SURVEI MAGNETOTELLURIK DAERAH PANAS BUMI LIMBONG KABUPATEN LUWU UTARA, SULAWESI SELATAN Oleh: Wiwid Joni 1), Muhammad Kholid 1) 1) Kelompok Penyelidikan Bawah Permukaan SARI Pengukuran magnetotellurik telah dilakukan di daerah panas bumi Limbong pada tahun 2011. Pembentukan sistem panas bumi di daerah ini tidak berkaitan dengan sistem vulkanis, namun dikontrol oleh aktivitas vulkanik yaitu di kontrol oleh 3 (tiga ) sesar utama struktur yaitu; Sesar menganan berarah baratlaut tenggara, Sesar mengiri berarah barat timur, Sesar normal berarah timurlaut baratdaya yang merupakan sesar yang mengontrol manifestasi Kanandede.Pengukuran MT ini dilakukan pada 21 titik ukur yang tersebar dengan jarak antar titik ukur antara 600 m sampai dengan 1000 m. Pengukuran MT ini bertujuan untuk mencitrakan keadaan bawah permukaan dan mendelineasi daerah prospek panas bumi. Berdasarkan data hasil survei MT, nilai tahanan jenis rendah terdapat di bagian utara mata air panas kanandede yang kemungkinan masih membuka kearah timurlaut daerah survei. Tahanan jenis rendah ini diinterpretasikan sebagai batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung dan tersebar dari permukaan hingga kedalaman lebih dari 1500 meter. Reservoir panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung ini dengan puncaknya berada pada kedalaman sekitar 1500 meter. Kata Kunci: Magnetotellurik, Panas Bumi, Limbong,Sulawesi Selatan
PENDAHULUAN Daerah panas bumi Limbong secara administratif berada pada Kabupaten Luwu Utara, Provinsi Sulawesi Selatan (Gambar 1). Daerah panas bumi ini tidak berkaitan dengan system vulkanis, namun dikontrol oleh aktivitas vulkanik, yang dikontrol oleh 3 (tiga ) sesar utama struktur yaitu; Sesar menganan berarah baratlaut tenggara, Sesar mengiri berarah barat timur, Sesar normal berarah timurlaut baratdaya yang merupakan sesar yang mengontrol manifestasi Kanandede. Survei MT ini merupakan rangkaian kegiatan survei panas bumi yang dilakukan oleh Badan Geologi. Survei ini dilaksanakan setelah dilakukan survei geosain terpadu pada tahun 2009 dan 2010 serta survei aliran panas (heat flow) pada tahun 2010 oleh Badan Geologi. Survei MT ini dilakukan dengan tujuan untuk mencitrakan keadaan bawah permukaan, sehingga diperoleh informasi yang cukup akurat untuk mendelineasi daerah prospek panas bumi. Metode MT ini dipilih karena memiliki penetrasi yang cukup dalam (lebih dari 5 km) dan memiliki sensitifitas yang tinggi dalam mendeteksi lapisan konduktif diantara lapisan yang resistif (Ushijima, K., dkk., 2000) GEOLOGI DAN GEOKIMIA Hasil penyelidikan geologi daerah panas bumi Limbong di dapat bahwa jenis batuan di daerah survei ini dapat dikelompokkan ke dalam 16 satuan batuan yang dari tua ke muda terdiri dari; Batuan Malihan (Km), Granit Tua (Togt), Granit Biotit (Togb), Granodiorit Biotit (Tmgd), Granit Porfir (Tmgp), Vulkanik Tak Terpisahkan (Tplv), Sienit (Tps), Granodiorit (Tpgd), Granit Aplit (Tpga), Diorit (Qd), Aliran Lava Andesitik (Qla), Jatuhan Piroklastik (Qjp), Aliran Lava Dasitik (Qld), Aliran Piroklastik (Qap), Kubah Lava (Qkl), dan Aluvium (Qal) (Gambar 2). Berdasarkan hasil penyelidikan di lapangan, analisis citra Landsat dengan enhance method, analisis citra DEM (digital elevation mode) dan peta topografi, serta terhadap gejala-gejala struktur di permukaan seperti pemunculan mata air panas, kelurusan lembah dan punggungan, kekar-kekar, bidang sesar, dan zona hancuran batuan, maka di daerah penyelidikan teramati 3 sesar utama, yaitu ; (Gambar 3). 