Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi dari Pantai Sunur,
Pariaman, Sumatera Barat
Fatni Mufit1, Fadhillah2, Harman Amir1, Satria Bijaksana3
1
Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka, Padang 25131
Jurusan Teknik Pertambangan, FT, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka,
Padang 25131
3
FMIPA, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesa 10, Bandung 40132
2
Abstrak
Telah dilakukan serangkaian pengukuran magnetik dan non-magnetik terhadap sepuluh sampel pasir besi dari
pantai Sunur, Pariaman, Sumatera Barat. Penelitian ini dilakukan untuk melihat sifat dan karakter mineral
magnetik penyusun pasir besi. Beberapa metoda magnetik yang dilakukan adalah pengukuran suseptibilitas
magnetik, pemberian dan peluruhan ARM, pemberian saturasi IRM, serta pengukuran suseptibilitas magnetik
sebagai fungsi dari temperatur rendah. Selain pengukuran magnetik, dilakukan pula difraksi sinar X dan analisa
photomineralogy untuk melihat komposisi mineral pasir besi. Hasil-hasil pengukuran menunjukkan bahwa
mineral utama penyusun pasir besi adalah magnetit (Fe3O4), sebagaimana ditunjukkan tidak saja melalui
suseptibilitas magnetik yang tinggi (hingga 2,58 × 10-4 m3/kg) tetapi juga dari medan saturasi IRM yang relatif
rendah. Pengukuran-pengukuran lain menunjukkan bahwa selain magnetit, terdapat pula mineral-mineral
magnetik lain seperti hematit (α-Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3). Tingginya kandungan mineral magnetik dari pasir
besi Pantai Sunur memberikan harapan untuk pemanfaatan pasir besi ini secara lebih ekonomis, selektif dan
ramah lingkungan. Untuk itu diperlukan kajian-kajian yang lebih rinci.
Abstract
Magnetic as well as non-magnetic measurements had been done on ten iron sand samples from Sunur Beach,
Pariaman, West Sumatra. This research is intended to seek the properties of magnetic minerals in the iron sand.
Magnetic methods include magnetic susceptibility measurement, ARM decay, IRM saturation, and measurement
of low temperature magnetic susceptibility. Apart from magnetic methods, an X-ray diffraction and
photomineralogy analyses were also carried out to observe the mineral composition of iron sand. Results show
that the main magnetic mineral in iron sand is magnetite (Fe3O4), as indicated by not only high magnetic
susceptibility (up to 2.58 × 10-4 m3/kg) but also by the low field requited to saturate the IRM. Other
measurements and analyses show that apart from magnetite there are also other magnetic minerals notably
hematite (α-Fe2O3) dan ilmenite (FeTiO3). The high magnetic mineral content of iron sand from Sunur Beach
provides hope that this deposit of iron sand can be exploited not only in more economical and selective fashions,
but also environmentaly friendlier. More analytical works are to be done.
1. Pendahuluan
Pasir besi merupakan salah satu sumber daya alam
di Sumatera Barat yang belum dimanfaatkan secara
optimal. Pasir besi ini tersebar di beberapa lokasi
pesisir pantai, diantaranya di Pantai Sunur, Kota
Pariaman, Propinsi Sumatera Barat. Industri semen
setempat, PT Semen Padang, pernah mencoba
memanfaatkan pasir besi ini, dalam bentuk bahan
mentah atau raw material, sebagai bahan campuran
semen. Namun demikian, pemanfaatan ini mendapat
tanggapan negatif dari masyarakat setempat karena
eksploitasi pasir besi secara besar-besaran
dikhawatirkan akan mengakibatkan terjadinya pada
kerusakan lingkungan.
Pada penelitian ini akan dikaji sifat magnetik dari
endapan pasir besi di pantai Sunur dengan harapan
bahwa melalui sifat magnetiknya, pasir besi ini
2
dapat dimanfaatkan dengan nilai ekonomi yang lebih
tinggi dan secara ramah lingkungan. Telah diketahui
sebelumnya (Yulianto dkk, 2002), bahwa endapan
pasir besi, dapat memiliki mineral-mineral magnetik
seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α-Fe2O3), dan
maghemit (γ-Fe2O3). Mineral-mineral tersebut
mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai
bahan industri. Magnetit, misalnya, dapat digunakan
sebagai bahan dasar untuk tinta kering (toner) pada
mesin photo-copy dan printer laser, sementara
maghemit adalah bahan utama untuk pita-kaset.
