PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Oktober 2014

Transkripsi

1 M2P-04 DELINEASI DAERAH PROSPEK PANAS BUMI BERDASARKAN KELURUSAN CITRA LANDSAT DAN DIGITAL ELEVATION MODEL (DEM) DAERAH GUNUNG LAWU, PROVINSI JAWA TENGAH DAN JAWA TIMUR Dwi Yuda Wahyu Setya Pambudi 1, Mohamad Sakur 1*, Kamil Ismail 1, Imam Fajri Dwiyono 1, Lucas Donny Setijadji 2 1 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika No.2, Bulaksumur, Sleman, D.I.Yogyakarta, 55281, * mohamadsyakur1@gmail.com 2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Abstrak Diterima 20 Oktober 2014 Salah satu wilayah di Indonesia yang menunjukkan indikasi adanya sumber energi panas bumi adalah wilayah Gunung Lawu. Sistem rekahan yang merupakan media bagi fluida panas bumi seperti fumarol dan mata air panas yang muncul ke permukaan dapat didelineasi dengan kelurusan pada citra. Penelitian ini merupakan salah satu langkah survei pendahuluan dalam identifikasi potensi panas bumi di daerah Gunung Lawu. Metode penelitian yang dilakukan meliputi analisis citra Landsat ETM dan Digital Elevation Model (DEM). Kelurusan-kelurusan yang diperoleh dari hasil analisis citra akan sangat membantu dalam melakukan analisis struktur geologi daerah Gunung Lawu. Daerah yang memiliki struktur geologi paling intensif dan pola umum dari struktur geologi berkaitan dengan sistem pembentukan panas bumi daerah tersebut. Peta kerapatan kelurusan (lineament density map) dapat digunakan untuk melakukan delineasi daerah yang prospek panas bumi Gunung Lawu. Hasil analisis kelurusan struktur menunjukkan bahwa pola kelurusan yang ada di daerah Gunung Lawu memiliki arah kelurusan barat-timur dan tenggara - barat laut. Hasil kompilasi peta kerapatan kelurusan yang memiliki nilai lebih dari 2,5 km/km 2 dan peta kerapatan perpotongan kelurusan yang memiliki nilai 2 atau lebih perpotongan/km 2 menunjukkan bahwa daerah perkiraan prospek panas bumi Gunung Lawu terletak dibagian lereng barat daya dari puncak Gunung Lawu dan daerah Gunung Lawu Tua. Hal ini didukung dengan adanya kondisi geologi permukaan berupa manifestasi panas bumi berupa mata air panas. Kata kunci: kelurusan, citra landsat, manifestasi, daerah prospek. Pendahuluan Indonesia diperkirakan memiliki potensi energi panas bumi terbesar di dunia yaitu sekitar MW atau 40% cadangan dunia. Namun ironisnya, energi panas bumi baru bisa berkontribusi sebesar MW, sedangkan roadmap pengembangan energi panas bumi di tahun 2020 mencapai MW (ESDM, 2012). Salah satu wilayah yang menunjukkan indikasi adanya sumber energi panas bumi adalah wilayah Gunung Lawu dengan manifestasi berupa fumarol, mata air panas, dan alterasi batuan. Oleh karena itu, perlu adanya penelitian untuk menambah dan melengkapi data mengenai potensi energi panas bumi wilayah Gunung Lawu. Di Indonesia metode analisa citra masih jarang digunakan sebagai data awal ekslporasi panas bumi. Citra yang digunakan beragam, seperti Landsat, ASTER, dan DEM. Citra Landsat dan DEM dapat digunakan untuk analisa kelurusan. Kelurusan dalam hal ini 438

