Penentuan Derajat Anisotropi Batuan Intrunsif Diorit dengan Menggunakan Metode AMS( Anisotropy of Magnetic Susceptibility ) dan Metode AAS ( anisotropy of Anhysteretic Susceptibility ) Oleh Ni Komang Tri Suandayani. Ssi.Msi JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2018
34
Embed
Penentuan Derajat Anisotropi Batuan Intrunsif Diorit dengan …erepo.unud.ac.id/id/eprint/18873/1/6d3c68b381df554701cec... · 2020. 7. 21. · kabupaten Trenggalek Jawa Timur. ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Penentuan Derajat Anisotropi Batuan Intrunsif Diorit dengan Menggunakan
Metode AMS( Anisotropy of Magnetic Susceptibility ) dan Metode AAS (
anisotropy of Anhysteretic Susceptibility )
Oleh
Ni Komang Tri Suandayani. Ssi.Msi
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2018
ABSTRAK
Telah dilakukan pengukuran anisotropi of anhysteretic susceptibility (AAS), dan
anisotropi of magnetic susceptibility (AMS) untuk menganalisa derajat anisotropi batuan intrusif
diorit dan menentukan ukuran bulir magnetik pembawa remanen pada batuan sedimen, untuk
layak tidak sebagai sampel. Sampel batuan yang diambil dari intrusif vertikal diorit yang
berlokasi di Watuliomo tepatnya di gunung Sikambe dan gunung Suwur yang berada di
kabupaten Trenggalek Jawa Timur. Di buat dalam bentuk silinder dengan diameter 2,54 cm dan
panjang 2,3 cm menggunakan alat Magnetic Measurement Portable Rock Drill (MMPRD).
Sampel berjumlah 10 core dimana yang 7 core berasal dari gunung Sikambe dan 3 core dari
gunung Suwur. Pengukuran AMS yang dilakukan pada sembilan arah pengukuran, menggunakan
Bartington Magnetic Susceptibility Meter Model MS2 dengan sensor MS@B. Sedangkan AAS
dilakukan dengan pengukuran ARM dalam sembilan arah menggunakan seperangkat Molspin
AF Demagnetizer, partial anhysteretic remanent magnetization (pARM) dan Minispin
Magnetometer Anisotropi yang ditunjukkan dari hasil pengukuran metode AMS dan AAS pada
sampel diorit ini sangat tinggi ( derajat anisotropi >5%). Lineasi magnetiknya lebih kuat daripada
foliasi magnetiknya sampel diorit tidak cocok untuk kajian Paleomagnetik. Perbandingan derajat
anisotropi dari metode AAS dan AMS lebih kecil dari 1 (rata-rata 0,64 dengan simpangan baku
0,16). Metode AAS lebih efektif daripada metode AMS untuk sampel yang sedikit mengandung
mineral ferromagnetik, tetapi pada pengukurannya memerlukan waktu yang lebih lama daripada
metode AMS. Perbedaan yang diperoleh dari hasil pengukuran AAS dan AMS disebabkan
sampel di dominasi oleh butiran multi domain dan butiran magnetite.
Kata kunci : anisotropi magnetik, suseptibilitas magnetik, suseptibilitas anhisteretik
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Paleomagnetik adalah suatu kajian tentang arah dan besar rekaman medan magnetik bumi
waktu lampau dalam batuan, rekaman medan magnetik bumi diakibatkan oleh adanya mineral-
mineral magnetik yang terdapat pada batuan. Rekaman ini disebut sebagai remanen magnetik.
Kualitas rekaman tidak saja dipengaruhi oleh jenis mineral magnetik tetapi juga oleh distribusi
ukuran bulir, karena itu analisa tentang mineralogi dan granulometri ( distribusi ukuran bulir )
sangat penting dalam kajian paleomagnetik.
Akurasi rekaman medan magnetik bumi pada batuan juga dipengaruhi oleh sifat batuan,
apakah batuan itu bersifat isotropik atau anisotropik. Batuan yang secara magnetik bersifat
isotropik akan merekam medan magnetik bumi sesuai dengan arah medan magnetik bumi pada
waktu batuan tersebut terbentuk tapi apabila batuan itu bersifat anisotropik maka medan
magnetik bumi yang terekam pada batuan tersebut akan mengalami penyimpangan dari arah
semula .