Ketiga mineral magnetik di atas juga digunakan
sebagai pewarna serta campuran (filler) untuk cat
serta bahan dasar untuk industri magnet permanen
(Bijaksana, 2002). Melalui penelitian ini diharapkan
muncul alternatif-alternatif pemanfaatan pasir besi
yang ramah lingkungan.
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
2. Metodologi
Sampel-sampel pasi besi diambil dari sepuluh lokasi
di sepanjang Pantai Sunur, Pariaman, Sumater Barat
dan diberi label PSNR 1 hingga PSNR 10. Masingmasing lokasi terpisah pada jarak beberapa ratus
meter. Lokasi sampel ke 9 dan 10 sebelumnya
merupakan lokasi penambangan pasir besi untuk
keperluan PT Semen Padang.
Proses preparasi dan pengukuran sampel dilakukan
di Laboratorium Kemagnetan Batuan FMIPA ITB.
Pasir besi yang akan diukur sifat magnetiknya
dikemas dalam sample holder (wadah) yang terbuat
dari plastik berbentuk silinder berukuran tinggi 2.2
cm dan diameter 2.54 cm. Setiap wadah
mengandung pasir besi dengan massa sekitar 1 gram
dicampur dengan silicon glass sealant yang bersifat
non magnetik sebanyak kurang-lebih sekitar 6 gram.
Campuran pasir besi dengan silicon glass sealant
diaduk rata dan dimasukkan ke dalam wadah sampai
penuh. Massa total sampel dihitung, setelah
dikurangi dengan massa sample holder kosong
sebagai koreksi. Gambar 1 memperlihatkan alat-alat
yang digunakan untuk membentuk sampel
pengukuran pada penelitian ini.
Gambar 1.
Peralatan untuk pembuatan sampel yang akan
digunakan untuk metoda-metoda magnetik.
Kesepuluh sampel kemudian diukur suseptibilitas
magnetiknya
dengan
Bartington
magnetic
susceptibility meter model MS2. Alat ini memiliki
selang pengukuran 1 × 10-6 hingga 9999 × 10-6
dalam cgs atau 1,26 × 10-5 hingga 1,26 × 10-1 dalam
SI. Pengukuran suseptibilitas magnetik dilakukan
pada tiga arah yang saling tegak lurus dan kemudian
ditentukan nilai rata-ratanya. Tinggi rendahnya nilai
suseptibilitas magnetik dapat memberikan informasi
tentang kandungan mineral magnetik pada sampel.
kemudian diukur nilai dan stabilitas peluruhannya.
Intensitas ARM dapat memberikan indikasi tentang
kandungan mineral magnetik yang ada pada sampel,
sementara peluruhan ARM dapat memberikan
informasi tentang ukuran bulir magnetik serta
domain-domainnya. Pemberian ARM dilakukan
dengan Molspin AF demagnetizer yang dilengkapi
dengan alat PARM, sementara pengukuran intensitas
ARM dilakukan dengan menggunakan Minispin
magnetometer. Peluruhan ARM dilakukan dengan
memberikan medan demagnetisasi secara bertahap
mulai dari 2,5 mT hingga ARM yang tersisa hanya
tinggal 1 sampai 5% dari ARM semula.
Kesepuluh sampel, selanjutnya dikenai magnetisasi
artifisial lainnya dalam bentuk IRM atau isotermal
remanent magnetization. IRM ini dikenakan pada
sampel melalui pemberian medan magnetik yang
tinggi hingga diperoleh keadaan saturasi. Tinggi
rendahnya medan magnetik yang diperlukan untuk
mencapai keadaan saturasi merupakan indikator dari
jenis mineral magnetik pada sampel. IRM diberikan
dengan sebuah elektromagnet yang dapat
memberikan medan amagnetik hingga 1 T. Besarnya
IRM pada setiap langkah diukur dengan Minispin
magnetometer.
