SURVEI ALIRAN PANAS (HEAT FLOW) DAERAH PANAS BUMI PERMIS KABUPATEN BANGKA SELATAN, PROVINSI BANGKA BELITUNG

Transkripsi

1 SURVEI ALIRAN PANAS (HEAT FLOW) DAERAH PANAS BUMI PERMIS KABUPATEN BANGKA SELATAN, PROVINSI BANGKA BELITUNG Edy Purwoto, Yuanno Rezky, Robertus S.L. Simarmata Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi SARI Daerah panas bumi Permis secara umum berada pada tatanan geologi yang didominasi oleh batuan sedimen dan intrusi granit serta berada pada administrasi daerah Permis, Kecamatan Simpang Rimba, Kabupaten Bangka Selatan, Provinsi Bangka Belitung. Gejala panas bumi diperlihatkan oleh manifestasi panas bumi berupa 2 mata air panas yang berdekatan dengan temperatur berkisar antara C yang berada di daerah penyelidikan. Temperatur dasar lubang berkisar antara 28,36 hingga 59,96 o C, dengan luas daerah anomali mencapai ± 6,52 km 2, sebaran nilai gradien temperatur permukaan berkisar antara 0,01 hingga 0,13 o C/m dengan total luas zona anomali adalah ± 2,57 km 2 dan Sebaran nilai aliran panas (heat flow) berkisar antara 0,03 hingga 0,36 W/m 2 dengan total luas zona anomali adalah ± 1,63 km 2. Hasil kompilasi dari beberapa zona anomali yaitu, anomali gradien termal, anomali temperatur dasar lubang, anomali aliran panas serta hasil kompilasi dari penyelidikan terdahulu, terdapat konsistensi di bagian utara daerah penyelidikan. Konsistensi ini kemungkinan berkaitan erat dengan aktivitas sesar sesar yang ada serta adanya pelapukan batuan granit yang menghasilkan endapan batupasir kuarsa dimana pada proses ini dapat menghasilkan /membentuk unsur radiokatif. Secara keseluruhan aliran panas di daerah ini masih sangat dikontrol oleh keberadaan manifestasi panas bumi Permis yang secara geologi di susun oleh batuan granit sebagai pembawa radioktif yang diperkirakan sebagai pembawa panas dan berada dalam daerah prospek 3G daerah panas bumi Permis, Kabupaten Bangka Selatan, Provinsi Bangka Belitung. PENDAHULUAN Daerah panas bumi Permis dipilih sebagai salah satu daerah penyelidikan setelah mengkaji data hasil Survei Terpadu (Geologi, Geokimia dan Geofisika Daerah Panas bumi Permis pada tahun 2014), yang menunjukan adanya prospek panas bumi di daerah tersebut. Manifestasi panas bumi di daerah penyelidikan berupa kemunculan kelompok mata air panas Permis dengan temperatur berkisar antara C. Secara administratif daerah panas bumi Permis termasuk ke dalam wilayah Kabupaten Bangka Selatan, Provinsi Bangka Belitung (Gambar 1). Daerah penyelidikan tersusun Berdasarkan urutan stratigrafinya dari batuan berumur tertua sampai ke paling muda adalah Satuan Batupasir (TRp), Satuan Granit Permisan (TJg), serta endapan permukaan berupa Endapan Rawa dan Pantai (Qs) dan Aluvium (Qa). Batupasir tersingkap luas di daerah Permis, hampir mencapai 50% dari luas daerah panas bumi Permis. Jika disebandingkan dengan Peta Geologi Bangka Selatan (Margono, 1995), batupasir di daerah Permis sebanding dengan batupasir Formasi Tanjung Genting yang berumur Trias. Satuan batuan granit tersingkap luas di bagian tenggara dan selatan daerah

