IDENTIFIKASI PERSEBARAN AIR PANAS BAWAH PERMUKAAN DI DAERAH MERAK BATIN, NATAR, LAMPUNG SELATAN MENGGUNAKAN DATA MAGNETIK GRADIOMETER DAN GEOLISTRIK

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI PERSEBARAN AIR PANAS BAWAH PERMUKAAN DI DAERAH MERAK BATIN, NATAR, LAMPUNG SELATAN MENGGUNAKAN DATA MAGNETIK GRADIOMETER DAN GEOLISTRIK Muhammad Ali Al Habib b, Susanti Alawiyah a, Nono Agus Santoso b a Teknik Geofisika, Institut Teknologi Bandung b Teknik Geofisika, Institut Teknologi Sumatera *Corresponding malialhabib@outlook.com Abstract : Lampung has quite good geothermal potential, as evidenced by several manifestations of hot springs. Merak Batin, Natar, South Lampung is one of location of geothermal manifestations in the form of hot springs. However the location is far enough from mountains, so this manifestations is thought to originate from geothermal source that far from the location of the manifestation. This area is located around the Lampung- Panjang Fault which reinforces the notion that this hot springs arises through existing geological structures at the location. To find out the truth, identification the distribution of subsurfaces hot water was carried out using magnetig gradiometer and resistivity data. From the result of the gradient magnetic anomaly map that has been carried out the reduce to pole (RTP) filter process, it can be seen that there are anomaly boundaries that is suspected as the geological structure where hot water were released. From the RTP map also identified several fault in Southeast-Northwest and Southwest-Northeast directions. Forward modelling was obtained with additional geological information, there are two layers identified. The first layer is classified as soil and tuff claystone and the second layer is a tuff sandstone. From the results of anomaly maps and cross section of magnetic gradiometer, cross section of geoelectric data inversion and also geological information, can be determined that the distribution of subsurface hot water in Merak Batin has a distribution direction from South- North direction and the manifestation of hot springs in this area is an outflow zone of Way Ratai geothermal system in Pesawaran, Lampung. Keywords : Merak Batin, gradiometer, geoelectric, hot spring, geothermal. Abstrak : Lampung memiliki potensi panas bumi yang cukup baik, dibuktikan dengan munculnya beberapa manifestasi panas bumi berupa air panas, salah satunya berlokasi di Desa Merak Batin, Kecamatan Natar, Kabupaten Lampung Selatan, namun diduga manifestasi ini berasal dari sumber panas bumi yang cukup jauh dari lokasi manifestasi karena lokasinya jauh dari pegunungan. Daerah ini berada pada sekitar jalur Sesar Lampung-Panjang yang memperkuat dugaan bahwa mata air panas ini muncul melalui struktur-struktur geologi yang ada pada lokasi penelitian. Untuk mengetahui kebenarannya, maka dilakukan identifikasi persebaran air panas bawah permukaan menggunakan data magnetik gradiometer dan juga geolistrik. Berdasarkan peta anomali magnetik gradiometer yang telah dilakukan proses reduce to pole (RTP) serta penampang resistivitas hasil inversi data geolistrik dapat diidentifikasi keberadaan struktur sesar tempat keluarnya air panas dari manifestasi yang muncul di permukaan. Keberadaan manifestasi tersebut ditunjukkan oleh nilai anomali magnetik gradiometer dan resitivitas yang rendah. Dari peta anomali RTP juga diidentifikasi dugaan beberapa struktur sesar arah Tenggara-Barat Laut dan Barat Daya-Timur Laut. Berdasarkan pemodelan kedepan anomali magnetik gradiometer yang didukung oleh informasi geologi dapat diidentifikasi keberadaan dua lapisan yaitu lapisan top soil dan batulempung tufan dan pada lapisan kedua merupakan batupasir tufan. Dari hasil peta anomali dan penampang forward modelling magnetik gradiometer, penampang hasil inversi data geolistrik dan juga informasi geologi, maka didapatkan bahwa persebaran air panas bawah permukaan pada daerah Merak Batin, Natar, Lampung Selatan memiliki arah persebaran dari Selatan menuju Utara pada daerah penelitian yang mana manifestasi air panas pada daerah ini merupakan zona outflow dari sistem panas bumi Way Ratai, Pesawaran, Lampung. Kata Kunci : Merak Batin, gradiometer, geolistrik, air panas, panas bumi. Pendahuluan Daerah Merak Batin, Natar, Lampung Selatan memiliki beberapa manifestasi panas bumi yang berupa air panas (hot spring). Lokasinya yang jauh dari pegunungan menunjukkan bahwa sumber panas dari manifestasi ini berada jauh dari lokasi tersebut dan berhubungan dengan Sesar Lampung-Panjang yang berada di sekitar lokasi penelitian (Suharno, 2012). Pada daerah ini pernah 1