Pada tahap berikutnya, kesepuluh sampel juga
diukur suseptibilitas magnetiknya sebagai fungsi
dari temperatur rendah. Masing-masing mineral
magnetik mempunyai transisi fasa yang merupakan
ciri khasnya. Karena itu diharapkan bahwa, melalui
pengukurn suseptibilitas versus temperatur rendah,
akan diketahui mineral magnetik yang dominan pada
pasir besi. Pengukuran suseptibilitas sebagai fungsi
temperatur rendah masih dilakukan dengan
Bartington magnetic susceptibility meter, namun
kumparan yang digunakan adalah tipe MS2W.
Kumparan ini dilengkapi dengan sebuah wadah
khusus yang terbuat dari styrofoam untuk
menampung nitrogen cair. Sampel ditempatkan pada
wadah tersebut dan direndam dalam nitrogen cair
yang bertemperatur 77K. Suseptibilitas sampel
kemudian diukur seiring dengan naiknya temperatur
menuju temperatur ruang. Proses naiknya temperatur
dari 77K ke temperatur ruang biasanya ditempuh
dalam waktu kira-kira 30 menit.
Selain keempat pengukuran di atas, maka sampel
dengan nilai suseptibilitas tertinggi (PSNR 10)
dilihat kandungan mineralnya secara lebih rinci
melalui pengukuran difraksi sinar X dan
photomineralogy. Pengukuran difraksi sinar X
dilakukan di Balai Keramik Bandung, sementara
pengukuran dengan photomineralogy dilakukan di
Pusat Penelitian Teknologi Mineral (PPTM)
Bandung.
Sampel-sampel
tersebut
kemudian
diberi
magnetisasi artifisial dalam bentuk ARM
(anhysteretic
remanent
magnetization)
dan
3
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
3. Hasil dan Diskusi
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa mineral
utama penyusun pasir besi pantai Sunur adalah
magnetit (Fe3O4). Hal ini terlihat dari sebaran nilai
suseptibilitas magnetik yang berkisar antara 0,67
hingga 2,58 × 10-4 m3/kg (Hunt dkk, 1995). Nilai
suseptibilitas tertinggi tidak berbeda jauh dengan
nilai suseptibilitas magnetik dari pasir besi Cilacap
yang bernilai 2,85 × 10-4 m3/kg (Yulianto dkk,
2002). Hal ini juga diperkuat dengan hasil saturasi
IRM yang memperlihatkan bahwa sampel
memperoleh saturasi magnetik pada medan di bawah
300 mT (Gambar 2) yang merupakan ciri mineral
magnetit. Tergantung pada ukuran bulirnya mineral
magnetit akan mencapai saturasi pada medan ≤ 300
mT (Moskowitz, 1991).
Adanya ketidakmurnian mineral magnetik pada pasir
besi juga terlihat dari analisa photomineralogy
(Gambar 5) Selain magnetit, terdapat pula hematit
(H), ilmenit (I, FeTiO3) serta mineral-mineral yang
lain (gauge minerals atau GM). Mineral-mineral ini
terbentuk bersama, lazimnya dalam bentul lamellae
antara magnetit, misalnya dengan ilmenit. Analisa
ini juga memperlihatkan bahwa konsentrasi
magnetit, hematit, dan ilmenit masing-masing adalah
54.6%, 7.2%, dan 3.5%.
Terakhir, hasil analisa difraksi sinar X (Gambar 6)
memperlihatkan bahwa pasir besi memang
mengandung magnetit dan hematit disamping
mineral-mineral lainnya, seperti kuarsa dan anapait.
Hasil difraksi sinar X tidak memperlihatkan adanya
maghemit. Hal ini serupa dengan apa yang
dilaporkan oleh Yulianto dkk (2002) pada pasir besi
Cilacap.
Gambar 2
Kurva saturasi IRM untuk PSNR 10.