2 panas bumi Permis, serta setempatsetempat di bagian tengah dan baratlaut. Granit di daerah ini sama dengan granit Klabat yang secara umum terdapat di Pulau Bangka. Jika disebandingkan dengan Peta Geologi Bangka Selatan (Margono, 1995), granit tersebut merupakan bagian dari Granit Klabat yang berumur Trias Akhir dan menerobos satuan batupasir Formasi Tanjung Genting yang berumur Trias. Endapan permukaan terdapat di bagian utara dan tengah daerah panas bumi Permis. Lokasi ini merupakan lahan bekas tambang timah yang terisi oleh endapan permukaan berupa pasir, lempung, dan kerikil. Satuan endapan aluvium terdapat di sepanjang Sungai Bangkakota yang mengalir ke arah pantai barat, yaitu di daerah Tanjung Karak. Aluviumnya tersusun oleh endapan pasir kuarsa dan lumpur (Gambar 2). Manifestasi panas bumi di daerah panas bumi Permis berada di sekitar pasir endapan permukaan di daerah bekas tambang timah yang kemunculannya dikontrol oleh sesar mendatar berarah baratlaut-tenggara sampai utara-selatan. Pembentukan sistem panas bumi di Daerah Permis diperkirakan berasosiasi dengan tubuh batuan plutonik dengan dimensi yang besar, yaitu batolit Granit Klabat yang berumur Trias Akhir Jura Awal. Dengan umur batuannya yang sudah tua, maka diperkirakan sisa panas dari magma yang dimilikinya pun sudah sangat sedikit. Hal lain yang diperkirakan menjadi sumber energi panas dari tubuh batolit granit adalah kandungan unsur radioaktifnya. Litologi pembentuk reservoir diduga merupakan akibat dari proses aktivitas tektonik yang berlangsung sejak Perem yang membentuk struktur kekar yang intensif dan memungkinkan batuan malihan dan plutonik yang sudah terbentuk sebelumnya memiliki permeabilitas yang cukup baik untuk meloloskan fluida, khususnya fluida hidrotermal di daerah penyelidikan. Anomali panas tinggi di sekitar tubuh granit selanjutnya memanasi air meteorik yang masuk ke kedalaman, dan selanjutnya secara konvektif air panas tersebut menuju ke permukaan sebagai fluida panas melalui jalur atau bidang sesar. Sistem panas bumi Permis diperkirakan tidak memiliki lapisan penudung dikarenakan tidak terjadinya interaksi intensif antara fluida panas dan batuan untuk membentuk lapisan lempung ubahan melalui proses alterasi batuan (Survei Geologi dan Geokimia, 2010). Pasokan fluida sistem panas bumi berasal dari air meteorik, yaitu air meteorik yang mengalami penetrasi sangat dalam melalui media kekar atau sesar yang kemudian kembali menuju ke permukaan sebagai air panas setelah berinteraksi terlebih dahulu dengan sumber panas yang berasal dari aktivitas unsur-unsur radioaktif penyusun batuan granit. Kontak antara fluida panas dengan batuan akan mengubah sifat kimia dari fluida tersebut. Kehadiran fluida magmatik sebagaimana terindikasi dari kandungan SO 4=, Cl - dan hasil plotting isotop Oksigen 18 dan Deuterium, telah mengakibatkan terbentuknya karakteristik fluida yang baru. Selain itu, dalam pemunculannya menuju permukaan, fluida panas tersebut diperkirakan mengalami percampuran dengan air permukaan, di antaranya pengaruh penetrasi air laut yang banyak terkandung dalam endapan pasir di daerah sekitar mata air panas Permis. Hal itu dapat dilihat dari hasil plotting pada diagram segitiga SO 4-Cl-HCO 3 yang menunjukkan bahwa air panas daerah Permis termasuk tipe klorida dan airnya memiliki rasa asin. Temperatur fluida panas di bawah permukaan diperkirakan hanya sekitar 115 o C, berdasarkan geotermometer silika terhadap air panas Permis-1 dan Permis-2. Sebaran area prospek panas bumi dalam sistem panas bumi Permis berdasarkan hasil survei metode geologi