2 dilakukan penelitian sebelumnya oleh Iqbal dkk., (2020) untuk menentukan struktur geologi pada lokasi Mata Air Panas Natar dengan menggunakan metode gayaberat. Adapun hasil dari penelitian ini ialah bahwa pada lokasi penelitian terdapat struktur geologi yang berupa horst dan graben. Saat ini dilakukan penelitian menggunakan metode magnetik gradiometer yang pengukurannya menggunakan proton magnetometer dengan dua sensor yang dipisahkan secara vertikal dengan jarak tertentu. Metodologi Pada penelitian ini terdapat data magnetik gradiometer dengan jumlah 102 titik dan juga data geolistrik konfigurasi Wenner sejumlah 3 lintasan dengan arah Barat-Timur. Untuk proses pengolahan data magnetik gradiometer dilakukan proses RTP dan dilakukan pemodelan kedepan dari anomali magnetik gradiometer RTP. Sedangkan pada data geolistrik dilakukan proses inversi dan didapatkan penampang 2D anomali resistivitas. Adapun dari informasi yang telah didapatkan selanjutnya dilakukan identifikasi persebaran air panas dan juga pembuatan model skematik sistem panas bumi daerah Merak Batin, Natar, Lampung Selatan. Gambar 1. Diagram Alir Penelitian. 2

3 Hasil dan Pembahasan 1. Peta Anomali Magnetik Gradiometer Luas daerah penelitian ialah 250 x 300 meter dengan jarak antar titik pengukuran sejauh 25 meter. Dari perhitungan anomali magnetik gradiometer didapatkan peta anomali seperti pada Gambar 2. Gambar 2. Peta Anomali Magnetik Gradiometer. Dari peta anomali magnetik gradiometer dilakukan proses transformasi Reduce to Pole. Proses ini mengubah nilai inklinasi dan deklinasi pada lokasi penelitian yang semula bernilai -27,92 dan 0,46 menjadi 90 dan 0. Pada proses ini mengubah sifat anomali magnetik yang semula dipole menjadi monopole yang membuat interpretasi menjadi lebih sederhana. Hasil dari peta anomali gradiometer RTP dapat dilihat pada Gambar 3 dan di plot kembali dengan mengubah rentang warna anomalinya pada Gambar 4 untuk menunjukkan batas anomali nol untuk mengidentifiaksi batas strukturnya. Gambar 4. Peta Anomali Magnetik Gradiometer RTP yang Telah Diubah Rentang Warna Anomalinya. Pada Gambar 4 menunjukkan peta anomali magnetik gradiometer RTP yang memperlihatkan bahwa lokasi manifestasi berada pada anomali yang cenderung bernilai nol, sehingga diduga terdapat struktur yang menjadi pengontrol keluarnya air panas ke permukaan. Dari peta anomali RTP dapat pula dilakukan pendugaan struktur sesar yang ada di lokasi penelitian yang dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Pendugaan Struktur Sesar dari Peta Anomali Magnetik Gradiometer RTP. Gambar 3. Peta Anomali Magnetik Gradiometer RTP. Dari Gambar 5 diidentifikasi beberapa struktur sesar yang ada di area penelitian yang didominasi dengan arah Barat Laut-Tenggara dan terdapat antitetik sesar dengan arah Timur 3