Sementara itu, hasil pengukuran suseptibilitas
sebagai fungsi temperatur rendah menunjukkan
bahwa terdapat adanya transisi fasa pada temperatur
sekitar –100ºC (Gambar 3). Transisi ini tidak
sepenuhnya identik dengan transisi Verwey untuk
magnetit yang seharusnya terjadi pada temperatur
sekitar 120K atau –153ºC (Dunlop dan Ozdemir,
1997). Perbedaan ini sangat mungkin disebabkan
akibat adanya ketidakmurnian pada pasir besi. Ini
berarti bahwa selain magnetit, juga terdapat mineralmineral magnetik lainnya.
Gambar 4 memperlihatkan kurva peluruhan ARM
pada sampel pasir besi. Terlihat bahwa, ARM
meluruh dengan cukup cepat pada medan magnetik
yang relatif rendah. Pada medan demagnetisasi
sebesar 12,5 mT, intensitas ARM sudah meluruh
hingga kurang dari 20% intensitas mula-mula. Hal
ini menunjukkan bahwa pasir besi yang mayoritas
berupa magnetit mempunyai bulir-bulir magnetik
(magnetic grains) berukuran besar dan bersifat
domain jamak atau multidomain (MD) (Moskowitz,
1991).
4
Gambar 3.
Kurva suseptibilitas magnetik
temperature rendah (PSNR 10).
sebagai
Gambar 4.
Kurva peluruhan ARM untuk PSNR 10.
fungsi
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
membentuk lamellae. Tingginya nilai suseptibilitas
magnetik serta tingginya kandungan mineral
magnetik pada sejumlah lokasi memberikan peluang
untuk pemanfaatan pasir besi lebih jauh setelah
melalui kajian yang lebih rinci.
Ucapan Terima kasih
Gambar 5.
Hasil analisa photomineralogy untuk PSNR 10.
Ucapan terima kasih disampaikan pada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi yang membantu
pendanaan projek penelitian ini melalui Hibah
Pekerti Angkatan III. Terima kasih juga disampaikan
pada Dr. La Ode Ngkoimani, Dr. Siti Zulaikah,
Hamdi Rifai, Khumaedi, dan Agus Yulianto atas
bantuan-bantuan teknis yang diberikan selama
penelitian ini berlangsung. Sebagian pengukuran
dilakukan oleh mahasiswa dan mahasiswi Jurusan
Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.
Daftar Pustaka
Bijaksana, S, (2002), Kajian Sifat Magnetik Pada
Endapan Pasir Besi di Wilayah Cilacap dan
Upaya Pemanfaatannya untuk Bahan Industri,
Laporan Penelitian Hibah Bersaing, ITB.
Dunlop, D., Ö. Özdemir, (1997), Rock Magnetism,
Cambridge University Press, Cambridge.
Gambar 6.
Kurva analisa difraksi sinar-X (PSNR 10).
4. Kesimpulan
Pada penelitian ini telah ditunjukkan bahwa pasir
besi dari Pantai Sunur, Pariaman, Sumatera Barat
mempunyai kandungan mineral magnetik berupa
magnetit dan hematit yang cukup tinggi.
Karakteristik magnetik dari pasir besi ini mendekati
karakteristik pasir besi yang telah ditambang secara
besar-besaran di Cilacap, Jawa Tengah. Seperti juga
mineral magnetik dari pasir besi di Cilacap, mineral
magnetik dari pasie besi Pantai Sunur juga
memperlihatkan ukuran bulir magnetik yang cukup
besar serta moda perumbuhan mineral yang
Hunt, C. P., B. Moskowitz, S. K. Banerjee, (1995),
Magnetic properties of rocks and minerals, in
T. J. Ahrens, ed., Rock Physics & Phase
Relation, A Handbook of Physical Constants,
American Geophyical Union, Washington, pp.
189-204.
Moskowitz, B.M, (1991), Hitchhiker’s guide to
magnetism in Enviromental Magnetism
Workshop, University of Minnesota, 5-8 June
1991.
Yulianto,A, S. Bijaksana, W. Loeksmato, (2002),
Karakterisasi Magnetik dari Pasir Besi
Cilacap, Jurnal Fisika Himpunan Fisika
Indonesia vol A5 no 0527,.
