SURVEI MAGNETOTELURIK DAERAH PANAS BUMI MARANA KABUPATEN DONGGALA, SULAWESI TENGAH Oleh: Asep Sugianto 1) dan Suwahyadi 2) 1) Kelompok Penyelidikan Bawah Permukaan 2) Bidang Sarana Teknik SARI Pada tahun 2011 telah dilakukan survei magnetotelurik di daerah panas bumi Marana. Secara geologi daerah ini berada di sekitar Sesar Palu-Koro yang berarah Baratlaut-Tenggara. Gejala panas bumi dicirikan dengan munculnya mata air panas bertemperatur 50-90 o C, debit 0.5-2 liter/detik, dan ph netral. Pengukuran MT dilakukan pada 37 titik ukur yang tersebar membentuk 8 buah lintasan yang berarah baratdaya-timurlaut dengan jarak antar titik sekitar 1500 m hingga 2000 m. Hasil survei MT memperlihatkan adanya sebaran nilai tahanan jenis rendah dari dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 1000 meter dengan ketebalan antara 500 meter hingga 1000 meter. Tahanan jenis rendah ini diinterpretasikan sebagai batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung dan tersebar di sekitar sebaran mata air panas. Zona reservoir dicirikan oleh sebaran nilai tahanan jenis sedang (30 100 Ohm-m) yang berada di bawah batuan penudung. Reservoir ini berada pada kedalaman sekitar 750 meter hingga kedalaman 2000 meter dengan ketebalan sekitar 1000 meter. Daerah prospek panas bumi terbagi menjadi dua lokasi, yaitu di sekitar mata air panas Marana dan Masaingi (Prospek 1) dengan luas prospek sekitar 10 km 2 dan di sekitar mata air panas Bayosa dan Yompo (Prospek 2) dengan luas sekitar 14 km 2. Kata Kunci : magnetotelurik, panas bumi, Marana, Donggala, Sulawesi Tengah
PENDAHULUAN Daerah panas bumi Marana berada di Sulawesi Bagian Tengah dan berasosiasi dengan Sesar Palu-Koro yang berarah baratlaut-tenggara. Secara administrasi daerah ini berada di Kabupaten Donggala, Provinsi Sulawesi Tengah (Gambar 1). Indikasi panas bumi di daerah ini dicirikan dengan munculnya mata air panas yang membentuk kelurusan berarah baratlauttenggara dengan temperatur antara 50-90 o C. GEOLOGI DAN MANIFESTASI PANAS BUMI Stratigrafi daerah panas bumi Marana, Kabupaten Donggala berdasarkan kepada batuan yang tersingkap (Gambar 2) dapat dibagi menjadi 6 satuan batuan, yaitu Satuan Batuan Sekis hijau (TrS), Satuan Batuan Granit geneis (Trg), Satuan Batuan granit (Tg), Satuan Batuan Sediment (QTs), Batu Gamping (Qgp), dan Aluvium (Qal). Pada tahun 2004, Direktorat Inventarisasi Sumber Daya Mineral telah melakukan survei terpadu dengan metode geologi, geokimia, dan geofisika di daerah ini. Dan pada tahun 2005 telah melakukan pengeboran landaian suhu di dua titik pengeboran dengan kedalaman sekitar 183 meter dan 250 meter. Dari hasil survei tersebut terlihat adanya indikasi daerah prospek di sekitar sebaran mata air panas Marana dan Masaingi. Selain itu, dari data geokimia dan geologi juga ada kemungkinan terdapatnya prospek lain di sebelah selatannya yakni di sekitar mata air panas Bayosa dan Yompo. Oleh karena itu, untuk melihat kemungkinan tersebut dan lebih menegaskan lagi keberadaan prospek panas bumi di daerah ini, maka pada tahun 2011, dilakukan survei magnetotelurik (MT) di daerah ini dengan tujuan untuk lebih menegaskan keprospekan (letak, delineasi, kedalaman, dan besarnya potensi). Survei ini didesain sedemikian rupa agar dapat melingkupi seluruh kemungkinan prospek panas bumi baik yang ada di sebelah utara maupun di sebelah selatan. Struktur yang berkembang di daerah ini didominasi oleh sesar yang berarah baratlauttenggara. Saat ini