3 dan geokimia terdapat di bagian tengah daerah penyelidikan (Gambar 3), tepatnya di sekitar lokasi mata air panas Permis dan sedikit meluas ke bagian timur yang dibatasi oleh sebaran anomali merkuri (Hg). Sistem panas bumi di daerah Permis yang mempunyai luas wilayah prospek sekitar 4 km 2, temperatur bawah permukaan diduga sebesar 115 C dan temperatur cut-off sebesar 110 dengan asumsi sistem pembangkit listriknya menggunakan teknologi binary skala kecil. Dengan menggunakan metode penghitungan volumetrik, melalui beberapa asumsi yaitu tebal reservoir 1 km, recovery factor25%, faktor konversi 10%, dan lifetime 30 tahun, maka hasil perhitungan potensi sumber daya hipotetiknya adalah sebesar 3 MWe. METODOLOGI Penyelidikan aliran panas ini dimaksudkan untuk memetakan aliran panas secara vertikal dan horizontal pada daerah anomali dan daerah prospek di sekitar manifestasi panas bumi dengan mengkaji morfologi, satuan batuan, pola struktur, serta mempelajari semua parameter geologi yang berperan dalam pembentukan sistem panas bumi di daerah Permis, Kabupaten Bangka Selatan, Propinsi Bangka Belitung. Tahapan penyelidikan aliran panas yang dilakukan, yaitu kajian literatur dan hasil, penyelidikan terpadu lapangan dan pengolahan data serta analisis laboratorium. Penyelidikan lapangan terdiri dari tahapan pengamatan lokasi, pengeboran 5 hingga 10 meter, pengukuran temperatur, pengambilan sampel dan pengolahan data serta penghitungan aliran panas (Heat Flow). HASIL PENYELIDIKAN Dalam penyelidikan aliran panas ini pengeboran menggunakan hand auger dan mesin bor Hydriil Centura, dengan jumlah lubang sebanyak 45 lubang bor yang mempunyai kedalaman rata-rata antara 4-10 meter dengan diameter lubang berukuran 2 ½. Sebaran titik bor dapat dilihat pada Gambar 4. Tidak tercapainya kedalaman lubang sampai 10 meter selama pengeboran, disebabkan oleh formasi yang kurang kompak terutama di kedalaman 3-4 m sehingga sering terjadi runtuhan yang menyebabkan pendangkalan lubang bor dan juga formasi batuan yang keras menyulitkan untuk ditembus. Pengukuran Konduktivitas Panas Sampel Batuan/Tanah Pengambilan contoh batuan/tanah diambil mulai di sekitar kedalaman 5 10 meter dari setiap lubang dan selanjutnya sampel batuan/tanah diseleksi untuk keperluan analisis laboratorium. Dari hasil pengukuran nilai konduktivitas panas (k) menunjukkan bahwa rata-rata nilai konduktivitas adalah 2,41,98 W/m.K dengan kisaran nilai antara 1,09 hingga 3,10 W/m.K. Pada umumnya nilai konduktivitas batuan akan semakin tinggi pada batuan yang masih segar kondisinya. Selain itu batuan yang mengandung mineral mafik tinggi (basa dan ultrabasa) umumnya mempunyai nilai k lebih tinggi dari pada batuan berkomposisi asam, hal ini karena terdapatnya kandungan mineral mafik yang tersusun oleh unsur logam magnesium (Mg) dan besi (Fe). Secara umum setelah dilakukan pengukuran hasil nilai konduktivitas panas daerah panas bumi Permis ini tidak memiliki perbedaan nilai yang tidak terlalu besar (menyolok) dengan nilai batuan/tanah satu dengan yang lain (Gambar 5). Oleh karena itu sebaran nilai konduktivitas panas daerah Permis ini terbagi menjadi 2 (dua) zona yaitu zona yang mempunyai nilai konduktivitas panas relatif tinggi dan zona yang mempunyai

