SURVEI GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELURIK (AMT) DAERAH PANAS BUMI PARIANGAN, KABUPATEN TANAH DATAR PROVINSI SUMATERA BARAT

Transkripsi

1 SURVEI GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELURIK (AMT) DAERAH PANAS BUMI PARIANGAN, KABUPATEN TANAH DATAR PROVINSI SUMATERA BARAT Muhammad Kholid, M. Nurhadi Kelompok Program Penelitian Panas Bumi Pusat Sumber Daya Geologi S A R I Daerah panas bumi Pariangan berada di wilayah Kabupaten Tanah Datar, Provinsi Sumatera Barat. Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan manifestasi panas bumi berupa mata air panas yang tersebar di dua daerah yaitu mata air panas Pariangan yang terdapat di bagian barat dengan temperatur 49,1 0 C dan mata air panas Sopandidih yang terdapat dibagian tenggara dengan temperatur 35,5 0 C. Survei AMT menunjukkan sebaran tahanan jenis rendah (< 30 Ohm-m) terdapat pada mulai kedalaman 500 meter, lapisan tahanan jenis rendah ini diperkirakan sebagai lapisan yang berfungsi sebagai batuan penudung/caprock. Lapisan tahanan jenis sedang dengan nilai Ohm-m terdapat di bawah lapisan tahanan jenis rendah dan diperkirakan merupakan zona yang berfungsi sebagai reservoir panas bumi. Hasil gaya berat menunjukkan keberadaan struktur yang berarah baratdaya-timurlaut, struktur-struktur ini yang mengontrol munculnya manifestasi mata air panas tersebut. Hasil kompilasi geosain terpadu (geologi, geokimia dan geofisika) menunjukkan daerah prospek panas bumi meliputi daerah mata air panas Pariangan yang diperkirakan masih membuka ke arah utara yaitu ke arah puncak Gunung Marapi. Daerah prospek ini dibatasi oleh struktur yang berarah baratdaya-timurlaut dengan luas sekitar 18.8 km 2. Estimasi potensi energi panas bumi di daerah Pariangan sekitar 74 MWe pada kelas sumber daya hipotetis. Kata kunci : magnetotelurik, panas bumi, Gunung Talang.

2 PENDAHULUAN Daerah panas bumi Pariangan yang secara administratif berada di wilayah Kabupaten Tanah Datar, Provinsi Sumatera Barat terdapat pada jalur zona Sesar Sumatera dan gunung api aktif, yang melintang mulai dari Sabang di utara sampai Teluk Semangko di selatan (Gambar 1). Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan manifestasi panas bumi berupa mata air panas yang tersebar di dua lokasi yaitu mata air panas Pariangan yang terdapat di bagian barat dengan temperatur 49,1 0 C dan mata air panas Sopandidih yang terdapat dibagian tenggara dengan temperatur 35,5 0 C. Survei geofisika yang meliputi metode gaya berat dan Audio Magnetotelurik (AMT) yang telah dilakukan di daerah ini bertujuan untuk memperoleh data keprospekan daerah panas bumi Pariangan dari tinjauan data geofisika dan menjadi data pendukung yang menguatkan bagi evaluasi geosain terpadu keprospekan daerah panas bumi Pariangan. Metode gaya berat dan AMT merupakan metode pasif yang menerima sinyal dari alam dan tidak membutuhkan source untuk memperoleh respon bumi. Hasil pemodelan bawah permukaan berupa sebaran densitas dan tahanan jenis bawah permukaan dapat menentukan model yang merepresentasikan konsep pemodelan dari sistem panas bumi. Kedua metode ini merupakan metode yang saat ini banyak digunakan, dikarenakan kedua metode ini dapat memperkirakan keberadaan struktur dan lapisan bawah permukaan, sehingga dapat menetukan daerah yang diperkirakan sebagi daerah prospek panas bumi. GEOLOGI Stratigrafi daerah Pariangan terdiri dari satuan batuan yaitu Satuan Batu Sabak, Satuan Metagamping, Satuan Metabatupasir, Granit, Satuan Batupasir Kuarsa, Satuan Konglomerat, Satuan Jatuhan Piroklastik Tua, Satuan Vulkanik Tua Raja, Satuan Lava Pra-Marapi, Satuan Jatuhan Piroklastik Marapi, Satuan Aliran Piroklastik Marapi, Satuan Lava Marapi, Satuan Lahar Marapi, Satuan Lava Sibakaljawi, Satuan Aliran Piroklastik Sibakaljawi, Satuan Jatuhan Piroklastik Sibakaljawi, Satuan Lava Parapati, Satuan Aliran Piroklastik Parapati, Satuan Jatuhan Piroklastik Parapati, Satuan Lava Gantung, Satuan Aliran Piroklastik Gantung, Satuan Jatuhan Piroklastik Gantung, Struktur geologi yang berkembang di daerah ini sangat dipengaruhi oleh kegiatan tektonik sesar sumatera dan juga pola sesar radial mengikuti perkembangan vulkanisme komplek Marapi. Pola utama rekahan dan sesar berarah baratlaut tenggara dan orde selanjutnya berupa kelurusan sesar baratdaya timur laut yang kemungkinan merupakan antitetik dari sesar utama dan orde ketiga berupa rekahan yang berarah hampir utara selatan..(gambar 2). GAYA BERAT Pengukuran gaya berat yang dilakukan di daerah Pariangan mencakup daerah manifestasi mata air panas Pariangan yang terdapat di sebelah barat dan mata air panas Sopandidih yang terdapat dibagian tenggara. Pengukuran gaya berat menggunakan alat Gravimeter Scintrex CG-5 dari Kanada dengan jumlah titik ukur gaya berat sebanyak 224 titik dan sebaran titik ukur gaya berat dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil gaya berat berupa anomali Bouguer, didapatkan dengan nilai antara -220 mgal sampai dengan -184 mgal. Pola umum liniasi kontur memperlihatkan pola liniasi yang berarah baratlaut-tenggara. Pola arah liniasi ini sangat dipengaruhi oleh struktur geologi yang berarah baratlauttenggara. Ditinjau secara regional pola anomali rendah yang terdapat di bagian tengah ke arah utara diinterpretasikan sebagai respon dari keberadaan produk vulkanik mudari dari Gunung Marapi. Anomali tinggi di bagian timur diperkirakan dipengaruhi oleh batuan lahar Marapi yang memiliki nilai densitas yang lebih besar, sedangkan anomali tinggi dibagian selatan