5
Kajian tentang Sifat Magnetik Pasir Besi dari Pantai Sunur,
Pariaman, Sumatera Barat
Fatni Mufit1, Fadhillah2, Harman Amir1, Satria Bijaksana3
1
Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka, Padang 25131
Jurusan Teknik Pertambangan, FT, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka,
Padang 25131
3
FMIPA, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesa 10, Bandung 40132
2
Abstrak
Telah dilakukan serangkaian pengukuran magnetik dan non-magnetik terhadap sepuluh sampel pasir besi dari
pantai Sunur, Pariaman, Sumatera Barat. Penelitian ini dilakukan untuk melihat sifat dan karakter mineral
magnetik penyusun pasir besi. Beberapa metoda magnetik yang dilakukan adalah pengukuran suseptibilitas
magnetik, pemberian dan peluruhan ARM, pemberian saturasi IRM, serta pengukuran suseptibilitas magnetik
sebagai fungsi dari temperatur rendah. Selain pengukuran magnetik, dilakukan pula difraksi sinar X dan analisa
photomineralogy untuk melihat komposisi mineral pasir besi. Hasil-hasil pengukuran menunjukkan bahwa
mineral utama penyusun pasir besi adalah magnetit (Fe3O4), sebagaimana ditunjukkan tidak saja melalui
suseptibilitas magnetik yang tinggi (hingga 2,58 × 10-4 m3/kg) tetapi juga dari medan saturasi IRM yang relatif
rendah. Pengukuran-pengukuran lain menunjukkan bahwa selain magnetit, terdapat pula mineral-mineral
magnetik lain seperti hematit (α-Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3). Tingginya kandungan mineral magnetik dari pasir
besi Pantai Sunur memberikan harapan untuk pemanfaatan pasir besi ini secara lebih ekonomis, selektif dan
ramah lingkungan. Untuk itu diperlukan kajian-kajian yang lebih rinci.
Abstract
Magnetic as well as non-magnetic measurements had been done on ten iron sand samples from Sunur Beach,
Pariaman, West Sumatra. This research is intended to seek the properties of magnetic minerals in the iron sand.
Magnetic methods include magnetic susceptibility measurement, ARM decay, IRM saturation, and measurement
of low temperature magnetic susceptibility. Apart from magnetic methods, an X-ray diffraction and
photomineralogy analyses were also carried out to observe the mineral composition of iron sand. Results show
that the main magnetic mineral in iron sand is magnetite (Fe3O4), as indicated by not only high magnetic
susceptibility (up to 2.58 × 10-4 m3/kg) but also by the low field requited to saturate the IRM. Other
measurements and analyses show that apart from magnetite there are also other magnetic minerals notably
hematite (α-Fe2O3) dan ilmenite (FeTiO3). The high magnetic mineral content of iron sand from Sunur Beach
provides hope that this deposit of iron sand can be exploited not only in more economical and selective fashions,
but also environmentaly friendlier. More analytical works are to be done.
1. Pendahuluan
Pasir besi merupakan salah satu sumber daya alam
di Sumatera Barat yang belum dimanfaatkan secara
optimal. Pasir besi ini tersebar di beberapa lokasi
pesisir pantai, diantaranya di Pantai Sunur, Kota
Pariaman, Propinsi Sumatera Barat. Industri semen
setempat, PT Semen Padang, pernah mencoba
memanfaatkan pasir besi ini, dalam bentuk bahan
mentah atau raw material, sebagai bahan campuran
semen. Namun demikian, pemanfaatan ini mendapat
tanggapan negatif dari masyarakat setempat karena
eksploitasi pasir besi secara besar-besaran
dikhawatirkan akan mengakibatkan terjadinya pada
kerusakan lingkungan.
Pada penelitian ini akan dikaji sifat magnetik dari
endapan pasir besi di pantai Sunur dengan harapan
bahwa melalui sifat magnetiknya, pasir besi ini
2
dapat dimanfaatkan dengan nilai ekonomi yang lebih
tinggi dan secara ramah lingkungan. Telah diketahui
sebelumnya (Yulianto dkk, 2002), bahwa endapan
pasir besi, dapat memiliki mineral-mineral magnetik
seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α-Fe2O3), dan
maghemit (γ-Fe2O3). Mineral-mineral tersebut
mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai
bahan industri. Magnetit, misalnya, dapat digunakan
sebagai bahan dasar untuk tinta kering (toner) pada
mesin photo-copy dan printer laser, sementara
maghemit adalah bahan utama untuk pita-kaset.
