SURVEI MAGNETOTELLURIK DAERAH PANAS BUMI GUNUNG LAWU JAWA TENGAH-JAWA TIMUR
Oleh:
Asep Sugianto1) dan Arif Munandar2) 1)
Kelompok Program Penelitian Bawah Permukaan 2)
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi
SARI
Daerah panas bumi Gunung Lawu secara administratif berada di Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kabupaten Magetan, Provinsi Jawa Timur. Gejala kenampakan panas bumi di daerah ini dicirikan dengan munculnya fumarol dan mata air panas dengan temperatur antara 32,4oC sampai 94oC. Pada tahun 2010, di daerah ini telah dilakukan pengukuran magnetotellurik (MT) pada 35 titik ukur yang tersebar secara acak dengan interval antara 700 meter hingga 2000 meter. Dari hasil pemodelan MT, tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan sebagai batuan penudung tersebar dari permukaan tanah hingga kedalaman 1500 meter dengan ketebalan sekitar 1000 1500 meter. Puncak reservoir diperkirakan berada pada kedalaman sekitar 1500 meter di bawah permukaan tanah. Daerah prospek panas bumi berada di sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu dengan pola yang cenderung masih membuka ke arah utara dengan luas sekitar 17 km2.
Kata Kunci: magnetotellurik, Gunung Lawu, Jawa Tengah, dan Jawa Timur
PENDAHULUAN
Secara administratif, daerah panas bumi Gunung Lawu termasuk ke dalam dua kabupaten dan dua provinsi yang berbeda, yakni Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kabupaten Magetan, Provinsi Jawa Timur (Gambar 1). Daerah ini merupakan salah satu daerah panas bumi yang berada di sebelah selatan Pulau Jawa. Gejala panas bumi dicirikan dengan munculnya fumarol di dekat puncak Gunung Lawu dan beberapa mata air panas di kaki Gunung Lawu.
Beberapa penyelidikan yang berhubungan dengan panas bumi telah dilakukan di daerah ini, diantaranya adalah penyelidikan panas bumi terpadu geologi dan geokimia dan penyelidikan geofisika terpadu yang dilakukan oleh Pusat Sumber Daya Geologi pada tahun 2009.
Metode magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika yang banyak diaplikasikan dalam eksplorasi panas bumi karena metode ini memiliki penetrasi yang cukup dalam. Hasil dari metode ini berupa nilai
tahanan jenis yang dalam eksplorasi panas bumi dinilai cukup baik untuk mendelineasi daerah prospek. Seperti halnya dalam pengukuran tahanan jenis DC, daerah prospek dari data MT juga ditunjukkan oleh sebaran tahanan jenis rendah yang biasanya berasosiasi dengan batuan ubahan akibat adanya interaksi antara fluida panas dengan batuan di sekitarnya. Nilai tahanan jenis rendah ini biasanya menjadi indikator yang baik dalam melakukan delineasi daerah prospek panas bumi, seperti
GEOLOGI DAN MANIFESTASI PANAS BUMI
(QJl-1), Lava Gunung Jobolarangan-2 (QJl-2), Aliran Piroklastik Gunung Jobolarangan (QJap), Lava Gunung Jobolarangan-3 (QJl-3), Lahar Gunung Jobolarangan (QJlh), Lava Gunung Lawu-1 (QLl-1), Lava Ceto (QCl), Lava
Struktur-struktur geologi yang berkembang di daerah ini berupa rim kawah, sesar normal, dan sesar mendatar, diantaranya sebagai berikut.
1) Rim kawah di daerah puncak Gunung Jobolarangan merupakan bidang kolaps atau amblas yang diakibatkan oleh terjadinya kekosongan di dalam perut bumi setelah terjadinya erupsi Gunung Jobolarangan.
2) Sesar-sesar normal yang berarah barat-timur dan berarah utara-selatan merupakan sesar yang mengontrol kemunculan manifetasi panas bumi di permukaan. Di beberapa tempat sesar-sesar normal ini membentuk zona depresi, seperti depresi Tawangmangu dan depresi Karangpandan.
