batuan

1. KEMAGNETAN BATUAN
Sejarah perkembangan Metode Magnetik telah dikenal sekitar 400 tahun yang lalu. Orang
yang pertama kali melakukan penelitian magnetisasi bumi secara ilmiah adalah Sir William
Gilbert(1540 – 1603). 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. Metode ini didasarkan pada pengukuran variasi intensitas
magnetik di permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda
termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur
kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik dibawah permukaan, kemudian
dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin teramati. Pengukuran intensitas
medan magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara. 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. Metoda ini sangat cocok untuk pendugaan
struktur geologi bawah permukaan dengan tidak mengabaikan faktor kontrol adanya kenampakan
geologi di permukaan dan kegiatan gunungapi. Metode magnetik sering digunakan dalam
eksplorasi minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian
prospeksi benda-benda arkeologi.
Intensitas medan magnet dipermukaan bumi diukur menggunakan magnetometer. Hasil
pengukuran dari magnetometer ini berupa penjumlahan dari medan magnet bumi utama, variasi
medan magnet bumi yang berhubungan dengan variasi kerentanan magnet batuan, medan magnet
remanen dan variasi harian akibat aktivitas di matahari. Variasi medan magnet bumi yang
berhubungan dengan variasi kerentanan magnet batuan sangat berhubungan dengan variasi
susceptibilitas. Untuk menentukan anomali magnetik pada suatu titik amat digunakan dengan cara
menghilangkan medan pertama, ketiga, dan keempat pada harga megnet pengukuran. Berdasarkan
sifat medan magnet bumi dan sifat kemagnetan bahan pembentuk batuan, maka bentuk medan
magnetik yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya tergantung pada:
1. Inklinasi medan magnet bumi disekitar benda penyebab
2. Geometri benda penyebab
3. Kecenderungan arah dipol – dipol magnet didalam benda penyebab

2. 4. Orientasi arah dipole – dipole magnet benda penyebbab terhadap arah medan bumi.
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.
Namun istilah mineral magnetik biasanya digunakan bagi mineral yang tergolong
feromagnetik dalam batuan dan tanah (soils), keluarga besi-titanium oksida, sulfida-besi, dan
hidroksida besi.
Contoh mineral-mineral magnetik tersebut di antaranya adalah :
1. Dari keluarga besi-titanium oksida antara lain magnetite (Fe3O4 ) atau karat (Fe2O3) dan
maghemite (Fe2O3).
2. Dari keluarga sulfida-besi antara lain pyrite (FeS2) dan pyrrhotite (Fe7S8),
3. Golongan hidroksida besi antara lain goethite (FeOOH).
 Intensitas Magnetisasi
Gaya magnet (F) adalah gaya tarik menarik / tolak-menolak dari dua kutub magnet (m1,m2)
yangberjarak r yang dinyatakan dalam Hukum Coloumb:
F = (1/µ).(m1.m2/r2
)
Dimana µ = konstanta permeabilitas magnet
Suatu medan magnetik yang ditempatkan pada suatu medan magnet akan mengalami magnetisasi
oleh imbas magnetik yang didefinisikan sebagai:
I = M / V
Dimana : M = momen magnetik deikutub (dipole), I = jarak antara kutub +m dan –m, V = volum
benda
Momen magnet (M) adalah besaran vektor yang memanjang dari kutub negatif ke kutub positif.
Intensitas magnetik (I) adalah momen magnet per satuan volume. Intensitas magnet ini sebanding
dengan kuat medan magnet dan arahnya searah dengan medan magnet yang menginduksi.
Setiap jenis batuan memiliki sifat dan karakteristik tertentu dalam medan magnet yang
dimanifestasikan dalam parameter susceptibilitas magnetik batuan atau mineralnya (k).
Susceptibilitas magnet batuan merupakan tingkat kemagnetan suatu benda untuk termagnetisasi,
yang pada umumnya erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar
kandungan mineral magnetit di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya.
Metoda ini sangat cocok untuk pendugaan struktur geologi bawah permukaan dengan tidak
mengabaikan faktor kontrol adanya kenampakan geologi di permukaan dan kegiatan gunungapi.

