SURVEI GEOFISIKA TERPADU (AUDIO …psdg.geologi.esdm.go.id/kolokium/2015/bwhper/15.pdf · (2005). Metode ini sangat identik dengan metode MT yang sering digunakan dalam eksplorasi

SURVEI GEOFISIKA TERPADU (AUDIO MAGNETOTELURIK DAN GAYA BERAT) DAERAH PANAS BUMI MALINGPING

KABUPATEN LEBAK, PROVINSI BANTEN

Oleh: Yadi Supriyadi, Asep Sugianto, dan Sri Widodo

Kelompok Penyelidikan Panas Bumi

SARI Daerah panas bumi Malingping secara administrasi berada di Kecamatan Malingping, Kabupaten Lebak, Provinsi Banten. Indikasi panas bumi di daerah ini dicirikan dengan munculnya mata air panas dengan temperatur sekitar 56,3 °C, pH netral, dan debit >2lt/det. Survei geofisika terpadu (gaya berat dan audio magnetotellurik/AMT) telah dilakukan di daerah Malingping pada tahun 2014 dengan tujuan untuk mengetahui informasi bawah permukaan dari sistem panas bumi di daerah tersebut. Berdasarkan data gaya berat (anomali residual) dan data AMT (peta tahanan jenis kedalaman 750 meter dan 1000 meter) zona menarik berada di sekitar air panas. Pada zona tersebut terlihat sebaran anomali residual rendah yang diinterpretasikan sebagai zona rekahan dan nilai tahanan jenis sedang (10-50 Ohm.m) yang diinterpretasikan sebagai zona reservoir. Hasil pemodelan gaya berat memperlihatkan adanya bodi-bodi intrusi yang menerobos batuan sedimen di atasnya. Keberadaan batuan intrusi tersebut mengindikasikan adanya sumber panas yang mendukung terbentuknya sistem panas bumi di daerah ini. Hasil pemodelan AMT 2D pada lintasan 4 juga memperlihatkan sebaran tahanan jenis rendah <10 Ohm.m di sekitar air panas yang tersebar dari dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 1000 meter dengan ketebalan 750-1000 meter. Tahanan jenis rendah tersebut diperkirakan sebagai respon dari batuan ubahan yang berperan sebagai batuan penudung. Di bawah tahanan jenis rendah terdapat nilai tahanan jenis sedang yang berada pada kedalaman 750 meter hingga 2000 meter dengan ketebalan sekitar 1000 meter. Tahanan jenis sedang tersebut diinterpretasikan sebagai respon dari zona reservoir. Daerah prospek tersebut berada di sekitar mata air panas yang muncul di Desa Senang Hati dengan luas sekitar 2 km2. Kata kunci : Malingping, Lebak, Audio Magnetotelurik, dan Gaya Berat PENDAHULUAN

Daerah panas bumi Malingping merupakan salah satu daerah yang berada di Provinsi Banten. Secara administratif daerah ini berada di Kabupaten Lebak Provinsi Banten (Gambar 1). Indikasi panas bumi muncul berupa mata air panas dengan temperatur sekitar 56,3 oC. Survei Audio Magnetotellurik (AMT) dan Gaya Berat dilakukan untuk mengetahui struktur sifat fisika bawah permukaan, sehingga diharapkan dapat menggambarkan keberadaan sistem panas bumi di daerah tersebut.

Penelitian yang berkaitan dengan daerah Malingping telah banyak dilakukan diantaranya Sujatmiko dan S. Santosa (1992) geologi lembar Leuwidamar dan D. Sudana dan S. Santosa (1992) geologi lembar Cikarang.

Metode AMT merupakan salah satu matode geofisika yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik alam berupa medan listrik dan medan magnet. Perbandingan kedua medan tersebut dapat menggambarkan nilai tahanan jenis batuan, seperti telah diuraikan oleh Simpson dan Bahr

(2005). Metode ini sangat identik dengan metode MT yang sering digunakan dalam eksplorasi panas bumi, yang membedakan hanya rentang frekuensinya, dimana rentang frekuensi AMT dari 0.1 – 10.000 Hz, sedangkan rentang frekuensi MT dari 0.0001 – 340 Hz. Aplikasi metode MT dalam eksplorasi panas bumi telah banyak digunakan dan dibahas diantaranya oleh Ushijima (2000 dan 2005).

