PENYELIDIKAN ALIRAN PANAS DAERAH PANAS BUMI LIMBONG, KABUPATEN LUWU UTARA
PROVINSI SULAWESI SELATAN
Dikdik Risdianto, Arif Munandar, Hari Prasetya dan Robertus S Simarmata Kelompok Penyelidikan Panas Bumi
Sari
Secara Administratif daerah Panas Bumi Limbong berada di Kecamatan Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Provinsi Sulawesi Selatan dan secara geografis berada antara 119° 55' 00" hingga 120° 04' 30" BT dan 02° 30' 00" - 02° 37' 00" LS, atau 824.400 – 842.000 mE dan 9.710.400 – 9.723.300 mN pada sistem koordinat UTM, Zona 50 belahan bumi selatan.
Morfologi Daerah Limbong didominasi oleh morfologi Perbukitan Relief Terjal, litologi tersusun atas batuan intrusi, metamorf, vulkanik muda serta endapan permukaan berupa endapan aluvial. Batuan intrusi terdiri dari Granit Kambuno yang berumur Miosen berupa batolit yang penyebarannya bersifat regional, batuan Metamorf merupakan bagian dari Formasi LatimojongberumurKapur.Batuanvulkanik muda muncul sebagai kubah berkomposisi andesit hingga dasitik berumur 400.000 tahun (analisis jejak belah pada zirkon).
Struktur Geologi didominasi oleh sesar geser yang melintang arah barat-timur, timur laut-barat daya, barat laut – tenggara. Dibeberapa tempat terdapat pertemuan antara struktur-struktur tersebut dan membentuk manifestasi panas bumi permukaan berupa mata air panas, tanah panas, fumarol dan batuan ubahan dengan temperatur mencapai 100,4 oC.
Survei aliran panas menunjukkan bahwa anomali temperatur dan aliran panas berada di daerah Kanandede dan di kontak antara batuan intrusi dan batuan vulkanik muda dengan nilai aliran panas dan gradien termal rata-rata 218 mW/m2 dan 3,62 o
C/100 m dengan areal masing-masing seluas 6 dan 8 km2 dengan besarnya nilai heat loss sekitar 1,8 MWth.
Kata Kunci : Aliran panas, termal konduktivitas batuan, panas bumi, Limbong, anomali
termal
PENDAHULUAN
Penyelidikan aliran panas dimaksudkan untuk mengetahui dan memastikan sebaran prospek panas dan aliran panas secara vertikal dan horizontal dengan membandingkan karakteristik batuan dan fluida dalam suatu sistem panas bumi atau daerah prospek. Dalam suatu sistem panas bumi yang melibatkan batuan yang berumur tua umumnya terdapat
beberapa kali proses hydrothermal yang saling overlap satu sama lain. Dengan penyelidikan aliran panas kita bisa melokalisir sistem yang masih mempunyai anomali panas.
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
542 Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi
secara merata ke segala penjuru hingga ke permukaan.
Dengan mengasumsikan media yang dilewati panas homogen yaitu mempunyai nilai termal konduktivitas relatif seragam maka distribusi aliran panas di permukaan merupakan cerminan dari kondisi bawah permukaan. Makin tinggi nilai aliran panas makin dekat ke sumber panas, dengan memetakan distribusi aliran panas di permukaan diharapkan dapat melokalisir daerah anomali aliran panas (Gambar 1).
Daerah panas bumi Limbong secara administratif terletak di Kecamatan Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Provinsi Sulawesi Selatan yang secara geografis berada 119° 55' 00" hingga 120° 04' 30" BT dan 02° 30' 00" - 02° 37' 00" LS, atau 824.400 –842.000 mE dan 9.710.400 – 9.723.300 mN pada sistem koordinat UTM, Zona 50 belahan bumi selatan (Gambar 2).
