Penyelidikan Terpadu daerah panas bumi Sembalun,NTB

(1)

PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007 PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI

SURVEI PANAS BUMI TERPADU (GEOLOGI, GEOKIMIA DAN GEOFISIKA) DAERAH SEMBALUN, KABUPATEN LOMBOK TIMUR - NTB

Mochamad Nur Hadi, Anna Yushantarti, Edi Suhanto, Herry Sundhoro Kelompok Program Penelitian Panas Bumi

SARI

Penyelidikan rinci geologi, geokimia, dan geofisika telah dilakukan di daerah panas bumi Sembalun, Pulau Lombok. Manifestasi panas bumi berupa mata air panas Sebau dengan temperatur 36,5

°C, mata air hangat Orok dengan temperatur 23 °C, dan batuan teralterasi di Sembalun Lawang. Secara geologis, daerah panas bumi Sembalun berada di dalam kaldera Sembalun, sebelah timur gunung Rinjani. Ada dua struktur sesar utama yang mengkontrol sistem panas bumi Sembalun, yaitu sesar normal Tanakiabang (BD-TL) dan sesar Orok (U-S). Produk termuda dari Sembalun adalah Lava Andesit Hornblende yang berumur 0,6 ± 0,2 Ma. Produk ini diduga sebagai sisa magma yang menjadi sumber panas sistem panas bumi Sembalun. Hal ini juga didukung oleh data gaya berat. Data tahanan jenis mendelineasi dua daerah prospek yang terpisah, yaitu kelompok Sebau (5 km2) dan kelompok Sembalun (9 km2). Struktur tahanan jenis mengindikasikan bahwa puncak reservoar berada dibawah daerah prospek Sebau dengan kedalaman lebih dari 700 m dan untuk daerah prospek Sembalun belum dapat dipastikan. Mata air panas Sembalun bertipe klorida dan klorida-bikarbonat dan terletak di sudut Mg pada segitiga Na-K-Mg. Perkiraan temperatur bawah permukaan dengan menggunakan geotermometer geokimia diperoleh sekitar 165oC. Hasil estimasi potensi panas bumi ± 70 Mwe pada kelas potensi cadangan terduga.

PENDAHULUAN

Indonesia secara geologis terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik yaitu lempeng Eropa-Asia, India-Australia dan Pasifik yang berperan dalam proses pembentukan gunung api Indonesia.

Secara umum, keterdapatan sumber panas bumi Indonesia berasosiasi dengan kegiatan gunung api sebagai asal sumber panas yang berhubungan dengan pergerakan lempeng tektonik tersebut. Sepanjang jalur gunung api (aktif maupun yang non aktif) menyimpan cadangan energi panas bumi yang sangat besar di bawah permukaan. Jalur gunungapi berada di sepanjang Pulau Sumatera menerus ke daerah selatan Pulau Jawa, memanjang hingga ke Pulau Bali dan Nusa Tenggara, kemudian berbelok ke arah utara ke Pulau Sulawesi, Kepulauan Maluku dan Kepulauan Filipina. Oleh karena itu, sistem panas bumi yang berada di jalur gunungapi ini umumnya berasosiasi dengan vulkanisme dimana magma sisa sebagai sumber panasnya. Daerah Sembalun, Kabupaten Lombok Timur-Nusa Tenggara Barat, yang berada pada jalur gunungapi, merupakan salah satu daerah yang memperlihatkan indikasi adanya potensi panas bumi melalui manifestasi

panas bumi permukaan berupa beberapa mata air panas.

Upaya memenuhi kebutuhan akan data geosain tentunya sangat di perlukan dalam mengejar target pemerintah untuk pemenuhan tenaga listrik dan pengembangan potensi panas bumi, sehingga Pusat Sumber Daya Geologi telah melakukan survai terpadu daerah Sembalun yang termasuk dalam wilayah Kecamatan Suela dan Kecamatan Aikmal, Kabupaten Lombok Timur, Provinsi Nusa Tenggara Barat. Daerah penyelidikan berada pada koordinat antara 116º 30’ 00” – 116º 35’ 00” BT dan 8º 20’ 30” - 8º 30’ 00” LS, dengan luas daerah sekitar (10 x 19) km2 (Gambar 1).