Ketiga mineral magnetik di atas juga digunakan
sebagai pewarna serta campuran (filler) untuk cat
serta bahan dasar untuk industri magnet permanen
(Bijaksana, 2002). Melalui penelitian ini diharapkan
muncul alternatif-alternatif pemanfaatan pasir besi
yang ramah lingkungan.
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
2. Metodologi
Sampel-sampel pasi besi diambil dari sepuluh lokasi
di sepanjang Pantai Sunur, Pariaman, Sumater Barat
dan diberi label PSNR 1 hingga PSNR 10. Masingmasing lokasi terpisah pada jarak beberapa ratus
meter. Lokasi sampel ke 9 dan 10 sebelumnya
merupakan lokasi penambangan pasir besi untuk
keperluan PT Semen Padang.
Proses preparasi dan pengukuran sampel dilakukan
di Laboratorium Kemagnetan Batuan FMIPA ITB.
Pasir besi yang akan diukur sifat magnetiknya
dikemas dalam sample holder (wadah) yang terbuat
dari plastik berbentuk silinder berukuran tinggi 2.2
cm dan diameter 2.54 cm. Setiap wadah
mengandung pasir besi dengan massa sekitar 1 gram
dicampur dengan silicon glass sealant yang bersifat
non magnetik sebanyak kurang-lebih sekitar 6 gram.
Campuran pasir besi dengan silicon glass sealant
diaduk rata dan dimasukkan ke dalam wadah sampai
penuh. Massa total sampel dihitung, setelah
dikurangi dengan massa sample holder kosong
sebagai koreksi. Gambar 1 memperlihatkan alat-alat
yang digunakan untuk membentuk sampel
pengukuran pada penelitian ini.
Gambar 1.
Peralatan untuk pembuatan sampel yang akan
digunakan untuk metoda-metoda magnetik.
Kesepuluh sampel kemudian diukur suseptibilitas
magnetiknya
dengan
Bartington
magnetic
susceptibility meter model MS2. Alat ini memiliki
selang pengukuran 1 × 10-6 hingga 9999 × 10-6
dalam cgs atau 1,26 × 10-5 hingga 1,26 × 10-1 dalam
SI. Pengukuran suseptibilitas magnetik dilakukan
pada tiga arah yang saling tegak lurus dan kemudian
ditentukan nilai rata-ratanya. Tinggi rendahnya nilai
suseptibilitas magnetik dapat memberikan informasi
tentang kandungan mineral magnetik pada sampel.
kemudian diukur nilai dan stabilitas peluruhannya.
Intensitas ARM dapat memberikan indikasi tentang
kandungan mineral magnetik yang ada pada sampel,
sementara peluruhan ARM dapat memberikan
informasi tentang ukuran bulir magnetik serta
domain-domainnya. Pemberian ARM dilakukan
dengan Molspin AF demagnetizer yang dilengkapi
dengan alat PARM, sementara pengukuran intensitas
ARM dilakukan dengan menggunakan Minispin
magnetometer. Peluruhan ARM dilakukan dengan
memberikan medan demagnetisasi secara bertahap
mulai dari 2,5 mT hingga ARM yang tersisa hanya
tinggal 1 sampai 5% dari ARM semula.
Kesepuluh sampel, selanjutnya dikenai magnetisasi
artifisial lainnya dalam bentuk IRM atau isotermal
remanent magnetization. IRM ini dikenakan pada
sampel melalui pemberian medan magnetik yang
tinggi hingga diperoleh keadaan saturasi. Tinggi
rendahnya medan magnetik yang diperlukan untuk
mencapai keadaan saturasi merupakan indikator dari
jenis mineral magnetik pada sampel. IRM diberikan
dengan sebuah elektromagnet yang dapat
memberikan medan amagnetik hingga 1 T. Besarnya
IRM pada setiap langkah diukur dengan Minispin
magnetometer.