Metode gaya berat merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan medan potensial, dimana yang diukur adalah perbedaan gaya gravitasi yang disebabkan oleh adanya perbedaan densitas batuan di bawah permukaan. Dalam eksplorasi panas bumi, metode ini sering digunakan untuk mendelineasi struktur bawah permukaan yang diakibatkan adanya kontras densitas, seperti sesar, kaldera, intrusi, dan sebagainya. Aplikasi metode gaya berat di daerah ini diharapkan dapat memperkirakan keberadaan sumber panas dan keberadaan struktur yang menjadi pengontrol adanya sistem panas bumi di daerah Malingping. GEOLOGI DAN MANIFESTASI PANAS BUMI

Secara fisiografi, daerah panas bumi Malingping berada dalam zona Pegunungan Bayah. Zona ini terletak di sebelah baratdaya Jawa bagian Barat yang berbatasan dengan zona Bogor di utara dan dengan zona Bandung serta zona pegunungan selatan di sebelah timur.

Daerah survei diduga merupakan cekungan laut dan sebagian daratan, dengan litologi terdiri dari batuan gunungapi, batuan sedimen, batuan endapan, batuan metamorf yang berumur mulai dari Miosen Awal sampai Plistosen Tengah (Gambar 2). Struktur geologi yang berkembang di daerah ini umumnya didominasi oleh struktur patahan yang berarah

baratlaut-tenggara dan lipatan yang membentuk beberapa antiklin.

Manifestasi panas bumi yang muncul di daerah Malingping berupa mata air panas Citando yang terletak di desa Senang Hati, Kecamatan Malingping dengan koordinat UTM zona 48 S (605937 mT, 9258778 mS) dengan temperatur 56,3 °C, pH netral, debit >2lt/det, tidak berasa, tidak berbau, bening, terdapat sinter karbonat tipis (traventin), oksida besi tinggi, muncul pada batuan lava andesit yang telah terubah. METODE DAN SEBARAN TITIK UKUR

Pengukuran gaya berat dilakukan dengan menggunakan metode poligon tertutup, dimana pengukuran diawali dan diakhiri di base station. Pengukuran gaya berat telah dilakukan pada 235 titik ukur yang tersebar secara acak dengan interval 500-1000 meter (Gambar 3).

Pengukuran AMT dilakukan pada 61 titik ukur yang tersebar membentuk 8 buah lintasan yang berarah baratdaya-timurlaut dengan jarak antar titik ukur sekitar 1000 m (Gambar 4). Pengukuran tersebut dilakukan dengan metode tensor menggunakan 5 channel, 2 cahnnel untuk mengukur medan listrik dan 3 channel untuk mengukur medan magnet. GAYA BERAT

Anomali Bouguer mempunyai trend kontur berarah timurlaut-baratdaya dengan nilai anomali rendah <100 mgal berada di bagian utara, nilai anomali cenderung membesar ke arah tenggara. Anomali sedang dengan nilai kontur antara 100-120 mgal dan anomali tinggi dengan nilai > 120 mgal, terdapat di bagian tenggara. Pola umum lineasi kontur anomali Bouguer berarah baratlaut-tenggara (Gambar 5).

Anomali Bouguer regional rendah <110 mGal di bagian tengah menggambarkan adanya zona depresi yang membuka kearah utara, zona ini diisi oleh material/batuan yang memiliki densitas lebih rendah dari sekitarnya (batuan sedimen) . Nilai anomali yang cenderung meninggi ke arah selatan dan tenggara. Secara geologi, daerah tenggara tersusun oleh batuan vulkanik (Gambar 6).

Anomali Bouguer residual memperlihatkan anomali tinggi >2 mgal yang membentuk pola kontur menutup di sebelah barat dan timur mata air panas (Desa Senang Hati). Anomali rendah <-1 mgal di sekitar mata air panas yang dibatasi oleh anomali tinggi. Pola ini memberikan informasi adanya zona dengan densitas batuan yang lebih rendah dari sekitarnya. Rendahnya densitas tersebut dapat disebabkan oleh banyaknya fracture di sekitar mata air panas atau dapat juga disebabkan oleh komposisi batuan yang didominasi oleh batuan sedimen. Anomali tinggi yang terdapat di sebelah barat dan timurnya memberikan indikasi adanya bodi/batuan dengan densitas yang lebih tinggi (Gambar 7).

