PENENTUAN STRUKTUR LITOLOGI DAERAH PANASBUMI PROBOLINGGO MENGGUNAKAN METODE MAGNETOTELURIK (MT) Jasmine Christiani Wulandari, Eddy Z. Gaffar, Siti Zulaikah, Nugroho Adi P Jurusan FMIPA Universitas Negeri Malang Email:
[email protected] ABSTRAK Daerah panasbumi Probolinggo, Jawa Timur berada di lingkungan pegunungan api yang berumur holosen yaitu antara Gunung Lamongan dan Gunung Iyang-Argopuro. Ciri khas morfologi daerah panasbumi ini dikelilingi oleh perbukitan vulkanik dan sebaran danau maar. Danau maar merupakan bekas kawah gunung berapi pada masa lampau yang saat ini cekungan tersebut terisi oleh air serta material-material endapan hasil letusan gunung api. Mayoritas jenis litologi pada daerah panas bumi Probolinggo adalah batuan piroklastik, lava andesit-basaltik dan tuf. Untuk mengetahui informasi struktur litologi daerah panasbumi ini dilakukan penelitian dengan menggunakan metode magnetotelurik (MT) yang diketahui mampu mendeteksi struktur bawah tanah hingga kedalaman ribuan meter. Pada penelitian ini diambil sampel sebanyak 11 titik akuisisi data. Data yang diperoleh dari proses akuisisi lapangan selanjutnya diolah dengan menggunakan software SSMT 2000, MT Editor, WinGLink dan menghasilkan produk berupa peta kontur resistivitas. Hasil penelitian menunjukkan adanya struktur sistem penyusun panasbumi yang terdiri dari lapisan batuan penudung (cap rocks), lapisan batuan reservoir, dan lapisan batuan source rocks/heat source. Batuan penudung (cap rocks) berada pada lapisan tanah paling dangkal yaitu di kedalaman sekitar 2500 m dibawah permukaan tanah dan resistivitasnya diperkirakan lebih kecil dari 33 Ω. Lapisan batuan reservoir terdapat pada kedalaman 1000-3000 m dibawah permukaan tanah dengan nilai resistivitas kurang dari 600 Ω. Lapisan batuan source rocks atau heat source yang merupakan batuan penghasil panas berada pada kedalaman mulai 3000 m dibawah permukaan tanah dan memiliki nilai resistivitas paling tinggi diantara lapisan batuan lainnya, yaitu lebih dari 1000 Ω.
PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang kaya akan kenampakan alam, salah satunya adalah kenampakan alam pegunungan. Hal ini disebabkan karena letak geologisnya yang terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama yaitu : Lempeng Eropa-Asia, IndiaAustralia dan Pasifik. Dalam hal geologi lempeng-lempeng ini berperan dalam pembentukan gunung berapi sehingga wilayah Indonesia, terutama bagian selatan banyak dilalui pegunungan yang masih aktif. Itulah sebabnya wilayah negara Indonesia sering dikenal dengan sebutan zona ‘ring of fire atau cincin api.’ Potensi panasbumi yang dimiliki oleh Indonesia meliputi tidak kurang dari 40% total energi panasbumi yang dimiliki dunia (Gaffar, 2007). Potensi energi panasbumi yang terdapat di Indonesia diperkirakan 27.441 MW (Rakhmanto, 2011). Dalam rangka mengurangi pembengkakan penggunaan dana cadangan
APBN untuk pembelian minyak dari luar negeri perlu diadakan adanya penelitian terkait dengan sumber energi terbarukan yang dipandang efisien, mengingat ketersediaan sumber daya alam yang melimpah di wilayah Indonesia. Salah satu penelitian energi alternatif tersebut adalah penelitian mengenai energi panasbumi. Menurut Dinas KOMINFO JATIM, Jawa Timur memiliki 11 titik potensi panasbumi tetapi belum semuanya sudah dieksplorasi dengan maksimal. Potensi panasbumi daerah Probolinggo mencapai 270 MW sehingga wilayah tersebut merupakan titik potensi panasbumi tertinggi dari ke-11 titik wilayah panasbumi lainnya di Jawa Timur. Salah satu metode geofisika yang dipandang relevan untuk mengetahui struktur sistem bawah permukaan tanah daerah panasbumi adalah metode magnetotelurik (MT) karena metode ini mampu mendeteksi struktur bawah tanah dengan kedalaman mencapai kurang lebih
1
8.000 m, dimana kedalaman tersebut mampu mendeteksi adanya magma (heat source) yang merupakan sumber panas dari suatu sistem panasbumi dan letaknya relatif paling dalam dari struktur sistem panas bumi lainnya. Prinsip metode magnetotelurik adalah memanfaatkan arus telurik berupa gelombang elektromagnetik alami yang ada di lapisan atmosfer bumi yaitu lapisan ionosfer yang kemudian berinteraksi dengan medium konduktor bumi. Medium konduktor bumi ini mempunyai nilai resistivitas yang bervariasi dimana nilai resistivitas yang bervariasi itulah yang nantinya dapat digunakan untuk menggambarkan bagaimana kondisi litologi di bawah permukaan daerah panasbumi. Penentuan daerah sumber panasbumi biasanya dapat dilihat dari kenampakan panasbumi dipermukaan yaitu adanya lumpur panas, tanah panas, tanah beruap, kolam air panas dan kolam lumpur panas. METODE PENELITIAN Penelitian ini diawali dengan mengumpulkan informasi yang berkaitan dengan penelitian kemudian dilakukan survei lokasi penelitian untuk menentukan titik-titik pembentuk lintasan seperti pada gambar 1. Setelah lintasan terbentuk maka dilakukan persiapan alat dan bahan yang digunakan kemudian dilakukan proses pengambilan data menggunakan metode Magnetotelurik (MT). Alat-alat yang digunakan dapat dilihat ada Gambar 2 dan layout akuisisi data dapat dilihat pada Gambar 3. Pada saat menentukan letak titiktitik akuisisi data ada beberapa hal yang harus diperhatikan dengan baik karena menyangkut hasil data yang diperoleh, salah satunya adalah menghindari daerah yang berpotensi menimbulkan noise contohnya daerah dekat sumber listrik tegangan tinggi, tower, pemukiman
penduduk, jalan raya, sungai dan lain sebagainya.