bentuknya telah menyerupai terban yang dibatasi oleh sesar-sesar baru (muda) dan juga ditandai dengan munculnya beberapa manifestasi panas bumi. Sesar normal, kelurusan maupun sesar naik diperkirakan memiliki kemiringan ke arah timur pada komplek batuan metamorf (formasi Tinombo) yang mencerminkan sifat pemampatan pada beberapa sesar tua. Proses tektonik regional di daratan Pulau Sulawesi telah berlangsung berulang kali, maka pengaruhnya telah merombak seluruh batuan yang ada dan memunculkan kerucutkerucut intrusi batuan granit dan terbentuknya struktur rekahan baru, sesar geser maupun sesar normal sampai di umur Mio-Pliosen. Akibat dari kegiatan tektonik tersebut, maka muncullah struktur-struktur sesar yang sangat komplek mulai dari selatan hingga utara maupun ke bagian timur dan tenggara daratan Pulau Sulawesi. Kenampakan gejala panas bumi di daerah Marana dicirikan dengan munculnya mata air
panas yang terdapat di beberapa daerah, diantaranya sebagai berikut. Mata air panas Masaingi, terletak pada koordinat 0813001 mu dan 9935303 mt di Desa Masaingi, Kecamatan Sindue, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas 90 0 C pada suhu udara setempat 27.5 o C dengan debit air panas ± 2.0 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 8.1, daya hantar listrik > 1990 µs/cm dan TDS 290 ppm. 1. Mata air panas Marana 1, terletak pada koordinat 0810652 mu dan 9935936 mt di Desa Marana, Kecamatan Sindue, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas berkisar 50.0 o C pada suhu udara setempat 28.0 o C dengan debit air panas ± 1.5 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 6.8, daya hantar listrik 1820 µs/cm dan TDS 910 ppm. 2. Mata air panas Marana 2, terletak pada koordinat 0811837 mu dan9936089 mt di Desa Marana, Kecamatan Sindue, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas berkisar 54.0 o C pada suhu udara setempat 30.2 o C dengan debit air panas ± 0.50 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 7.0, daya hantar listrik > 1990 µs/cm dan TDS 1030 ppm. 3. Mata air panas Bayosa, mata air panas ini terletak pada koordinat 0817494 mu dan 9927023 mt di daerah Desa Wani, Kecamatan Tawaili, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas berkisar 59.1 o C pada suhu udara setempat 27.8 o C dengan debit air panas ± 1.0 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 8.1, daya hantar listrik > 580 µs/ cm dan TDS 290 ppm. 4. Mata air panas Yompo 1, mata air panas ini terletak pada koordinat 0818212 mu dan 9926544 mt di daerah Desa Wani, Kecamatan Tawaili, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas berkisar 55.6 C pada 27.0 o C dengan debit air panas ± 2.0 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 8.8, daya hantar listrik > 590 µs/cm dan TDS 290 ppm. 5. Mata air panas Yompo 2, mata air panas ini terletak pada koordinat 0818299 mu dan 9922644 mt di daerah Desa Wani, Kecamatan Tawaili, Kabupaten Donggala Propinsi Sulawesi Tengah, hasil pengukuran air panas berkisar 50.1 o C pada 29.53 o C dengan debit air panas ± 2.0 liter/detik, tingkat keasaman terukur di lapangan 8.1, daya hantar listrik > 600 µs/cm dan TDS 300 ppm. METODE DAN SEBARAN TITIK UKUR Pengukuran MT di daerah ini dilakukan pada 37 titik ukur yang tersebar membentuk 8 buah lintasan yang berarah baratdaya-timurlaut dengan jarak antar titik sekitar 1500 m hingga 2000 m (Gambar 3). Sebaran titik ukur ini didesain sedemikian rupa agar dapat melingkupi seluruh daerah prospek baik yang di daerah Marana maupun yang di daerah Mapane (Sekitar mata air panas Bayosa dan mata air panas Yompo). Sebelum digunakan untuk melakukan pemo-
