SURVEI TERPADU GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELLURIK (AMT) DAERAH PANAS BUMI PANTAR, KABUPATEN ALOR,
PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR Tony Rahadinata, Iqbal Takodama
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi SARI
Daerah panas bumi Pulau Pantar berada di wilayah Kabupaten Alor, Propinsi Nusa Tenggara Timur. Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan manifestasi panas bumi berupa air panas dan tanah panas dengan temperatur 40 - 98 0C. Survei Terpadu merupakan kelanjutan dari survei pendahuluan panas bumi di Pulau Pantar yang dilakukan pada tahun 2001.
Hasil survei gaya berat memperlihatkan adanya sebaran densitas tinggi (>9 MGal) yang meyebar mulai dari puncak Gunung Sirung sampai ke arah air panas Airmama. Pola anomali tinggi ini membentuk kelurusan berarah baratdaya – timurlaut yang melewati beberapa manifestasi panas bumi di permukaan, dan diduga sebagai respon dari batuan pembawa panas. Hasil AMT memperlihatkan adanya sebaran tahanan jenis rendah (< 5 Ohmm) hampir di seluruh area penyelidikan, nilai rendah ini diduga merupakan respon dari litologi jatuhan/aliran piroklastik dan sebagian dari batuan ubahan. Nilai tahanan jenis sedang (20- 50 Ohmm) muncul di bawah nilai tahanan jenis rendah di sekitar keberadaan manifestasi panas bumi Airmama dan Gunung Sirung, yang menggambarkan keberadaan reservoir mulai pada kedalaman 1000 meter. Lokasi kemunculan nilai tahanan jenis sedang ini sama dengan kemunculan anomali tinggi pada metode gaya berat, sehingga lokasi tersebut diinterpretasikan sebagai sistem panas bumi daerah Pulau Pantar.
Area keprospekan di daerah panas bumi Pulau Pantar berdasarkan anomali geofisika berada di antara Gunung Sirung dan memanjang sampai ke arah manifestasi Airmama dengan luas 20 km2 dan potensi sebesar 127 MWe pada kelas cadangan terduga.
PENDAHULUAN
Pulau Pantar secara adiminstratif berada di Kabupaten Alor, Provinsi Nusa Tenggara Timur (gambar 1). Pulau Pantar berada di sebelah barat dari Pulau Alor yang merupakan pulau utama dari Kabupaten Alor. Di Pulau Pantar ini terdapat gunung Sirung yang merupakan gunung api yang masih aktif sehingga membuat Pulau Pantar menjadi daerah yang menarik untuk dilakukan penelitian mengenai potensi panas buminya. Penyelidikan pendahuluan geologi dan geokimia untuk potensi panas bumi di Pulau Pantar telah dilakukan pada tahun 2011 yang menemukan beberapa manifestasi panas bumi seperti mata air panas, tanah panas hingga fumarol. Survei gaya berat dan audiomagnetotellurik telah dilaksanakan pada tahun 2015 dengan
maksud untuk mendapatkan data bawah permukaan yang berkaitan dengan keprospekkan panas bumi (letak, delienasi, dan potensi) di daerah Pantar.
Geologi Daerah Penyelidikan
Aktivitas vulkanik tua berumur Tersier Akhir terjadi di daerah Pantar pada periode Tektonik Plio-Plistosen (Koesumadinata; 1990) yang menunjukkan bahwa batuan vulkanik Nampak di bagian timur hingga ke utara dan barat areal penelitian yang menghasilkan sesar normal dengan arah utara-selatan.
Stratigrafi daerah penyelidikan berdasarkan Nurhadi dkk (2015) dari umur tua hingga muda tersusun atas satuan vulkanik tua Kongmauwas yang terdapat di bagian timur, didominasi oleh lava basalt
kehitaman yang ditindih oleh jatuhan piroklastik (gambar 2). Kemudian satuan vulkanik tua Kalondama yang berada di bagian baratlaut yang tersusun oleh lava andesit dan aliran piroklastik. Di tengah area penyelidikan terdapat satuan batu gamping yang menindih vulkanik Kongmauwas. Satuan vulkanik Boyali berada di lereng dari tubuh Sirung tua yang terbentuk sebelum erupsi besar dari pembentukan kaldera Sirung yang tersusun oleh lava Boyali 1 dan 2 serta aliran piroklastik. Kemudian satuan lava Mauta yang menempati bagian selatan dari kaldera Sirung dengan ketinggian mencapai 1000 mdpl. Satuan vulkanik Sirung tua yang tersusun dari lava sirung tua 1 dan 2 serta aliran piroklastik sirung tua 1 dan 2 menempati bagian utara hingga ke timur daerah penelitian.