1. Sesar menganan berarah baratlaut tenggara Struktur sesar ini berarah relatif barat lauttengara dengan sesar utamanya memanjang dari Salu Punti hingga ke Salu Rongkong di bagian selatan, bersifat regional dan searah dengan trend sesar Palu-Koro dan merupakan sesar mendatar menganan (dextral). Indikasi di lapangan ditunjukkan oleh adanya kelurusan tekuk lereng yang memanjang, kekar-kekar, serta hancuran batuan di sepanjang zona pegunungan di sebelah timur daerah penyelidikan. Sesar ini berjenis sesar menganan dan memisahkan satuan batuan granit tua dengan satuan granodiorit biotit, sesar ini terjadi akibat gaya yang bersifat kompresi yang berarah utaraselatan. Di bagian selatan daerah penyelidikan (Salu Rongkong), sesar ini berubah arah hampir barat-timur akibat konsekuensi sesar berarah
barat-timur yang memotong sesar ini. 2. Sesar mengiri berarah barat timur Struktur sesar ini berarah barat-timur dan merupakan sesar geser mengiri (sinistral). Sesar utamanya adalah sesar Rongkong membentuk sungai Salu Rongkong. Indikasi di lapangan tentang keberadaan sesar ini adalah adanya zona hancuran di blok bagian selatan yang berupa kekar-kekar tektonik serta gores garis yang membentuk sesar mikro, selain itu kelurusan lembah Sungai Salu Rongkong juga mendukung keberadaan struktur sesar ini. 3. Sesar normal berarah timurlaut baratdaya Sesar ini berada di bagian baratdaya daerah penyelidikan yang mempunyai arah timurlautbaratdaya, diperkirakan berupa sesar normal, dengan pergerakan blok bagian baratlaut bergerak relatif menurun terhadap blok tenggara. Bukti-bukti di lapangan yang dijumpai berupa zona hancuran batuan, kekar-kekar, kelurusan lembah sungai, kelurusan pegunungan, serta kelurusan pemunculan mata air panas Kanandede. Sesar ini merupakan sesar yang berperan dalam pemunculan manifestasi Kanandede. Berdasarkan hasil diagram segitiga Cl-SO 4 - HCO 3, mata air panas di daerah Limbong sebagian besar termasuk dalam tipe kloridabikarbonat. Hanya air panas Tandung dan Kanan Bulo yang termasuk tipe air bikarbonat. Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga Na/1000-K/100- Mg menunjukkan mata air panas Limbong umumnya berada pada zona full equilibrium, dan perbatasan antara partial equilibrium dan immature water. Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga Cl-Li-B mata air panas Limbong pada umumnya berada ditengah-tengah dan cenderung kearah Cl-B yang menunjukkan lingkungan pemunculan mata air panas pada umumnya berada diantara batuan sedimen dan vulkanik. PENGUKURAN MT Metode magnetotellurik merupakan metode eksplorasi elektromagnetik yang mengukur respon bumi dalam besaran medan listrik (E) dan medan magnet (H) terhadap medan elektromagnetik (EM) alam. Respon tersebut dapat berupa komponen horizontal medan magnet serta medan listrik bumi yang diukur pada permukaan bumi pada posisi tertentu. Terdapat tiga jenis sumber medan EM alam yang menghasilkan medan magnetotellurik, yaitu : Bersumber dari kilat atau petir, sinyal dari sumber ini memiliki frekuensi yang tinggi Bersumber dari aktivitas ionosfir, sinyal dari sumber ini memiliki frekuensi sedang Bersumber dari aktivitas sun-spot (bintik hitam) matahari, sinyal dari sumber ini memiliki frekuensi rendah. Tahapan pertama dalam melakukan pengukuran MT adalah menentukan titik ukur dan persiapan peralatan. Setelah itu perlu dilakukan kalibrasi terhadap MTU dan Coil. Kemudian
