SURVEI TERPADU GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELLURIC (AMT) DAERAH PANAS BUMI MARITAING, KABUPATEN ALOR, PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR

Transkripsi

1 SURVEI TERPADU GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELLURIC (AMT) DAERAH PANAS BUMI MARITAING, KABUPATEN ALOR, PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR Yadi Supriyadi, Iqbal Takodama, Nizar Muhammad Nurdin Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi SARI Daerah Maritaing berada di Kecamatan Alor Timur, Kabupaten Alor, Provinsi Nusa Tenggara Timur. Keberadaan panas bumi di daerah ini ditandai dengan kemunculan mata air panas di sungai Kura dengan temperatur sekitar C. Survei gaya berat dan AMT dilakukan dengan tujuan untuk memperolah informasi bawah permukaan yang berkaitan dengan sistem panas bumi berdasarkan kontras densitas dan tahanan jenis serta untuk memperoleh data keprospekan panas bumi. Hasil survei gaya berat menunjukkan zona anomali tinggi sebagai indikasi kawah membuka ke arah timur laut dan dipotong oleh struktur geologi berarah baratdaya-timurlaut berada di sekitar mata air panas Kura. Di area yang sama survei AMT menunjukkan zona tahanan jenis rendah ( <10 Ohm.m) berada di permukaan yang diduga sebagai batuan ubahan. Tahanan jenis sedang (20-80 Ohm.m) berada di bawahnya yang menggambarkan keberadaan zona reservoir dari sistem panas bumi mulai dari kedalaman 750 m. Daerah prospek dari sistem panas bumi Maritaing ini melebar ke arah baratlaut dan tenggara dengan luas sekitar 4 km 2. PENDAHULUAN Daerah panas bumi Maritaing berada di Kecamatan Alor Timur Kabupaten Alor Provinsi Nusa Tenggara Timur (gambar 1). Indikasi dari keberadaan panas bumi ditandai dengan kemunculan mata air panas Kura di Sungai Kura dengan temperatur C. Hasil dari survei gaya berat dan AMT ini diharapkan dapat memberikan gambaran kondisi bawah permukaan yang berkaitan dengan sistem panas bumi. Berdasarkan pemetaan geologi yang telah dilakukan oleh Dede Iim dkk pada tahun 2015 daerah Maritaing tersusun oleh batuan sedimen, batuan vulkanik dan endapan permukaan (gambar 2). Batuan sedimen formasi Laka terendapkan pada Kala Miosen Akhir sampai Pliosen Awal. Pada kala yang sama, terjadi aktivitas gunung api yang menghasilkan produk berupa lava andesit dan aliran piroklastik Katuwusi, lava andesit Worakena serta lava andesit dan aliran piroklastik Koya-Koya. Zona depresi Maritaing terbentuk akibat proses pensesaran pada Pliosen Akhir yang menghasilkan sesar berarah baratlaut - tenggara yang yang di tempat lain diikuti oleh terobosan magma berupa retas diorit kuarsa terhadap Formasi Alor. Di zona Maritaing sendiri aktivitas magmatismenya menghasilkan beberapa kubah lava seperti lava andesit Inukumang, Pakmana, Meriaka, Bulamaka dan lava dasit Karitemang yang berada tepat di zona depresi Maritaing. Pada Kala Pliosen Akhir sampai Plistosen Akhir terjadi kembali aktivitas tektonik yang menghasilkan penseseran yang memotong semua batuan. Di saat yang bersamaan terjadi juga aktivitas magmatisme pada Kawah Karitemang yang menghasilkan aliran piroklastik Karitemang 1 dan Karitemang 2. Peristiwa ini mengakibatkan terbentuknya struktur geologi berupa Kawah Karitemang yang diikuti oleh terobosan berupa retas andesit berumur Plistosen Awal yang diperkirakan berperan menjadi sumber panasnya. Kemudian diikuti juga oleh proses tektonik yang menghasilkan sesar berarah baratdaya-timurlaut yang memotong Kawah Karitemang dan memfasilitasi munculnya manifestasi panas bumi di permukaan berupa mata air panas Kura. METODE DAN TEORI Metode yang digunakan adalah metode gaya berat dan metode audiomagnetotellurik. Tahapan dalam survei meliputi studi pustaka mengenai informasi geologi maupun geokimia daerah setempat, persiapan kerja di lapangan berupa penyiapan peralatan, kalibrasi peralatan maupun desain survei, pengambilan data di lapangan, pengolahan dan pemodelan data.