Landasan Geosain Geologi
Daerah penyelidikan disusun oleh batuan plutonik, batuan vulkanik, batuan malihan, dan endapan permukaan. Dari hasil pengamatan megaskopis di lapangan diperoleh 16 satuan batuan yang dari tua ke muda terdiri dari ; Batuan Malihan (Km) berumur Kapur, 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 3).
Dari hasil pentarikhan (dating)
pada satuan aliran lava andesitik (Qla) dengan metode jejak belah (fission track)
menghasilkan umur 400.000 tahun atau Kala Plistosen.
Sedangkan struktur geologi yang hasilkan berdasarkan hasil penyelidikan di lapangan, analisis citra Landsat,
analisis citra DEM (digital elevation mode) dan peta topografi, serta terhadap gejala-gejala struktur di permukaan seperti pemunculan mata air panas, kelurusan lembah dan puggungan, kekar-kekar, bidang sesar, dan zona hancuran batuan, maka di daerah penyelidikan teramati 3 sesar utama, yaitu sesar menganan berarah baratlaut – tenggara, sesar mengiri berarah barat – timur, sesar normal berarah timurlaut baratdaya yang merupakan sesar yang mengontrol manifestasi permukaan di daerah Kanan Dede.
Manifestasi Panas Bumi
Manifestasi panas bumi permukaan di Daerah Limbong terdiri dari fumarol, mata air panas, tanah panas, dan batuan ubahan.
Temperatur air panas mencapai 100,4 oC dengan sifat fluida netral, tanah panas terdiri dari batuan yang telah mengalami ubahan dan dari hasi analisis PIMA didominasi oleh mineral sekunder
kaolonite, halloysite dan montmorilonite
yang terbentuk pada kondisi pH fluida asam.
Di beberapa tempat terdapat sebaran batuan ubahan yang cukup luas tapi tidak memiliki anomali panas atau sebagai batuan ubahan fosil.
Geokimia
kedua air panas tersebut terdapat lapisan tipis sinter karbonat.
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. Air panas APKD 11 berada pada zona
immature water. Hal ini menunjukkan bahwa pemunculan APKD 11 telah mengalami kontaminasi oleh air permukaan atau terpengaruh oleh pengenceran air permukaan cukup dominan.
Sedangkan 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 (Gambar 4,5 dan 6).
Perkiraan temperatur bawah permukaan daerah Limbong dengan menggunakan geotermometer SiO2 (conductive-cooling) rata-rata berkisar antara 116 – 182 °C, sedangkan menggunakan geotermometer Na/K Giggenbach rata-rata berkisar antara 143 - 276 °C, dengan mempertimbangkan karakteristik kimia dari air panas di daerah Limbong, terutama air panas di komplek Kanan Dede, seperti pH normal, suhu permukaan yang tinggi, terdapat fumarola dan terdapat sinter silika, maka penggunaan geotermometer Na/K Giggenbach dimungkinkan, yaitu sebesar 272 °C.
Secara umum pola penyebaran Merkuri (Hg) terkonsentrasi pada bagian tengah daerah penyelidikan yaitu sekitar pemunculan mata air panas Limbong di komplek Kanan Dede yang menyebar ke
arah tenggara ke arah mata air panas Tandung.
Survei Aliran Panas Metode Survei
Secara garis besar metode survei aliran panas terdiri dari pengukuran temperatur dasar lubang pada sumur pengamatan, pengambilan sampel di dasar lubang bor yang selanjutnya dilakukan pengukuran sifat konduktifitas batuannya.
Harga aliran panas diperoleh dari hasil perkalian nilai gradien termal setiap lubang dengan nilai thermal konduktivitinya, sesuai dengan persamaan sebagia berikut :
H = Q x ∆d/ (T1 – T2)
di mana, H adalah aliran panas dalam W/m2 atau HFU, Q adalah nilai konduktifitas panas dalam W/m.K atau W/m.C, Δd adalah kedalaman dalam meter dan T1- T2 adalah perbedaan temperatur permukaan dan dasar sumur dalam oC.