4 nilai konduktivitas panas relatif rendah. Daerah dengan nilai konduktivitas panas relatif tinggi (warna merah hingga kuning pada peta) mendominasi daerah penyelidikan, tersebar dari sebelah barat laut, selatan, dan sebagian tenggara dari daerah penyelidikan, berasosiasi dengan litologi berupa endapan rawa dan batuan sedimen berupa batupasir dan granit. Daerah dengan nilai konduktivitas panas relatif rendah (warna hijau hingga biru) tersebar di baratdaya dan timurlaut daerah penyelidikan berasosiasi dengan granit yang diperkirakan memiliki unsur radioaktif, dan meta sedimen. Sebaran Temperatur Dasar Lubang Bor Dari hasil pengukuran diketahui temperatur dasar lubang berkisar antara 28,36 hingga 59,96 o C dengan nilai ratarata 30,06 o C. Nilai 28,36 o C merupakan nilai minimal temperatur yang terukur di lubang PMS-31 yang berada diperkebunan karet desa Sebagin, sedangkan 59,96 o C adalah nilai maksimum yang didapat dari dasar lubang PMS-1 yang berada di dekat manifestasi permukaan berupa mata air panas Permis dengan jarak ± 20 meter. Distribusi temperatur dasar lubang di daerah penyelidikan terlihat pada Gambar 6, dari hasil perhitungan statistik dengan menggunakan grafik probabilitas diperoleh nilai ambang atau background sebesar 30,06 o C, sehingga temperatur yang mempunyai nilai lebih tinggi dari 30,06 o C adalah temperatur anomali (garis putus-putus merah). Pada Gambar 6 terlihat bahwa penyebaran zona anomali temperatur lebih dari 30,06 o C berada pada lokasi di sekitar manifestasi air panas Permis serta arah barat, yang lingkungan geologinya adalah batuan endapan rawa dan Alluvium yang cukup luas. Luas areal daerah anomali temperatur dasar lubang bor daerah Permis ini mencapai 6,52 km 2. Maka dari semua hitungan dan dengan menggacu stastik nilai yang mencolok dibanding dengan nilai secara regional maka data tersebut bisa kita dapatkan secara benar. Sebaran Gradien Temperatur Permukaan Nilai gradien rata-rata di lapisan kerak bumi baik itu tersusun oleh batuan beku, sedimen atau metamorf adalah 3 o C/100m atau 0,03 o C/m artinya setiap terjadi penurunan kedalaman 100 m akan terjadi kenaikan suhu 3 o C. Di beberapa daerah terutama daerah jalur vulkanik aktif, nilai gradien termal relatif lebih tinggi dari 3 o C/100m, hal ini dikarenakan adanya sumber panas, dalam hal ini magma yang tersimpan dalam dapur magma memancarkan panas secara konduktif ke segala arah sehingga memberikan tambahan heat flux. Pada Gambar 7 memperlihatkan bahwa secara umum zona anomali terdapat di bagian tengah daerah penyelidikan yaitu berada di sekitar manifestasi mata air panas Permis. Nilai gradien termal yang terukur berkisar antara 0,01 hingga 0,13 o C/m dengan rata rata 0,06 o C/m. Penyebaran zona anomali gradien termal daerah penyelidikan berasosiasi dengan lingkungan geologi batuan Sedimen batupasir dan metasedimen, serta berasosiasi juga dengan manifestasi panas bumi berupa mata air panas Permis. Luas zona anomali gradien termal didaerah penyelidikan dengan mengambil nilai latar 0,10 o C/m dari hasil hitungan serta didapat grafik probablitas maka mencapai 2,57 km 2 (garis merah putusputus pada Gambar 7). Sebaran Aliran Panas Permukaan Peta distribusi nilai aliran panas (heat flow) di lokasi penyelidikan terlihat pada Gambar 7. Dengan menggunakan metode grafik probabilitas didapat nilai 0,24 W/m 2 sebagai nilai latar (background) maka daerah yang mempunyai nilai aliran panas lebih dari 0,24 W/m 2 termasuk

