SURVEI MAGNETOTELURIK DAN GAYA BERAT DAERAH PANAS BUMI LILLI-MATANGNGA KABUPATEN POLEWALI MANDAR, PROVINSI SULAWESI BARAT Muhammad Kholid, dan Sri Widodo Kelompok Penyelidikan Bawah Permukaan Pusat Sumber Daya Geologi ABSTRAK Daerah panas bumi Lilli-Matangnga berada di wilayah Kabupaten Polewali Mandar, Provinsi Sulawesi Barat. 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 Lilli- Sepporaki yang terdapat di bagian selatan dengan temperatur 95-97 0 C dan mata air panas Katimbang yang terdapat dibagian utara dengan temperatur 61-84 0 C. Survei Magnetotelurik (MT) dan gaya berat telah dilakukan di daerah ini sebagi tindak lanjut dari survei terpadu (geologi, geokimia dan geofisika) yang telah dilakukan pada tahun 2010 dan survei MT yang telah dilakukan pada tahun 2011. Jumlah titik MT sebanyak 25 titik dan titik gaya berat sebanyak 141 titik. Sebaran titik MT dan gaya berat lebih difokuskan di sekita mata air panas Katimbang. Hasil MT menunjukkan sebaran tahanan jenis rendah (< 50 Ohm-m) terdapat pada kedalaman 1000-1500 meter, lapisan tahanan jenis rendah ini diperkirakan sebagai lapisan yang berfungsi sebagai batuan penudung dan di bawah lapisan ini diperkirakan merupakan lapisan yang berfungsi sebagai reservoir panas bumi. Hasil kompilasi geosain terpadu (geologi, geokimia dan geofisika) menunjukkan daerah prospek panas bumi meliputi daerah mata air panas Lilli-Sepporaki dan mata air panas Katimbang. Daerah prospek ini dibatasi oleh struktur yang berarah baratdaya-timurlaut dengan luas sekitar 47 km 2 dengan estimasi potensi energi panas bumi di daerah Lilli- Matangnga sekitar 160 MWe pada kelas cadangan terduga. Kata kunci : magnetotelurik, gaya berat, panas bumi, Lilli Matangnga PENDAHULUAN Daerah panas bumi Lilli-Matangnga berada di Kabupaten Polewali Mandar, Provinsi Sulawesi Barat (Gambar 1). Secara geologi di daerah Lilli Matangnga didominasi oleh batuan vulkanik yang masih belum bisa ditentukan sumber erupsinya karena morfologi sumber erupsi belum dijumpai di daerah ini. Diidentifikasi lima satuan batuan di daerah ini, terdiri dari 1) lava andesit porfir Formasi Walimbong, 2) lava trakhit, 3) breksi lava andesitik, 4) lava andesit, dan 5) endapan permukaan atau aluvium. Indikasi panas bumi dicirikan dengan munculnya beberapa air panas dengan temperatur air panas sekitar 60-97 0 C. Survei Magnetotelurik dan gaya berat yang dilakukan di daerah panas bumi Lilli- Matangnga merupakan kelanjutan dari survei terpadu geologi, geokimia dan geofisika pada tahun 2010 dan survei MT pada tahun 2011. GEOLOGI Geologi daerah Lilli-Matangnga didominasi oleh batuan produk vulkanik. Beberapa produk gunungapi terdiri dari aliran lava dan yang tersebar cukup luas serta kubah-kubah vulkanik. Stratigrafi daerah ini terdiri atas Satuan Vulkanik
Wlimbong (Tvw), Andesit Feldspatoid (Tf), Andesit Porfir (Tp), Vulkanik Tak Terpisahkan (Tvt), Lava Andesit Basaltik Buttu Bobongbatu (Tlbb), Lava Trakhit Buttu Pakkedoang (Tlp), Lava Andesit Buttu Sawergading (Tls), Lava Andesit Buttu Butu (Tlb), Lava Andesit Buttu Talaya (Tlt), Lava Andesit Buttu Dambu (Tld), Lava Andesit Buttu Kamande (Tlk), Alluvium (Qal). Pola struktur geologi terdiri dari 7 (tujuh) pola struktur yang berkembang diantaranya yaitu sesar mendatar, sesar normal, dan struktur depresi (Gambar 2). Struktur depresi ini terdapat di daerah Lilli hingga Matangnga yang dicirikan oleh sisa gawir yang membatasi depresi yang terbentuk melengkung hingga setengah radial. Dari bentuk