Hasil survei
Penentuan titik bor pengukuran berdasarkan pertimbangan geologi serta geokimia manifestasi permukaan. Dari hasil survei ini diperoleh sebanyak 37 titik lubang bor pengamatan dengan kedalam lubang antara 5 – 6,5 meter (Gambar 7).
Litologi yang menyusun lubang pengamatan secara umum terdiri dari lapukan granit, riolitik, andesit, dan batuan ubahan dengan ukuran butir antara pasir hingga lempung.
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
544 Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi
Peta Distribusi Temperatur
Temperatur dasar lubang pengamatan merupakan salah satu parameter penting dalam survei aliran panas . Temperatur yang terukur adalah temperatur dari hasil perambatan panas secara konduktif melalui media padat yaitu batuan atau tanah dari bawah permukaan menuju permukaan, hasil pengukuran diketahui temperatur dasar lubang berkisar antara 24,02 oC hingga 97,75 oC dengan rata-rata 27,87 oC. Nilai 97,75 oC adalah nilai maksimum yang didapat dari dasar lubang LB-02 yang berada di manifestasi permukaan berupa tanah panas Kanan Dede.
zona anomali temperatur lebih dari 28 oC berada pada dua lokasi yaitu di bagian tengah dan bagian timur lokasi penyelidikan. Anomali di bagian tengah terletak pada kontak batuan antara unit batuan vulkanik berumur Kuarter dan batuan intrusif Granit dengan luas areal lebih kurang 4 km2, sedangkan anomali bagian timur berasosiasi dengan manifestasi permukaan Kanan Dede yang mempunyai manifestasi tanah panas dan mata air panas. Luas areal daerah anomali di sebelah timur mempunyai luas area lebih kurang 6 km2 sehingga total luas area anomali 10 km2 (Gambar 8).
Peta Gradien Termal
Nilai gradien rata-rata di lapisan kerak bumi baik itu tersusun oleh batuan beku, sedimen atau metamorf adalah 3 o
C/100m atau 0,03 oC/m.
Distribusi nilai gradien termal di daerah penyelidikan terlihat pada Gambar 9, dengan mengambil nilai latar atau background sebesar 0,03 oC/m atau nilai rata-rata gradien termal pada kerak bumi, maka nilai gradien termal yang lebih tinggi dari 0,03 oC/m merupakan anomali.
Terdapat dua zona anomali gradien termal yaitu Zona anomali di sebelah timur memiliki pola yang sama dengan distribusi temperatur dasar lubang, yaitu berasosiasi dengan manifestasi permukaan berupa tanah panas dan mata air panas Kanan Dede serta Kanan Bulo. Sedangkan zona anomali di bagian barat tidak jelas penyebabnya, meskipun berada pada batuan vulkanik muda serta berdekatan dengan kerucut vulkanik Buntu Tabuan akan tetapi tidak ada kontinuasi atau kemenerusan nilai anomali di sekitarnya. Luas area zona anomali di bagian tengah lebih kurang 4 km2 sedangkan yang di sebelah timur lebih kurang 4 km2 sehingga luas total zona anomali gradien termal didaerah penyelidikan adalah 8 km2.
Peta Aliran Panas
Aliran panas atau heat flow
didefinisikan sebagai aliran sejumlah panas yang merambat melalui media padat (batuan/tanah) secara konduktif per satuan luas. Satuan aliran panas dalam sistem Internasional (SI) adalah W/m2 atau mW/m2. Satuan lain yang biasa digunakan adalah HFU (heat flow unit) dimana 1 HFU = 41,9 mW/m2.
