yang kompleks. Keuntungan metode magnetik adalah dapat mendeteksi letak dan batas litologi dari analisis anomali medan magnet dan diperkuat dengan data gradien vertikal medan magnetik total yang dapat memberikan respon jika terjadi perbedaan lithologi pada suatu daerah. Dari pengolahan data magnetik diharapkan dapat memberikan gambaran bawah permukaan daerah penelitian dan dapat mendeteksi kontak litologi.

2 Tujuan dilakukannya penelitian magnetik di daerah gunung Budjil, Karangsambung, Kebumen adalah : 1. engetahui struktur geologi bawah permukaan daerah penelitian berdasarkan data-data anomali medan magnet total dan mendeteksi batas litologi antara batuan intrusi dan batuan disekitarnya. 2. mengkorelasikan informasi geofisika dengan informasi geologi daerah penelitian. Gunung Budjil merupakan satu diantara sekian banyak keunikan geologi di daerah Karangsambung. enurut informasi geologi gunung Budjil terbentuk oleh adanya intrusi. Intrusi ini menjadi sangat menarik karena berada pada daerah dengan struktur geologi yang kompleks. Dengan mengetahui arah penyebaran intrusi dari daerah ini diharapkan mampu memberikan sumbangsih yang besar bagi pengembangan wilayah di daerah Karangsambung. DASAR TEORI Gaya agnetik enurut hukum Coloumb, bila 2 muatan atau kutub (m 1 dan m 2 ) yang berada dalam jarak r maka kedua muatan atau kutub tersebut, bila sejenis akan tolak menolak sedangkan kalau berlawanan jenis akan tarik-menarik dengan F m1m 2 ˆr 2 1 (1) r 0 0 adalah permeabilitas medium dalam ruang hampa, tidak berdimensi dan berharga satu. Gaya ( F ) tersebut mempunyai satuan dyne (cgs) atau Newton (SI). Kuat edan agnetik Kuat medan magnetik ( H ) ialah besarnya medan magnet pada suatu titik dalam ruangan yang timbul sebagai akibat adanya kuat kutub yang berada sejauh r dari titik m tersebut. Kuat medan magnet H didefinisikan sebagai gaya persatuan kuat kutub magnet (Telford, 1976): H F m 2 m 1 2 0r ˆr 1 (2) Satuan untuk kuat medan magnet H adalah Oersted (1 Oersted = 1 dyne / unit kutub) (cgs) atau A/m (SI). edan agnet Bumi edan magnet bumi mempunyai beberapa elemen, seperti gambar di bawah ini : dengan gaya ( F ) sebesar (Telford, 1976):

3 Utara Utara agnetik X d H i B r Y Timur Z Bawah Arah vektor medan magnet yaitu medan total ( B T ), medan horizontal ( H ), medan vertikal (V ), komponen H kearah utara ( X ), komponen H ke arah timur (Y ), deklinasi (d) dan inklinasi (i). Intensitas untuk komponen horisontalnya adalah : H 2 2 X Y (3) Intensitas total medan magnetik bumi adalah : B r H Z X Y Z (4) edan magnet bumi juga mempunyai sudut inklinasi (i) dan deklinasi (d). Sudut inklinasi yaitu sudut vertikal antara vektor intensitas medan total dengan bidang horisontal. Z i arctan (5) 2 2 X Y Deklinasi merupakan sudut yang dibentuk antara utara geografis dengan utara magnet. Y D arcsin (6) 2 2 X Y Anomali edan agnet Di dalam pelaksanaan survei dengan menggunakan metode magnetik, variasi medan magnet yang terukur di permukaan inilah yang merupakan target dari penelitian. Adapun besar anomali medan magnetik berkisar ratusan hingga ribuan nano-tesla (nt), tetapi ada juga yang lebih besar dari nt yang berupa endapan magnetik. Secara garis besar anomali medan magnet disebabkan oleh adanya medan magnet remanen dan medan magnet induksi. edan magnet remanen mempunyai peranan yang besar terhadap magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetnya serta berkaitan dengan peristiwa kemagnetan sebelumnya sehingga sangat rumit untuk diamati. Sisa kemagnetan ini disebut dengan

