1
PEMODELAN DISTRIBUSI AIR PANAS BAWAH PERMUKAAN PADA
MANIFESTASI AIR PANAS CISARUA, NATAR DENGAN MENGGUNAKAN
METODE MAGNETIK
Reza Syindhica
b, Susanti Alawiyah
a, Nono Agus Santoso
ba
Teknik Geofisika, Institut Teknologi Bandung b Teknik Geofisika, Institut Teknologi Sumatera * Corresponding E-mail: rezasyindhica@gmail.com
Abstract
The Cisarua hot spring, South Lampung Natar is surrounded by rice fields, far from the mountains, and there is not even a volcano around it. But it is located around the Lampung-Panjang Fault which trending Northwest-Southeast. The results based on magnetic anomaly maps, reduce to pole, upward continuation, regional and residual anomalies are manifestations of new hot water in this study area having the same pattern that is a low anomaly while the manifestation of old hot water a high anomalies, in accordance with the presence and the condition of the hot springs in the study area, where the old hot springs are no longer active and the new hot springs are still active. And based on the results of the 2.5D forward modeling supported by geological information, there are three layers in general, namely the first layer is classified as a soil and claystone, the second layer is classified as a tuffaceous sandstone and the third layer is classified as a metamorphic rock, and there is an indication of the Lampung-Panjang fault which trending Northwest-Southeast is the place for the flow of heat to the area of manifestation. While the results of 3D inverse modeling show the distribution of hot water can be found at a depth of 60m above sea level with the possibility of spreading from the Southeast-Northwest direction. Based on the Cl–SO4–HCO3 ternary triangle diagram, it is found that the type of hot water is bicarbonate water with estimated reservoir temperature using Na-K-Mg ternary triangle diagram which is 240° C, and with Na-K geothermometer (Giggenbach, 1988) is 238° C.
Keywords: Cisarua, geothermal, magnetic anomaly, modeling , geochemistry.
Abstrak
Mata air panas Cisarua, Natar Lampung Selatan di kelilingi area persawahan, jauh dari pegunungan, bahkan tidak ada gunung berapi di sekitarnya. Namun berada di sekitar jalur Sesar Lampung-Panjang yang memiliki arah Barat Laut-Tenggara. Hasil yang diperoleh berdasarkan peta anomali magnetik, reduce to pole, kontinuasi ke atas, anomali regional dan residual adalah manifestasi air panas baru pada daerah penelitian memiliki pola yang sama yaitu pada anomali yang rendah sedangkan manifestasi air panas lama pada anomali yang tinggi, sesuai dengan keberadaan dan kondisi mata air panas pada daerah penelitian, dimana mata air panas lama sudah tidak aktif dan mata air panas baru masih aktif. Dan berdasarkan hasil forward modeling 2,5D yang didukung oleh informasi geologi, terdapat tiga lapisan secara umum yaitu lapisan pertama digolongkan sebagai lapisan soil dan batulempung tufan, lapisan kedua digolongkan sebagai lapisan batupasir tufan dan lapisan ketiga digolongkan sebagai lapisan batuan metamorf, serta adanya indikasi struktur sesar yang memiliki arah Barat Laut-Tenggara yang menjadi tempat mengalirnya panas ke daerah manifestasi. Sedangkan hasil dari inverse modeling 3D memperlihatkan distribusi air panas nya dapat ditemukan pada kedalaman sekitar 60m di atas permukaan laut dengan kemungkinan penyebarannya dari arah Tenggara-Barat Laut. Berdasarkan diagram segitiga ternary Cl–SO4–HCO3 didapatkan tipe
air panas nya yaitu air bikarbonat dengan perkiraan temperatur reservoir menggunakan diagram segitiga ternary Na-K-Mg yaitu sekitar 240°C, dan geotermometer Na-K (Giggenbach, 1988) yaitu sebesar 238°C.
2
Pendahuluan
Natar adalah salah satu daerah prospek panas bumi di Provinsi Lampung. Di Natar terdapat 2 prospek panas bumi yaitu pada daerah Cisarua dan Merak Batin. Pada mata air panas Cisarua terdapat dua manifestasi yaitu adanya manifestasi air panas lama yang sudah tidak aktif dan manifestasi air panas baru yang masih aktif. Daerah penelitian ini di kelilingi area persawahan, jauh dari pegunungan, bahkan tidak ada gunung berapi di sekitarnya. Namun berada di sekitar jalur Sesar Lampung-Panjang.