Target utama dari survei ini adalah untuk menentukan litologi, struktur geologi, sumber panas (heat-source), tipe fluida, suhu reservoar, konfigurasi batuan dan struktur bawah permukaan, luas daerah prospek, nilai potensi cadangan, dan pemanfaatan fluida tersebut.

GEOLOGI

(2)

membentuk pegunungan memanjang dan mengelompok dengan relief yang kasar dan terjal. Morfologi daerah Sembalun dikelompokan menjadi pegunungan vulkanik terjal, perbukitan vulkanik landai dan pedataran, pembentukan morfologi tersebut didominasi oleh batuan vulkanik lava andesit dan juga dikontrol oleh tektonik setempat, terutama pembentukan kaldera Sembalun.

Stratigrafi hasil pemetaan geologi satuan batuan di daerah Sembalun dibagi menjadi 10 satuan batuan yang umumnya berupa produk vulkanik seperti lava andesit dan piroklastik. Urutan dari tua ke muda adalah: Satuan aliran lava Sembalun (Qsmal), lava rinjani (Qral), Aliran piroklastik Sembalun (Qsmap), Lava Prigi (Qpal), Lava Mentar (Qmtal), Lava Monjet (Qmjal), lava Selong (Qslal), lava Talaga (Qtal), jatuhan piroklastik Rinjani (Qrjp) dan aluvium (Qal). Komposisi mineral dari lava andesit didominasi oleh jenis mineral piroksen dan khusus untuk lava Talaga adalah lava andesit hornblenda. Hasil penentuan umur fission track

dengan mineral zircon yang dilakukan di laboratorium Pusat Survey Geologi, Bandung adalah 0,6 ± 0,2 Ma, Kuarter (Plistosen Akhir). Struktur geologi yang berkembang merupakan aktivitas tektonik yang diperkirakan terjadi pada periode Tersier-Kuarter (Mio-Plio dan Plio-Plisto), penentuan sesar dilakukan melalui penarikan kelurusan morfologi baik kelurusan air panas, sungai, punggungan pada citra landsat maupun peta topografi dan pengamatan langsung di lapangan yang diperlihatkan dengan ditemukannya cermin sesar, kekar, offset litologi, gawir, breksiasi, longsoran, dan

triangular facet. Sesar – sesar yang berkembang dikelompokkan menjadi Dinding Kaldera Sembalun, Kawah Propok, Sesar Pusuk, Tanakiabang (BD-TL), sesar Bonduri, Seribu, Berenong, Lantih, Lentih, Orok (U-S), Libajalin, Batujang, Grenggengan (BL-TG) dan Sesar Talaga (B-T). Sesar yang mengontrol manifestasi panas bumi Sebau dan orok adalah sesar Orok, sesar Tanakiabang dan dinding kaldera Sembalun yang memiliki kemiringan lebih dari 80o. (Gambar 2).

Manifestasi panas bumi berupa mata air panas Sebau dengan suhu 36,5 0C, T udara 19,5 0C, pH 8,4 dan daya hantar listrik yang sekitar 1802

μS/cm debit air sekitar 2 liter/detik. Mata air panas tersebut muncul melalui rekahan pada batuan aliran piroklastik dengan luas manifestasi sekitar 3 x 4 m, Sembalun, bualan gas dari mata

air hangat.Orok dengan suhu sekitar 23 oC pada temperatur udara 16,9 oC, pH 7,67 dan daya hantar listrik sekitar 780 μS/cm, air panas Kalak (di luar daerah penyelidikan) dengan suhu sekitar 43 oC pada temperatur udara 19,8 oC, pH 7,2 dan daya hantar listrik 1720 μS/cm, serta daerah alterasi di sekitar dinding G.Prigi pada satuan lava prigi. Hasil analisis PIMA dari batuan alterasi menunjukan munculnya mineral lempung dengan jenis montmorilonit, halloysite dan paragonite yang suhu pembentukannya dibawah 1500C yang termasuk kedalam tipe argilik.