3 ke arah barat merupakan batuan metamorf yang terdiri dari batuan Sabak berumur pra-tersier. Pola liniasi anomali rendahtinggi dengan kontras densitas yang sangat jelas yang berarah baratlaut-tenggara memiliki arah yang selaras dengan struktur geologi yang ada di daerah ini. Anomali regional yang mencerminkan batuan secara regional memiliki tren yang hampir sama dengan anomali Bouguernya dimana anomali regional memiliki pola liniasi yang berarah baratlaut-tenggara yang sesuai dengan arah struktur geologi. Peta anomali sisa memperlihatkan pola sebaran yang agak berbeda dengan sebaran anomali Bouguernya. Perubahan pola sebaran yang signifikan antara anomali Bouguer (sebelum dikoreksi) dengan sebaran anomali setelah (residual) adalah di bagian tengah dan timur. Sebelumnya di bagian tengah terisi oleh nilai anomali rendah setelah dikoreksi muncul anomali tinggi berselingan dengan anomali rendah, begitu juga dengan di bagian timur yang sebelumnya terisi oleh anomali tinggi setelah dikoreksi muncul anomali rendah. Pada anomali sisa, nilai tinggi yang diperkirakan sebagai respon batuan metamorf dibagian barat terlihat makin jelas. Mata air panas Pariangan dan Sopandidih muncul pada zona anomali rendah, anomali rendah ini diperkirakan merupakan zona lemah karena adanya zona kekar yang terisi fluida. Anomali sisa rendah yang tersebar di bagian utara ditempati oleh produk Gunung Marapi berupa lahar dan jatuhan piroklastik. (Gambar 4) AUDIO MAGNETOTELURIK (AMT) Pengukuran Audio Magneto Telurik (AMT) di daerah panas bumi Pariangan menggunakan alat GDP-32 dari Zonge, titik ukur AMT berjumlah 60 tiitik ukur dengan sebaran titik ukur meliputi manifestasi mata air panas Pariangan dibagian baratlaut dan mata air panas Sopandidih disebelah tenggara, sebaran titik ukur AMT dengan jarak antar titik sejauh 1000 meter dan jarak antar lintasan meter. Pada Gambar 5 memeprlihatkan sebaran titik ukur yang membentuk lintasan sebanyak 7 lintasan yang berarah baratdaya- timurlaut, penentuan arah lintasan ini berdasarkan dari struktur geologi daerah Pariangan yang berarah baratlaut-tenggara. Data time series didapatkan dari pengukuran 2 komponen medan listrik. (Ex dan Ey) serta 3 komponen medan magnet (Hx, Hy dan Hz). Data yang didapat secara umum dapat dikategorikan sebagai data yang bagus, beberapa contoh data hasil pengukuran berupa kurva tahanan jenis terhadap frekuensi dapat dilihat pada Gambar 6. Pemodelan 2D dilakukan dengan menggunakan algoritma algoritma Non Linear Conjugate Gradient (Rodi & Mackie, 2001). 1. Sebaran Tahanan Jenis Peta tahanan jenis dibuat berdasarkan hasil pemodelan 2D dengan menggunakan software WinGlink. Sebaran tahan jenis secara lateral ditampilkan pada kedalaman 250 m, 500 m, 750 m dan 1000 m (Gambar7). Pola sebaran tahanan jenis pada kedalaman 250 meter memperlihatkan pola sebaran tahanan jenis yang didominasi oleh sebaran tahanan jenis rendah dengan nilai < 30 Ohm-m. Nilai tahanan jenis rendah ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan produk Gunung Marapi berupa lahar atau jatuhan piroklastik. Zona tahanan jenis sedang ( Ohm-m) terdapat di bagian utara, tenggara dan di bagian barat. Zona tahanan jenis sedang diperkirakan berasosiasi dengan batuan produk vulkanik yang lebih kompak. Zona tahanan jenis tinggi dengan nilai tahanan jenis >200 Ohmm terdapat di bagian barat, zona tahanan jenis tinggi ini kemungkinan berasosiasi dengan batuan metamorf dan/atau batuan granit). Pola sebaran tahanan jenis pada kedalaman 500 meter memperlihatkan sebaran tahanan jenis rendah mulai menyempit di bagian tengah ke arah utara. Sebaran tahanan jenis rendah ini masih merupakan respon dari produk Gunung Marapi. Zona tahanan jenis sedang mengisi