melakukan setting pengukuran. Setelah siap maka dilanjutkan dengan pengambilan data lapangan. PETA TAHANAN JENIS anomali tinggi dibagian tenggara. Nilai tahanan jenis tinggi (>400 Ohm-m) makin membesar di banding dengan bertambahnya kedalaman yang meluas ke arah barat dan masih membuka kearah selatan daerah survei dan diprediksi sebagai batuan terobosan granit yang sangat masif. Pengukuran MT dilakukan sebanyak 36 titik ukur yang tersebar secara acak dengan jarak antar titik ukur antara 600 1000 m. Hasil ini disajikan dalam bentuk peta tahanan jenis yang diambil dari hasil pemodelan 2D, dengan kedalaman 500 meter, 1000 meter, 1500 meter, 2000 meter, 2500 meter, dan 3000 meter. Keenam peta ini dapat memberikan gambaran keadaan bawah permukaan khususnya batas dari sistem panas bumi di daerah ini. Pada peta tahanan jenis kedalaman 500, 100, 1500 meter, sebaran tahanan jenis rendah (<100 Ohm-m) makin mengecil berupa spot kecil terdapat di bagian utara mata air panas Kanandede dengan bertambahnya kedalaman. Nilai tahanan ini diperkirakan berinteraksi dengan batuan granit yang telah teralterasi hidrotermal. Namun pada peta tahanan jenis kedalaman 2000 meter, nilai tahanan jenis sudah tidak terlihat lagi dan nilainya meninggi dengan pola yang sama (Gambar 4, 5, 6) Tahanan jenis sedang (100 hingga 400 Ohm-m) juga makin mengecil dengan bertambahnya kedalaman yang diperkirakan berasosiasi dengan batuan terobosan berupa batuan granit yang agak masif, kecuali di bagian timur daerah survei yang dihuni oleh anomali rendah yang berupa spot kecil di bagian timurlaut dan Sebaran tahanan jenis (<200 Ohm-m) pada kedalaman 1500 meter diperkirakan sebagai zona batasan antara batuan penudung dan reservoir, sehingga zona ini diperkirakan sebagai zona luasan reservoir. MODEL TAHANAN JENIS 2D Hasil pengukuran MT juga disajikan dalam bentuk model tahanan jenis 2D yang terdiri dari 4 lintasan, dimana lintasan 1 berarah barat timur, lintasan 2 berarah baratdaya timurlaut serta lintasan 3 dan 4 berarah baratlaut tenggara. Lintasan 2 diperlihatkan oleh Gambar 7. Pada model tersebut terlihat adanya sebaran tahanan jenis rendah (< 100 Ohm-m) dipermukaan hingga kedalam 500 meter terdapat di ujung bagian baratdaya dan ujung timurlaut. Tahanan jenis rendah ini terdapat dibawah titik ukur MTLB-18, MTLB-19 di baratdaya, dan MTLB-11 di timurlaut. Tahanan jenis rendah ini diperkirakan merupakan batuan yang teralterasi hidrotermal Sebaran tahanan jenis sedang (10-400 Ohm ) yang terdapat disekitar titik MTLB-20 dan MTLB-21 memisahkan sebaran tahanan jenis
rendah dibagian baratdaya dengan tahanan jenis di bagian timurlaut hingga kedalam tahanan jenis rendah dan dipertegas oleh kebaradaan struktur berarah baratlaut-tenggara di bawah titik MTLB-21 dan struktur berarah hampir barat-timur di bawah titik MTLB-11. Tahanan jenis sedang ini tersebar dengan kedalaman hingga 1500 meter diinterpretasikan sebagai respon dari batuan terobosan berupa batuan granit yang cukup kompak. Dibawah tahanan jenis sedang terdapat tahanan jenis tinggi (>400 Ohm-m) terdapat di sepanjang penampang. tahanan jenis sedang, diperkirakan merupakan respon dari batuan yang diperkirakan sebagai basemen. Pada model ini juga diinterpretasikan terdapat struktur yang terdapat dibagian baratlaut disekitar titik MTLB-11, struktur ini yang mengontrol pemunculan mata air panas Kanandede. DISKUSI Dibawah titik ukur MTLB-11 lapisan tahanan jenis rendah ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi di daerah ini dengan ketebalan sekitar 1000 