METODE DAN TEORI
Metode geofisika yang digunakan yaitu metode gaya berat dan audiomagnetotellurik (AMT). Metode gaya berat digunakan untuk mencari informasi bawah permukaan berdasarkan variasi dari nilai densitas batuan sedangkan metode AMT berdasarkan variasi nilai tahanan jenis batuan. Kedua metode tersebut diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai struktur bawah permukaan yang berhubungan dengan sistem panas bumi.
a) Gaya Berat
Metode ini adalah metode yang memanfaatkan medan potensial yang didasarkan pada perbedaan gaya gravitasi akibat adanya perbedaan densitas batuan di bawah permukaan.
Pengukuran titik gaya berat dilakukan dengan metode poligon tertutup, artinya mengukur di suatu titik kemudian dilanjutkan ke titik lainnya dan kembali mengukur di titik awal. Titik awal dan akhir tersebut pada penyelidikan gaya berat disebut dengan stasiun basis/base station (BS).
Data yang didapat dalam pengukuran kemudian dikoreksi untuk mendapatkan nilai
anomali bouguer. Anomali bouguer adalah anomali gaya berat yang telah mengalami koreksi waktu (drift, tidal), koreksi topografi (Bouguer, udara bebas, terrain) dan koreksi gaya berat normal. Kemudian anomali bouguer tersebut di-filter untuk mendapakan anomali regional dan residual.
Pemodelan data gaya berat dilakukan dengan menggunakan inversi 3D yang tersedia dalam perangkat lunak Grablox dari Pirttijarvi (2004). Program tersebut menggabungkan dua metode inversi, yaitu Singular Value Decomposition (SVD) dan inversi Occam (Hjelt, 1992).
b) AMT
Metode ini memanfaatkan medan elektromagnet alam pada rentang frekuensi 0.1 – 10000 Hz. Medan EM (medan magnet dan medan listrik) diukur secara bersamaan pada rentang waktu tertentu. Hubungan antara medan listrik dan medan magnet tersebut menghasilkan nilai tahanan jenis semu dan phase.
Nilai tahanan jenis semu dihitung berdasarkan perbandingan antara medan listrik dan medan magnet yang dikenal dengan persamaan Cagniard, yang dihasilkan dari persamaan Maxwell dengan asumsi gelombang bidang. Tahanan jenis semu terdiri dari dua buah kurva, yaitu kurva Rho-xy dan kurva Rho-yx.
Pengukuran titik AMT dilakukan pada titik-titik ukur yang telah ditentukan. Kemudian dilakukan setting pengukuran dan setelah siap baru dilakukan pengukuran data. Pengukuran data dilakukan dengan tiga band, band 1 dengan range frekuensi antara 256-8192 Hz, band 2 dengan range frekuensi 3-192 Hz dan band 3 dengan range frekuensi 0.09-8 Hz. Setelah data tersebut diperoleh, kemudian dilakukan quality control (QC) dengan menggunakan perangkat lunak MTEdit. Kemudian jika dirasa sudah bagus datanya, kemudian dilakukan pemodelan data menggunakan perangkat lunak WingLink untuk mendapatkan model
penampang 2D dan sebaran tahanan jenis pada berbagai kedalaman.
