IDENTIFIKASI ZONA KONDUKTIF DI DAERAH PROSPEK PANASBUMI LARIKE AMBON MALUKU
Karyanto1,*, Wahyudi2, Ari Setiawan2 dan Sismanto2
1Mahasiswa Progam Doktor Fisika Universitas Gadjah Mada Yogyakarta
2 Program Studi Geofisika Universitas Gadjah Mada Yogyakarta
*E-mail: karyantodjon@yahoo.com
ABSTRACT
It has been studied the resistivity in order to identify zones of geothermal prospects in the area conductive Larike, Ambon, Maluku. The method used in data acquisition is sounding and mapping with the Schlumberger configuration. Data obtained from the field and then processed to obtain lithological below measuring point. In the next processing stage is made of two-dimensional cross section of the track gauge and at the final stage is made of three-dimensional reconstruction of the area measurement. The results obtained are Larike area has four layers of top soil lithology, breccias, andesitic, and tuff. As a caprock (conductive) of geothermal systems is the tuff layer which is a sedimentary rock that have varying thicknesses.
Keywords: resistivity, geothermal, conductive zone, Larike
ABSTRAK
Telah dipelajari resistivitas untuk mengidentifikasi zona prospek geotermal di daerah konduktif Larike, Ambon, Maluku. Metode yang digunakan untuk akuisi data sounding dan pemetaan dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger. Data yang diperoleh di lokasi kemudian diproses untuk memperoleh litologi di bawah titik pengukuran. Pada tahap selanjutnya dibuat penampang dua dimensi dari daerah pengukuran dan tahap terakhir dibuat rekonstruksi tiga dimensi pada daerah pengukuran. Hasil yang diperoleh pada area Larike memiliki empat lapisan berupa litologi lapisan atas, bresccias, andesit dan tuff.
Sebagai batuan penutup (konduktif) sistem geotermal adalah lapisan tuff yang merupakan lapisan batuan dengan berbagai tingkat ketebalan.
Kata kunci: resistivitas, geotermal, zona konduktif, Larike
1. PENDAHULUAN
Penentuan daerah sumber panas bumi biasanya dapat dilihat dari kenampakan panas bumi di permukaan yaitu adanya lumpur panas, tanah panas, tanah beruap, kolam air panas dan kolam lumpur panas geyser. Energi panas bumi itu sendiri merupakan energi yang tersimpan dalam bentuk air panas atau pun uap yang berada pada kondisi geologi tertentu pada kedalaman beberapa kilometer di bawah kerak bumi. Oleh karena itu, maka studi mengenai daerah panasbumi perlu dilakukan. Salah satu metode geofisika yang dapat memetakan penyebaran panasbumi adalah dengan menggunakan metode geolistrik tahanan jenis.
Metode geolistrik adalah metode yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana mendeteksinya di permukaan bumi. Metode ini melibatkan pengukuran potensial dan arus yang terjadi secara alamiah maupun akibat injeksi. Beda potensial diantara kedua elektroda tersebut selain tergantung pada besarnya arus yang diinjeksikan, juga tergantung pada letak kedua elektroda potensial tersebut terhadap letak kedua elektroda arus yang dipakai. Dalam hal ini juga pengaruh sifat-sifat batuan yang melewati arus listrik tersebut. Hal ini menjadi penting karena tujuan dari pengukuran geolistrik ini adalah mempelajari sifat listrik batuan tersebut. Dengan demikian keberadaan batubara dapat diidentifikasi dengan metode geolistrik.
Pada metode geolistrik ini akan didapat suatu nilai resistivitas batuan (ρ) yang akan menunjukkan jenis batuan yang diamati1). Pada metode ini akan diketahui harga tahanan jenis pada masing-masing lapisan batuan dan hasil ini kemudian di pakai sebagai dasar untuk menafsirkan jenis batuan masing-masing lapisan dan jumlah batuan tersebut2). Metode ini sangat baik di gunakan untuk survey air tanah, manifestasi geotermal, survey kandungan mineral bumi, dan juga monitor pencemaran air tanah, selain hal tersebut
ρ
1ρ
2ρ
ametode ini dapat di manfaatkan untuk keperluan bidang teknik, seperti memetakan rongga bawah tanah, struktur geologi, memetakan retakan, sesar, dan bidang geologi. Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk memetakan zona-zona konduktif pada daerah potensi panasbumi Larike, Ambon, Maluku.