delan data hasil pengukuran dirotasi sejajar dengan arah Sesar Palu-Koro karena sesar ini dianggap menjadi sesar utama yang mengontrol sistem panas bumi di daerah ini. Pemodelan data tahanan jenis dilakukan dengan menggunakan algoritma Non Linear Conjugate Gradient (Rodi, W. dan Mackie R.L., 2001) yang tersedia di dalam software WinGlink. Pada pemodelan MT daerah ini digunakan data TM dan TE dengan frekuensi lebih besar dari 0,1 Hz. Karena hasil percobaan beberapa parameter dalam pemodelan, penggunaan data inilah yang dianggap lebih menggambarkan keadaan bawah permukaan di daerah ini. PETA TAHANAN JENIS Salah satu hasil dari survei MT ini disajikan dalam bentuk peta tahanan jenis yang pada makalah ini akan dibahas peta tahanan pada kedalaman 500, 750, 1000, dan 1500 meter (Gambar 4). Sebaran tahanan jenis pada keempat kedalaman ini dapat menggambarkan keadaan bawah permukaan dan memperlihatkan adanya sistem panas bumi di daerah ini. Peta Tahanan Jenis Kedalaman 500 meter Sebaran tahanan jenis pada kedalaman 500 m memperlihatkan pola gradasi ke arah baratdaya dengan lineasi berarah baratlaut-tenggara. Tahanan jenis sedang-tinggi tersebar di sebelah timurlaut dan diinterpretasikan sebagai batuan metamorf dan/atau batuan beku (granit), sedangkan tahanan jenis rendah tersebar di sebelah baratdaya dan diinterpretasikan sebagai batuan sedimen dan/atau batuan ubahan. Dari nilai tahanan jenis ini sangat sulit untuk membedakan yang mana batuan sedimen dan yang mana batuan ubahan. Namun, pada kasus ini batuan ubahan diperkirakan berasosiasi dengan nilai tahanan jenis rendah yang tersebar di sekitar mata air panas. Batuan ubahan ini dapat berfungsi sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi di daerah ini. Kontras nilai tahanan jenis sedang-tinggi dengan nilai tahanan jenis rendah membentuk kelurusan berarah baratlaut-tenggara. Kelurusan ini berasosiasi dengan Sesar Palu- Koro yang juga berarah baratlaut-tenggara. Di sebelah selatan juga terlihat adanya lineasi yang berarah baratdaya-timurlaut. Lineasi ini diperkirakan berasosiasi dengan sesar-sesar yang merupakan antitetik dari Sesar Palu-Koro. Peta Tahanan Jenis Kedalaman 750 meter Secara umum sebaran tahanan jenis pada kedalaman 750 m memperlihatkan pola yang relatif sama dengan sebaran tahanan jenis pada kedalaman sebelumnya. Pola tersebut memperlihatkan adanya gradasi nilai tahanan jenis, dimana tahanan jenis tinggi tersebar di sebelah timurlaut, sedangkan tahanan jenis rendah tersebar di sebelah baratdaya. Hal yang menarik pada peta ini adalah adanya sebaran anomali sedang (20-50 Ohm-m) yang cenderung membentuk pola melingkar di sekitar mata air panas Marana dan mata air panas Yompo. Sebaran tahanan jenis sedang ini diinterpretasikan sebagai respon dari zona reservoir panas bumi, karena pada bagian atas daerah