GEOKIMIA

Kandungan kimia air panas Sebau yang di plot pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 (Gambar 3)

menunjukkan tipe Klorida, sedangkan air hangat Orok menunjukan tipe Bikarbonat, dan air panas Kalak (di luar daerah peyelidikan) menunjukkan tipe sulfat.

Air panas tipe Klorida, menunjukkan bahwa fluida panas berasal langsung dari reservoar (deep-water), sedang air panas tipe Karbonat menunjukkan kontaminasi oleh air permukaan. Berdasarkan diagram segitiga Na-K-Mg (Gambar 4), mata air panas Sebau, air hangat Orok, berada di zona “immature waters “ (di sudut Mg) yang menggambarkan adanya pengaruh air permukaan atau pengenceran oleh air meteorik cukup dominan. Berdasarkan. Hasil diagram segitiga Cl-Li-B (Gambar 5), menunjukkan posisi semua mata air panas berada ke arah Cl-B yang menunjukkan lingkungan pemunculan mata air panas pada umumnya berada pada lingkungan vulkanik.

Manifestasi mata air panas Sebau dijumpai bualan gas dan berasap serta bau gas cukup menyengat terutama gas H2S. Gas-gas yang

terdeteksi adalah CO2, H2S, O2, Ar, N2, danCH4

Kandungan gas di daerah Manifestasi Sembalun sangat didominasi oleh kandungan gas CH4

(0,874 % mol), N2 (0,625 % mol) , dan CO2

(0,242 % mol).

Hasil Isotop 18O dan Deuterium pada contoh mata air panas Sebau, Kalak kecenderungan menjauhi ke sebelah kanan garis meteorik water. Artinya ada indikasi telah terjadinya pengkayaan

18_{O akibat interaksi fluida panas dengan batuan}

(3)

Penggunaan persamaan geotermometer SiO2

menghasilkan temperatur 136oC sedangkan dari persamaan geotermometer NaK diperoleh 195oC. Sementara berdasarkan perhitungan geotermometer gas dari Giggenbach (1991) dengan metode CH4/CO2, didapat pendugaan

suhu bawah permukaan untuk mata air panas Sebau sebesar 149 oC. Estimasi temperatur bawah permukaan yang di ambil di daerah Penyelidikan adalah 165 oC, yang diambil dari nilai 147-195oC berdasarkan geotermometer Na-K.

Konsentrasi Hg tanah berkisar antara 2-111 ppb (Gambar 7), konsentrasi Hg terendah (2 ppb) berada di titik G.2250 sedangkan Hg tertinggi (111 ppb) dijumpai di titik B.5000 (sebelah timurlaut mata air panas Sebau). Nilai

background diperoleh 67,35 ppb. Nilai Hg

tinggi >75 ppb terletak di sebelah timurlaut mata air panas Sebau, dan di sebelah baratlaut air panas Sebau ke arah Propok, serta sedikit di sebelah selatan air panas Sebau.

Konsentrasi CO2 tanah berkisar antara 0,37-4,07

%, terendah (H.2500), sedangkan tertinggi (RC1). Nilai background diperoleh 1,46 %, nilai CO2 tinggi >1,25% menyebar memanjang arah

utara-selatan, dimungkinkan ada pola fraktur sepanjang Sembalun-Sebau. Untuk nilai CO2

antara 0,75-1,25% sebarannya relatif mendominasi di daerah penyelidikan.