Peneliti yang pernah melakukan penelitian di Cisarua adalah Suharno dkk. (2012) dan Iqbal dkk. (2019). Penelitan oleh Suharno dkk. (2012) tentang sistem panas bumi daerah Cisarua, Natar yang memberikan informasi bahwa mata air panas Cisarua bekorelasi dengan struktur Sesar Lampung-Panjang yang tertimbun oleh Formasi Lampung. Penelitian oleh Iqbal dkk (2019) tentang hidrogeokimia pada air panas Cisarua, Natar yang memberikan informasi bahwa tipe air panas pada daerah penelitian yaitu tipe air bikarbonat.
Penelitian ini diharapkan dapat melengkapi penelitian yang dilakukan oleh Suharno dkk. (2012) dan Iqbal dkk. (2019) yaitu belum ada yang
menggunakan metode geofisika pada daerah
penelitian. Oleh karena itu, penulis melakukan penelitian pada daerah Cisarua Natar dengan menggunakan metode geofisika yaitu metode
magnetik dan geokimia untuk mendapatkan
pemodelan distribusi air panas bawah permukaan berdasarkan nilai kontras suseptibilitas magnetik batuan serta menentukan tipe air panas dan temperatur reservoar dengan menggunakan data geokimia.
Metode
Tahapan dalam melakukan penelitian dari data magnetik dapat dilakukan dengan melakukan koreksi data magnetik dan di plot menjadi peta anomali magnetik. Dilakukan proses RTP dan kontinuasi ke atas, dari hasil RTP dilakukan pemisahan anomali regional dan residual, lalu berdasarkan anomali residual dilakukan pemodelan 2,5D dan 3D. Sedangkan tahapan untuk data geokimia yaitu dengan melakukan plotting pada segitiga ternary untuk perkiraan tipe air panas dan temperatur reservoar.
3
Hasil dan Pembahasan
1. Peta Anomali Magnetik
Luas daerah survei 1,35 km2. Pada daerah itu dilakukan akuisisi data magnetik 90 titik dengan jarak antar titik sekitar 25 meter kemudian di plot menjadi peta anomali seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Peta Anomali Magnetik
Proses transformasi Reduce to Pole dilakukan pada data anomali magnetik. Proses ini mengubah nilai inklinasi dan deklinasi daerah penelitian dari sekitar -27.92o dan 0.47o menjadi 90o dan 0o. Prosesini akan mengubah sifat respon benda anomali magnetik dari
dipole menjadi monopole sehingga proses interpretasi akan lebih sederhana.
Gambar 3.Reduce To Pole
Kontinuasi ke atas dilakukan untuk menonjolkan sumber anomali yang relatif lebih dalam dengan mereduksi sumber anomali yang terlalu dangkal sesuai besar nilai pengangkatan kontinuasi tersebut.
Gambar 4. Hasil Kontinuasi Ke Atas (a) Kontinuasi 10 m (b) Kontinuasi 20 m (c) Kontinuasi 30 m (d) Kontinuasi 40 m (e) Kontinuasi 50 m (f) Kontinuasi
60 m
Pemisahan anomali magnetik yang telah di reduksi ke
kutub dengan menggunakan filter Gaussian
menghasilkan peta anomali regional dan residual, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 dan
Gambar 6 Berdasarkan kedua peta tersebut dapat dilihat bahwa posisi mata air panas baru berada di anomali rendah dan mata air panas lama berada pada anomali tinggi. Hal tersebut sesuai dengan keberadaan mata air panas pada daerah penelitian, dimana mata air panas baru masih aktif dan mata air panas lama sudah tidak aktif.
4
Gambar 5. Peta Anomali RegionalGambar 6. Peta Anomali Residual
2. Forward Modeling 2,5D
Hasil forward modeling pada lintasan A-A’ didapatkan berdasarkan slice pada peta anomali residual pada Gambar 7 yang memiliki panjang dari A-A‘ sekitar 316 m dengan kedalaman sekitar 450 m dan melintasi titik manifestasi air panas Pada Lintasan A-A’ terdapat kondisi geologi seperti yang ditunjukan oleh Gambar 8, dimana terdapat tiga lapisan secara umum, dengan nilai suseptibilitas magnetik dalam satuan SI. Lapisan pertama digolongkan sebagai lapisan soil dan batulempung tufan dengan nilai suseptibilitas sebesar 0,004 dalam satuan SI dengan ketebalan sekitar 50 m, dimana pada lapisan ini terdapat singkapan travertine yang
mengandung gampingan yang merupakan alterasi
argilic. Lapisan kedua digolongkan sebagai lapisan batupasir tufan dimana memiliki nilai suseptibilitas sekitar 0.000495 dalam satuan SI dengan ketebalan rata-rata sekitar 200 m. Jika dilihat dari respon anomali magnetik pada penampang A-A’ pada lapisan ketiga secara lateral tidak dibuat sama dengan asumsi bahwa adanya pengaruh panas atau sumber panas atau aliran panas itu sendiri, yang digolongkan sebagai lapisan batuan metamorf dimana memiliki suseptibilitas tertinggi sekitar 0.125 dalam satuan SI dengan ketebalan rata-rata lapisan ini sekitar 200 m. Adanya indikasi bidang sesar ditunjukan oleh garis hitam putus-putus pada Gambar 8, dimana pada daerah tersebut ditemukan manifestasi air panas yang diduga dibawah permukaan nya terdapat struktur sesar sebagai tempat keluar nya air panas ke permukaan. Sesar tersebut diduga merupakan perpanjangan sesar Lampung-Panjang. Hal tersebut memang sudah diperkirakan oleh Mangga dkk (1993).