ini tersebar nilai tahanan jenis rendah yang diperkirakan sebagai batuan penudung. Pada peta ini juga terlihat adanya lineasi yang berarah baratlaut-tenggara dan baratdayatimurlaut. Lineasi-lineasi ini diperkirakan berasosiasi dengan struktur yang mengontrol sistem panas bumi di daerah ini. Peta Tahanan Jenis Kedalaman 1000 meter Pola sebaran nilai tahanan jenis pada kedalaman 1000 m memperlihatkan pola yang relatif sama dengan sebaran tahanan jenis pada kedalaman 750 m. Pada peta ini juga terlihat adanya sebaran tahanan jenis sedang yang cenderung membentuk pola melingkar di sekitar kemunculan mata air panas. Sebaran tahanan jenis ini diinterpretasikan sebagai zona reservoir dari sistem panas bumi di daerah ini. Pola sebaran tahanan jenis sedang ini terlihat terpisah, yang satu berada di sebelah utara di sekitar mata air panas Marana dan mata air panas Masaingi dan yang satu lagi tersebar di sekitar mata air panas Bayosa dan mata air panas Yompo. Terpisahnya pola sebaran tahanan jenis yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir ini mengindikasikan bahwa di daerah ini terdapat dua sistem panas bumi yang terpisah. berarah baratlaut-tenggara. Hal ini mengindikasikan bahwa kedua sistem panas bumi ini dikontrol oleh struktur sesar yang sama, yakni Sesar Palu-Koro. Peta Tahanan Jenis Kedalaman 1500 meter Peta tahanan jenis kedalaman 1500 m masih memperlihatkan pola gradasi ke arah baratdaya, dimana tahanan jenis tinggi tersebar di timurlaut, sedangkan tahanan jenis rendah tersebar di sebelah baratdaya. Gradasi ini juga memperlihatkan pola lineasi berarah baratlauttenggara. Pada kedalaman ini, di sekitar mata air panas tersebar nilai tahanan jenis tinggi (>100 Ohm-m). Tahanan jenis ini diinterpretasikan sebagai batas bawah dari reservoir panas bumi di daerah ini. Tahanan jenis rendah masih tersebar sedikit di sebelah baratdaya. Karena tahanan jenis rendah ini tersebar di dekat pantai, maka tahanan jenis rendah ini diinterpretasikan sebagai batuan sedimen yang terpengaruh air laut. Kontras antara tahanan jenis rendah dan tahanan jenis sedang membentuk kelurusan yang juga berarah baratlaut-tenggara. Kelurusan ini diperkirakan merupakan batas sebelah baratdaya dari sistem panas bumi di daerah ini. Pola lineasi yang berarah baratlaut-tenggara masih konsisten muncul di kedalaman 1000 m. Konsistensi ini menunjukkan bahwa Sesar Palu-Koro menerus hingga kedalaman lebih dari 1000 m. Selain itu, pola sebaran tahanan jenis sedang yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir juga membentuk kelurusan MODEL TAHANAN JENIS 2D Hasil dari survei MT ini juga disajikan dalam bentuk penampang model tahanan jenis 2D. Pada makalah ini hanya akan dibahas 2 penampang model tahanan jenis 2D yang dianggap
memberikan gambaran mengenai keberadaan sistem panas bumi di daerah ini yaitu model tahanan jenis pada lintasan 2 dan lintasan 5. Penampang pertama (lintasan 2) berada di sebelah utara dan memotong kelompok mata air panas Marana. Hasil pemodelan tahanan jenis 2D pada penampang ini memperlihatkan adanya sebaran tahanan jenis rendah (<20 Ohm-m) di sebelah baratdaya (Gambar 5). Tahanan jenis rendah ini cenderung terus mendalam ke arah baratdaya. Tahanan jenis rendah yang berada di sekitar kelompok mata air panas Marana diinterpretasikan sebagai zona ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi di daerah ini. Tahanan jenis ini tersebar dari dekat permukaan tanah hingga kedalaman sekitar 1000 m. Tahanan jenis rendah yang berada paling baratdaya dan tersebar hingga kedalaman lebih dari 2000 m diinterpretasikan sebagai batuan ubahan yang terpengaruh air laut. diperkirakan sebagai batas timurlaut dari sistem panas bumi daerah Marana. Penampang kedua (lintasan 5) berada di selatan dan memotong kelompok mata air panas Yompo. Hasil pemodelan tahanan jenis 2D pada penampang ini cukup menarik dan memperlihatkan sistem panas bumi yang cukup jelas (Gambar 6). Secara umum, tahanan