HASIL PENYELIDIKAN A. Gaya Berat
Pengukuran gaya berat dilakukan dengan menggunakan alat Gravimeter CG-5 dengan jumlah titik sebanyak 204 titik yang tersebar melingkupi manifestasi panas bumi. Jarak antar titik gaya berat berkisar antara 500-1000 meter disesuaikan dengan kondisi geologi maupun kondisi medan dan akses jalan. Di sekitar manifestasi berjarak 500 meter dan semakin menjauh dari manifestasi semakin menjauh juga jarak antar titik hingga 1000 meter. (gambar 3)
Perhitungan densitas dari beberapa sampel batuan yang diambil dilakukan guna untuk melakukan interpretasi secara kualitatif maupun kuantitatif. Nilai densitas tertinggi terdapat pada produk vulkanik berupa lava (2.07 – 2.69 gr/cm3) dan terendah pada jatuhan/aliran piroklastik sebesar 1.25 gr/cm3. Nilai ini juga digunakan sebagai pembanding pada perhitungan densitas dengan menggunakan metode Parasnis. Namun pada pengolahan data, nilai densitas dari metode Parasnis yang digunakan karena hasil sampel batuan menunjukkan range densitas yang terlalu tinggi.
Anomali Bouguer memperlihatkan rentang nilai anomali 116 – 148 mGal yang membentuk pola klosur anomali rendah dibagian barat (gambar 4). Pola ini kemungkinan dipengaruhi oleh keberadaan jatuhan/aliran piroklastik di bagian barat. Tren anomali menunjukkan nilai tinggi di bagian selatan dan merendah kea rah utara. Anomali tinggi di bagian selatan dipengaruhi oleh produk lava dari Sirung dan Beang.
Tren anomali regional memperlihatkan nilai rendah dibagian baratlaut dan meninggi ke arah selatan dan timurlaut. Korelasi antara anolmali regional dengan struktur geologi sangat dekat yang didominasi oleh sesar berarah utara-selatan, Nilai anomali sisa memperlihatkan rentang nilai antara -13 sampai 18 mGal yang
membentuk pola hamper mirip dengan pola anomali Bouguer. Liniasi masih berarah umu baratdaya-timurlaut yang selaras dengan struktur pengontrol kemunculan manifestasi panas bumi. Di bagian barat terlihat pola memperlihatkan struktur berarah utara-selatan. Zona anomali tinggi (>9 mGal) membentuk pola yang menyebar ke arah timurlaut dari puncak Gunung Sirung hingga ke arah air panas Airmama. Nilai anomali rendah dibagian barat diduga merupakan respons dari jatuhan/aliran piroklastik.
Model gaya berat dibuat dari nilai anomali Bouguer komplit yang memotong struktur yang diperkirakan dan manifestasi panas bumi (gambar 5) terdiri dari lintasan 2,3 dan 4 (selaras dengan lintasan AMT) berarah barat-timur. Densitas dasar yang digunakan dalam pemodelan adalah 2.4 gr/cm3. Ketiga model tersebut memperlihatkan adanya nilai densitas tinggi di bagian tengah yang diduga sebagai batuan pembawa panas. Semakin keutara, zona tinggi ini posisinya bergerak ke arah timur yang sesuai dengan pola anomali residual dimana zona tinggi menyebar ke arah timurlaut. Zona tinggi ini diapit oleh nilai densitas rendah-sedang di sebelah barat dan timurnya. Zona ini diperkirakan sebagai respon dari lava produk gunung Sirung dan Beang serta jatuhan piroklastik.
B. Audiomagnetotellurik (AMT)
Jumlah titik pengukuran AMT sebanyak 61 titik ukur dengan jarak antar titik ukur sekitar 1000 meter. Titik-titik ini membentuk 8 buah lintasan yang berarah barat-timur tegak lurus dengan struktur utama berarah utara-selatan dengan jarak antar lintasan 1000 meter. Pengukuran ini menggunakan alat Zonge Multifunction 24-bit.
Peta tahanan jenis semu dibuat pada frekuensi 1000, 100, 10 , 1 dan 0.2 Hz (gambar 6). Nilai tahanan jenis tinggi berada di bagian selata dan timur yang diduga merupakan respon dari batuan vulkanik. Nilai tersebut semakin merendah seiring dengan
berkurangnya frekuensi. Nilai tahanan jenis rendah yang berada dibagian tengah disekitar manifestasi diduga merupakan respon dari batuan ubahan dan semakin meluas namun meninggi nilainya seiring berkurangnya frekuensi. Kemungkinan zona tersebut berkaitan dengan sistem panas bumi.