GEOMAGNET

Peta isomagnet total bervariasi antara -500 s/d >1000 nT, nilai rendah antara 0 s/d > − 500 nT ditafsirkan berkaitan dengan batuan yang bersifat non magnetik seperti aliran / jatuhan piroklastik, berada di bagian lantai kaldera Sembalun dengan bukaan daerah ke arah utara (Sembalun Lawang) dan disekitar manifestasi Sebau berpola melidah sesuai pola sesar yang menjadi jalur fluida panas naik ke permukaan. Anomali magnet rendah tersebut dikelilingi oleh anomali magnet positif dengan nilai kemagnetan 0 - 500 nT. Anomali magnet positif tersebut ditafsirkan berkaitan dengan susunan batuan bawah permukaan yang terdiri dari batuan lava andesit. Anomali magnet di sekitar manifestasi memperlihatkan pola pembelokan dan kerapatan kontur yang tajam yang mengindikasikan adanya struktur

sesar/kontak litologi dari batuan yang berbeda (Gambar 8).

GAYA BERAT

Hasil pengolahan data gaya berat peta anomali sisa/residual yang merupakan ekstraksi anomali Bouguer dengan anomali regional dan merupakan anomali gaya berat lokal. Peta anomali sisa merupakan respon dari batuan bawah permukaan yang relatif dangkal. Berdasarkan kontrasnya dapat ditarik kelurusan kontur yang secara kualitatif diinterpretasikan sebagai patahan di kedalaman.

Data gaya berat menunjukan rentang antara < 150 m-Gal di ujung barat daya daerah penyelidikan sampai ke barat laut, anomali tinggi > 168 m-Gal di bagian ujung timurlaut daerah penyelidikan dan sekitar air panas Sebau (berupa pengkutuban anomali tinggi). Pola liniasi berarah baratlaut-tenggara diperkirakan merupakan sesar yang berarah baratlaut – tenggara diperkirakan sesar geser. Di bagian utara daerah penyelidikan diduga terdapat dua buah sesar normal berarah timurlaut – baratdaya. Di bagian tengah daerah penyelidikan diduga terdapat dua buah sesar geser yang berarah hampir utara – selatan, sedangkan di bagian timur dan barat diduga terdapat dua buah sesar normal dengan trend

yang berarah hampir barat – timur. Diperkirakan sesar-sesar tersebut merupakan struktur yang mengontrol mata air panas (Gambar 9).

GEOLISTRIK

Nilai tahanan jenis AB/2=1000 (Gambar 10) dalam penggambaran penampang tahanan jenis semu ini dibagi menjadi tiga kelompok seperti dalam pemetaan tahanan jenis semu yaitu kelompok tahanan jenis rendah untuk nilai <50

(4)

interpretasi penampang tahanan jenis sebenarnya disekitar manifestasi Sebau tersusun menjadi 4 lapisan, yaitu overburden dengan tebal sekitar 20-50 m, lapisan kedua dengan ketebalan 300m memiliki nilai tahanan jenis 70-90 Ωm diperkirakan sebagai aliran piroklastik, lapisan ketiga dengan ketebalan 300-400m dengan nilai tahanan jenis 10-45 Ωm, diperkirakan sebagai batuan penudung (clay cap). Lapisan keempat tidak diketahui batas ketebalannya, namun memiliki nilai yang tinggi >100 Ωm, dan diperkirakan sebagai lapisan reservoir (Gambar 11).

Struktur yang diperoleh dari hasil pengukuran Head-On pada lintasan D dan F berkaitan dengan sesar-sesar utama berarah hampir Utara-Selatan (Gambar 12).

DISKUSI

Sesar normal Tanakiabang yang berarah baratdaya – timur laut dan sesar Orok yang berarah utara-selatan merupakan suatu bidang lemah sebagai tempat munculnya mata air panas Sebau, zona hancuran di kedalaman menjadikan jalan naiknya air panas ke permukaan, rendahnya temperatur diakibatkan oleh tebalnya lapisan penutup atau jauhnya perjalanan aliran fluida panas tersebut hingga muncul kepermukaan sebagai manifestasi. Batuan penudung yang membatasi batuan reservoir diperkirakan sebagai aliran piroklastik yang telah terubah.