jenis rendah tersebar di dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 1000 m, kecuali di sebelah baratdaya yang terus menyebar ke dalam hingga kedalaman 3000 m. Tahanan jenis rendah yang tersebar di sekitar kelompok mata air panas Yompo diinterpretasikan sebagai batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung. Di bagian bawahnya tersebar nilai tahanan jenis sedang yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir. Puncak dari reservoir sendiri diperkirakan berada pada kedalaman sekitar 1000 m dengan ketebalan sekitar 1000 m. Di bagian bawah tahanan jenis rendah ini tersebar nilai tahanan jenis sedang (20-100 Ohm-m) yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir panas bumi. Di bagian bawahnya lagi tersebar nilai tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batas bawah dari zona reservoir. Di sekitarnya terdapat kontras nilai tahanan jenis yang diinterpretasikan sebagai indikasi adanya struktur. Struktur-struktur inilah yang diperkirakan mengontrol sistem panas bumi di daerah ini. Di sebelah timurlaut terlihat adanya sebaran tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batuan metamorf dan/atau batuan beku. Sebaran nilai tahanan jenis tinggi ini Di bagian bawah penampang ini terlihat adanya sebaran tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batuan beku. Batuan inilah yang diperkirakan menjadi batas bawah dan basemen dari sistem panas bumi di daerah ini. Pada penampang ini juga diinterpretasikan terdapat tiga buah struktur yang dicirikan dengan adanya kontras nilai tahanan jenis. Sama seperti pada penampang sebelumnya, struktur-struktur ini diinterpretasikan sebagai bagian dari Sesar Palu-Koro yang menjadi pengontrol utama sistem panas bumi daerah Marana. DISKUSI Sistem panas bumi di daerah ini diperkirakan
sangat berkaitan dengan aktivitas tektonik yang membentuk Sesar Palu-Koro dan strukturstruktur lainnya yang berkembang di daerah ini. Aktivitas tektonik ini mengakibatkan adanya terobosan muda berupa diorit atau mikro diorit melaui celeh-celah/rekahan batuan granit. Batuan terobosan ini masih menyisakan masa panas yang terakumulasi dengan air tanah membentuk sistem panas bumi. Fluida panas berinteraksi dengan batuan di sekitarnya membentuk batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung. Batuan penudung ini memiliki sifat fisika yang berbeda dengan batuan yang tidak terubahkan. Salah satunya adalah sifat tahanan jenis. Sifat tahanan jenis batuan ubahan biasanya cenderung lebih konduktif dibandingkan batuan di sekitarnya. Pada sistem panas bumi daerah Marana ini, batuan ubahan dicirikan dengan sebaran nilai tahanan jenis rendah yang tersebar dari dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 1000 meter dengan ketebalan antara 500 meter hingga 1000 meter. Zona reservoir diperkirakan berada di bawah batuan ubahan ini dan terbentuk oleh media struktur. Dari hasil pemodelan MT, zona reservoir dicirikan oleh sebaran nilai tahanan jenis sedang (30 100 Ohm-m) yang berada pada kedalaman sekitar 750 meter hingga kedalaman 2000 meter dengan ketebalan sekitar 1000 meter. Zona reservoir ini diperkirakan terbagi 2, yang pertama berada di sekitar mata air panas Marana dan Masaingi, sedangkan yang kedua berada di sekitar mata air panas Bayosa dan Yompo. Puncak dari reservoir di kedua daerah ini diperkirakan berada pada kedalaman sekitar 750 meter. Kompilasi hasil survei MT dengan hasil survei sebelumnya memperlihatkan adanya