meter. Dibawah lapisan rendah ini terdapat lapisan tahanan jenis sedang diinterpretasikan sebagai reservoir panas bumi tersebut dengan ketebalan sekitar 1500 meter dan diperkirakan puncaknya berada pada kedalaman sekitar 1000 meter. Lintasan 3 (Gambar 8) memotong mata air panas Limbong dibagian baratlaut mata air panas Kanandede memperlihatkan adanya sebaran tahanan jenis rendah (< 100 Ohm-m) dibawah titik ukur MTLB-11 dengan ketebalan sampai 1000 meter, tahanan jenis ini diperkirakan sebagai batuan penudung dalam sistem panas bumi didaerah ini. Di bagian bawah tahanan jenis rendah terdapat tahanan jenis sedang (100 400 Ohm-m) yang diperkirakan sebagai reservoir. Tahanan jenis tinggi (>400 Ohm-m) terdapat pada kedalaman 2000 meter, terdapat dibawah Berdasarkan hasil survei MT, sebaran tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan sebagai respon dari batuan penudung berada dibagian utara mata air panas Kanandede yang kemungkinan masih membuka kearah timurlaur daerah survei. Sistem panas bumi biasanya diindikasikan oleh adanya batuan yang bersifat permiabel yang berfungsi sebagai batuan penudung, sifat tahanan jenis batuan ini biasanya cenderung lebih konduktif dibandingkan batuan di sekitarnya. Pada sistem panas bumi daerah Limbong, batuan penudung dicirikan dengan sebaran nilai tahanan jenis rendah yang tersebar dibagian timur yaitu disekitar manifestasi mata air panas Kanandede. Sebaran tahanan jenis rendah yang terdapat dibagian timur memiliki ketebalan sampai 1500 meter dapat dilihat dari elevasi 0 asl hingga -1500 asl (Gambar 9) dan diperkirakan sebagai batuan penudung dalam sistem panas bumi Limbong, sedangkan tahanan jenis sedang terdapat mulai elevasi -1500 asl semakin kebawah semakin mengecil hingga elevasi -2000 asl, tahanan jenis sedang ini yang diinterpretasikan sebagai batas antara
batuan penudung dan puncak zona reservoir. Tahanan jenis tinggi mulai terlihat pada elevasi -2000 asl semakin kedalam semakin meluas dan dinterpretasikan sebagai batuan sedimen yang yang merupakan basemen dari sistem panas bumi didaerah ini. Hasil survei MT ini kemudian dikompilasikan dengan data geosain lainnya yang meliputi data geologi, geokimia, dan geofisika (gaya berat, geomagnet, dan tahanan jenis DC) membentuk peta kompilasi geosain (Gambar 10). Berdasarkan peta kompilasi tersebut, daerah prospek panas bumi Limbong dibagi menjadi dua bagian, pertama berada dibagian timur yang berada pada kelas cadangan terduga dan kedua berada dibagian barat yang berada pada kelas hipotetis. Daerah prospek pada bagian timur didukung oleh hasil data geologi, geokimia, geofisika, dan aliran panas (heat flow) dengan luas area sekitar 3,5 km 2. Sedangkan daerah prospek pada bagian barat didukung oleh data geokimia (anomali sebaran Hg) dan data aliran panas (heat flow) dengan luas area sekitar 3 km 2. MWe dan termasuk pada kelas sumber daya hipotetis (Tabel 1). KESIMPULAN Batuan penudung yang merupakan batuan ubahan akibat adanya interaksi antara fluida panas dengan batuan ditunjukkan dengan respon tahanan jenis rendah. Tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan sebagai batuan penudung ini tersebar dari mulai permukaan hingga kedalaman sekitar 500 meter dengan ketebalan antara 500 meter hingga 1000 meter. Reservoir panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung yang terdapat di bagian timur daerah survei dengan nilai tahanan jenis sedang. Puncak dari reservoir ini berada pada kedalaman sekitar 1000 meter dan