Dari anomali residual juga terlihat adanya kelurusan-kelurusan yang ditandai dengan adanya kontras nilai anomali tinggi dan anomali rendah berarah baratlaut-tenggara, baratdaya-timurlaut, dan utara-selatan. Kelurusan yang berarah baratlaut-tenggara terlihat di sekitar mata air panas diperkirakan menjadi pengontrol kemunculan mata air panas di permukaan.

Dari penampang model gaya berat 2D terlihat adanya suatu graben yang menerus dari sebelah baratlaut (penampang A-B, C-D dan E-F) hingga sebelah tenggara (Gambar 8). Zona graben ini diprediksi membentuk zona rekahan yang memungkinkan air meteorik masuk ke bawah permukaan, kemudian terpanaskan oleh sisa panas

yang ada dan muncul kembali ke permukaan berupa mata air panas. AUDIO MAGNETOTELURIK (AMT)

Pemodelan tahanan jenis (AMT) yang dilakukan merupakan pemodelan kebelakang (inversi) 2D dengan algoritma Non Linear Conjugate Gradient dari Rodi dan Mackie (2001) yang tersedia dalam perangkat lunak WinGlink dari Schlumberger. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan data TE Mode dan TM Mode dan menggunakan parameter-parameter sebagai berikut, (a) smoothing operator 3 dan (b) data error dan error floor untuk rho 1 dan untuk phase 10. Hasil pemodelan disajikan dalam bentuk peta tahanan jenis (Gambar 9) dan penampang model tahanan jenis 2D.

Secara umum, distribusi nilai tahanan jenis pada kedalaman 250 meter memiliki nilai kurang dari 50 Ohm.m. Nilai tahanan jenis rendah mendominasi daerah survei sesuai dengan kondisi geologi yang didominasi oleh batuan sedimen. Di sebelah utara dan selatan tersebar nilai tahanan jenis lebih tinggi dengan pola membuka ke atah utara dan selatan.tetapi untuk nilai tahanan jenis sangat rendah ada kemungkinan berasosiasi dengan batuan ubahan.

Pada peta tahanan jenis kedalaman 250 meter juga terlihat adanya kelurusan-kelurusan yang berarah baratlaut-tenggara dan baratdaya-timurlaut. Kelurusan-kelurusan ini mungkin berasosiasi dengan struktur geologi yang juga berarah baratlaut-tenggara dan baratdaya-timurlaut. Struktur inilah yang mungkin menjadi pengontrol kemunculan mata air panas di permukaan.

Pola sebaran tahanan jenis kedalaman 750 meter masih memperlihatkan adanya kelurusan yang berarah baratlaut-tenggara dan juga baratdaya-timurlaut. Pada kedalaman 750 meter

mulai terlihat adanya nilai tahanan jenis tinggi di sebelah utara dan sebelah selatan, yang diduga berasosiasi dengan batuan intrusi yang tidak tersingkap di permukaan atau berkaitan dengan batuan sedimen yang masif. Di sebelah baratlaut dan tenggara mata air panas masih terlihat adanya sebaran nilai tahanan jenis rendah yang diduga berasosiasi dengan batuan sedimen terubah. Di bagian tengah nilai tahanan jenis rendah ini terdapat nilai tahanan jenis sedang yang diduga merupakan zona reservoir dari sistem panas bumi di daerah Malingping.

Pada kedalaman 1000 meter, nilai tahanan jenis rendah masih terlihat di sebelah baratlaut dan tenggara mata air panas Malingping. Sebaran nilai tahanan jenis rendah cenderung membentuk kelurusan berarah baratdaya-timurlaut. Di antara nilai tahanan jenis tersebut, terdapat nilai tahanan jenis sedang yang berada tepat di sekitar air panas. Zona tahanan jenis sedang ini diduga berasosiasi dengan zona reservoir dari sistem panas bumi.

Nilai tahanan jenis pada kedalaman 1500 meter ini didominasi oleh nilai tahanan jenis sedang dan tahanan jenis tinggi. Tahanan jenis rendah masih terlihat di sebelah baratlaut dan tenggara mata air panas dengan penyebaran yang lebih kecil dari penyebaran tahanan jenis rendah pada kedalaman yang lebih dangkal. Nilai tahanan jenis rendah dan tahanan jenis sedang diduga berasosiasi dengan batuan sedimen. Nilai tahanan jenis tinggi yang terlihat di sebelah utara, selatan, dan barat diduga berasosiasi dengan batuan intrusi yang tidak tersingkap di permukaan. Keberadaan batuan intrusi tersebut menjadi indikasi adanya sumber panas yang membentuk sistem panas bumi di daerah Malingping.