3) Sesar-sesar mendatar yang berarah baratdaya-timurlaut memotong beberapa struktur yang sudah ada
sebelumnya, sehingga
mengakibatkan pergeseran pada batuan dan struktur tersebut.
Manifestasi panas bumi permukaan ditemukan di daerah ini berupa fumarol, mata air panas, dan batuan ubahan. Fumarol muncul di lereng selatan Gunung Lawu dengan temperatur sekitar 93 oC disertai dengan adanya sublimasi belerang, alterasi yang kuat, dan munculnya mata air panas kawah Candradimuka dengan temperatur 94 oC, pH asam, dan debit sekitar 10 liter/detik. Mata air panas lain umumnya muncul di kaki Gunung Lawu sebelah barat daya, barat, dan barat laut dengan temperatur antara 32,4 oC
sampai dengan 40 oC, pH netral, dan debit antara 0,2 liter/detik hingga 4 liter/detik (Tim Survei Terpadu, 2009, tidak publikasi).
PENGUKURAN MT
Pengukuran MT telah dilakukan di daerah ini pada tahun 2010. Titik ukur MT tersebar secara acak dengan interval antara 700 meter hingga 2000 meter dan didesain sedemikian rupa agar dapat melingkupi seluruh daerah prospek panas bumi (Gambar 3). Pengukuran MT dilakukan dari sore hingga pagi hari dengan selang waktu pengukuran antara 12 jam hingga 15 jam.
PETA TAHANAN JENIS
Hasil pengukuran MT disajikan dalam bentuk peta tahanan jenis. Peta ini dibuat berdasarkan hasil pemodelan MT 2D yang disayat per kedalaman. adanya sebaran tahanan jenis rendah yang membuka ke arah puncak Gunung Lawu. Nilai tahanan jenis rendah ini terlihat pada kedalaman 500 m dan 1000 m. Nilai ini diinterpretasikan sebagai respon dari batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi di daerah ini. Pada kedalaman 1500 m dan 2000 m sebaran tahanan jenis rendah ini tidak terlihat lagi dan yang terlihat hanya nilai tahanan jenis sedang yang diinterpretasikan sebagai zona dari reservoir panas bumi.
MODEL TAHANAN JENIS 2D
fumarol Candradimuka, dan fumarol Tamansari Bawah.
Pada hasil pemodelan tersebut (Gambar 6) terlihat adanya sebaran tahanan jenis rendah (< 20 Ohm-m) di sekitar lokasi kemunculan fumarol. Tahanan jenis rendah ini diperkirakan berasosiasi dengan batuan ubahan berupa lempung yang berfungsi sebagai batuan penudung pada system panas bumi di daerah ini. Tahanan jenis rendah ini cenderung menipis ke arah baratlaut dan menebal kea rah tenggara. Nilai tahanan jenis rendah yang cenderung menipis ke arah baratlaut ini diinterpretasikan sebagai respon dari bagian batuan ubahan yang diakibatkan oleh adanya interaksi fluida panas dengan batuan disekitarnya yang semakin melemah, sedangkan tahanan jenis rendah yang tebal di sebelah tenggara diinterpretasikan sebagai respon dari aquifer air tanah yang berfungsi sebagai sumber air Telaga Sarangan. Di sebelah baratlaut bagian bawah juga terlihat adanya sebaran tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai respon dari batuan intrusi yang tidak muncul ke permukaan.
Pada penampang ini juga diinterpretasikan terdapat enam buah struktur yang berupa sesar normal. Struktur yang terdapat di sekitar MTGL-03 dan MTGL-27 diinterpretasikan sebagai dua buah struktur yang membatasi sistem panas bumi di daerah ini, sedangkan dua struktur yang berada diantaranya diperkirakan merupakan struktur-struktur yang mengontrol sistem panas bumi di daerah Gunung Lawu ini.