3. Dengan adanya perbedaan dan sifat khusus dari tiap batuan dan mineral inilah yang melandasi
digunakannya metode magnetik untuk kegiatan eksplorasi maupun kepentingan geodinamika.
Susceptibilitas suatu magnet batuan berpengaruh terhadap besarnya Intensitas magnetik
batuan tersebut.Pengaruh tersebut dapat digaaambarkan dengan persamaan :
I = k. H
Dengan : I = intensitas magnetik
H = kuat medan magnet
Nilai k pada batuan semakin besar jika dalam batuan tersebut semakin banyak dijumpai
mineral-mineral bersifat magnetik. Berdasarkan nilai k dibagi tiga kelompok jenis material dan
batuan peyusun litologi bumi, yaitu:.
1. Diamagnetik
Memiliki nilai susceptibilitas (k) negatif dan kecil artinya Orientasi elektron orbital
substansi ini selalu berlawanan arah dengan magnet luar, sehinggga medan totalnya selalu
berkurang. Sebagai contoh adalah grafit, marbele, kuarsa, marmer, garam dan anhidrit atau
gypsum.
2. Paramagnetik
Memiliki arah sama dengan medan luarnya sehingga harga susceptibilitas magnetiknya (k)
bernilai positif namun kecil.Sifat-sifat paramagnet akan timbul bila atom atau molekul suatu bahan
memiliki momen magnet pada waktu tidak terdapat medan luar dan interaksi antara atom adalah
lemah. Pada umumnya momen magnet menyebar acak, tetapi bila diberi medan magnet luar
momen tersebut akan mengarah sesuai dengan arah medan luar tersebut. Sebab-sebab sifat
paramagnet ialah karena tidak seimbangnya putaran momen magnet elektron.Contoh mineral yang
termasuk pada jenis ini adalah olivine dan biotit.
3. Ferromagnetik
Memiliki harga susceptibilitas magnetik (k) positif dan besar, yaitu sekitar kali dari
diamagnetik/paramagnetik. Sifat kemagnetan substansi ini dipengaruhi oleh keadaan suhu, yaitu
pada suhu diatas suhu curie sifat kemagnetannya hilang.Atom-atom dalam bahan-bahan
ferromagnet memiliki momen magnet dan interaksi antara atom-atom tetangganya begitu kuat
sehingga momen semua atom dalam suatu daerah mengarah sesuai dengan medan magnet luar
yang diimbaskan, bahkan dengan tidak adanya magnet dari luar. Contoh mineral yang termasuk
jenis ini adalah besi dan nikel.

4.  Sifat Magnetik Batuan
Sifat magnetik material pembentuk batuan – batuan dapat dibagi menjadi :
1. Diamagnetik
Dalam batuan diamagnetik atom – atom pembentuk batuan mempunyai 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 : bismuth, grafit,
gipsum, marmer, kuarsa, garam.
2. Paramagnetisme
Di dalam paramagnetik terdapat kulit elektron terluar yang belum jenuh yakni ada elektron yang
spinnya tidak berpasangan dan mengarah pada arah spin yang sama. 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, oleh karena itu bahan tersebut dapat dikatakan mempunyai
sifat :Susceptibilitas k positif dan sedikit lebih besar dari satu.Susceptibilitas k bergantung pada
temperatur.Contoh : piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibolit dll.
Dalam benda-benda magnetik, medan yang dihasilkan oleh momen-momen magnetik atomik
permanen, cenderung untuk membantu medan luar, sedangkan untuk dielektrik-dielektrikmedan
dari dipol-dipol selalu cenderung untuk melawan medan luar, apakah dielektrik mempunyai
dipol-dipol yang terinduksi atau diorientasikan.

5. 3. Ferromagnetic
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 : besi, nikel, kobalt.
4. 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 suseptibilitas k seperti paramagnetic, tetapi
harganya naik sampai dengan titik curie kemudian turun lagi menurut hokum curie-weiss.
Contoh : hematit (Fe2O3).
5. Ferrimagnetik
Pada bahan ferrimagnetik domain-domain tadi juga saling antiparalel tetapi jumlah dipol pada
masing-masing arah tidak sama sehingga masih mempunyai resultan magnetisasi cukup besar.
Suseptibilitasnya tinggi dan tergantung temperatur. Contoh : magnetit (Fe3O4), ilmenit
(FeTiO3), pirhotit (FeS).
Refrensi : https://geologidokterbumi.wordpress.com/2012/05/18/sifatkemagnetanbatuan/
https://daoezy.wordpress.com/2013/06/01/kemagnetan-batuan/