Gambar 7. Hasil Slice Lintasan A-A’
5
3. Model 3D Inversi Data MagnetikHasil dari pemodelan ini akan menunjukkan model 3D distribusi air panas bawah permukaan. Dari hasil inversi data magnetik daerah Cisarua, Natar dibagi 3 macam nilai kontras suseptibilitas magnetik, yaitu nilai kontras rendah, sedang dan tinggi. Kontras rendah bernilai -0,0061 sampai -0,0004 yang ditandai dengan warna biru tua hingga hijau. Kontras sedang bernilai -0,0001 sampai 0,0028 yang ditandai dengan warna kuning hingga merah. Terakhir kontras tinggi bernilai 0,0041 ke atas ditandai dengan warna merah muda. Bentuk dari model inversi 3D dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Hasil 3D Inversi dilihat dari arah Timur Laut
Daerah dengan kontras suseptibilitas magnetik rendah yang berada di bawah lokasi manifestasi dapat diindikasikan sebagai distribusi air panas nya. Model inversi 3D dengan kontras suseptibilitas magnetik rendah dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Model 3D Anomali Rendah dilihat dari arah Timur Laut
Berdasarkan model 3D Inversi data magnetik yang diperoleh memperlihatkan bahwa distribusi panas bumi nya kemungkinan memiliki arah Tenggara-Barat Laut dan dapat ditemukan pada kedalaman sekitar 60 meter diatas permukaan laut hingga 113 meter di bawah permukaan laut yang ditunjukkan pada warna biru muda sampai biru tua dengan nilai kontras suseptibilitas nya nya dari 0.0034 hingga -0.0061 dalam satuan SI.
3.a Hasil Slice Model Inversi 3D Secara Horizontal
Gambar 11. Hasil Slice 3D Inversi Secara Horizontal
Berdasarkan hasil slice pada Gambar 11 dapat diketahui bahwa distribusi air panas nya memiliki arah Tenggara-Barat Laut yang ditunjukkan dengan warna biru muda-biru tua. Dimana semakin kearah atas per kedalamannya maka distribusi air panas nya semakin kecil sedangkan semakin kearah bawah distribusi air panas nya semakin besar atau terlihat jelas. Hal itu dikarenakan semakin ke arah atas maka panas yang mengalir semakin menjauhi sumber panas, distribusi panas nya semakin mengecil dan hanya bisa muncul ke permukaan melalui struktur sesar yang ada dan mata air panas Cisarua, Natar mulai terlihat kepermukan pada kedalaman sekitar 60m diatas permukaan laut.
6
4. GeokimiaDiagram segitiga ternary Cl–SO4–HCO3 (Simmons,
1998) digunakan untuk mengklasifikasikan tipe air pada panas bumi. Kandungan relatif yang digunakan sebagai parameternya adalah kandungan klorida (Cl), bikarbonat (HCO3) dan sulfat (SO4) Pengolahan data
dilakukan dengan menghitung persentase unsur Cl, HCO3 dan SO4. Dan Diagram segitiga ternary Na–K–
Mg, (Simmons, 1998) merupakan sebuah metode yang digunakan untuk pendugaan temperatur reservoir. Pengolahan data dilakukan dengan menghitung persentase unsur Na, K dan Mg.
Gambar 12. Diagram Segitiga Ternary Cl-SO4-HCO3
Gambar 13. Diagram Segitiga Ternary Na-K-Mg
Dari hasil plotting pada diagram segitiga ternary Cl-SO4-HCO3, diketahui bahwa jenis tipe air panas pada
daerah penelitian merupakan tipe air bikarbonat, Air bikarbonat dari mata air panas tersebut termasuk dalam zona peripheral water yang merupakan tipikal komposisi daerah outflow ataupun daerah kondensasi (Nicholson, 1993). Dan pada diagram segitiga ternary Na-K-Mg pada Gambar 13 posisi mata air panas Cisarua, Natar memiliki temperatur reservoir sebesar
240°C yang terletak pada Partial Equilibrium, sebagai indikasi manifestasi yang muncul ke permukaan yang dipengaruhi oleh interaksi antara fluida dengan batuan dalam keadaan panas sebelum bercampur dengan air permukaan (air meteorik).