semakin mendalam ke arah utara mata air panas Kanandede yang dapat mencapai kedalaman sekitar 1500 meter. Hasil dari penghitungan ini kemudian dikonversi ke dalam satuan MWe. Dengan menggunakan metode volumetri dengan menggunakan asumsi tebal reservoir = 1 km, recovery factor = 25 %, faktor konversi = 10%, dan lifetime = 30 tahun. Dengan luas daerah prospek terduga = 3,5 km 2 dan luas daerah prospek hipotetis = 3 km 2, temperatur bawah permukaan 220 o C (Tim Survei Terpadu, 2009), dan temperatur cut-off yang digunakan 180 o C, maka potensi energi panas bumi di daerah Limbong setelah dilakukan pengukuran MT sekitar 13 MWe dan termasuk pada kelas cadangan terduga dan 11 Daerah prospek panas bumi diberada di bagian barat dengan luas 3 km 2 dan di bagian timur dengan luas sekitar 3,5 km 2. Estimasi potensi energi panas bumi di daerah Limbong di bagian barat sekitar 11 MWe pada kelas sumber hipotetis dan dibagian timur sekitar 13 MWe pada kelas cadangan terduga.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kelompok Penyelidikan Panas Bumi dan Pusat Sumber Daya Geologi yang telah memberikan ijin untuk menggunakan data hasil survei MT dalam penulisan makalah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh anggota tim survei MT daerah panas bumi Telomoyo dan anggota tim geologi dan geokimia yang telah bersedia untuk banyak berdiskusi dengan penulis, khususnya Dikdik Rusdianto, Yuanno Rezky, dkk. DAFTAR PUSTAKA Bachri, S., dan Alzwar,M., (1975), Kegiatan Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas bumi di Daerah Sulawesi Selatan, Dinas Vulkanologi, Bandung. Simandjuntak, T.O., dkk. (1993), Geologi lembar Mamuju, Sulawesi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. Tim Terpadu Panas Bumi (2002), Penyelidikan Terpadu Daerah Panas Bumi Parrara, Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan, Pusat Sumber Daya Geologi. Tim Terpadu Panas Bumi (2009), Survei Terpadu (Geologi dan Geokimia) Daerah Panas Bumi Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan, Pusat Sumber Daya Geologi. Tim Terpadu Panas Bumi (2010), Survei Geofisika Terpadu Daerah Panas Bumi Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan, Pusat Sumber Daya Geologi. Tim Aliran Panas (2010), Survei Aliran Panas Daerah Panas Bumi Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan, Pusat Sumber Daya Geologi. Mahon K., Ellis, A.J., (1977), Chemistry and Geothermal system, Academic Press, Inc. Orlando. Fournier, R.O., (1981), Application of Water Geochemistry Geothermal Exploration and Reservoir Engineering, Geothermal System: Principles and Case Histories. John Willey & Sons, New York. Giggenbach, W.F., (1988), Geothermal Solute Equilibria Deviation of Na K - Mg Ca Geo Indicators, Geochemica Acta 52, 2749 2765. Ratman,N. dkk. (1993),Geologi lembar Mamuju, Sulawesi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
LAMPIRAN Gambar 1. Lokasi daerah survei Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi Limbong
Gambar 3. Analisis pola kelurusan dari citra landsat LE7 dengan enhance method Gambar 4. Peta tahanan jenis kedalaman 1000 meter
Gambar 5. Peta tahanan jenis kedalaman 1500 meter Gambar 6. Peta tahanan jenis kedalaman 2000 meter
Batuan Penudung Reservoir Gambar 7. Model Tahanan Jenis 2D Lintasan 2 Batuan Penudung Reservoir Gambar 8. Model Tahanan Jenis 2D Lintasan 3
Gambar 9. Peta tahanan jenis per elevasi
Gambar 10. Peta kompilasi daerah panas bumi Limbong Tabel1. Perhitungan potensi panas bumi Limbong