Pada tahap berikutnya, kesepuluh sampel juga
diukur suseptibilitas magnetiknya sebagai fungsi
dari temperatur rendah. Masing-masing mineral
magnetik mempunyai transisi fasa yang merupakan
ciri khasnya. Karena itu diharapkan bahwa, melalui
pengukurn suseptibilitas versus temperatur rendah,
akan diketahui mineral magnetik yang dominan pada
pasir besi. Pengukuran suseptibilitas sebagai fungsi
temperatur rendah masih dilakukan dengan
Bartington magnetic susceptibility meter, namun
kumparan yang digunakan adalah tipe MS2W.
Kumparan ini dilengkapi dengan sebuah wadah
khusus yang terbuat dari styrofoam untuk
menampung nitrogen cair. Sampel ditempatkan pada
wadah tersebut dan direndam dalam nitrogen cair
yang bertemperatur 77K. Suseptibilitas sampel
kemudian diukur seiring dengan naiknya temperatur
menuju temperatur ruang. Proses naiknya temperatur
dari 77K ke temperatur ruang biasanya ditempuh
dalam waktu kira-kira 30 menit.
Selain keempat pengukuran di atas, maka sampel
dengan nilai suseptibilitas tertinggi (PSNR 10)
dilihat kandungan mineralnya secara lebih rinci
melalui pengukuran difraksi sinar X dan
photomineralogy. Pengukuran difraksi sinar X
dilakukan di Balai Keramik Bandung, sementara
pengukuran dengan photomineralogy dilakukan di
Pusat Penelitian Teknologi Mineral (PPTM)
Bandung.
Sampel-sampel
tersebut
kemudian
diberi
magnetisasi artifisial dalam bentuk ARM
(anhysteretic
remanent
magnetization)
dan
3
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
3. Hasil dan Diskusi
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa mineral
utama penyusun pasir besi pantai Sunur adalah
magnetit (Fe3O4). Hal ini terlihat dari sebaran nilai
suseptibilitas magnetik yang berkisar antara 0,67
hingga 2,58 × 10-4 m3/kg (Hunt dkk, 1995). Nilai
suseptibilitas tertinggi tidak berbeda jauh dengan
nilai suseptibilitas magnetik dari pasir besi Cilacap
yang bernilai 2,85 × 10-4 m3/kg (Yulianto dkk,
2002). Hal ini juga diperkuat dengan hasil saturasi
IRM yang memperlihatkan bahwa sampel
memperoleh saturasi magnetik pada medan di bawah
300 mT (Gambar 2) yang merupakan ciri mineral
magnetit. Tergantung pada ukuran bulirnya mineral
magnetit akan mencapai saturasi pada medan ≤ 300
mT (Moskowitz, 1991).
Adanya ketidakmurnian mineral magnetik pada pasir
besi juga terlihat dari analisa photomineralogy
(Gambar 5) Selain magnetit, terdapat pula hematit
(H), ilmenit (I, FeTiO3) serta mineral-mineral yang
lain (gauge minerals atau GM). Mineral-mineral ini
terbentuk bersama, lazimnya dalam bentul lamellae
antara magnetit, misalnya dengan ilmenit. Analisa
ini juga memperlihatkan bahwa konsentrasi
magnetit, hematit, dan ilmenit masing-masing adalah
54.6%, 7.2%, dan 3.5%.
Terakhir, hasil analisa difraksi sinar X (Gambar 6)
memperlihatkan bahwa pasir besi memang
mengandung magnetit dan hematit disamping
mineral-mineral lainnya, seperti kuarsa dan anapait.
Hasil difraksi sinar X tidak memperlihatkan adanya
maghemit. Hal ini serupa dengan apa yang
dilaporkan oleh Yulianto dkk (2002) pada pasir besi
Cilacap.
Gambar 2
Kurva saturasi IRM untuk PSNR 10.