2 merupakan salah satu penanda adanya struktur geologi. Struktur ini berpotensi sebagai zona permeabel yang berperan sebagai jalan bagi fluida panas untuk mengalir menuju kedalaman yang lebih dangkal. Menurut Sungkono (1999), zona permeabel merupakan target pemboran yang signifikan untuk menemukan sumur produktif. Sampai saat ini, analisis kerapatan kelurusan pada citra Landsat sebagai data awal untuk eksplorasi panas bumi masih belum banyak digunakan. Oleh karena itu, penelitian ini merupakan salah satu langkah survei pendahuluan dalam identifikasi potensi panas bumi di daerah Gunung Lawu. Hasil dari penelitian ini sendiri dapat digunakan untuk melengkapi hasil survei geologi dan geokimia serta survei magnetotellurik di daerah Gunung Lawu yang dilakukan oleh Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi pada tahun 2009 dan Lokasi penelitian terletak di Gunung Lawu yang secara administratif berada di sebagian besar Kabupaten Karangayar, Propinsi Jawa Tengah dan sebagian kecil Kabupaten Magetan, Propinsi Jawa Timur. Sedangkan secara geografis terletak pada koordinat mt dan mU pada sistem koordinat UTM, zona 49 S (Gambar 1). Tatanan Geologi Gunung Lawu Pulau Jawa merupakan salah satu daerah jalur subduksi dua lempeng besar dunia, yaitu lempeng Indo-Australia di bagian selatan dan lempeng Eurasia di bagian Utara. Tumbukan kedua lempeng ini menyebabkan pembentukan jalur gunung api yang memanjang dari bagian barat sampai bagian timur. Salah satu gunung api ang terbentuk akibat tumbukan ini adalah Gunung Lawu di perbatasan Provinsi Jawa Tengah dan Provinsi Jawa Timur. Gunung Lawu memiliki tipe gunung api strato yang diklasifikasikan ke dalam gunung api tipe B. Menurut Van Bemmelen (1949), Gunung Lawu berada di Zona Solo Sensu Stricto, bersama gunung lain yang berderet ke bagian timur Pulau Jawa sampai Gunung Ijen di Banyuwangi. Geomorfologi Gunung Lawu dapat dikelompokkan menjadi empat satuan, yaitu satuan geomorfologi kubah intrusi, satuan geomorfologi vulkanik Gunung Jobolarangan, satuan geomorfologi vulkanik Gunung Lawu, dan satuan geomorfologi dataran alluvial. Berdasarkan Peta Geologi Lembar Ponorogo, Jawa Tengah oleh Sampurno dan H. Samodra, 1997 (Gambar 2), batuan yang ada di sekitar Gunung Lawu dari tua ke muda terdiri dari: 1. Tma, merupakan satuan batuan terobosan berupa andesit yang menunjukkan tektur porfiritik, subhedral, berukuran kristal 0,5 1 m. batuan ini terdiri dari andesine, ortoklas, kuarsa, mineral bijih di dalam massa dasar mikrolit plagioklas dan gelas gunung api. Sebagian feldspar pada batuan ini terubah menjadi klorit dan lempung. 2. Tmn, Formasi Nglanggran berupa runtuhan batuan gunung api bersusunan andesitbasal yang tersusun oleh breksi gunung api dan batupasir. Runtutan batuan gunung api ini diduga berumur Miosen Awal yang terbentuk di lingkungan darat hingga peralihan atau laut dangkal. Tebal formasi ini sekitar 500 m. 3. Tmwl, Formasi Wonosari, terdiri dari batugamping terumbu dan kalkarenit, bersisipan dengan batugamping konglomeratan dan napal. Kumpulan foraminifera kecil planktonic dari formasi ini menujukkan umur akhir Miosen Tengah Pliosen. Sedangkan foraminifera kecil bentoniknya menunjukkan lingkungan laut dangkal, yaitu neritik pinggir hingga neritik luar atau pada kedalaman m. tebal formasi di daerah ini sekitar 75 m. 4. Qvjt, Tuf Jobolarangan, terdiri dari tuf lapilli dan breksi batuapung, masing-masing memiliki tebal rata-rata 4 5 m. satuan ini tersebar di bagian lereng selatan dan 439