4 Laut-Barat Daya. Hal ini dikonfirmasi dari peta geologi pada lokasi penelitian yang memang terdapat beberapa struktur sesar yang didominasi dengan arah Barat Laut-Tenggara dan diduga sesar yang menjadi pengontrol keluarnya manifestasi merupakan kelurusan dari sesar-sesar yang ada, salah satunya Sesar Lampung-Panjang. 2. Pemodelan Kedepan 2,5D Anomali Magnetik Gradiometer Dilakukan pemodelan kedepan sejumlah 4 kali slicing yaitu lintasan A-A, B-B, C-C, dan D-D yang dapat dilihat pada Gambar 6. Hasil dari keempat pemodelan dapat dilihat pada Gambar 7 sampai Gambar 10. Gambar 8. Hasil Forward Modelling Lintasan B-B'. Gambar 9. Hasil Forward Modelling Lintasan C-C'. Gambar 6. Lintasan slicing A-A', B-B', C-C, dan D-D. Gambar 7. Hasil Forward Modelling Lintasan A-A'. Gambar 10. Hasil Forward Modelling Lintasan D-D'. Dari keempat hasil pemodelan kedepan anomali magnetik gradiometer, didapatkan model dengan kedalaman 200 meter dan terdapat dua lapisan pada setiap modelnya. Lapisan pertama dengan nilai suseptibilitas 0,004 SI merupakan lapisan soil dan batulempung tufan sedangkan pada lapisan kedua merupakan batupasir tufan dengan rentang nilai suseptibilitas 0,0001 SI 0,008 SI. Adapun pada lapisan kedua terdapat perbedaan nilai suseptibilitas (ditandai dengan perubahan warna) yang disebabkan oleh adanya faktor temperatur. Dimana saat temperatur semakin tinggi akan menyebabkan sifat kemagnetan suatu medium atau batuan berkurang. 4

5 Pada pemodelan yang telah dibuat terdapat indikasi bidang sesar yang ditandai dengan garis putus-putus terdapat tepat dibawah manifestasi air panas yang ada di permukaan yang berarti sesar tersebut yang menjadi pengontrol keluarnya air panas ke permukaan. Dari pemodelan yang telah dibuat dilakukan cross plot untuk melihat kesesuaian antara keempat model yang dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 11. Cross Plot Pemodelan Magnetik Gradiometer. 3. Hasil Penampang Inversi 2D Geolistrik Hasil dari penampang inversi geolistrik yang ditunjukkan pada Gambar 12 sampai Gambar 14 terdapat rentang nilai resistivitas <20 Ωm yang diidentifikasi sebagai lapisan batulempung tufan. Hal ini sesuai dengan hasil dari pemodelan kedepan anomali magnetik gradiometer yang menunjukkan lapisan pertamanya merupakan batulempung tufan. Gambar 14. Penampang Hasil Inversi Lintasan 3. Pada lintasan kedua terdapat kontras nilai resistivitas yang berada dibawah manifestasi air panas yang menunjukkan adanya struktur sesar pada lokasi tersebut. Pada hasil geolistrik, resistivitas yang lebih rendah diduga sebagai air panas bawah permukaan karena temperatur akan membuat nilai resistivitas pada batuan menjadi lebih rendah (Dakhnov, 1962 dalam Hersir dan Arnason, 2009). 4. Identifikasi Arah Persebaran Air Panas Bawah Permukaan Untuk mengidentifikasi persebaran air panas bawah permukaan dari peta anomali magnetik gradiometer dapat dilihat dari sebaran anomali rendahnya. Hal ini didasarkan oleh sifat kuat magnet pada suatu material akan turun seiring naiknya suhu (Purwanto dkk., 2018) sehingga anomali rendah pada peta anomali magnetik gradiometer diduga sebagai tanda bahwa terdapat pengaruh temperatur dari air panas di bawah permukaan. Dapat dilihat pada Gambar 15 bahwa anomali rendah yang diduga air panas cendreung bergerak dari arah selatan menuju utara. Gambar 12. Penampang Hasil Inversi Lintasan 1. Gambar 13. Penampang Hasil Inversi Lintasan 2. Gambar 15. Arah Persebaran Anomali Rendah Pada Peta Anomali Magnetik Gradiometer. 5

6 Arah persebaran juga dapat dilihat dari anomali resistivitas rendah yang diduga diakibatkan oleh fluida yang ada di bawah permukaan pada penampang geolistrik yang mana terdapat 3 lintasan berarah Barat-Timur dan sejajar dari Utara (lintasan 1) ke Selatan (lintasan 3). Terlihat pada lintasan 3 terdapat anomali resistivitas rendah pada kedalaman 17 meter dan naik ke atas menjadi manifestasi yang terlihat pada lintasan 2 dan lintasan 1 yang kemungkinan diakibatkan oleh struktur pada daerah penelitian. Dari ketiga lintasan ini dapat mengkonfirmasi bahwa persebaran air panas bergerak dari penampang lintasan 3 yang berada di sebelah selatan menuju ke arah lintasan 2 dan lintasan 1 yang berada pada sebelah Utara. Ilustrasi arah persebaran dari air panas dapat dilihat pada Gambar 16. Arah persebaran ini dapat dikonfirmasi dari penelitian sebelumnya oleh Karyanto dkk. (2017) yang menyebutkan daerah mata air panas Natar merupakan zona outflow dari sistem panas bumi Way Ratai yang berada di Selatan lokasi penelitian. Sehingga terkonfirmasi bahwa arah persebaran air panas bawah permukaan pada daerah Merak Batin, Natar memiliki kecenderungan bergerak dari arah Selatan ke Utara. Setelah diketahui arah persebaran air panas bawah permukaan melalui peta anomali dan pemodelan gradiometer serta dari anomali resistivitas dari 3 lintasan data geolistrik yang ditambahkan dengan informasi geologi dan juga hasil dari penelitian lainnya maka dapat menjadi acuan untuk membuat model skematik sistem panas bumi Daerah Merak Batin, Kecamatan Natar, Kabupaten Lampung Selatan yang dapat dilihat pada Gambar 17. Gambar 16. Ilustrasi Arah Persebaran Air Panas. 6