DISKUSI
Berdasarkan data MT ini, sistem panas bumi yang berkembang di daerah ini diperkirakan menyerupai sistem panas bumi di lingkungan vulkanik pada umumnya, dimana batuan penudungnya berupa batuan alterasi yang biasanya memberikan respon nilai tahanan jenis rendah, sedangkan reservoir panas buminya berada di bawah batuan penudung dan memberikan respon nilai tahanan jenis relatif lebih tinggi dari batuan penudung (Johnston, J.M., et.al.,
1992). Dari survei MT, sebaran tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan sebagai batuan penudung tersebar di sekitar fumarol dan menerus ke arah barat puncak Gunung Lawu dengan pola sebaran yang cenderung membuka ke arah puncak. Sebaran tahanan jenis rendah ini tersebar dari permukaan tanah hingga kedalaman 1500 meter dengan ketebalan sekitar 1000 – 1500 meter (Gambar 5).
Reservoir panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung dan dicirikan dengan respon tahanan jenis yang lebih tinggi dari batuan penudung. Puncak reservoir ini diperkirakan berada di bawah fumarol Candradimuka dimana puncaknya berada pada ketinggian 1000 meter di atas permukaan laut. Puncak reservoir ini semakin mendalam ke arah barat mengikuti lereng topografi Gunung Lawu (Gambar 6).
Berdasarkan hasil survei MT ini, daerah prospek panas bumi Gunung Lawu terletak di sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu dimana daerah prospek ini dibatasi oleh struktur geologi di sebelah utara dan kontras tahanan diperkirakan berasosiasi dengan batuan ubahan yang berfungsi sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi di daerah ini tersebar cukup luas di sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu dengan pola yang cenderung membuka ke arah puncak. Batuan ini terlihat dari mulai dekat permukaan tanah hingga kedalaman sekitar 1500 meter di bawah permukaan tanah dengan ketebalan antara 1000 – 1500 meter.
Reservoir panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung yang puncaknya berada di bawah fumarol Candradimuka dengan kedalaman sekitar 1500 meter di bawah permukaan tanah atau berada pada ketinggian sekitar 1000 meter di atas permukaan laut.
sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu dengan luas sekitar 17 km2.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya kepada Kelompok Program Penelitian Bawah Permukaan yang telah memberikan ijin dalam penggunakan data untuk penulisan makalah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Tim Survei Terpadu 2009 yang telah banyak berdiskusi dengan penuis.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson E., Crosby D., and Ussher G (2000). Bull-Eye – Simple Resistivity Imaging to Reliably Locate the Geothermal Reservoir. Proceeding World Geothermal Congress 2000.
Johnston, J.M., Pellerin, L., dan Hohmann, G.W. 1992. Evaluation of Electromagnetic Methods for Geothermal Reservoir Detection. Geothermal Resources Council Transactions, Vol. 16. pp 241 – 245.
Rodi, W., Mackie, R.L., 2001, Nonlinear Conjugate Gradients Algoritm for 2-D Magnetotellurics Inversion, Geophysics, 66, 174-187.
Sugianto, A., Kholid, M., dan Suhanto, E., 2009, Survei Magnetotellurik Daerah Panas Bumi Danau Ranau, Lampung – Sumatera Selatan, Kumpulan Makalah Hasil Kegiatan Lapangan Pusat Sumber Daya Geologi 2009.
Suhanto, E. dan Kasbani. 2007.
Deliniation of Prospest Area and Reservoir Structures of Jaboi Geothermal Area as Mapped from Resistivity. Proceedings Joint Convention Bali 2007.
Tim Survei Terpadu, 2009, Survei Panas Bumi Terpadu Geologi dan Geokimia Daerah Panas Bumi Gunung Lawu, Kabupaten Karanganyar, Jawa Tengah – Kabupaten Magetan, Jawa Timur. Ushijima, K., et.al. 2000. 2D Inversion of
VES and MT Data in a Geothermal Area. Proceedings World Geothermal Congress 2000. pp 1909 – 1914
Ushijima, K., Mustopa, E.J., Jotaki, H., and Mizunaga, H., 2005, Magnetotelluric Soundings in the Takigami Geothermal Area, Japan, Proceedings World Geothermal Congress 2005, Antalya, Turkey.
Gambar 2 Peta geologi daerah panas bumi Gunung Lawu (Tim Survei Terpadu, 2009)
Gambar 6. Pemodelan tahanan jenis 2D