Alterasi yang muncul di sekitar Sembalun Lawang menunjukan perbedaan sifat kemagnetan pada batuan lava andesit oleh larutan fluida panas.

Reservoir berada pada kedalaman lebih dari 700 m dan tersusun oleh batuan yang telah terdeformasi kuat sehingga memiliki ruang yang cukup sebagai tempat terakumulasinya fluida panas yang kemudian bergerak keatas melalui celah yang dibentuk oleh pembentukan sesar – sesar baru. Sisa magma dari hasil aktivitas vulkanik lava Sembalun – talaga yang berumur Plistosen diperkirakan menjadi sumber panas dari sistem geothermal Sembalun. Hasil interpretasi dituangkana dalam bentuk model tentatif panas bumi (Gambar 13).

Penentuan luas area prospek adalah hasil penggabungan dari penyelidikan beberapa metode yang kemudian dijadikan peta

kompilasi. (Gambar 14). Metode estimasi potensi panas bumi yang digunakan dalam tahap terduga ini adalah metode volumetrik dengan menggunakan rumus Lump Parameter. Beberapa asumsi yang digunakan antara lain adalah tebal reservoir = 1 km, recovery factor = 50%, faktor konversi = 10%, dan lifetime = 30 tahun. Temperatur geotermometer yang digunakan adalah 165°C dan temperatur cut-off 120°C.

1) Kelompok Sebau dengan luas area= 5 km2 Q = 0.11585 x 5.0 x (165 – 120) = 26.066.04 atau dibulatkan menjadi 25 MWe.

2) Kelompok Sembalun dengan luas area 9 km2 Q = 0.11585 x 9.0 x (165 – 120) = 46.919 atau dibulatkan menjadi 45 MWe.

KESIMPULAN

Batuan tertua adalah lava Sembalun dengan komposisi andesit piroksen dan batuan termuda adalah lava talaga yang berkomposisi andesit piroksen dengan umur plistosen akhir (0,6 ± 0,2 Ma). Data penarikan sesar dari gaya berat menunjukan pola sesar didominasi arah Utara – selatan. Struktur yang mengontrol manifestasi adalah sesar Tanakiabang dan sesar Orok sedang daerah tahanan jenis rendah, daerah terdemagnetisasi dan daerah dengan nilai Hg tinggi terkonsentrasi di sekitar manifestasi. Air panas Sebau bertipe klorida dengan perkiraan temperatur bawah permukaan berdasarkan geotermometer 165 oC (entalpi sedang). Batuan yang diperkirakan sebagai sumber panas adalah lava Talaga dengan tebal lapisan penudung sekitar 300-400m. Top reservoir berada dibawah 700 m dari permukaan. Total estimasi potensi cadangan terduga daerah panas bumi Sembalun adalah 65 MWe.

UCAPAN TERIMAKASIH

Terimakasih disampaikan kepada Institusi Pusat Sumber Daya Geologi (PMG) yang telah memberikan ijin pemakaian data, sehingga berbentuk makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction

to Geothermal System. Short course.

Unocal Ltd. Jakarta.

(5)

250.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung, Indonesia.

S.Herry, Nasution A., Simanjuntak J. 2000.

Sembalun Bumbung geothermal area, Lombok Island, West Nusatenggara, Indonesia ; An Integrated Exploration. Proceeings world geothermal congress. Kyushu, Japan.

Chiodini, G., and Cioni,R., 1989, Gas geobarometry for hydrothermal systems and its application to some Italian

geothermal areas, Applied

geochemistry, Vol . 4, pp 465-472 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.

pp. 2749 – 2765.