morfologinya dan pola struktur secara regional, bentuk depresi ini diperkirakan sebagai hasil collapse dari sumbu perlipatan yang terbentuk sebelumnya. Sistem panas bumi Lilli diperkirakan dibatasi oleh depresi ini, dimana manifestasi muncul di dalamnya berupa mata air panas. GAYA BERAT Pengukuran gaya berat yang dilakukan di daerah Matangnga menggunakan alat Gravimeter Lacoste Romberg tipe 802, titik ukur gaya berat berjumlah 141 titik ukur dan sebaran titik ukur gaya berat dapat dilihat pada Gambar 3. Nilai anomali Bouguer pada Gambar 4 memperlihatkan tren dengan liniasi hampir utara-selatan dimana dibagian barat memiliki nilai densitas tinggi, kemudian semakin rendah ke arah timur. Anomali rendah diperkirakan berkaitan dengan satuan batuan lava andesit. Anomali Bougeur sedang yang terdapat dibagian tengah diperkirakan merupakan satuan batuan batuan vulkanik tak terpisahkan yang berumur tersier (kala Oligosen) yang terdiri dari lava berkomposisi andesit hingga basaltik yang terdeformasi. Sedangkan anomali tinggi diduduki oleh satuan batuan vulkanik Walimbong. Pada peta anomali Bougeur juga terlihat adanya struktur berarah baratdaya-timurlaut yang ditandai oleh diskontinuitas nilai densitas. Anomali Bouguer regional memperlihatkan liniasi berarah hampir utara-selatan. Semakin ke barat nilai anomali regionalnya semakin tinggi dan juga sebaliknya semakin ke arah timur, nilai anomali nya semakin kecil. Anomali regional mencerminkan representasi dari batuan bawah permukan yang lebih dalam yang umumnya didominasi oleh batuan basemen yang memiliki nilai densitas relatif lebih besar dibandingkan batuan diatasnya. Anomali sisa rendah berkaitan dengan batuan vulkanik (andesit, andesit-basaltis dan lava breksi) yang telah mengalami pelapukan kuat. Anomali Bouguer sisa sedang mendominasi hampir setengah bagian daerah penyelidikan yaitu dibagian baratlaut, baratdaya, timur dan tengah daerah penyelidikan, diperkirakan anomali ini merupakan batuan gunungapi (batuan andesit, andesit-basaltis dan lava breksi). Manifestasi panas bumi yang tersingkap pada anomali sisa sedang berupa batuan ubahan dan mata air panas, antara lain mata air panas Sepporaki, anomali Bouguer sisa tinggi diperkirakan sebagai batuan andesit dan andesit basaltis yang berumur Tersier. MAGNETOTELURIK Pengukuran MT di daerah Lilli- Matangnga telah dilakukan pada 25 titik ukur yang tersebar di sekitar mata air panas Katimbang-Matangnga dengan jarak antar titik ukur sekitar 1000-1500 meter. Titik ukur di desain membentuk 5 buah lintasan dengan arah baratlaut-tenggara (Gambar 5), pengukuran ini difokuskan di daerah Matangnga karena berdasarkan hasil survei MT tahun 2011, daerah prospek panas bumi daerah Lilli-Matangnga masih membuka kearah utara yaitu daerah Matangnga. Pengukuran MT ini dilakukan dari sore hingga pagi hari dengan selang waktu minimal 12 jam pengukuran. Data time series didapatkan dari pengukuran 2
komponen medan listrik (Ex dan Ey) serta 3 komponen medan magnet (Hx, Hy dan Hz), dengan jarak antar elektoroda medan listrik (Ex dan Ey) antara 70 100 meter. Pengolahan data MT akan digabung dengan data MT yang telah dilakukan pada tahun 2011, sehingga jumlah total data sebanyak 59 titik. 