1.1. Metode Geolistrik
Pendekatan metode ini didasarkan pada lapisan bawah bumi tersusun oleh batuan atau lapisan – lapisan dengan tahanan jenis berbeda. Adanya variasi tahanan jenis lapisan, dapat diamati dengan menginjeksikan arus listrik kedalam bumi. Dengan mengubah – ubah jarak elektroda sesuai dengan konfigurasi tertentu, maka dapat diinterpretasi perubahan tahanan jenis secara vertikal dan horizontal.
Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger telah digunakan dan mampu mendeteksi lapisan konduktif yang terisi oleh air3).
Metode ini telah dimanfaatkan dalam eksplorasi di daerah panasbumi. Apostolopoulos et al.4) memanfaatkan metode geolistrik potensial diri untuk eksplorasi panasbumi di Yunani. Sedangkan Darnet et al.5) mengaplikasikan metode ini untuk monitoring aliran fluida di daerah reservoar panasbumi. Metode geolistrik tahanan jenis oleh Park6), dengan menerapkan tahanan jenis 3D berhasil untuk pemantauan pergerakan fluida di zona vadose. Demikian juga dengan Park dan Van7) dengan metode tahanan jenis 3D konfigurasi pole-pole berhasil dalam penentuan struktur bawah permukaan
1.2. Konsep Resistivitas Semu
Dengan diasumsikan bahwa bumi mempunyai sifat homogen isotropis. Dengan asumsi ini resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya dan tidak tergantung atas spasi elektroda. Pada kenyataaannya, bumi terdiri atas lapisan-lapisan dengan ρ yang berbeda-beda sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh dari lapisan - lapisan tersebut maka harga resistivitas yang terukur bukan merupakan harga resistivitas untuk satu lapisan saja, hal ini terutama untuk spasi elektroda yang besar.
Untuk kasus tak homogen, bumi diasumsikan berlapis-lapis dengan masing - masing lapisan mempunyai harga tahanan jenis berbeda seperti ditunjuk pada Gambar 1 resistivitas semu merupakan resistivitas dari suatu medium fiktif homogen yang ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau. Sebagai contoh, medium berlapis yang ditinjau misalnya terdiri atas dua lapisan yang mempunyai resistivitas berbeda (
ρ
1&ρ
2)dianggap sebagai medium satu lapis homogen yang mempunyai satu lapis homogen yang mempunyai satu harga tahanan jenis yaitu resistivitas semu ρa, dengan konduktansi lapisan fiktif sama dengan jumlah konduktifitas masing-masing lapisan τf =τ1 +τ2
Gambar 1. Konsep Resistivitas Semu1)
2. METODE PENELITIAN 2.1. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di daerah prospek panas bumi Larike, Ambon, Maluku.
2.2. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah : seperangkat resistivitymeter OYO Model 2119C McOHM-EL yang dilengkapi dengan spesifikasi seperti terdapat pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1. Spesifikasi resistivitymeter OYO Model 2119C McOHM-EL
Accu berukuran 24 volt Kabel - kabel penghubung
Dua elektroda arus Meteran
Dua elektroda potensial HT (Handy Talky)
2.3. Letak Daerah Penelitian
Daerah penelitian terletak Larike di Ambon, Maluku (Gambar 2)
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian8)
2.4. Pengambilan Data
Metode akuisisi data lapangan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan cara sounding dan mapping, cara ini dipakai untuk mengetahui variasi harga tahanan jenis secara lateral, sedangkan konfigurasi yang dipakai adalah konfigurasi Schlumberger, cara tersebut dilakukan untuk mengetahui kecenderungan harga tahanan jenis di suatu areal tertentu.
2.5. Pengolahan Data Tahanan Jenis
Dari data hasil pengukuran kemudian dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai resistivitas semu.
Dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger untuk menentukan faktor geometrisnya. Setelah diketahui harga tahanan jenis semu (ρ) dan posisi dari titik pengukuran di lapangan, kemudian data tersebut diolah dengan menggunakan program IP2Win. Kemudian direkonsturksi dalam bentuk 2D dan 3D dengan menggunakan software Rockwork.
3. HASIL PENELITIAN
Gambar 3 menunjukkan sebaran titik sounding di daerah Larike. Terdiri dari 7 titik sounding yaitu titik sounding A, B, C, D, E, F, dan G.
Data satu dimensi (sounding) yang diperoleh diolah dengan mengggunakan program IPI2Win dan didapat harga tahanan jenis semu di setiap titik sounding. Dari hasil pemodelan 1D, kemudian dikorelasikan dengan geologi daerah setempat, seperti pada Tabel 2 berikut.
Gambar 3. Peta sebaran titik sounding geolistrik di Larike
Tabel 2. Hasil penafsiran pendugaan geolistrik di wilayah Larike
Titik Sounding Rho Ketebalan Kedalaman Litologi
Sounding A 187 15.9 15.9 Topsoil
18.6 66.7 82.6 Breksi
4.42 Tuff
Sounding B 144 9.68 9.68 Top soil
33 18 27.7 Breksi
13.6 59.8 87.5 Breksi
4.59 Tuff
Sounding C 243 1.49 1.49 Top soil
1188 1.19 2.68 Andesit
161 12.1 14.8 Andesit
33.1 124 138 Breksi
2.43 185 323 Tuff
481 Andesit
Sounding D 1404 0.357 0.357 Top soil
32.1 2.6 2.96 Breksi
5.83 9.72 12.7 Tuff
3.52 31.9 44.6 Tuff
9.69 Tuff
Sounding E 101 1.06 1.06 Top soil
811 1.01 2.07 Andesit
29.7 3.65 5.72 Breksi
1259 19.5 25.2 Andesit
25.4 Tuff
Sounding F 16.1 0.624 0.624 Top soil
520 0.85 1.47 Andesit
40 33.5 35 Breksi
2.49 87.3 122 Tuff
7.71 Tuff
Sounding G 7960 0.343 0.343 Top soil
120 4.03 4.38 Andesit
21 5.49 9.87 Breksi
134 9.37 19.2 Andesit
15.1 70.7 89.9 Tuff
1.12 62.4 152 Tuff
6.11 Tuff
3.1. Profil 2D Larike
Setelah didapat data lapisan dan kedalaman dari setiap titik sounding tersebut direkonstruksi ke dalam bentuk dua dimensi dengan menggunakan program Rockware. Proses ini bertujuan untuk mengkorelasikan setiap titik sounding sehingga didapatkan gambaran penampang lapisan bawah permukaan. Di bawah ini merupakan gambar cross section lintasan L-L’ (E-D) atau korelasi dari titik-titk sounding pada blok Larike.
Gambar 4. Profil cross-section lintasan L-L’ blok Larike
Dari Gambar 4 profil cross-section lintasan L-L’ diatas dapat dilihat bahwa pada daerah tersebut didominasi oleh lapisan batuan tuff dengan diselingi lapisan batuan breksi dan batuan andesit. Pada daerah ini lapisan tanah penutup (topsoil) memiliki ketebalan rata-rata antara 1 sampai 15 meter. Jika dikaitkan dengan sistem panas bumi, maka pada daerah ini lapisan batuan untuk caprock adalah lapisan batuan tuff.
3.2. Rekrosntruksi 3D
Untuk mengetahui penyebaran lapisan batuan dapat dilakukan rekronstruksi 3D yang dapat membantu melihat secara bentuk visual 3 dimensi lapisan batuan yang kita cari dalam hal ini batuan tuff sebagai caprock. Berikut ini adalah bentuk hasil rekronstruksi 3D di wilayah Larike (Gambar 5)
Gambar 5. Rekronstruksi 3D titik sounding dan litologinya
Rekonstruksi 3D memperlihatkan titik-titik pengukuran yang dilengkapi dengan litologi batuan yang telah di tentukan kedalaman masing-masing lapisan. Terdapat empat lapisan yang teridentifikasi berdasarkan dari nilai resistivity, antara lain top soil, batuan breksi, batuan andesit, dan batuan tuff. Selanjutnya akan diperlihatkan sebaran masing-masing jenis litologi batuan daerah blok larike.