Giggenbach, W.F., and Goguel, 1988, Methods for tthe collection and analysis of

geothermal and volcanic water and gas samples, Petone New Zealand

Giggenbach, W., Gonfiantini, R., and Panichi, C., 1983, Geothermal Systems. Guidebook on Nuclear Techniques in

Hydrology, Technical Reports Series

No. 91. International Atomic Energy Agency, Vienna

Giggenbach, W.F., 1980, Geothermal gas

equilibria, Geochimica et

cosmo-chimica Acta, Vol 44, pp 2021-2032 Kooten, V., and Gerald, K., 1987, Geothermal

Exploration Using Surface Mercury

Geochemistry, Journal of volcanology

and Geothermal Research, 31, 269-280. Mahon K., Ellis, A.J., 1977. Chemistry and

Geothermal System. Academic Press Inc. Orlando.

Telford, W.M. et al, 1982. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge.

Taran, Y.A., 1986, Gas Geothermometers for

hydrothermal Systems, Geo-chemistry

International Vol. 23 No.7, 111-126

(6)

(7)

Gambar 4. Diagram Segitiga Kandungan Relatif Na, K, Mg Daerah Panas Bumi Sembalun, Lombok Timur, NTB

Gambar 5. Diagram segitiga kandungan Cl-Li-B, Daerah Panas Bumi Sembalun, Lombok Timur, NTB

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10

-10 -8 -6 -4 -2

δ18_{O (}o

/oo)

δ

D(

o/

oo

) AP Sebau (APS)

AH Orok (AHO) AD Sebau (ADS) AD Lemor (ADL) AP Kalak (APK) meteoric water line Keterangan :

δD = 8 δ18O + 14

Gambar 6. Distribusi Isotop 18O dan Deuterium Daerah Panas Bumi Sembalun, Lombok Timur, NTB Gambar 3. Diagram Segitiga Tipe Air Panas Daerah

(8)

446000 448000 450000 452000 454000

9062000

PETA DISTRIBUSI Hg TANAH

DAERAH PANASBUMI SEMBALUN LOMBOK TIMUR, NTB

KETERANGAN :

Tiitk Pengambilan Sampel Geokim

Mata Air Panas

Daerah Perkampungan

Sungai

Kontur Ketinggian selang 25 m

Jalan

Mata Air Hangat

0 2000 4000 60

PETA DISTRIBUSI NILAI Hg TANAH

(9)

446000 448000 450000 9062000

9064000 9066000 9068000 9070000 9072000 9074000

9076000 _{ANOMALI SISA GEOMAGNET}PETA

DAERAH PANAS BUMI SEMBALUN NUSA TENGGARA BARAT

0 1000 2000 3000 U

KETERANGAN

> 1000 nT

500 s/d 1000 nT

0 s/d 500 nT

- 600 s/d 0 nT

Kontur Anomali Sisa Magnet

Titik Amat

Struktur yang diduga

(10)

445000 446000 447000 448000 449000 450000 451000

9061000

KETERANGAN :

= Mata Airpanas = Titik Amat

U

0 1000 2000

A B

= Struktur diduga

PETA ANOMALI BOUGUER SISA D=2,67 gr/Cm DAERAH PANAS BUMI KOMPLEK SEMBALUN

KABUPATEN LOMBOK TIMUR PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT

3

A B

0.300 0.300

Model Gaya Berat 2D Penampang A-B Daerah Panas Bumi Sembalun kabupaten Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat Misfit = 4.63 %

(11)

(12)

-500 0 500 -500 0 500

Gambar 11. Penampang tahanan jenis sebenarnya lintasan B-C

4200 4400 4600 4800 5000 -500

0 500

4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 -500

0 500

4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 -500

0 500

3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000 5200 5400

4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000 -400

-200 0 200 400

4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000 -100

0 100

4600 4800 5000 5200 5400 5600 5800 6000 -200

0 200

4800 5000 5200 5400 5600 5800 -100

0 100

5000 5200 5400 5600 -200

-100 0 100 200

Lintasan D Lintasan F

(13)

(14)