1. Sebaran Tahanan Jenis Sebaran tahanan jens secara lateral ini merupakan hasil pemodelan tahanan jenis 2D yang disayat pada kedalaman tertentu. Pada makalah ini akan disajikan sebaran tahanan jenis pada kedalaman 500 m, 1000 m, 1500 m, 2000 m dan 2500 m. Kelima kedalaman tersebut dapat memberikan gambaran mengenai struktur tahanan jenis bawah permukaan (Gambar 6). Nilai tahanan jenis pada kedalaman 500 m dan 1000 m memperlihatkan sebaran tahanan jenis membentuk pola kelurusan berarah baratdaya-timurlaut dan hampir berarah barat-timur. Pada kedalaman 500 meter tahanan jenis rendah (<50 Ohm-m) Tahanan jenis rendah ini diinterpretasikan sebagai respon dari satuan batuan vulkanik tak terpisahkan yang terdiri dari lava berkomposisi andesitik hingga basaltik, pada kedalaman 1000 meter tahanan jenis rendah di bagian tengah nilainya semakin meninggi, tahanan jenis rendah di bagian barat dan timur memiliki pola liniasi berarah baratdaya-timurlaut dan di bagian tengah memiliki liniasi berarah hampir timur-barat.. Sebaran tahanan jenis tinggi (> 200 Ohmm) terdapat di bagian timurlaut, nilai tahanan jenis sedang ini merupakan respon dari kubah-kubah vulkanik yang ada di daerah Matangnga. Tahanan jenis sedang ini juga terlihat di bagian baratdaya, tahanan jenis sedang di sebelah baratdaya ini ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan andesit porfir. Nilai tahanan jenis sedang pada kedalaman 1000 meter nilainya semakin tinggi, tahanan jenis sedang pada kedalaman ini diperkirakan berkaitan dengan batuan vulkanik Walimbong. Pola sebaran tahanan jenis pada kedalaman 1500 m, 2000 m dan 2500 m cenderung memiliki pola yang hampir sama, pada kedalaman 1500 m diskontinuitas tahanan jenis semakin banyak terlihat dibeberapa bagian, hal ini kemungkinan berkaitan dengan struktur daerah ini yang sangat komplek. Pada kedalaman 1500 m nilai tahanan jenis rendah masih konsisten tersebar di bagian timur dan barat, sedangkan nilai tahanan jenis rendah dibagian tengah yang terlihat pada peta sebelumnya, pada kedalaman ini sudah tidak terlihat lagi. Kontras antara nilai tahanan jenis rendah dan tinggi ini membentuk suatu kelurusan yang berarah baratdaya-timurlaut dan liniasi berarah hampir timur-barat. Kelurusan ini menunjukkan bahwa hingga kedalaman 2000 m, zona struktur masih terlihat, tahanan jenis sedang yang berada di bagian tengah yang penyebarannya mulai meluas kearah timur dan barat diperkirakan berasosiasi dengan batuan vulkanik Walimbong dan diduga sebagai zona reservoir dari sistem panas bumi didaerah ini. Pada kedalaman 2000 m dan 2500 m nilai tahanan jenis tinggi berada di bagian tengah ke arah timurlaut ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan metamorf yang menjadi batuan dasar daerah ini. 2. Pemodelan Tahanan Jenis 2 Pemodelan tahanan jenis MT 2D dilakukan dengan menggunakan algoritma Non Linear Conjugate Gradient (Rodi dan Mackie, 2001). Pemodelan ini merupakan pemodelan kebelakang yang dilakukan sampai dengan iterasi 50, dengan mengunakan parameter tau 3, data errors dan error floor untuk rho 5 dan untuk phase 50. Parameter-parameter ini dianggap sebagai parameter yang terbaik untuk melakukan pemodelan kebelakang di daerah ini, setelah dilakukan percobaan dengan mengubah beberapa parameter. Pada makalah ini akan disajikan hasil pemodelan pada dua buah lintasan, yaitu lintasan 6 dan lintasan 8. Kedua lintasan ini