5 daerah anomali. Nilai aliran panas (heat flow) berkisar antara 0,03 hingga 0,36 W/m 2, dengan rata-rata 0,16 W/m 2. Gambar 8 memperlihatkan bahwa zona anomali aliran panas permukaan muncul di timur daerah penyelidikan yang berada di sekitar manifestasi mata air panas Permis. Zona ini berasosiasi lingkungan geologi batuan Sedimen berupa batupasir didominasi butiran mineral kuarsa, feldspar, siderit, dan mineral opak, serta meta sedimen berupa batupasir yang sudah lapuk. Total luas zona anomali aliran panas (heat flow) didaerah penyelidikan dengan mengambil nilai latar 0,24 o W/m maka mencapai 1,63 km 2 (garis merah putus-putus pada Gambar 8). PEMBAHASAN Sistem panas bumi dapat terbentuk akibat terjadinya transfer panas dalam bentuk konduktif dan konvektif melalui suatu media padat untuk transfer konduktif dan media fluida untuk transfer konvektif. Pembentukan sistem panas bumi tidak lepas dari kehadiran kedua media tersebut. Besarnya panas yang merambat secara konduktif dapat dihitung dengan pendekatan metode aliran panas. Panas yang merambat melalui media batuan secara konduktif dapat merambat hingga ke permukaan dengan asumsi media batuan tersebut seragam. Laju aliran panas mengalir berbanding lurus dengan ketebalan, perbedaan temperatur, dan konduktivitas termal. Semakin padat batuan yang berfungsi sebagai media transfer aliran panas biasanya transfer panas akan tertahan, dicirikan dengan nilai konduktifitas pada batuan yang tinggi. Pola sebaran aliran panas di daerah penyelidikan tersebar di wilayah sekitar Permis dengan luas 12 x 12 km 2. Distribusi aliran panas menunjukkan nilai yang dianggap anomali muncul disekitar air panas. Pola anomali yang muncul membentuk pola melingkar dan menutup dengan nilai aliran panas > 0,36 W/m 2. Nilai tersebut sangat berbeda dengan anomali aliran panas regional sehingga keduanya tidak bisa dibandingkan. Anomali yang muncul di bagian tengah penyelidikan terkonsentrasi di daerah air panas Permis. Manifestasi di Permis muncul berupa air panas dengan temperatur ±58,57 C berada di lingkungan batuan sedimen berupa batupasir dan endapan permukaan. Keadaan tersebut diakibatkan oleh perbedaan kondisi geologi, terutama litologi dan struktur setempat yang mencolok antara batuan meta sedimen di utara dan batuan granit yang terkekarkan di selatan. Hasil interpolasi peta sebaran nilai landaian suhu di kedalaman 5 m menunjukkan pola yang sangat mirip dengan nilai aliran panas dan keduanya berbanding lurus. Semakin tinggi nilai landaian suhunya semakin besar aliran panasnya. Berdasarkan kompilasi peta landaian suhu dan aliran panas, daerah prospek berada di lokasi air panas dengan total luas 1,63 km 2 di sekitar Permis. (Gambar 9) masih berada di dalam batas area prospek dari survei terpadu Permis. Kompilasi dari metode geofisika dengan hasil penyelidikan geologi, geokimia menunjukkan adanya kumpulan anomali yang berkorelasi dengan luas prospek panas bumi yang mencakup manifestasi panas bumi Permis dan memiliki luas sekitar 3 km 2 dan zona anomali ini berkorelasi dengan hampir semua zona anomali survei aliran panas permukaan. Hasil kompilasi dari beberapa zona anomali yaitu, anomali gradien termal, anomali temperatur dasar lubang, anomali aliran panas serta hasil kompilasi dari penyelidikan terdahulu terdapat konsistensi di bagian utara daerah penyelidikan. Konsistensi ini kemungkinan berkaitan erat