Sebaran nilai tahanan jenis ditampilkan pada kedalaman 250, 500, 750 dan 1000 meter (gambar 7). Secara umum nilai rendah < 10 Ohm.m dominan hampir diseluruh area penyelidikan pada kedalaman 250 dan 500 meter. Nilai sedang 20 – 50 Ohm.m muncul di sekitar gunung Sirung dan gunung Beang yang diduga merupakan respon dari litologi lava. Nilai rendah disekitar manifestasi diduga berhubungan dengan aktivitas hidrotermal sedangkan nilai rendah di luar itu merupakan respon dari jatuhan/aliran piroklastik. Pada kedalaman 750 meter, nilai rendah secara umum masih dominan dan masih diperkirakan berupa jatuhan/aliran prioklastik. Kemudian nilai sedang (20-50 Ohm.m) mulai muncul di sekitar manifestasi tanah panas Puriali dan tanah panas Beang yang membentuk kontur terpisah. Nilai sedang ini diduga merupakan zona transisi antara batuan ubahan dengan reservoir. Pada kedalaman 1000 meter, nilai sedang ini meluas dan mencakup hampir semua manifestasi dari sisi timurlaut gunung Sirung hingga ke air panas air mama membentuk kontur menutup. Zona ini diperkirakan sebagai puncak dari reservoir sistem panas bumi Pantar.
Model lintasan AMT terdiri dari 8 buah lintasan dari lintasan 1 hingga lintasan 8 yang merupakan hasil inversi dari titik-titik AMT.
Lintasan 1,2,3,4 dan 5 berada di selatan area pengukuran, memotong daerah prospek dan masing-masing lintasan melewati 7 s/d 9 titik pengukuran. Nilai tahanan jenis sedang-tinggi berada di permukaan yang diduga merupakan respon dari satuan batuan vulkanik berupa lava. Dibawahnya terdapat nilai tahanan jenis rendah yang memanjang dari barat sampai
ke timur. Nilai rendah di bagian barat diduga sebagai respon dari jatuhan/aliran piroklastik sedangkan di bagian timur dipengaruhi oleh intrusi air laut. Nilai tahanan jenis rendah yang berkaitan dengan aktifitas hidrotermal berada di bagian tengah dari kelima lintasan tersebut. Bentuknya zona rendah ini berupa updome sehingga diduga sebagai caprock dari sistem panas buminya. Hal ini didukung oleh nilai sedang dibawahnya (20-50 Ohm.m) mulai dari kedalaman 1000 meter. Zona sedang ini diduga merupakan zona reservoir dari sistem panas buminya. Terdapat kontras tahanan jenis di bagian barat dan timurnya. Hal ini menunjukkan adanya struktur berupa sesar puriali dan sesar pintumas sebagai pembatas dari zona prospek panas bumi.
Lintasan 6,7 dan 8 berada di bagian utara daerah penyelidikan dan memotong 7 s/d 8 titik pengukuran. Nilai tahanan jenis sedang-tinggi (>20 Ohm.m) dipermukaan merupakan respon dari satuan batuan vulkanik berupa lava. Dibagian tengah terdapat nilai tahanan jenis rendah (<5 Ohm.m) dan menerus kebawah yang diduga sebagai respon dari batu gamping. Nilai rendah dibagian timur kemungkinan dipengaruhi oleh intrusi air laut. Nilai sedang (20-50 Ohm.m) di bagian barat diduga merupakan respon dari produk vulkanik tua. PEMBAHASAN
Nilai tahanan jenis rendah kurang dari 10 Ohm.m yang berkaitan dengan aktifitas hidrotermal pada kedalaman 500 m berada di sekitar kemunculan manifestasi tanah panas Airmama, Kualarau, Puriali dan Bukit Beang. Pada kedalaman 750 m zona tersebut menunjukkan tren meninggi di sekitar tanah panas Puriali dan Beang dengan rentang nilai 20-50 Ohm.m dengan bentuk klosur terpisah. Zona sedang ini diperkirakan sebagai zona transisi antara lapisan caprock dan reservoir. Zona ini semakin meluas hingga ke airpanas Airmama di sebelah timurlaut pada kedalaman 1000 meter. Kemungkinan zona ini diperkirakan sebagai puncak dari lapisan reservoir dari sistem panas buminya.