2 Sebaran titik ukur gaya berat didesain agar melingkupi daerah prospek dan sekitarnya dengan jarak antar titik meter, kecuali di area mata air panas yang antar titiknya berjarak 500 meter (gambar 3). Pengukuran gaya berat dilakukan dengan cara poligon tertutup dimana setiap pengukuran selalu diawali dan diakhiri dengan pengukuran di titik base. Data yang diambil saat pengukuran dilapangan meliputi posisi geografis titik pengukuran, bacaan nilai gaya berat dan nilai medan/terrain di sekitar titik pengukuran. Besaran fisis yang diperoleh dari pemodelan setelah di lakukan berbagai macam koreksi berupa densitas atau massa jenis batuan bawah permukaan. Metode ini dapat memberikan gambaran mengenai informasi struktur yang berkembang di daerah panas bumi. Struktur geologi berperan dalam mengontrol kemunculan manifestasi panas bumi, Pengukuran titik AMT dilakukan sebanyak 61 titik pengukuran yang didesain menjadi 7 (tujuh) buah lintasan yang berarah baratdaya-timurlaut (gambar 4). Metode AMT ini memiliki rentang frekuensi 0.1 Hz sampai dengan 10 khz dengan mengukur respon dari besaran medan listrik (E) dan medan magnet (H) terhadap medan elektromagnetik (EM) alam. Besaran fisis yang diperoleh dari pengukuran AMT ini berupa nilai tahanan jenis batuan. Nilai tahanan jenis batuan di daerah aktivitas panas bumi umumnya akan bernilai rendah. Nilai rendah ini disebabkan oleh terisinya batuan oleh fluida panas atau tersaturasi oleh uap atau air. Batuan yang teralterasi dalam sistem panas bumi berperan menjadi lapisan penudung (cap rock) yang bisa mencegah fluida panas keluar ke permukaan. HASIL PENYELIDIKAN Gaya Berat Data yang diperoleh dari pengukuran gaya berat ini kemudian dikoreksi terhadap pasang surut, drift alat, gaya berat normal, udara bebas, medan dan Bouguer dengan densitas 2.54 gr/cm 3. Hasil pengolahan data gaya berat berupa nilai Anomali Bouguer Lengkap (Complete Bouguer Anomaly/CBA). Nilai CBA ini merupakan nilai superposisi dari semua massa yang berada di bawah permukaan. Untuk mendapatkan informasi gaya berat yang berkaitan dengan target prospeksi panas bumi (lokal) maka dilakukan penyaringan (filter) dengan menghilangkan tren regionalnya. Salah satu metode untuk melakukan filter adalah metode polynomial fitting. Dengan metode ini, nilai CBA akan dipisahkan menjadi anomali regional dan residual/sisa. Anomali regional adalah nilai anomali yang mencerminkan keadaan regional, sedangkan anomali residual adalah nilai anomali yang diasumsikan berasal dari massa batuan yang lebih dangkal (gambar 5). Pola umum liniasi kontur anomali Bouguer berarah baratlaut-tenggara yang kemungkinan dipengaruhi oleh struktur sesar berarah baratlaut-tenggara yang berasosiasi dengan sesar pembentuk depresi Maritaing. Nilai anomali < 22 mgal menempati daerah selatan daerah penyelidikan yang diperkirakan merupakan respon dari batuan piroklastik dan batu gamping. Nilai anomali sedang mgal berada di daerah tengah penyelidikan yang memanjang dari arah timur dan membuka ke arah barat. Nilai ini kemungkinan merupakan respon dari beberapa satuan batuan,seperti lava, piroklastik dan sedimen. Nilai anomali tinggi > 46 mgal berada di utara penyelidikan yang merupakan respon dari batuan lava. Tren nilai anomali regional memi liki tren tinggi di daerah utara dan merendah ke arah selatan. Tren ini mempunyai kelurusan berarah baratlaut-tenggara yang sesuai dengan struktur utama di daerah Maritaing yang berarah baratlaut-tenggara. Rentang nilai anomali residual berkisar antara mgal dengan pola kontur yang relatif kompleks. Anomali residual didominasi nilai densitas menengah ( -4-2 mgal ) yang diperkirakan merupakan respon dari batuan vulkanik berumur miosen pliosen sedangkan anomali tinggi (>3 mgal ) membentuk klosur yang terdapat di beberapa tempat utara, tengah dan selatan. Nilai anomali tinggi yang berada di daerah utara diperkirakan respon dari batuan Lava Koya-koya dan dibagian selatan diperkirakan respon dari lava Andesit Warokena berumur Miosen. Di bagian tengah di daerah manifestasi mata air panas Maritaing, terdapat klosur anomali tinggi >6,5 mgal yang memanjang dan membuka kearah timur laut. Nilai tinggi ini diperkirakan respon dari Satuan Lava Dasit Karitemang yang berumur Pliosen yang menyusun Bukit Karitemang