Peta distribusi nilai aliran panas
(heat flow) di lokasi penyelidikan terlihat pada Gambar 10, bila kita ambil nilai 60 mW/m2 sebagai nilai latar (background)
maka luas area anomali akan sangat luas sekali, yaitu hampir 80% daerah penyelidikan. Hal ini menunjukkan bahwa secara umum daerah penyelidikan mempunyai anomali aliran panas. Secara umum nilai aliran panas
313 mW/m2 dan nilai yang lebih besar dari 313 mW/m2 termasuk anomali.
zona anomali terdiri dari dua lokasi, yaitu di bagian tengah dan di bagian timur. Zona anomali di bagian tengah diperkirakan berasosiasi dengan kontak antara batuan vulkanik berumur Kuarter dengan batuan intrusi granit juga dengan beberapa manifestasi panas bumi permukaan berupa mata air panas di Komba dan Kanan Sawah, sedangkan zona anomali di bagian timur diperkirakan berasosiasi dengan manifestasi panas bumi permukaan Kanan Dede yang berupa tanah panas dan mata air panas.
Luas area zona anomali di bagian tengah adalah 3,5 km2 sedangkan luas zona anomali di bagian timur adalah 2,5 km2 sehingga luas total zona anomali aliran panas adalah 6 km2.
PEMBAHASAN
Menurut Stuwe, 2007 distribusi global aliran panas pada lapisan kerak bumi terbagi menjadi dua bagian, yaitu di dataran kontinen dan di lapisan kerak samudera. Nilai aliran panas di dataran kontinen rata-rata antara 60 - 65 mW/m2 sedangkan di lapisan kerak samudera antara 10 – 15 mW/m2.
Litologi daerah Limbong secara umum terdiri dari batuan intrusi granit yang menembus batuan sedimen dan vulkanik berumur Pra-Tersier. Pada jaman Kuarter serangkaian batuan vulkanik berupa tuff dan lava riolitik hingga dasitik menerobos unit yang lebih tua.
Hasil pengukuran temperatur dasar sumur pengamatan menunjukkan bahwa zona anomali temperatur terdapat di dua lokasi yaitu disebelah tengah dan di bagian timur. Zona anomali ini diambil dari nilai latar sekitar 27,87 oC. Hasil kompilasi dengan peta geologi dan peta anomali geokimia (Merkuri) menunjukkan
bahwa anomali temperatur yang ada di bagian tengah daerah penyelidikan berkorelasi dengan kontak batuan vulkanik berumur Kuarter dengan batuan intrusi granit, sedangkan zona anomali di bagian timur berkorelasi dengan manifestasi Kanan Dede.
Pengukuran gradien termal menghasilkan beberapa spot daerah anomali, yaitu di bagian barat, bagian tengah dan bagian timur.
Hasil kompilasi dengan peta geologi dan peta penyebaran Merkuri menunjukkan bahwa hanya zona anomali bagian tengah dan timur yang sangat menarik. Zona anomali bagian barat berasosiasi dengan kontak batuan vulkanik berumur Kuarter dengan batuan intrusi granit serta anomali merkuri, sedangkan zona anomali bagian timur berkorelasi dengan manifestasi Kanan Dede dan anomali Merkuri.
Dengan mengambil nilai latar 313 mW/m2 atau 5 kali nilai aliran panas rata-rata, distribusi nilai aliran panas (heat flow) di daerah penyelidikan hanya memperlihatkan dua zona anomali yaitu di bagian tengah dan bagian timur.
Bila dilakukan kompilasi antara anomali distribusi temperatur, anomali distribusi gradien termal, anomali distribusi aliran panas serta anomali geokimia terdapat konsistensi zona anomali di bagian tengah dan timur daerah penyelidikan. Konsistensi ini berkaitan erat dengan gejala geologi berupa kontak batuan vulkanik berumur Kuarter dan manifestasi permukaan Kanan Dede dengan luas daerah anomali di bagian tengah adalah 2,5 km2 sedangkan di bagian timur 3,5 km2, sehingga luas total zona anomali hasil kompilasi sekitar 6 km2 (Gambar 11).