7 Gambar 17. Model Skematik Sistem Panas Bumi Merak Batin, Natar. Kesimpulan 1. Terdapat keselarasan antara peta dan penampang hasil pemodelan anomali magnetik gradiometer dengan penampang hasil inversi resistivitas yang ditunjukkan oleh anomali rendah pada daerah yang sama yang menandakan air panas serta terlihat adanya struktur sesar yang mengontrol manifestasi pada lokasi penelitian. 2. Berdasarkan pemodelan kedepan (forward modelling) anomali magnetik gradiometer yang telah dilakukan dapat diidentifikasi bahwa terdapat dua lapisan yang ada di lokasi penelitian dengan : Lapisan pertama memiliki nilai suseptibilitas 0,004 SI yang merupakan lapisan soil dan batulempung tufan. Lapisan kedua dengan suseptibilitas rata-rata SI yang merupakan lapisan batupasir tufan. Adapun pada lapisan kedua terdapat perubahan nilai suseptibilitas pada beberapa titik yang disebabkan oleh faktor temperatur yang ada dibawah permukaan yang disebabkan oleh air panas. Pada penampang 2D hasil inversi geolistrik didapatkan rentang nilai resistivitas <20Ωm yang diduga sebagai lapisan batulempung tufan dan terdapat anomali rendah yang diduga sebagai air panas bawah permukaan serta terdapat kontras nilai resistivitas tepat dibawah manifestasi yang diduga sebagai struktur pengontrol keluarnya air panas ke permukaan. 3. Melalui peta anomali dan pemodelan magnetik gradiometer serta anomali resistivitas data geolistrik yang didukung dengan informasi geologi, maka dapat diidentifikasi bahwa kemungkinan arah persebaran air panas ialah dari Selatan ke Utara dan manifestasi air panas di Merak Batin, Natar, Lampung Selatan merupakan zona outflow dari Lapangan Panas Bumi Way Ratai, Pesawaran, Lampung. Saran 1. Jumlah data yang sedikit dan lokasi penelitian yang tidak terlalu luas sehingga hanya dapat terlihat keadaan bawah permukaan yang tidak terlalu dalam. 2. Masih sedikitnya penelitian mengenai metode magnetik gradiometer di Indonesia sehingga dapat menjadi motivasi untuk penelitian selanjutnya menggunakan metode magnetik gradiometer dengan topik penelitian yang lain. 3. Perlu dilakukan pengembangan metode magnetik gradiometer sehingga penggunaannya menjadi lebih masif. 7

8 Daftar Pustaka Hersir, P.G. dan Arnason, K Resistivity of Rocks. Grensavegur : ISOR (Iceland GeoSurvey). Juliarka, B.R., Iqbal, M Model Gayaberat 2D Untuk Mengungkap Struktur Geologi Bawah Permukaan Pada Daerah Panas Bumi Natar. Lampung : Institut Teknologi Sumatera. Karyanto, Haerudin, N., Zaenudin, A., Muharoroh, E Studi Konduktivitas Panas Batuan Area Manifestasi Air Panas Natar Sebagai Zona Outflow Sistem Panas Bumi Way Ratai, Lampung. Lampung : Universitas Lampung. Suharno Sistem Panas Bumi Cisarua Natar Lampung Selatan. Lampung : Universitas Lampung. Purwanto, P., Mulyawan, A., Sarwanto, Y Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Sifat Magnetik, Permitivitas dan Permukaan Komposit Ba (2-x)La (x)fe 2O 5 (x = 0,3 dan 0,5). Tangerang Selatan : Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju (BATAN). 8