4 Normal Residual agnetism yang merupakan akibat dari magnetisasi medan utama (main field). Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan medan magnet 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 magnet kurang dari 25 % medan utama magnetik bumi (Telford, 1976). Anomali edan agnet Total Bumi Di dalam penelitian dengan metode magnetik, pada umumnya proses pengambilan data dilakukan dengan menggunakan magnetometer (misalnya, PP). Instrumen ini mengukur besarnya (magnetude) medan magnet total tanpa memandang arah vektornya. Anomali medan magnetik total bumi merupakan medan magnet yang dibangkitkan oleh anomali atau batuan termagnetisasi pada kerak bumi sebagai akibat adanya induksi medan utama magnetik bumi. Anomali ini dihitung dari pengukuran medan magnet total dikurangi medan utama magnetik bumi tersebut (enggunakan nilai IGRF yang sesuai dengan lokasi penelitian). edan utama magnetik bumi (main field) B dan medan magnet benda penyebab anomali medan magnet B A memberikan sumbangan dalam medan magnet total bumi sehingga medan magnet total bumi pun berubah dan dapat ditulis dengan (Blakely, 1995): B T = B + B A (7) Jika B T menggambarkan medan magnet total pada suatu titik dan B medan magnet utama bumi pada suatu titik yang sama, seperti yang disajikan dalam gambar di bawah ini, maka anomali medan magnet total diberikan oleh: T B T B (8)

5 ΔB B T B f. ΔB B T - B Penggambaran vektor anomali medan magnet total bumi Jika ΔB menggambarkan medan akibat benda anomali, maka medan magnetik total adalah B T = B + ΔB sehingga persamaan 7 menjadi: Dengan demikian T dapat didekati sebagai proyeksi ΔB (anomali medan magnetik bumi) pada arah medan magnetik bumi (f). T B B B B (9) pendekatan Jika B > ΔB maka dapat digunakan T B B B (10) B B 2 B 2B B B B B B f B B 1 B ( B B) B (11) ETODE PENELITIAN Pengambilan dan akuisisi data lapangan metode magnetik dilakukan selama delapan hari, dilaksanakan pada tanggal 24 Januari 2005 s/d 4 Februari 2005 di daerah Karangsambung dengan menggunakan Proton Precission agnetometer (PP). Lokasi daerah penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. (Sisip Gbr. 1) Dalam pengambilan data lapangan magnetik digunakan 2 unit Proton Precission agnetometer (PP), satu unit digunakan untuk pengukuran rover dan satu unit lainnya digunakan untuk pengukuran monitoring variasi harian medan magnetik di satu titik tetap. Secara garis besar survei metode