Gambar 6. Rekronstruksi 3D lapisan breksi
Gambar 6 adalah rekonstruksi 3D penyebaran lapisan breksi di daerah blok larike. Penyebaran lapisan batuan breksi ditandai dengan warna merah dan tersebar di beberapa titik pengukuran antara lain di titik A, B, C, F, G, H. Lapisan ini diperkirakan berada pada kedalaman 2,96 m – 138 m dan ketebalan bervariasi antara 2,6 m – 124 m. Lapisan batuan breksi yang paling tebal terdapat pada titik penelitian C dengan nilai resistivitas 33,1 ohmmeter.
Gambar 7. Rekronstruksi 3D batuan andesit
Dari Gambar 7, batuan andesit pada daerah penelitian blok larike, memiliki penyebaran yang terbagi menjadi dua bagian besar yakni bagian atas dan dibagian bawah. Penyebaran batuan andesit pada bagian atas terdapat pada titik ukur C dengan kedalaman 14,8 m, titik ukur E dengan kedalaman 2,07 m dan 25.2 m, titik ukur F dengan kedalaman 1.47 m, dan titik ukur G dengan kedalaman 4.38 m dan 19.2 m.
Sedangkan penyebaran lapisan batuan andesit pada bagian bawah terdapat pada titik ukur C pada kedalaman 232 m sampai 350 m.
Dari Gambar 8, lapisan batuan tuff yang teridentifikasi sebagai batuan caprock memiliki penyebaran yang luas hampir di setiap titik sounding. Pada lapisan batuan tuff ini memiliki ketebalan lebih dari 50 meter yang ditunjukkan dengan warna merah muda.
4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan
Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan: (1) Berdasarkan hasil resistivity 1D blok Larike memiliki empat lapisan litologi yaitu top soil, batuan breksi, batuan andesit, dan batuan tuff; (2) Pada blok Larike diduga sebagai batuan penutup (Cap Rock) sistem panas bumi adalah lapisan tuff yang merupakan batuan endapan (sedimen).
4.2. Saran
1. Perlu dilakukan penambahan titik ukur pada blok Larike di antara titik ukur C dan D mengingat memiliki jarak yang cukup jauh antara keduanya.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan metode geofisika lainnya.
Gambar 8. Rekronstruksi 3D lapisan tuff DAFTAR PUSTAKA
1. Hendrajaya, L. dan Arif, I., 1998, Geolistrik Tahanan Jenis, Laboratorium Fisika Bumi, Jurusan Fisika, FMIPA, ITB: Bandung.
2. Sismanto. 1989. Ground Temperature Survey on Merapi Volcano. Universitas Gajah Mada
3. Telford, W.M., Geldard, P.L., and Sherief, R.E. 1990. Applied Geophysics, 2nd Edition, Cambridge University Press, New York.
4. Apostolopoulus, G., Louis, I., and Lagios, E. 1997. The Self Potential Method in The Geothermal Exploration of Greece, Geophysics, 62 (6): 1715-1723
5. Darnet, M., Arquis G., Oates, S.J., and Handal, S. 2004. Monitoring Reservoir fluid Flow from Surface Self Potential Measurement: Application to Geothermal Reservoir. Society of Exploration Geophysicists' Annual Meetings and International Expositions, 23:1159 – 1162.
6. Park, S.K. 1998. Fluid Migration in The Vadose Zone from 3D Inversion of Resistivity Monitoring Data, Geophysics, 63 (1): 41-51.
7. Park, S.K., and Van, G.P. 1991. Inversion of Pole Pole for 3D Resistivity Structures beneath arrays of Electrodes, Geophysics, 56 (7): 951-960.
8. Hermanto, B. dan Suwartana, A., 1986, Perubahan Garis Pantai Pulau Ambun dari Tahun 1898 – 1982, Oseanologi di Indonesia, 21: 21 – 36.