daerah prospek panas bumi yang terbagi menjadi dua lokasi, yaitu di sekitar mata air panas Marana dan Masaingi (Prospek 1) dengan luas prospek sekitar 10 km 2 dan di sekitar mata air panas Bayosa dan Yompo (Prospek 2) dengan luas sekitar 14 km 2 (Gambar 7). Daerah prospek ini dibatasi oleh kontras nilai tahanan jenis rendah dan sedang di sebelah barat dan kontras nilai tahanan jenis sedang dan tinggi di sebelah timur. Kedua daerah prospek ini juga secara umum dikontrol oleh Sesar Palu-Koro dan struktur-struktur antitetiknya yang cenderung berarah tegak lurus dengan Sesar Palu-Koro. KESIMPULAN Peta tahanan jenis mempelihatkan adanya pola gradasi ke arah baratdaya dan lineasi berarah baratlaut-tenggara. Lineasi ini mengindikasikan adanya struktur yakni Sesar Palu-Koro yang diperkirakan menjadi pengontrol utama dari sistem panas bumi di daerah Marana. Batuan penudung dicirikan dengan nilai tahanan jenis rendah yang tersebar dari dekat permukaan hingga kedalaman 1000 meter. Batuan penudung ini berupa batuan ubahan yang berasal dari mineral-mineral terubah pada temperatur rendah seperti seperti K- felspar, ortoklas, dan plagioklas menjadi kaolinit. Reservoir panas bumi berada pada zonasi struktur di bawah batuan penudung dan dicirikan dengan nilai tahanan jenis sedang. Reservoir ini diperkirakan terbagi menjadi dua, yakni yang
pertama di sekitar mata air panas Marana dan Masaingi (Prospek 1) dan yang kedua berada di daerah Bayosa dan Yompo (Prospek 2). Puncak dari kedua reservoir ini diperkirakan berada pada kedalaman sekitar 750 meter di bawah permukaan tanah dan memiliki ketebalan sekitar 1000 meter. Daerah prospek untuk kedua reservoir tersebut diperkirakan memiliki luas sekitar 10 km 2 untuk daerah prospek 1 dan 14 km 2 untuk daerah prospek 2. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya kepada seluruh anggota tim survei MT daerah panas bumi Marana yang telah banyak terlibat didalam pelaksanaan survei ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kelompok penyelidikan bawah permukaan yang telah memberikan ijin dalam penulisan makalah ini dan juga kepada pemerintah daerah setempat yang telah banyak membantu pelaksanaan survei. 174-187. Sukamto Rab., dkk. 1973. Peta Geologi Tinjau Lembar Palu, Sulawesi Tengah, skala 1 : 250.000 Sukido, D.Sukarna dan K.Sutisna, 1993 Laporan Geologi Lembar Palu, Telford and Sheriff, 1990. Applied Geophysics, Cambridge University. Tim Penyelidikan Rinci Geologi, Geokimia dan Geofisika Terpadu, 2004, Laporan Penyelidikan Rinci Geologi, Geokimia Dan Geofisika Terpadu Daerah Panas Bumi Merawa/Marana, Kabupaten Donggala, Sulawesi Tengah, Direktorat Inventarisasi Sumberdaya Mineral, Direktorat Jenderal Geologi Dan Sumberdaya Mineral, Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. DAFTAR PUSTAKA Geothermal Departement, Basic Concept of Magnetotellurik Survey in Geothermal Fields., West Japan Engineerring Consultants, Inc. Rodi, W., dan Mackie, R.L., 2001, Non Linear Conjugate Gradients Algoritm for 2-D Magnetotelluric Inversion. Gophysic, Vol. 66 No.1 P.
BUKU 1 : BIDANG ENERGI Gambar 1. Peta indeks lokasi survei Gambar 2. Peta geologi daerah Marana (Tim Survei Terpadu, 2004)
Gambar 3. Peta sebaran titik ukur Mt daerah panas bumi Marana
Gambar 4. Peta tahanan jenis pada kedalaman 500, 750, 1000, dan 1500 meter
Gambar 5. Model tahanan jenis 2D lintasan 2 Gambar 6. Model tahanan jenis 2D lintasan 5
Gambar 7. Peta kompilasi geosain daerah panas bumi Marana