6 dengan aktivitas sesar sesar yang ada serta adanya pelapukan batuan granit yang menghasilkan endapan batupasir kuarsa dimana pada proses ini dapat menghasilkan /membentuk unsur radiokatif. Secara keseluruhan aliran panas di daerah ini masih sangat dikontrol oleh keberadaan manifestasi panas bumi Permis yang secara geologi di susun oleh batuan granit sebagai pembawa radioktif yang diperkirakan sebagai pembawa panas. KESIMPULAN Dari hasil survei aliran panas permukaan diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : Dari hasil pengukuran diketahui bahwa daerah Permis memiliki temperatur dasar lubang yang berkisar antara 28,36 hingga 59,96 o C. Nilai tertinggi didapat dari dasar lubang PMS-01 berada di dekat manifestasi air panas Permis dengan luas daerah anomali mencapai ± 6,52 km 2. Sebaran nilai gradien temperatur permukaan di daerah Permis berkisar antara 0,01 hingga 0,13 o C/m dengan total luas zona anomali adalah ± 2,57 km 2. Sebaran nilai aliran panas (heat flow) di daerah Permis berkisar antara 0,03 hingga 0,36 W/m 2 dengan total luas zona anomali ± 1,63 km 2. Hasil kompilasi dari beberapa zona anomali yaitu, anomali gradien termal, anomali temperatur dasar lubang, anomali aliran panas serta geosains di daerah Permis terdapat konsistensi anomali yaitu di sekitar pemunculan air panas Permis. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada semua pihak yang membantu dalam pembuatan tulisan ini, yang telah memberi kemudahan dalam mengakses data yang diperlukan. DAFTAR PUSTAKA Andi Mangga dan Djamal, Peta Geologi Lembar Bangka Utara, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. Badan Pusat Statistik Bangka Belitung, 2012.Bangka Belitung dalam Angka. Badan Pusat Statistik Bangka Belitung, Bangka. Baharuddin dan Sidarto, Peta Geologi Lembar Belitung, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Provinsi Bangka Belitung, Potensi Panas Bumi di Provinsi Bangka Belitung Margono, Supandjono dan Partoyo, Peta Geologi Lembar Bangka Selatan, Sumatera, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung Pusat Sumber Daya Geologi, 2012.Survei Pendahuluan Panas Bumi Pulau Bangka dan Pulau Belitung.Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung. Pusat Sumber Daya Geologi, 2014.Survei Terpadu Geologi dan Geokimia Panas Bumi Pulau Bangka Selatan. Pusat Sumber Daya Geologi, Survei Geofisika AMT Panas Bumi Pulau Bangka Selatan. Standar Nasional SNI Metode Estimasi Potensi Energi Panas Bumi. Badan Standarisasi Nasional.

7 Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Penyelidikan Gambar 2. Peta Geologi Daerah Permis, Kabupaten Bangka Selatan, Provinsi Bangka Belitung

8 Gambar 3. Peta Prospek Daerah Panas Bumi Permis Gambar 4. Peta Sebaran Titik Bor dan Pengambilan Sampel Daerah Permis

9 Gambar 5. Peta Sebaran Konduktivitas Panas Daerah Permis Gambar 6. Peta Sebaran Temperatur Dasar Lubang Bor Daerah Permis

10 Gambar 7. Peta Sebaran Gradien Temperatur Permukaan Daerah Permis Gambar 8. Peta Sebaran Aliran Panas Permukaan Daerah Permis

11 Gambar 9. Peta Kompilasi Geosains dan Aliran Panas Daerah Permis