3 yang berbentuk struktur kawah, tempat terdapatnya kelompok manifestasi panas bumi di Maritaing. Nilai anomali rendah <-4 mgal dibagian tengah daerah penyelidikan mengapit nilai anomali tinggi diperkirakan respon dari batuan piroklastik Dari anomali residual juga terlihat adanya liniasi yang berarah baratlaut-tenggara dan timurlautbaratdaya. Liniasi yang berarah timurlautbaratdaya terlihat di sekitar mata air panas dan diperkirakan menjadi pengontrol kemunculan mata air panas di permukaan. Kelurusan yang berarah relatif baratlauttenggara terlihat di sebelah bagian tengah yang diperkirakan sesar pembentuk zona depresi Maritaing. Liniasi tersebut ditandai dengan adanya kontras nilai anomali tinggi dan anomali rendah. Penampang model gaya berat didapat dari sebaran densitas yang disayat secara vertikal dari model 3D memotong manifestasi Kura. Model ini membentuk lintasan barat-timur dengan elevasi 0 meter sampai elevasi meter. Nilai densitas tinggi (> 2.75 gr/cm 3 ) hanya berada di daerah manifestasi air panas Kura, sedangkan densitas rendah ( < 2.25 gr/cm 3 ) berada sepanjang lintasan mulai dari elevasi meter. Struktur kawah ditunjukkan pada bagian tengah lintasan dengan nilai densitas tinggi yang muncul pada bagian atas dan diperkirakan sebagai lava Karitemang, serta densitas yang lebih rendah dibawahnya (gambar 6). Audiomagnetotellurik (AMT) Pengukuran data AMT ini menggunakan alat GDP-32 dari Zonge dengan jumlah titik pengukuran sebanyak 61 titik. Sebaran titik-titik ini membentuk 7 (tujuh) buah lintasan yang berarah baratdayatimurlaut tegak lurus dengan struktur utama yang berarah baratlaut-tenggara dengan jarak antar titik bervariatif meter tergantung akses dan kondisi medan pengukuran. Data yang diukur adalah data band 1 pada rentang frekuensi Hz, band 2 pada rentang frekuensi Hz dan band 3 pada rentang frekuensi Hz dengan kualitas data baik. Kualitas data ini dipengaruhi oleh beberap faktor diantaranya kondisi medan pengukuran dan litologi batuan penyusunnya. Peta sebaran tahanan jenis diperoleh dari sayatan model tahanan jenis 2D dengan kedalaman 250 m, 500 m, 750 m dan 1000 m (gambar 8). Pada kedalaman 250 dan 500 m sebaran tahanan jenis didominasi oleh nilai tahanan jenis sedang (20-80 Ohm.m). Zona tahanan jenis rendah berada di daerah timur penyelidikan dan di sekitar mata air panas Kura. Di sebelah timur merupakan respon dari batuan Konglomerat, sedangkan di sekitar mata air panas diduga berhubungan dengan aktivitas hidrotermal. Zona rendah di sekitar manifestasi cenderung meninggi mulai dari kedalaman 750 m. Zona transisi dari rendah ke sedang ini diduga merupakan batas atas reservoir dari sistem panas bumi Maritaing. Sehingga bisa disimpulkan bahwa top reservoir dari sistem panas bumi Maritaing berada pada kedalaman 750 meter. Pemodelan tahanan jenis AMT 2D menggunakan algoritma Linear Conjugate Gradient dalam perangkat lunak WinGlink dengan kombinasai data mode TE dan mode TM dengan paramater tau 1, error floor dan date error 5 untuk rho dan 10 untuk phase. Pemodelan ini dilakukan pada ketujuh buah lintasan. Lintasan A berada di bagian utara area penyelidikan sampai dengan lintasan G di bagian selatan daerah penyelidikan. Lintasan yang berhubungan dengan sistem panas bumi adalah lintasan C (gambar 9) yang memotong titik AMTM-15 sampai dengan AMTM-21 dan mata air panas Kura. Pada bagian barat daya, nilai sedang yang diinterpretasikan sebagai lava atau piroklastik berada di permukaan hingga kedalaman 500 meter. Dibawahnya terdapat zona tahanan jenis rendah yang diduga merupakan respon dari batuan sedimen. Di bagian timurlaut, didominasi oleh nilai tahanan jenis sedang yang diduga merupakan respon dari batuan lava. Di area tengah lintasan, tempat kemunculan mata air panas Kura, ditemukan batuan ubahan dengan ketebalan yang relatif sebesar 100 m (Dede Iim dkk, PSDG 2015). Pada penampang zona ubahan ini ditunjukkan oleh nilai tahanan jenis rendah yang berada di permukaan dan mempunyai ketebalan sekitar 300 m yang berada di bawah mata air panas Kura. Sedangkan di bawahnya mempunya nilai tahanan jenis yang lebih tinggi. Area ini berada pada zona depresi dan selaras dengan sesar yang mengontrol kemunculan mata air panas Kura. Nilai tahanan jenis rendah tersebut diinterpretasikan sebagai lapisan penudung