4.a Geotermometer Na-K
Perkiraan temperatur reservoir panas bumi dapat dilakukan dengan data Na-K (Fournier, 1979 ; Giggenbach, 1988) pada daerah manifestasi mata air panas didaerah penelitian.
1. Geotermometer Na-K (Fournier, 1979)
( ) (1)
Berdasarkan perhitungan temperatur dengan
menggunakan persamaan diatas, maka didapatkan hasil temperature reservoir sebesar 223°C.
2. Geotermometer Na-K (Giggenbach, 1988)
( ) (2)
Berdasarkan perhitungan temperatur dengan
menggunakan persamaan diatas, maka didapatkan hasil temperatur sebesar 238°C.
5. Model Sistem Panas Bumi Daerah Penelitian
Pada Gambar 14 merupakan konseptual model sistem panas bumi pada daerah penelitian Cisarua, Natar.
Gambar 14 Model Sistem Panas Bumi Daerah Penelitian
7
Kesimpulan
Dengan mengacu kepada tujuan dan hasil penelitian maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Berdasarkan peta anomali magnetik, reduce to
pole, kontinuasi ke atas, anomali regional dan residual menunjukkan bahwa manifestasi air panas baru pada daerah penelitian memiliki pola yang sama yaitu pada anomali yang rendah sedangkan manifestasi air panas lama pada anomali yang tinggi, sesuai dengan keberadaan dan kondisi mata air panas pada daerah peneltian, yaitu untuk mata air panas lama sudah tidak aktif dan mata air panas baru masih aktif. 2. Berdasarkan hasil 2,5D forward modeling dan
3D inverse modeling dari peta anomali residual diperoleh hasil sebagai berikut:
a) Hasil forward modeling didapatkan tiga lapisan yaitu pada lapisan pertama merupakan lapisan soil dan batulempung tufan, lapisan kedua digolongkan sebagai lapisan batupasir tufan, dan lapisan ketiga digolongkan sebagai lapisan batuan metamorf.
b) Hasil inverse modeling yang didukung oleh peta anomali magnetik, reduce to pole, kontinuasi keatas, anomali regional dan residual, didapatkan bahwa distribusi air
panas bawah permukaan pada daerah
penelitian kemungkinan penyebarannya dari arah Tenggara-Barat Laut, dan dapat ditemukan pada kedalaman sekitar 60m di atas permukaan laut.
3. Berdasarkan hasil geokimia didapatkan hasil bahwa tipe mata air panas menurut diagram segitiga ternary Cl-SO4-HCO3 (Simmons, 1998)
yaitu tipe bikarbonat, dengan perkiraan temperatur reservoir menggunakan diagram segitiga ternary Na-K-Mg (Simmons, 1998) yaitu sekitar 240°C, geotermometer Na-K
(Fournier, 1979) sekitar 223°C dan
geotermometer Na-K (Giggenbach, 1988) yaitu suhu reservoir sekitar 238°C.
Acknowledgement
Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada staf tenaga didik Teknik Geofisika Institut Teknologi Sumatera yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian ini.
Saran
Penulis menyadari bahwa penelitian ini jauh dari kata sempurna. Maka dari itu penulis memiliki beberapa saran untuk penelitian-penelitian di masa yang akan datang.
1. Perlu memperluas area penelitian agar interpretasi model anomali dapat lebih dalam.
2. Perlu dilakukan penelitian dengan metode geofisika yang lain agar keakuratan hasil lebih tinggi terutama pada daerah yang terindikasi kuat adanya struktur sesar bawah permukaan.
Daftar Pustaka
[1] Fournier, R.O., 1979. A Revised Equation for theNA/K Geothermometer. US Geol. Surv. 3. [2] Giggenbach, WF. 1988. Chemical Techniques in
Geothermal Exploration. New Zealand: Chemistry Division, DSIR, Private Bag.
[3] Iqbal, M ., Juliarka, B.R., Ashuri, W,, Al Farishi, B. 2019. Hydrogeochemistry of Natar and Cisarua Hot springs in South Lampung, Indonesia. Institut Teknologi Sumatera: Lampung.
[4] Mangga, S.A., Amirudin, Suwarti, T., Gafoer, S.,
Sidarto, 1993. Peta Geologi Lembar
Tanjungkarang, Sumatera skala 1:250.000. [5] Nicholson, K., 1993, Geothermal Fluids ;
Chemistry and Exploration Tecniques, Springer Verlag, Inc,Berlin.
[6] Simmons S.F .1998. Geochemistry Lecture Note 1998. University of Auckland, Auckland. [7] Suharno.2012.Sistem Panas Bumi Cisarua Natar
Lampung Selatan. Universitas Negeri Lampung: Lampung.