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
546 Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi
permukaan yang menarik, diantaranya fumarol, tanah panas serta mata air panas dengan temperatur boiling hingga
sub-boiling dan dengan menggunakan persamaan :
Heat Loss (MW) = Aliran Panas x luas areal anomali
Maka perkiraan besarnya nilai heat loss
adalah 1,8 MWth.
KESIMPULAN
• Nilai konduktivitas batuan/tanah di bagian timur lebih tinggi dibandingkan dengan nilai konduktivitas batuan/tanah di bagian barat, hal ini diperkirakan akibat perbedaan litologi. • Gradien termal daerah panas bumi
Limbong rata-rata 3,6 ± 0,2 oC/ 100 m, dengan zona anomali berada di kontak batuan vulkanik Kuarter dan batuan intrusi granit serta di sekitar manifestasi Kanan Dede.
• Aliran panas (heat flow) daerah panas bumi Limbong sampai dengan kedalaman 6 m adalah sekitar 218 ± 10 mW/m2 dengan zona anomali berada di kontak batuan vulkanik Kuarter dan batuan intrusi granit serta di sekitar manifestasi Kanan Dede. • Hasil kompilasi zona anomali aliran
panas dengan konsentrasi Hg tanah menunjukkan bahwa zona anomali berada di kontak batuan vullkanik Kuarter dan manifestasi Kanan Dede. • Heat loss berdasarkan metode survei
aliran panas adalah 1,8 MWth berasal dari nilai latar aliran panas sebesar 313 mW/m2, nilai ini termasuk tinggi karena nilai aliran panas rata-rata kerak bumi adalah sekitar 60 mW/m2 dengan luas areal anomali aliran panas sekitar 6 km2.
• Dengan mengabaikan tingkat akurasi nilai aliran panas, metode survei aliran panas terbukti cukup akurat dalam
penentuan zona anomali termal dangkal dan dapat menjadi salah satu metode dalam eksplorasi panas bumi.
DAFTAR PUSTAKA
Bachri, S., dan Alzwar, M. (1975), Kegiatan Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas bumi di Daerah Sulawesi Selatan, Dinas Vulkanologi, Bandung. (Tidak dipublikasikan) Pusat Sumber Daya Geologi (2007),
Peta Sebaran Panas Bumi Indonesia, Badan Geologi.
Ratman, N., Atmawinata, S. (1993), Geologi Lembar Mamuju, Sulawesi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Dirjen Pertambangan Umum, Departemen Pertambangan dan Energi.
Rybach, L., dan Muffler, L. J. P. (1981), Geothermal Systems: Principles and Case Histories, Wiley, New York. Simandjuntak, T.O., Rusmana, E.,
Surono dan Supandjono, J.B. (1991), Geologi Lembar Malili, Sulawesi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Dirjen Pertambangan Umum, Departemen Pertambangan dan Energi.
Stuwe, K. (2007), Geodinamics of The Lithosphere, 2th edition, Springer Berlin.
Tim Pengembangan Metode Termal (1997), Pengukuran Alir Panas Daerah Guci – Jawa Tengah, Laporan Akhir Tahun anggaran 1996/1997, Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi, Departemen Pertambangan dan Energi.
Wohletz, K. dan Heiken, G. (1992),
BUKU 1 :
548 P
BIDANG EN
idi H il K Gamba
ERGI
i t P t S ar 1. Penamp
Gambar 2.
S b D G
pang distribu
Peta lokasi
G l i
usi aliran pan bumi
daerah surv
nas pada sua
vei aliran pan
atu sistem pa
nas Limbong anas
Gambar 3. Peta geologi daerah survei aliran panas Limbong
Na-K-BUKU 1 : BIDANG ENERGI
550 Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi
Gambar 7 Peta distribusi lokasi lubang bor pengamatan dengan kedalaman antara 5 – 6,5 m
Gambar 9 Peta distribusi nilai gradien termal sumur pengamatan dalam
o
C/m
Gambar 10 Peta distribusi nilai aliran panas sumur pengamatan dalam
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
552 Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya Geologi