4 sedangkan nilai yang lebih tinggi di bawahnya diinterpretasikan sebagai zona reservoir. DISKUSI Zona prospek panas bumi berdasarkan data gaya berat berada di sekitar mata air panas. Zona dengan nilai densitas tinggi berada di daerah mata air panas membentuk kawah yang diperkirakan berasosiasi dengan lava Karitemang yang mengapit densitas rendah yang diasosiasikan sebagai respon dari batuan piroklastik. Semakin dalam zona tinggi ini semakin merendah, yang bisa dianggap sebagai batuan yang mempunyai rekahanrekahan. Pada daerah yang sama, zona tahanan jenis rendah dengan nilai < 10 Ohm.m berada di permukaan sampai kedalaman 300 m. Zona rendah ini diinterpetasikan sebagai batuan alterasi hasil dari aktivitas hidrotermal yang tersingkap di permukaan. Zona ini diidentifkasi sebagai lapisan cap rock dari sistem panas bumi Maritaing dan dibatasi oleh struktur geologi berupa kawah Karitemang. Dibawahnya terdapat zona transisi nilai tahanan jenis rendah ke sedang. Zona nilai tahanan jenis sedang mulai muncul pada kedalaman 750 meter yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir dari sistem panas bumi Maritaing. Sebaran area prospek panas bumi dalam sistem panas bumi Maritaing berdasarkan hasil survei gaya berat dan AMT ditambah survei geologi dan geokimia pada penyelidikan sebelumnya berada di dalam struktur Kawah Karitemang. Penarikan area prospek berdasar pada nilai gaya berat rendah yang berada di sekitar Kawah Karitemang, zona tahanan jenis rendah < 10 Ohm.m, sebaran manifestasi panas bumi, batuan alterasi dengan batas terluar struktur Kawah Karitemang, anomali Hg dan CO 2 tinggi, dan zona upflow dari sistem panas buminya. Dari kompilasi beberapa data geosains tersebut maka didapat luas prospek panas bumi sekitar 4 km 2 (gambar 10). KESIMPULAN Sistem panas bumi maritaing diperkirakan terletak di sekitar Kawah Karitemang. Lapisan penudung diduga merupakan lapisan lempung hasil alterasi dari batuan vulkanik Tersier dengan ketebalan sekitar 300 meter berdasarkan nilai tahanan jenis rendah < 10 Ohm.m. Lapisan reservoir diduga merupakan batuan gunung api seperti lava dan breksi yang mengalami proses tektonik berulang-ulang sehingga mempunyai sistem rekahan yang intensif. Lapisan ini diindikasikan dengan nilai anomali gaya berat rendah serta nilai tahanan jenis sedang Ohm.m. Puncak reservoir diperkirakan berada pada kedalaman 750 m. Zona prospek panas bumi berada di dalam Kawah Karitemang dengan luas sekitar 4 km 2. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih tim penulis hantarkan kepada para staff Pusat Sumber Daya Geologi bidang panas bumi yang telah berperan serta dalam penulisan makalah ini. DAFTAR PUSTAKA Bemmelen, van R.W., The Geology of Indonesia. Vol. I A. General Geology Of Indonesia And Adjacent Archipelagoes. Government Printing Office. The Hague. Netherlands. Blakely, R.J., 1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications, Cambridge University Press. Geothermal Departement, Basic Concept of Magnetotellurik Survey in Geothermal Fields., West Japan Engineerring Consultants, Inc. Kasbani, dkk, 2000 Laporan Penyelidikan Geologi Panas Bumi daerah Bukapiting, Kabupaten Alor, Nusa Tenggara Timur. Muchsin, C, (1974): Inventarisasai Potensi Panas Bumi P. Flores, Nusa Tenggara Timur. Direktorat Vulkanologi. Bandung. Noya,Y, dkk., Peta Geologi Lembar Pulau Alor dan Pulau Wetar, NTT, Skala 1: Pusat Penelitian Dan Pengembangan Geologi. Bandung. Ranganayaki, R.P., 1984, An Interpretive Analysis of Magnetotelluric Data, Geophysics, Vol. 49, pp