3 tenggara G. Jobolarangan. Batuan gunung api ini dihasilkan oleh G. Jobolarangan atau Lawu Tua. 5. Qvbt, Tuf Butak, terdiri dari tuf bersusunan andesit, berwarna coklat merah, lapuk, sebagai hasil letusan kerucut parasite G.Butak di tenggara G. Jobolarangan. 6. Qvbl, Lava Butak, tediri dari lava andesit berwarna hitam kelabu dan bersifat porfiritik. Aliran lava ini diduga berasal dari kerucut parasitik G.Butak dengan ketebalan lebih dari 2 m. 7. Qvjb, Breksi Jobolarangan, teriri dari breksi gunung api setempat bersisipan dengan lava yang keduanya tersusun oleh andesit. Sebaran satuan ini terdapat di bagian puncak kompleks Lawu tua. Tebal satuan ini mencapai puluhan meter. 8. Qvsl, Lava Sidoramping, terdiri dari lava bersusunan andesit berwarna abu-abu tua, porfiritik. Lava berstrukur alir ini berasal dari kompleks G. Sidoramping, G. Puncakdalang, G. Kukusan dan G. Ngampiyungan. Aliran lava ini umumnya ke barat. 9. Qvjl, Lava Jobolarangan, merupakan lava andesit yang mengandung andesin, kuarsa, feldspar dan sedikit hornblenda. Aliran lava ke barat daya berasal dari G. Jobolarangan yang merupakan puncak tertinggi di kompleks Lawu Tua 10. Qvl, Batuan Gunung Api Lawu, terdiri dari tuf dan breksi gunung api, bersisipan lava; umumnya bersusunan andesit. Tebal lapisan sekitar 1 5 m. 11. Qval, Lava Anak, merupakan lava andsit yang mengalir dari pusat G. Anak. Aliran lava mengarah ke timur laut membentuk pematang rendah hingga kerucut parasitik G.Mijil. Tebal satuan ini tidak kurang dari 10 m. 12. Qvcl, Lava Condrodimuko, merupakan lava andesit yang dilelerkan dari kawah Condrodimuko ke arah barat daya. Pelamparannya ke barat laut dibatasi oleh sesar turun yang memotong puncak G.Lawu. Ke selatan oleh Sesar Cemorosewu. 13. Qlla, Lahar Lawu, komponen andesit, basalt dan sedikit batuapung beragam ukuran yang bercampur dengan pasir gunung api. Sebarannya terutama mengisi wilayah dataran di kaki gunung api atau membentuk beberapa perbukitan rendah. Pada satuan ini ditemukan banyak mata air. Secara umum, struktur geologi di daerah Gunung Lawu didominasi oleh sesar-sesar dan kelurusan berarah barat timur dan barat laut tenggara yang dipengaruhi gaya tektonik regional Pulau Jawa. Metode Penelitian Metode yang digunakan dala penelitian ini yaitu dengan cara menganalisis kelurusan daerah Gunung Lawu dengan menggunakan citra Landsat ETM dan Digital Elevation Model (DEM). Citra Landsat yang digunakan dalam untuk analisis kelurusan bersumber dari USGS (United State Geological Survey) tahun Kelurusan-kelurusan yang diperkirakan strukturgeologi tersebut memiliki pebedaan kontras rona maupun relief pada citra. Hasil delineasi kelurusan digunakan untuk mengetahui orientasi arah kelurusan di daerah Gunung Lawu sehingga dapat diketahui arah gaya utama pembentukan struktur yang ada di Gunung Lawu. Selanjutnya, dilakukan analisis anomali kerapatan kelurusan menggunakan aplikasi surfer dengan cara melakukan gridding pada setiap luasan 1 km 2 dan unit km/km 2. Ini mengacu analisis kerapatan kelurusan menurut Soengkono, 1999, dimana analisis kelurusan suatu lapangan panas bumi adalah 1 km dan unit yang diperoleh adalah km/km 2. Sedangkan, analisis perpotongan struktur dilakukan untuk mengetahui banyaknya titik perpotongan kelurusan setiap luasan 1 km 2. Hal ini dilakukan untuk mengetahui daerah yang mengalami tektonik paling intensif. Hasil kompilasi dari analisis kerapatan dan perpotongan kelurusan tersebut diinterpretasikan sebagai daerah yag memiliki prospek panas bumi. 440