Dalam kajian paleomagnetik sampel dikatakan belum menyebabkan kesalahan yang
cukup berarti apabila derajat anisotropinya kurang atau sama dengan 5%. Karena itu derajat
anisotropi magnetik sampel perlu dilihat (1)
. Pada penelitian ini derajat anisotropi magnetik dari
batuan jenis diorite akan diukur untuk menentukan kelayakannya sebagai sampel pada kajian
paleomagnetik. Komposisi batuan diorite secara umum adalah pyroxene, sodium-calcium
plagroclase, amphibole dan biotite (9)
. Batuan intrusif diorite umumnya mempunyai bulir-bulir
yang relatif besar karena batuan intrusif (seperti granit, gabro dan diorit) yang mendingin secara
perlahan dalam waktu rang relatif lama, berbeda dengan batuan ekstrusif ( seperti riolit, andesit
dan baslt) yang mendingin secara perlahan dalam waktu yang relatif cepat sehingga ukuran
bulirnya relatif lebih kecil daripada batuan intrusif. Ukuran bulir ini akan mempengaruhi kualitas
rekaman dan anisotropi batuan (13)
. Adapun suseptibilitas batuan diorite ini berkisar 1 x 10-9
sampai 5 x 10-5
untuk satuan SI.
Pada penelitian ini derajat anisotropi batuan intrusif diorit akan dianalisa dengan
menggunakan metode AMS ( Anisotropy of Magnetic Suseptibility ) dan metode AAS (
Anisotropy of Anhysteretic Susceptibility ). Metode AMS merupakan suatu cara pengukuran
anisotropi magnetik batuan dengan menggunakan medan searah yang kecil, sementara metode
AAS merupakan pengukuran anisotropi magnetik batuan yang berkenaan dengan magnetisasi
remanen anhisteretik. Pada metode AAS sampel secara bersamaan dikenai dua medan yang
berbeda, masing-masing medan searah yang lemah dan medan bolak-balik yang kuat, yang
intensitasnya berkurang secara lambat menuju nol.
Ada beberapa perbedaan antara metode AMS dan metode AAS. Anisotropi remanen
anhisteretik dalam beberapa batuan bias sangat tinggi sedangkan anisotropi suseptibilitasnya
sangat lemah bahkan bisa mencapai nol. AAS juga lebih sensitif untuk bahan yang didominasi
oleh butiran single-domain, pseudo single domain komposisi batuan diorite secara umum adalah
pyroxene, sodium-calcium plagioclase, amphibole dan biotite (9)
. Batuan intrusif diorite
umumnya mempunyai bulir-bulir yang relatif besar karena batuan intrusif ( seperti riolit, andesit
dan basalt) yang mendingin dalam waktu yang relatif cepat sehingga ukuran bulirnya relatif lebih
kecil daripada batuan intrusif. Ukuran bulir ini akan mempengaruhi kualitas rekaman dan
anisotropi batuan(13)
. Adapun suseptibilitas batuan diorite ini berkisar 1 x 10-9
sampai 5 x 10-5
untuk satuan SI.
Pada penelitian ini derajat anisotropi batuan intrusif diorite akan dianalisa dengan
menggunakan metode AMS ( Anisotropy of Magnetic Susceptibility) dan metode AAS (
Anisotropy of Anhysteretic Susceptibility ). Metode AMS merupakan suatu cara pengukuran
anisotropi magnetik batuan dengan menggunakan medan searah yang kecil, sementara metode
AAS merupakan pengukuran anisotropi magnetik batuan yang berkenaan dengan magnetisasi
remanen anhisteretik. Pada metode AAS sampel secara bersamaan dikenai dua medan yang
berbeda, masing-masing medan searah yang lemah dan medan bolak-balik yang kuat, yang
intensitasnya berkurang secara lambat menuju nol.
Ada beberapa perbedaan antara metode AMS dan metode AAS. Anisotropi remanen
anhisteretik dalam beberapa batuan bisa sangat tinggi sedangkan anisotropi suseptibilitasnya
sangat lemah bahkan bisa mencapai nol. AAS juga lebih sensitif untuk bahan yang di dominasi
oleh butiran single domain, pseudo single domain dan mengandung mineral-mineral
ferromagnetik sedangkan AMS cenderung dominasi oleh butiran multidomain dan mengandung
mineral-mineral paramagnetik dan superparamagnetik (3)
.