Hasil pemodelan tahanan jenis 2D lintasan 4 (Gambar 10), yang

memotong mata air panas Malingping memperlihatkan sebaran nilai tahanan jenis rendah di dekat permukaan dan relatif meninggi ke bagian bawah. Nilai tahanan jenis tinggi di bagian bawah membentuk pola seperti kubah yang diinterpretasikan sebagai indikasi adanya intrusi. Di sekitar mata air panas terlihat adanya nilai tahanan jenis rendah dari dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 500-1000 meter. Nilai tahanan jenis rendah di sekitar mata air panas diperkirakan berasosiasi dengan batuan ubahan. Nilai tahanan jenis sedang yang berada di bawah nilai tahanan jenis rendah dan diantara nilai tahanan jenis tinggi diinterpretasikan sebagai zona reservoir. Kontras tahanan jenis rendah dan tahanan jenis tinggi di sisi baratdaya dan timurlaut mengindikasikan adanya struktur atau kontak litologi antara batuan sedimen dengan batuan beku.

Hasil pemodelan tahanan jenis 2D pada lintasan lintasan 5 (Gambar 11) memperlihatkan pola meninggi ke bagian bawah. Nilai tahanan jenis rendah tersebar dari dekat permukaan hingga kedalaman sekitar 1000-2000 meter. Zona tahanan jenis rendah ini diinterpretasikan sebagai batuan sedimen. Di bagian bawah terlihat adanya nilai tahanan jenis tinggi berbentuk kubah yang diinterpretasikan sebagai batuan intrusi. Nilai tahanan jenis rendah diatas zona intrusi diperkirakan berasosiasi dengan batuan ubahan yang membentuk sistem panas bumi di daerah Malingping. DISKUSI

Sistem panas bumi di daerah Malingping diperkirakan berkaitan dengan aktivitas vulkanik atau berkaitan dengan intrusi (batuan terobosan) yang menerobos batuan sedimen. Batuan alterasi yang terdapat di daerah ini diperkirakan tidak berkaitan langsung dengan aktivitas

hidrotermal saat ini, tetapi telah terbentuk sebelumnya. Hal ini dikarenakan daerah survei merupakan zona mineralisasi.

Pada sistem panas bumi seperti ini, air meteorik yang masuk ke bawah permukaan dan kemudian terpanaskan berinteraksi dengan batuan ubahan yang telah ada, sehingga komposisi kimia dari fluida panas bumi tersebut banyak dipengaruhi oleh komposisi mineralisasi sebelumnya.

Nilai tahanan jenis rendah di daerah Malingping dapat diinterpretasikan sebagai zona batuan ubahan yang berkaitan langsung dengan aktivitas hidrotermal saat ini dan/atau berkaitan dengan zona mineralisasi. Nilai tahanan jenis rendah ini juga dapat diinterpretasikan sebagai batuan sedimen.

Dari sebaran anomali Bouguer/Sisa terlihat adanya perubahan densitas batuan. Perubahan ini diduga berkaitan dengan adanya interaksi antara fluida dengan batuan disekitarnya atau dengan zona rekahan yang berarah baratlaut-tenggara.

Berdasarkan data geofisika terpadu (gaya berat dan AMT), daerah prospek panas bumi diperkirakan berada pada zona anomali Bouguer Sisa rendah yang berkaitan dengan zona rekahan dan nilai tahanan jenis sedang pada kedalaman 750 meter yang berkaitan dengan zona batuan ubahan. Daerah prospek tersebut berada di sekitar mata air panas yang muncul di Desa Senang Hati dengan luas sekitar 2 km2 (Gambar 12). KESIMPULAN

Anomali Bouguer Sisa rendah berada di sekitar mata air panas dengan pola memanjang berarah baratlaut-tenggara, yang diduga berasosiasi dengan zona rekahan yang menyebabkan batuan bersifat permiabel.