dianggap dapat memberikan gambaran mengenai sistem panas bumi di daerah ini. Penampang lintasan 6 pada Gambar 7 terlihat adanya tiga lapisan tahanan jenis yaitu zona konduktif atau lapisan dengan nilai tahanan jenis <50 Ohm-m yang terdapat dari permukaan hingga kedalaman sekitar 1500 m, tahanan jenis rendah ini terlihat memanjang sepanjang lintasan mulai dari baratdaya hingga timurlaut, dibagian tengah lapisan tahanan jenis rendah memiliki ketebalan sekitar 500 m dan semakin menebal ke arah baratlaut dan kearah tenggara, dengan ketebalan sekitar 1000-1500 m, tahanan jenis rendah ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan vulkanik tak terpisahkan yang terdiri dari lava yang berkomposisi andesit hingga basaltik. Di bagian bawah lapisan tahanan jenis rendah terdapat nilai tahanan jenis yang lebih resistif dengan nilai tahanan jenis sekitar 50-200 Ohm-m. Lapisan ini memiliki ketebalan sekitar 1000 meter, dibagian tengah lapisan ini memiliki kedalaman yang lebih dangkal, tahanan jenis sedang merupakan lapisan batuan vulkanik Walimbong yang tersusun oleh lava andesit berumur tersier. Dibawah lapisan tahanan jenis sedang terdapat lapisan tahanan jenis yang sangat resistif dengan nilai tahan jenis >200 Ohm-m, lapisan resisitif ini diinterpretasikan sebagai respon dari batuan metamorf. Penampang lintasan 8 melewati mata air panas yang terdapat disekitar titik MTLM-11A (Gambar 8). Pada penampang ini terlihat lapisan konduktif (<50 Ohm-m) terlihat dipermukaan dan semakin menebal kearah baratdaya dan tenggara dengan ketebalan antara 500-1000 meter, kemudian diikuti dengan lapisan tahanan jenis yang lebih resistif (50-200 Ohm-m) yang memiliki ketebalan sekitar 1000 meter, namun di bagian tengah kearah tenggara lapisan yang lebih resisitif ini cenderung memiliki tren lebih dalam. Tahanan jenis paling resistif dengan nilai > 200 Ohm-m masih dijumpai pada kedalaman 2000 m, namun di bawah titik MTLM-11A lapisan tahanan jenis ini mengalami perubahan, yaitu terlihat diskontinuitas tahanan jenis, hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh zona sesar atau zona fraktur yang ada didaerah ini, dimana struktur ini yang mengontrol pemunculan mata air panas Matangnga. Diperkirakan zona reservoir berada dibawah titik MTLM-11A yang merupakan upflow dari sistem panas bumi didaerah ini. PEMBAHASAN Berdasarkan hasil MT dan gaya berat didapatkan bahwa anomali tinggi pada peta anomali sisa membentuk spot-spot dengan pola kontur menutup yang terdapat dibagian timur dan tengah, anomali tinggi ini kemungkinan berkaitan dengan batuan yang berfungsi sebagai sumber panas, sedangkan anomali rendah terdapat di bagian baratdaya yang merupakan representasi dari batuan lava andesit yang berumur Tersier. Hasil pemodelan 2D data MT memperlihatkan pola sebaran tahanan jenis rendah (<50 Ohm-m) yang merefleksikan batuan vulkanik yang tak terpisahkan dan telah mengalami proses hidrotermal, batuan ini yang diduga sebagai batuan penudung/caprock dalam sistem panas bumi. Lapisan tahanan jenis rendah ini memiliki kedalaman hingga 1000-1500 meter. Lapisan tahanan jenis rendah ini nilai tahanan jenisnya tidak terlalu rendah seperti pada daerah vulkanik dimana biasanya memiliki nilai tahanan jenis <10 ohm-m, hal ini dikarenakan proses hidrotermal dari batuan vulkanik tak terpisahkan membentuk batuan alterasi yang banyak mengandung silika. Lapisan tahanan jenis sedang berada dibagian tengah daerah survei yaitu disekitar mata air panas Lili- Sepporaki yang penyebarannya menerus sampai ke utara dimana mata air panas Katimbang berada, tahanan jenis sedang ini terlihat pada kedalaman 1500 hingga 2500 meter, zona tahanan jenis sedang ini diperkirakan sebagai zona reservoir, zona reservoir di bagian utara dibatasi oleh struktur geologi yang berarah relatif timur-