4 bagian tengah dan timur dan memiliki sebaran yang lebih luas dibanding pada peta sebelumnya. Zona tahanan jenis tinggi terlihat lebih jelas dibagian barat, tahanan jenis tinggi pada kedalaman ini juga terlihat dibagian utara. Pada kedalaman 750 meter sebaran tahanan jenis menunjukkan zona tahanan jenis rendah dibagian utara semakin jelas terlihat, hal ini menegaskan keberadaan lapisan batuan yang mengalami proses hidrotermal lebih kuat. Penyebaran tahanan jenis rendah ini memiliki pola yang masih membuka kearah utara Zona tahanan jenis sedang mengisi bagian tengah dan timur. Zona tahanan jenis tinggi masih terlihat dibagian barat dan juga terdapat dibagian selatan. Pola sebaran tahanan jenis pada kedalaman 1000 meter menunjukkan sebaran tahanan jenis rendah masih mendominasi dibagian tengah ke arah utara, hal ini menunjukkan batuan yang telah mengalami proses hidrotermal atau batuan yang berfungsi sebagai batuan penudung. Zona tahanan jenis tinggi di bagian timur, barat, dan selatan pada kedalaman ini semakin terlihat dengan jelas, hal ini diperkirakan bahwa batuan metamorf dan/atau batuan granit yang berkorelasi dengan nilai tahan jenis tinggi ini semakin jelas terlihat pada kedalaman 1000 meter 2. Pemodelan Tahanan Jenis 2D Penampang tahanan jenis berarah baratdaya-timurlaut, pada pembahasan mengenai model 2D hasil inversi akan dibahas dua buah lintasan yaitu lintasan 2 yang melewati mata air panas Pariangan dan lintasan 6 yang terdapat di bagian tenggara yang melewati mata air panas Sopandidih. Pada lintasan 2 dapat dilihat lapisan permukaan dengan tahanan jenis dengan nilai Ohm-m yang memiliki ketebalan sekitar 500 meter. lapisan ini tersebar di permukaan sepanjang lintasan. Nilai tahanan jenis sedang pada lintasan ini memiliki ketebalan yaitu meter dan diperkirakan sebagai respon dari produk vulkanik muda atau jatuhan piroklastik. Tahanan jenis tinggi yang berada di bagian bawah tahanan jenis sedang di sebelah baratdaya diinterpretasikan masih sebagai batuan metamorf berupa batu Sabak. Dibawah titik AMTP13 hingga AMTP 17 pada kedalaman 2000 meter terdapat tahanan jenis sedang yang berada dibawah lapisan tahanan jenis rendah, kemungkinan tahanan jenis sedang ini merupakan zona reservoir panas bumi yang ada didaerah ini (Gambar 8). Hasil pemodelan lintasan 6 memperlihatkan pola lapisan yang berbeda dengan penampang tahanan jenis yang terdapat di bagian utara, dimana secara umum hanya terlihat dua lapisan tahan jenis yaitu tahanan jenis sedang yang terdapat hingga kedalaman 1000 meter dan lapisan tahanan jenis tinggi terdapat pada mulai kedalaman 1000 meter. Lapisan dengan nilai tahanan jenis tinggi diperkirakan berasosiasi dengan batuan dasar yang berupa batuan granit atau batu Sabak(Gambar 9). DISKUSI Hasil pemodelan tahanan jenis 2D dari data AMT menggambarkan susunan lapisan batuan model sistem panas bumi dimana dari peta sebaran tahanan jenis diinterpretasikan bahwa sebaran tahanan jenis rendah yang diperkirakan sebagai lapisan yang berfungsi sebagai lapisan penudung mulai terdapat pada kedalaman 500 meter, sedangkan ke arah selatan pola sebaran tahanan jenis rendah ini memiliki pola melidah. Dari penampang model 2D memperlihatkan lapisan permukaan dengan ketebalan sekitar 500 meter yang terdapat disepanjang lintasan, yang diikuti oleh lapisan metamorf dengan tahanan jenis sedang dan kemudian batuan granit yang direspon dengan tahanan jenis tinggi di bagian barat laut sedangkan di bagian timur dibawah batuan metamorf terdapat lapisan tahanan jenis rendah yang diperkirakan merupakan batuan yang telah mengalami proses hidrotermal yaitu berupa batuan alterasi, lapisan ini yang diperkirakan merupakan batuan penudung (caprock).