6 magnetik dapat dilihat dalam diagram alir pada Gambar 2. (Sisip Gbr.2) Alat yang Digunakan Proton Precission agnetometer (PP) adalah suatu sensor untuk mengukur induksi medan magnet total. Sensor ini berisi zat cair yang kaya akan proton, misalnya methanol atau kerosene, Proton berputar pada sumbunya dan bermuatan listrik. Walaupun berada dalam medan magnet bumi, namun proton-proton di dalam sensor PP mempunyai arah momen magnet yang acak, karena medan magnet bumi tidak cukup kuat untuk menyearahkan momen proton tersebut sehingga momen magnetnya saling menghilangkan. Di dalam sensor terdapat kumparan yang berbentuk solenoida yang melingkari tabung pembungkus zat cair yang kaya proton. Bila arus listrik DC dilewatkan melalui kumparan maka akan timbul medan magnet yang dikenakan tadi. Pada saat arus diputus tiba-tiba, proton akan berpresisi dalam arah medan magnet bumi dan berusaha kembali pada kedudukan semula. Alat lain yang digunakan adalah alat navigasi, yaitu Global Positioning System (GPS) merek Garmin. Alat ini digunakan untuk menentukan koordinat dan ketinggian titik-titik pengukuran, karena pada penelitian ini titiktitik pengukuran dibuat random. Untuk menentukan arah sensor dan mengetahui arah dalam pengukuran digunakan kompas geologi. Untuk pemrosesan data digunakan Personal computer (PC) dengan sistem operasi windows yang dilengkapi dengan programprogram aplikasi (excel, surfer, magmap, mag2dc, serta program pelengkap lainnya). Akuisisi Data Dalam pengambilan data lapangan, dilakukan desain survei dengan sistem random yang relatif membentuk arah utara selatan, interval antar titik tergantung pada jauh dekatnya titik tersebut dari perkiraan pusat anomali. Semakin jauh dari perkiraan anomali jarak antar titik semakin jauh (50 m), dan sebaliknya semakin dekat dengan daerah yang diperkiraan terdapat anomali, jarak antar titik semakin dekat. Luas daerah survei sekitar 2 km 2. Titik pengukuran variasi harian medan magnet diletakkan pada daerah yang diperkirakan sudah tidak dipengaruhi oleh anomali (titik warna kuning pada Gambar 3). (Sisip Gbr.3) Data ini digunakan untuk mengkoreksi data lapangan yang secara langsung dipengaruhi oleh variasi harian medan magnet. Pengambilan data di tiap titik pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali pengukuran dengan tujuan untuk mereduksi efek lokal medan magnetik akibat benda-benda bermagnetik di sekitar titik pengukuran. Titiktitik pengukuran diusahakan dapat meliput daerah pengukuran seluas 2 km 2. Selain hal tersebut di atas, dalam pengambilan data diusahakan tidak dilakukan di daerah yang dilalui oleh jaringan listrik PLN dan didekat

7 obyek yang dapat menimbulkan medan magnet karena akan mempengaruhi data yang terukur. Pengolahan Data Pengolahan data magnetik dari data PP secara umum dapat dilihat pada diagram alir seperti Gambar 4. (Sisip Gbr.4) Dari pengukuran di lapangan diperoleh data intensitas medan magnet total. Intensitas medan magnet total ini dikurangi dengan koreksi variasi harian dan koreksi International Geomagnetic Reference Field (IGRF) sebesar nt. Anomali medan magnet total ini diplot sesuai dengan posisi dan dikontur untuk mendapatkan peta anomali medan magnet total dan selanjutnya dilakukan interpretasi. HASIL DAN PEBAHASAN etode magnetik merupakan salah satu metode geofisika yang termasuk kedalam metode geopotensial. Pengolahan data dalam laporan ini dilakukan dengan pengolahan data standar, yaitu hasil yang diperoleh merupakan data anomali magnetik total (dalam nt) setelah dikoreksi variasi harian dan IGRF. Koreksi dengan menggunakan IGRF ditujukan untuk menghilangkan efek-efek diurnal medan magnet, yang disebabkan oleh pasang surut bulan dan pasang surut matahari. Gambar 5 merupakan gambar anomali medan magnet total dari sensor bawah (nt). Dari hasil kontur tersebut dapat dilihat penyebaran anomali medan magnet yang berupa dipol hanya terdapat di sekitar Gunung Bujil dan Gunung Tumpeng. Klosur-klosur yang dihasilkan memiliki nilai yang relatif tinggi yaitu antara -700 nt sampai 900 nt. Klosur-klosur ini disebabkan oleh adanya anomali (penyimpangan) medan magnet disekitar batuan. (Sisip Gbr.5) Warna biru menunjukkan harga positif dan warna merah menunjukan harga negatif. Daerah bagian utara terdapat banyak klosurklosur kecil bernilai negatif. (berwarna kuning). Klosur-klosur ini diperkirakan bukan berasal dari anomali Gunung Budjil, tetapi akibat anomali yang sangat besar yang berada di sebelah utara daerah survei (Gunung Paras). (Sisip Gbr.6) Gambar 6 merupakan gambar anomali medan magnet total dari sensor atas. Pola klosur masih terlihat sama dengan anomali yang dihasilkan dari sensor bawah, hanya saja anomali yang berasal dari Gunung Paras terlihat lebih jelas. Dari hasil kontur anomali medan magnet total dari sensor atas dan sensor bawah terlihat bahwa klosur-klosur berada tepat pada gunung Budjil dan Gunung Tumpeng yang secara geologi terjadi akibat intrusi magma. eskipun sama-sama berasal dari intrusi magma, tetapi keduanya berasal dari intrusi yang berbeda (bukan satu penerusan). Hal ini dapat dilihat dari dua klosur yang tidak saling berkaitan (Gambar 7). (Sisip Gbr.7) Ada daerah di antara gunung Budjil dan Gunung Tumpeng yang memiliki nilai negatif