Model tahanan jenis 2D AMT juga memperlihatkan adanya zona tahanan jenis rendah yang cukup luas terutama pada kedalaman 250 meter dan kedalaman 500 meter. Namun sebaran nilai tahanan jenis tersebut masih memiliki ambiguitas apakah berasosiasi dengan batuan ubahan atau batuan sedimen. Pada kedalaman 750 meter dan kedaman 1000 meter, terlihat adanya nilai tahanan jenis sedang (20-50 Ohm.m) di sekitar mata air panas yang dilingkupi oleh nilai tahanan jenis rendah. Akan tetapi, nilai tahanan jenis sedang tersebut belum dapat dipastikan berkaitan dengan reservoir panas bumi karena nilai tersebut berada di lingkungan batuan sedimen yang juga memiliki rentang nilai tahanan jenis relatif sama.

Berdasarkan hasil kompilasi survei geofisika terpadu (gaya berat dan AMT) serta data geologi dan geokimia, sistem panas bumi daerah Malingping diperkirakan berkaitan dengan keberadaan batuan intrusi yang menerobos batuan. Batuan intrusi tersebut dicirikan dengan keberadaan anomali Bouguer tinggi di sekitar manifestasi. Daerah prospek panas bumi diperkirakan berasosiasi dengan zona Anomali Bouguer Sisa rendah dan nilai tahanan jenis sedang yang berada di sekitar mata air panas Desa Senang Hati dengan luas sekitar 2 km2. UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya kepada seluruh anggota tim survei geofisika terpadu gaya berat dan AMT daerah panas bumi Malingping yang telah banyak terlibat didalam pelaksanaan survei ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kelompok penyelidikan bawah permukaan yang telah memberikan ijin dalam penulisan makalah ini dan juga kepada pemerintah daerah setempat yang

telah banyak membantu pelaksanaan survei. DAFTAR PUSTAKA

Rodi W. dan Mackie L., 2001, Nonlinear Conjugate Gradients Algoritm for 2-D magnetotelluric Inversion, Geophysics, Vol 66 No.1 p.174-187

Simpson, F., dan Bahr, K., 2005, Practical Magnetotellurics, Cambrigde University Press.

Sudana, D. dan Santosa, S., 1992. Geologi Lembar Cikarang, Jawa, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.

Sujatmiko dan S Santosa,1992, Geologi Lembar Leuwidamar, Jawa, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.

Tim Survei Terpadu, 2006, Penyelidikan Panas Bumi Terpadu Daerah Panas Bumi G.Endut, Kabupaten Lebak, Provinsi Banten, Badan Geologi, Pusat Sumber Daya Geologi

Tim Survei Terpadu, 2011, Penyelidikan Panas Bumi Terpadu Daerah Panas Bumi Pamancalan, Kabupaten Lebak, Provinsi Banten, Badan geologi, Pusat Sumber Daya Geologi.

Undang-Undang republik Indonesia No. 21 Tahun 2014 tentang Panas Bumi

Ushijima, K., Mustopa, E.J., Jotaki, H, dan Mizunaga, H. (2005) : Magnetotelluric Soundings in the Takigami Geothermal Area, Japan, Proceedings World Geothermal Congress 2005

Ushijima, K., Tagomori, K., dan Pelton, W.H. (2000) : 2D Inversion of VES and MT Data in Geothermal Area. Proceedings World Geothermal Congress 2000.

West JEC, Basic Concept of Magnetotelluric Survey in Geothermal Fields, Geothermal Departement

Zhdanov, M.S., 2009, Geophysical Electromagnetic Theory and Methods. Elsevier.

Gambar 1. Peta indeks lokasi survei daerah panas bumi Malingping

Gambar 2. Peta geologi regional daerah panas bumi Malingping

Gambar 3. Peta titik ukur gaya berat daerah panas bumi Malingping

Gambar 4. Peta titik ukur AMT daerah panas bumi Malingping

Gambar 5. Peta anomali gaya berat daerah panas bumi Malingping.

Gambar 6. Penampang model gaya berat 2D daerah panas bumi Malingping

Gambar 7. Peta tahanan jenis kedalaman 250,750, 1000 dan 1500 m

Gambar 8. Model tahanan jenis (AMT) 2D lintasan 4

Gambar 9. Model tahanan jenis (AMT) 2D lintasan 5

Gambar 10. Peta Kompilasi AMT dan Anomali Sisa Gaya Berat

Baratdaya Timurlaut

Baratdaya Timurlaut