5 Lapisan penudung ini terlihat ke arah timurlaut semakin dalam. sedangkan di bawah lapisan tahanan jenis rendah terdapat tahanan jenis sedang yang diperkirakan merupakan reservoir dari sistem panas bumi di daerah Pariangan. Mata air panas Pariangan muncul melalui celah-celah dari struktur yang ada di daerah ini yang berasal dari reservoir yang memiliki kedalaman sekitar 1500 meter. Mata air panas ini menurut data kimia merupakan tepian upflow dari sistem panas bumi Marapi dimana air dari dalam tertahan oleh batuan alterasi di sekitar Pariangan dan mengalir ke arah tenggara dengan munculnya air panas Sopandidih. Hasil gaya berat menunjukkan liniasi-liniasi kontur sebagai indikasi adanya struktur geologi berupa sesar dengan arah baratlauttenggara dan baratdaya-timurlaut. Zona anomali rendah yang terdapat dua mata air panas diperkirakan merupakan zona lemah yang diperkirakan sebagai daerah yang terdapat sistem panas panas bumi. Hasil survei gaya berat dan AMT kemudian dikompilasikan dengan data geosain lainnya yang meliputi data geologi dan geokimia membentuk peta kompilasi geosain (Gambar 10). Berdasarkan peta kompilasi tersebut, daerah prospek panas bumi Pariangan berada di bagian utara yaitu di sekitar mata air panas Pariangan dengan luas sekitar 18.8 km 2. KESIMPULAN Daerah prospek panas bumi Pariangan berada di daerah pemunculan manifestasi mata air panas Pariangan, penyebaran daerah prospek masih membuka kearah utara atau ke arah Gunung Marapi. Lapisan batuan penudung yang berasosiasi dengan tahanan jenis rendah dengan nilai < 30 Ohmm diperkirakan terbentuk pada. Batuan vulkanik yang teralterasi Lapisan penudung mulai terdeteksi pada kedalaman sekitar 500 meter. Lapisan reservoir diduga tersusun dari batuan dengan tahanan jenis berikisar ohmm dengan puncak reservoir berada pada kedalaman sekitar 1500 meter. Luas daerah prospek panas bumi sekitar 18.8 km 2, dengan potensi panas sekitar 74 MWe pada kelas cadangan terduga. DAFTAR PUSTAKA Geothermal Departement, Basic Concept of Magnetotelluric Survey in Geothermal Fields., West Japan Engineerring Consultants, Inc. Lawless, J., Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal Ltd. Jakarta. Sheriff, R. E., Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, Oklahoma. Tim Survei Terpadu, Penyelidikan Panas Bumi Terpadu Geologi, Geokimia Daerah Panas Bumi Pariangan,Provinsi Sumatera Barat, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi. (Unpubl. Report). Telford, W.M. et al, Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge. Van Bemmelen (1949) Geology of Indonesia

6 Gambar 1 Peta Lokasi daerah Panas Bumi Pariangan Gambar 2 Peta Geologi daerah panas bumi Pariangan

7 Gambar 3 Peta titik ukur gaya berat daerah Panas Bumi Pariangan Gambar 4 Peta Anomali Gaya Berat

8 Gambar 5 Peta titik ukur AMT Gambar 6 Kurva Tahanan jenis hasil pengukuran AMT

9 Gambar 7. Peta tahanan jenis per kedalaman Baratdaya MAP Pariangan Timurlaut Gambar 8 Penampang Model 2D sebaran tahanan jenis lintasan 2

10 Baratdaya Air Panas Sopandidi Timurlaut Gambar 9 Penampang Model 2D sebaran tahanan jenis lintasan 6 Gambar 10. Peta Kompilasi geosains daerah prospek