5 Santoso, M. S dkk, 1976, Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas Bumi di Daerah P. Alor dan P. Pantar, Nusa Tenggara Timur. Direktorat Vulkanologi. Bandung. Simpson, F., dan Bahr, K., 2005, Practical Magnetotellurics, Cambrigde University Press. Telford, W.M. et al, Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge. Tim Survei Pendahulan Survei Pendahuluan Geologi dan Geokimia Panas Bumi Kabupaten Alor,Provinsi Nusa Tenggara Timur. Pusat Sumber Daya Geologi Tim Survei Terpadu Geologi dan Geokimia Survei Terpadu Geologi dan Geokimia Panas Pumi Daerah Maritaing Kabupaten Alor,Provinsi Nusa Tenggara Timur. Pusat Sumber Daya Geologi Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Survei Gambar 2. Peta Geologi Daerah Maritaing, Nusa Tenggara Timur (Survei Terpadu, 2015)

6 Gambar 3. Peta Sebaran Titik Ukur Gaya Berat Gambar 4. Peta Sebaran Titik Audiomagnetotellurik

7 Gambar 5. Peta Anomali Gaya Berat Gambar 6. Model 3D Data Gaya Berat

8 Gambar 7. Contoh Kurva Hasil Pengukuran Audiomagnetotellurik Gambar 8. Peta Sebaran Tahanan Jenis Beberapa Kedalaman

9 Baratdaya Timurlaut Cap Rock?? Reservoir?? Gambar 4. Model Penampang Tahanan Jenis Lintasan C Gambar 5. Kompilasi Geosains Daerah Maritaing