pemodelan distribusi air panas bawah permukaan …repo.itera.ac.id › assets › file_upload ›...
TRANSCRIPT
-
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
b
a Teknik Geofisika, Institut Teknologi Bandung
b Teknik Geofisika, Institut Teknologi Sumatera
* Corresponding E-mail: [email protected]
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springs in the study area, where the old hot springs are no longer active and the new hot springs are still active.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.
Kata Kunci : Cisarua, panas bumi, anomali magnetik, pemodelan, geokimia.
mailto:[email protected]
-
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.
Gambar 1 . Diagram Alir Penelitian
-
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. Proses ini 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 Regional
Gambar 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’
Gambar 8. Hasil Forward Modeling Lintasan A-A’
-
5
3. Model 3D Inversi Data Magnetik
Hasil 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. Geokimia
Diagram 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.