barat yang mengontrol munculnya mata air panas Katimbang sedangkan di bagian selatan dibatasi oleh struktur yang berarah baratlaut-tenggara yang mengontrol munculnya mata air panas Lili-Sepporaki. Daerah prospek daerah Lilli- Matangnga dibatasi oleh diskontinuitas tahanan jenis di sebelah baratdaya dan timurlaut dan di sebelah utara dan selatannya dibatasi oleh struktur geologi. Luas daerah prospek didapatkan sekitar 47 km 2. potensi energi panas bumi di daerah Lilli-Matangnga sekitar 160 MWe, termasuk pada kelas cadangan terduga. (Gambar 10) KESIMPULAN Hasil survei MT dan gaya berat memperlihatkan adanya zona tahanan jenis rendah dengan nilai tahanan jenis < 50 Ohm-m. Zona tahanan jenis rendah ini diperkirakan sebagai lapisan batuan penudung diperkirakan tersusun dari batuan vulkanik tak terpisahkan yang telah mengalami silisifikasi. Lapisan penudung mulai terdeteksi pada kedalaman sekitar 1000 meter sampai dengan 1500 meter. Lapisan reservoir diduga tersusun dari batuan vulkanik Walimbong dengan puncak reservoir berada pada kedalaman sekitar 1000-1500 meter. Daerah prospek panas bumi Lilli-Matangnga berada di daerah pemunculan manifestasi Lilli-Sepporeaki disebelah selatan dan manifestasi mata air panas Katimbang dibagian utara. Luas daerah prospek panas bumi sekitar 47 km 2. dengan potensi energi panas bumi sebesar 160 MWe dan termasuk pada kelas cadangan terduga. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kelompok Penyelidikan Bawah Permukaan dan Pusat Sumber Daya Geologi yang telah memberikan ijin untuk menggunakan data hasil survei gaya berat dan MT dalam penulisan makalah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh anggota tim survei MT dan Gaya Berat daerah panas bumi Lilli- Matangnga. DAFTAR PUSTAKA Djuri, Sudjatmiko, dkk, 1998, Peta Geologi Lembar Majene dan Bagian Barat Lembar Palopo, Sulawesi, Edisi Kedua. Geothermal Departement, Basic Concept of Magnetotelluric Survey in Geothermal Fields., West Japan Engineerring Consultants, Inc. Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal Ltd. Jakarta. Sjaiful Bachri, Muzil Alzwar., 1975. Inventarisasi kenampakan gejala panas bumi daerah Sulawesi Selatan Telford, W.M. et al, 1982. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge. Telford, W.M. et al, 1982. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge Tim Survei Magnetotelurik, 2011, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi Kementrian ESDM, 2011, Penyelidikan Magnetotelurik daerah panas bumi Lilli-Sepporaki,, Kabupaten Polewali Mandar, Sulawesi Barat Tim Survei Terpadu, 2010, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi Kementrian ESDM, 2010, Penyelidikan Panas Bumi Terpadu Geologi, Geokimia, dan Geofisika Daerah Panas Bumi Polewali, Kabupaten Polewali Mandar, Sulawesi Barat Tim Survei Pendahuluan, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi Kementrian ESDM, 2009, Penyelidikan Pendahuluan Panas Bumi Terpadu Daerah Panas Bumi Polewali, Kabupaten Polewali Mandar, Sulawesi Barat. unpubl..
Gambar 1 Peta indeks lokasi survei Gambar 2. Peta geologi daerah Lilli Matangnga
Gambar 3. Peta titik ukur gaya berat Gambar 4. Peta anomali gaya berat
Gambar 5. Peta sebaran titik ukur MT Gambar 6. Peta tahanan jenis per kedalaman
Baratlaut Tenggara Gambar 7. Model tahanan jenis 2D lintasan 6 Baratlaut Tenggara Gambar 8. Model tahanan jenis 2D lintasan 8
Baratlaut Tenggara Model Geologi Model 2D Tahanan jenis Gambar 9. Model geologi dan MT dari sistem panas bumi daerah Lili-Matangnga
Gambar 10. Peta kompilasi geosain daerah panas bumi Lilli-Matangnga