8 (merah), yang memisahkan kedua klosur tersebut. Hal ini menandakan kedua klosur tersebut terpisah. Sehingga dapat diinterpretasikan bahwa kedua intrusi (antara Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng) terpisah. Hasil gradien anomali dapat dilihat pada Gambar 8. Gradien vertikal dapat memberikan informasi tentang batas atau kontak litologi suatu daerah, dengan melihat kecenderungan pola konturnya. Dari gradien vertikal terlihat bahwa kedua klosur tersebut terpisah atau tidak ada penerusan. Hasil analisis dapat dijadikan pertimbangan untuk penentuan pasangan klosur dipol anomali medan magnet. Hasil kontur gradien vertikal di sekitar Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng memperlihatkan bahwa Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng mempunyai klosur yang berbeda, sehingga disimpulkan bahwa intrusi pada Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng tidak sama (bukan suatu penerusan), seperti yang diperlihatkan pada Gambar 8. (Sisip Gbr.8) KESIPULAN DAN SARAN Dari hasil pengkonturan anomali medan magnet dapat disimpulkan bahwa: 1. Daerah survei (Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng) memiliki jenis litologi yang berbeda dari lingkungan sekitarnya (sesuai dengan informasi geologi). 2. eskipun sama-sama terbentuk dari intrusi batuan beku, tetapi Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng tidak saling berhubungan. Untuk mengetahui atau memperjelas batas litologi dan suseptibilitas batuan, sehingga interpretasi dapat lebih akurat pengolahan data masih perlu dilanjukan sampai dengan pemodelan. DAFTAR PUSTAKA Baranov, V A new method for Interpretation of Aeromagnetic aps: Pseudo-gravimetric Anomalies, Geophysics, Volume 22, Blakely, R.J Potential Theory in Gravity and agnetic Applications, Cambridge University Press. Grand, F.S and West, G.F Interpretation Theory in Applied Geophysics, c Graw-Hill Book Company. Shuey, R.T., Pasquale, AS. End correction in magnetic profile interpretation. Geophysics, Volume 38, No.3, Telford, W Applied Geophysics. Cambridge University Press, London.

9 DAFTAR GABAR G. Tumpeng G. Budjil Gambar 1. Lokasi daerah Penelitian Kanan: peta situasi Kiri : peta geologi

10 Lintang Selatan (Derajat) Gambar 2. Diagram Alir Survei agnetik m 220 m 210 m 200 m 190 m 180 m 170 m 160 m 150 m 140 m 130 m 120 m 110 m 100 m 90 m 80 m 70 m 60 m Bujur Timur (Derajat) Gambar 3. Peta kontur dan letak titik-titik pengukuran di daerah penelitian

11 LINTANG (Derajat) Gambar 4. Diagram alir pengolahan data magnetik nt 700 nt 600 nt 500 nt 400 nt 300 nt 200 nt 100 nt 0 nt -100 nt -200 nt -300 nt -400 nt -500 nt -600 nt -700 nt BUJUR (Derajat) Gambar 5. Anomali medan magnet total dari sensor bawah

12 LINTANG (Derajat) nt 600 nt 500 nt 400 nt 300 nt 200 nt 100 nt 0 nt -100 nt -200 nt -300 nt -400 nt -500 nt BUJUR (Derajat) Gambar 6. Anomali medan magnet total dari sensor atas G. Budjil G.Tumpeng Gambar 7. Klosur pada Gunung Budjil dan Gunung Tumpeng

13 G.Tumpeng G. Budjil Gambar 8. Kontur gradien vertikal di sekitar Gunung Tumpeng dan Gunung Budjil