Pada penelitian ini akan dibandingkan hasil kedua metode diatas. Kecenderungan arah
dari sumbu-sumbu suseptibilitas dari kedua metode diatas juga akan di lihat untuk mengetahui
metode manakah yang lebih efektif.
BABII
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Anisotropi Magnetik
Sampel batuan dikatakan isotropik secara magnetik , jika sifat-sifat magnetik sampel batuan
tidak tergantung dari arah medan magnet yang diberikan. Batuan seperti ini jarang ditemui di
alam , mungkin disebabkan oleh beberapa hal diantaranya pengaruh fluktuasi temperatur yang
ekstrim, pengaruh stress dan strain, pengaruh sedimentasi dan lain sebagainya. Sebaliknya
sampel batuan dikatakan anisotropi se cara magnetik jika sifat-sifat magnetiknya bergantung
kepada arah medan yang diberikan. Kuantitas-kuantitas anisotropi magnetik ini ditunjukkan
senagai suseptibilitas magnnetik, magnetisasi remanen atau energi magnetisasi saturasi
(Bijaksana, 1991 ; Collinson, 1983 ; Tarling dan Hrouda, 1993). Magnetisasi yang dihasilkan
oleh suatu bahan atau dalam kajian ini berupa batuan karbonat, terdiri atas dua komponen yaitu
magnetisasi induksi ( MI ) dan magnetisasi remanen ( MR ) dengan rumusan sebagai berikut :
M = MI + MR (2.1)
MI ditimbulkan oleh medan magnet luar, sedangkan MRadalah magnetisasi spontan yang
ditimbulkan karena interaksi kuat antara spin-spin tetangga yang terdekat dalam kristal tertentu
dari bahan tersebut. Jika dilihat dari respon batuan yang bersifat anisotropi saat batuan tersebut
magnetisasi, diperoleh dua macam anisotropi magnetik :
1. Anisotropi Suseptibilitas Magnetik ( AMS) magnetisasi merupakan fungsi dari arah
medan yang diberikan.
2. Anisotropi Magnetisasi Remanen (ARM), dimana magnetisasi yang diperoleh dapat
menyimpang dari arah medan magnetik pada saat remanen diperoleh ( Collinson,
1983, Butler, 1992, Tarling dan Hrouda, 1993 ).
Umumnya magnetisasi pada batuan memiliki sifat anisotropi, dimana arah magnetisasi dapat
menyimpang dari medan magnetisasi.
Anisotropi suseptibilitas magnetik merupakan suatu studi yang penting, karena mempunyai
cakupan aplikasi yang luas. AMS dapat digunakan untuk menentukan arah bulir pada batuan.
Visualisasi karakteristik anisotropi digambarkan dalam ellipsoida triaxial, yang memiliki sumbu-
sumbu utama suseptibilitas maksimum (ƛ1 ), suseptibilitas median (ƛ2 ) dan suseptibilitas
minimum (ƛ3 ), dalam representasi kordinat kartesian. Dimana jika ƛ1 = ƛ2 = ƛ3 , maka
ellipsoida berbentuk sferis, jika ƛ1 = ƛ2 dan ƛ2> ƛ3, maka ellipsoida berbentuk pipih ( oblate
flattened ) dan jika ƛ1> ƛ 2dan ƛ2 = ƛ3 maka ellipsoida akan berbentuk lonjong( prolate).
Petunjuk mengenai adanya penjajaran bulir-bulir magnetik (terelongasi) diinterpretasikan oleh
karakteristik elllipsoida suseptibilitas magnetik. Penjajaran bulir-bulir magnetik umumnya
terdapat pada mineral ferromagnetik. Penjajaran bulir-bulir magnetik yang terjadi pada batuan
dengan foliasi yang jelas, akan cenderung memiliki sumbu panjang yang terotasi ke arah bidang
foliasi. Jika ƛ3 tegak lurus dengan foliasi, maka ellipsoida suseptibilitas magnetik cenderung
berbentuk pipih. Sebaliknya, sebuah batuan dengan lineasi yang jelas akan memiliki
suseptibilitas magnetik yang lonjong ƛ1 sejajar dengan arah lineasi. Batuan sedimen biasanya
menunjukkan AMS yang ramping dari ellipsoid suseptibilitas lonjong dengan ƛ3 tegak lurus