4 Hasil dan Pembahasan Arah Gaya Utama Delineasi kelurusan struktur yang diperkirakan patahan maupun rekahan dilakukan dengan menggunakan band 4,5,7 (Gambar 3). Hasil analisis data kelurusan dengan menggunakan diagram rosnet menunjukkan bahwa arah kelurusan struktur utama di daerah Gunung Lawu terdiri dari 2 arah, yaitu timur-barat dan barat laut-tenggara (Gambar 5). Arah kelurusan ini sesuai dengan arah kelurusan yang ada di Jawa dimana arah barat-timur memiliki orientasi yang sama dengan memanjangnya Pulau Jawa. Sedangkan arah kelurusan tenggara-barat laut merupakan struktur regional. Namun keterdapatan kelurusan pola meratus di daerah Gunung Lawu tidak begitu intensif. Hal ini dipengaruhi oleh keberadaan Gunung Lawu yang cukup jauh dari zona Meratus sehingga arah kelurusan lebih didominasi oleh struktur geologi regional. Peta Kerapatan Kelurusan Peta kerapatan kelurusan memberikan informasi mengenai anomali kerapatan patahan dan rekahan yang digunakan untuk memprediksi daerah recharge area. Pada sistem panas bumi, fluida panas bumi akan mengalir ke atas melalui zona permeabel yang umumnya berasal dari struktur geologi sehingga semakin besar tingkat kerapatan struktur maka semakin besar tingkat permeabilitasnya. Oleh karena itu, daerah yang memiliki anomali kerapatan kelurusan paling tinggi diasumsikan sebagai daerah recharge area yang memiliki permeabilitas paling baik. Anomali kerapatan kelurusan yang besar dengan nilai lebih dari 2,5 km/km 2 terdapat di dua bagian (Gambar 5). Pertama, di daerah Gunung Lawu Tua yang letaknya berada di sebelah selatan Gunung Lawu yang sekarang. Kedua, di bagian lereng barat daya dari puncak Gunung Lawu. Peta kerapatan perpotongan kelurusan Peta ini menggambarkan zona bukaan struktur (jog) dari hasil perpotongan kelurusan sehingga diasumsikan bahwa semakin besar anomali perpotongan kelurusan pada suatu daerah maka semakin besar pula potensi fluida panas bumi muncul ke permukaan. Zona bukaan struktur yang memiliki besar anomali 2 atau lebih perpotongan kelurusan/km 2 terletak di bagian barat daya puncak Gunung Lawu dan bagian lereng selatan Gunung Lawu. Peta kompilasi kerapatan kelurusan dan kerapatan perpotongan kelurusan Peta kompilasi ini dilakukan dengan melakukan overlay peta kerapatan kelurusan yang memiliki nilai > 2,5 km/km 2 dengan peta kerapatan perpotongan kelurusan yang memilki nilai 2 atau lebih perpotongan kelurusan/km 2. Delineasi hasil overlay tersebut merupakan daerah yang memiliki kerapatan struktur paling tinggi sehingga diperkirakan menjadi daerah prospek panas bumi. Berdasarkan hasil overlay tersebut, daerah prospek panas bumi Gunung Lawu masih dibagi menjadi 2 daerah yaitu daerah Gunung Lawu Tua yang terletak di sebelah selatan dan daerah lereng bagian barat daya dari puncak Gunung Lawu. Kesimpulan Berdasarkan hasil delineasi peta kerapatan kelurusan dan peta kerapatan perpotongan kelurusan menunjukkan bahwa daerah prospek panas bumi Gunung Lawu berada di bagian lereng barat daya dari puncak Gunung lawu. Daerah tersebut merupakan zona permeable yang dapat berperan sebagai jalan bagi fluida panas bumi. 441

5 Daftar Pustaka A. Sugianto, dan A. Munandar, Survey Magnetotellurik Daerah Panas Bumi Gunung Lawu Jawa Tengah-Jawa Timur, Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi Bagian Kelompok Program Penyelidikan Panas Bumi, D. Hermawan, Y. Anna, D. Kusnadi, Penyelidikan Terpadu Geologi Dan Geokimia Daerah Panas Bumi Gunung Lawu, Provinsi Jawa Tengah Dan Jawa Timur, Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi Bagian Kelompok Program Penyelidikan Panas Bumi,. Hlm M.A. Mongillo, G.R. Cochrane, P.R.L. Browne, Application of Satellite Imagery to Explore and Monitor Geothermal Systems, Proceedings of The World Geothermal Congress Florence. M. Kusumodidagdo, B.S. Tjaturhardjo, B. Eva, L.S. Dewi, S. Bambang, Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra Jakarta: LAPAN-UNNES, P. Utami, dan Soetoto, Peran Citra Penginderaan Jauh Dalam Pengembangan Sumber Daya Panas Bumi, Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan X Masyarakat Penginderaan Jauh Indonesia, Mataram. Hlm IV Sampurno, dan H. Samodra, Peta Geologi Lembar Ponorogo, Jawa Edisi Kedua, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. S. Sungkono, Analysis of Digital Topographic Data for Exploration and Assesment of Geothermal Systems, Procceding 21 st New Zealand Geothermal Workshop W.M. Telford, F.S. Grant, P.V. Sharma, Applied Geophysics, Cambridge University Press. Cambridge Road Map Pengembangan Energi Panas Bumi, terdapat di: (diakses: September, 2013) 442

6 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Gambar 1. Lokasi daerah penelitian Gambar 2. Peta geologi daerah penelitian (Sampurno dan H. Samodra, 1997) 443

7 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Gambar 3. Peta kelurusan daerah Gunung Lawu berdasarkan analisis Citra Landsat ETM band 4,5,7. Gambar 4. Diagram rosnet pola kelurusan 444

8 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Gambar 5. Peta kerapatan kelurusan daerah Gunung Lawu Gambar 6. Peta kerapatan perpotongan kelurusan daerah Gunung Lawu 445

9 PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Gambar 7. Peta kompilasi geosains daerah prospek panas bumi Gunung Lawu 446