Kontras tahanan jenis terlihat pada model penampang lintasan 2, 3 dan 4 pada bagian tengah, hal ini menunjukkan adanya struktur berupa sesar Puriali dan sesar Pintumas. Pada zona ini terdapat zona tahanan jenis rendah berbentuk updome yang di bawahnya muncul tahanan jenis sedang mulai dari kedalaman 1000 m.
Pada bagian yang sama di tengah lintasan, batuan dengan densitas tinggi menerobos batuan dengan densitas yang lebih rendah. Batuan dengan nilai tinggi ini diduga sebagai batuan pembawa panas. Untuk model di lintasan 4 terdapat nilai densitas rendah di atas nilai densitas tinggi yang diduga nilai rendah ini sebagai zona permeable sebagai tempat terperangkapnya fluida di bawah permukaan (gambar 8).
Sistem panas bumi daerah Pantar berada dalam lingkungan vulkanik high terrain. Sumber panasnya berasal dari aktifitas vulkanik yang masih aktif dengan lapisan reservoirnya diperkirakan merupakan batuan vulkanik tua Caprock diperkirakan berupa batuan alterasi yang tersebar cukup luas di sekitar manifestasi panas bumi.
Nilai tahanan jenis tinggi sebagai indikasi batuan pembawa panas belum terlihat dalam model AMT. Namun batuan pembawa panas tersebut bisa ditunjukkan oleh nilai densitas tinggi hingga kedalaman 4000 m dan mungkin bisa lebih dalam lagi. Zona reservoir ditunjukkan oleh nilai tahanan jenis sedang dan nilai densitas rendah dengan puncaknya berada pada kedalaman 1000 meter.
KESIMPULAN
Daerah prospek panas bumi berada di sebelah timurlaut dari gunung Sirung yang meluas hingga ke daerah pintumas/ mata air panas Airmama dengan luas sekitar 20 km2 yang melingkupi beberapa manifestasi panas bumi. Potensi panas bumi berdasarkan perhitungan volumetrik sebesar 127 MWe pada kelas cadangan terduga.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih tim penulis hantarkan kepada para staff Pusat Sumber Daya Geologi bidang panas bumi yang telah berperan serta dalam penulisan makalah ini. DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional, 2000., Angka Parameter Dalam Estimasi Potensi energi panas bumi, SNI 13- 6482- 2000.
Bemmelen, van R.W., 1949, The Geology of Indonesia, Vol. I A, The Hague. Netherlands. Burger, H.R., 1992: Exploration Geophysics of shallow Sub Surface, Prentice Hall
Kadir, W.G.A., 2000, Eksplorasi Gaya Berat dan Magnetik, Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung
Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal Ltd. Jakarta.
Noya, Y, dan Kusumadinata (1991): Peta Geologi Regional Lembar Pantar dan Wetar, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung, 1991.
Roni, T., dkk. Pemetaan Geologi Gunung api Sirung, Kabupaten Alor, Nusa Tenggara Timur, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Bandung.
Santoso, M. S dkk, 1976, Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas Bumi di Daerah P. Alor dan P. Pantar, Nusa Tenggara Timur. Direktorat Vulkanologi. Bandung.
Telford, W.M. et al, 1982. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge. Tim Inventarisasi, (2001), Penyelidikan Pendahuluan Geologi dan Geokimia Potensi Panas
Bumi, di Pulau Pantar, Direktorat Inventarisasi Sumber daya Mineral Bandung. Tim Survei Terpadu Geologi dan Geokimia. 2015. Survei Terpadu Geologi dan Geokimia
Panas Pumi Daerah Pantar Kabupaten Alor,Provinsi Nusa Tenggara Timur. Pusat Sumber Daya Geologi
Wohletz, K. and Heiken, G., 1992. Volcanology and Geothermal Energy. University of California Press, Berkeley
Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Survei
Gambar 3. Peta Sebaran Titik Ukur Audiomagnetotelurik dan Gaya Berat
Gambar 6. Peta Sebaran Tahanan Jenis Per Frekuensi Daerah Pantar
Gambar 8. Kompilasi Model Penampang Tahanan Jenis Dan Gaya Berat
Gambar 9. Kompilasi Geosains Daerah Pantar Timur