Sementara itu, hasil pengukuran suseptibilitas
sebagai fungsi temperatur rendah menunjukkan
bahwa terdapat adanya transisi fasa pada temperatur
sekitar –100ºC (Gambar 3). Transisi ini tidak
sepenuhnya identik dengan transisi Verwey untuk
magnetit yang seharusnya terjadi pada temperatur
sekitar 120K atau –153ºC (Dunlop dan Ozdemir,
1997). Perbedaan ini sangat mungkin disebabkan
akibat adanya ketidakmurnian pada pasir besi. Ini
berarti bahwa selain magnetit, juga terdapat mineralmineral magnetik lainnya.
Gambar 4 memperlihatkan kurva peluruhan ARM
pada sampel pasir besi. Terlihat bahwa, ARM
meluruh dengan cukup cepat pada medan magnetik
yang relatif rendah. Pada medan demagnetisasi
sebesar 12,5 mT, intensitas ARM sudah meluruh
hingga kurang dari 20% intensitas mula-mula. Hal
ini menunjukkan bahwa pasir besi yang mayoritas
berupa magnetit mempunyai bulir-bulir magnetik
(magnetic grains) berukuran besar dan bersifat
domain jamak atau multidomain (MD) (Moskowitz,
1991).
4
Gambar 3.
Kurva suseptibilitas magnetik
temperature rendah (PSNR 10).
sebagai
Gambar 4.
Kurva peluruhan ARM untuk PSNR 10.
fungsi
JURN AL GEO FISIKA 2006/1
membentuk lamellae. Tingginya nilai suseptibilitas
magnetik serta tingginya kandungan mineral
magnetik pada sejumlah lokasi memberikan peluang
untuk pemanfaatan pasir besi lebih jauh setelah
melalui kajian yang lebih rinci.
Ucapan Terima kasih
Gambar 5.
Hasil analisa photomineralogy untuk PSNR 10.
Ucapan terima kasih disampaikan pada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi yang membantu
pendanaan projek penelitian ini melalui Hibah
Pekerti Angkatan III. Terima kasih juga disampaikan
pada Dr. La Ode Ngkoimani, Dr. Siti Zulaikah,
Hamdi Rifai, Khumaedi, dan Agus Yulianto atas
bantuan-bantuan teknis yang diberikan selama
penelitian ini berlangsung. Sebagian pengukuran
dilakukan oleh mahasiswa dan mahasiswi Jurusan
Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.
Daftar Pustaka
Bijaksana, S, (2002), Kajian Sifat Magnetik Pada
Endapan Pasir Besi di Wilayah Cilacap dan
Upaya Pemanfaatannya untuk Bahan Industri,
Laporan Penelitian Hibah Bersaing, ITB.
Dunlop, D., Ö. Özdemir, (1997), Rock Magnetism,
Cambridge University Press, Cambridge.
Gambar 6.
Kurva analisa difraksi sinar-X (PSNR 10).
4. Kesimpulan
Pada penelitian ini telah ditunjukkan bahwa pasir
besi dari Pantai Sunur, Pariaman, Sumatera Barat
mempunyai kandungan mineral magnetik berupa
magnetit dan hematit yang cukup tinggi.
Karakteristik magnetik dari pasir besi ini mendekati
karakteristik pasir besi yang telah ditambang secara
besar-besaran di Cilacap, Jawa Tengah. Seperti juga
mineral magnetik dari pasir besi di Cilacap, mineral
magnetik dari pasie besi Pantai Sunur juga
memperlihatkan ukuran bulir magnetik yang cukup
besar serta moda perumbuhan mineral yang
Hunt, C. P., B. Moskowitz, S. K. Banerjee, (1995),
Magnetic properties of rocks and minerals, in
T. J. Ahrens, ed., Rock Physics & Phase
Relation, A Handbook of Physical Constants,
American Geophyical Union, Washington, pp.
189-204.
Moskowitz, B.M, (1991), Hitchhiker’s guide to
magnetism in Enviromental Magnetism
Workshop, University of Minnesota, 5-8 June
1991.
Yulianto,A, S. Bijaksana, W. Loeksmato, (2002),
Karakterisasi Magnetik dari Pasir Besi
Cilacap, Jurnal Fisika Himpunan Fisika
Indonesia vol A5 no 0527,.
5