Gambar 1. Lintasan Akuisisi Data
Namun tidak menutup kemungkinan sumber-sumber noise yang tidak terduga lainnya dapat terjadi seperti hujan, masyarakat yang lalu lalang menggunakan kendaraan bermotor maupun alat komunikasi digital. Hal-hal seperti itu sangat memberikan pengaruh yang signifikan terhadap data mentah yang diperoleh saat melakukan pengukuran.
Gambar 2. Alat Magnetotelurik
Data yang diperoleh dari proses akuisisi lapangan berupa data Time Series kemudian data mentah tersebut diolah menggunakan softwareSSMT 2000, MT Editordan diinversi dalam 2Dmenggunakan software WinGLinksehingga dapat digunakan untuk menginterpretasikan struktur bawah permukaan daerah penelitian menurut nilai resistivitasnya.
Tabel 1. Komposisi Batuan
Titik ke-
1, 2
3, 4, 5
Gambar 4. Peta Kontur Hasil Inversi 2D WinGLink
Menurut kondisi geologisnya ditinjau dari peta geologi yang dibuat oleh Suharsono dan T. Suwarti pada tahun 1992 daerah titik-titik akuisisi yang diambil dalam penelitian ini memiliki kandungan batuan seperti pada Tabel 1. Daerah antara titik ke-5 dan ke-6 merupakan daerah yang relatif dekat dengan batuan terobosan (intrusive rocks) yang komposisinya berupa batuan gabro mikrosedangkan daerah antara titik ke-8 dan ke-9 juga dekat dengan batuan terobosan (intrusive rocks) tetapi komposisi batuannyaberjenis batuan diorite, basalt porfir, leusitit dan traktit.
Batuan gunung api Lamongan (lava, tufa halus-lapili, lahar, breksi dan andesit basalt) Batuan gunung api Argopuro (andesitbasalt, breksi dan tuf)
5
Batuan Gabro Mikro
6, 7, 8, 9, 10, 11
Batuan gunung api Argopuro (lava, breksi, andesit-basalt, lava hitam dan tuf berwarna kelabu muda agak kompak dan ukurannya halus)
Gambar 3. Layout Pengukuran Magentotelurik
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil proses pengolahan data berupa peta kontur resistivitas seperti Gambar 4.
Komposisi Batuan
Sebagian besar secara geologis susunan batuan diwilayah penelitian ini merupakan batuan piroklastik dimana batuan piroklastik adalah batuan yang berasal dari batuan vulkanik gunung api yang sudah mengalami fragmentasi dan berubah bentuk. Berdasarkan peta kontur resistivitas hasil pemodelan 2D inversi diatas titiktitik akuisisi data diperkirakan merupakan daerah potensi panasbumi yang memiliki nilai resistivitas batuan lebih kecil dari 33 Ω pada bagian permukaan dangkalnya (warna kuning hingga merah). Tetapi di beberapa tempat yang lainnya batuan ini tidak muncul karena terdapat kenampakan batuan resistif gunung api yang menerobos hingga ke permukaan (intrusive rocks) seperti di daerah antara titik ke-5 dan titik ke-6 serta di daerah antara titik ke-8 dan titik ke-9, sedangkan di titik lain lapisan batuan yang berwarna hijau ditutupi dengan batuan ubahan berwarna kuning hingga merah. Jika dilihat dari atas ke bawah diperkirakan batuan yang berwarna merah hingga kuning adalah batuan penudung atau di dalam sistem panasbumi disebut dengan cap rocks. Pada beberapa bagian
lapisan batuan ini mencapai kedalaman sekitar 2500 m dibawah permukaan tanah, sedangkan lapisan dibawahnya adalah lapisan batuan yang memiliki nilai resistivitas lebih kecil dari 600 Ω. Susunan batuan ini diperkirakan merupakan susunan batuan reservoir dimana pada lapisan inilah uap yang dihasilkan dari batuan panas pada inti bumi berada. Ketersediaan air tanah serta struktur geologis patahan/sesar yang ada disisi kanan dan kiri serta adanya batuan penudung, energi panas yang berupa uap dapat tersimpan dilapisan batuan reservoir jika tidak ada kemungkinan natural heat loss lainnya. Lapisan yang diduga merupakan sistem reservoir ini terdapat di kedalaman 1000-3000 m. Pada lapisan selanjutnya ataulapisan paling bawah pada sistem panasbumi terdapat lapisan batuan yang bersifat paling resistif diantara lapisan-lapisan lainnya, lapisan ini ditunjukkan dengan warna biru hingga ungu, diperkirakan lapisan ini memiliki nilai resistivitas lebih besar dari 1000 Ω. Lapisan batuan ini diduga merupakan lapisan batuan penghasil panas dalam sistem panasbumi yang disebut dengan source rock atau heat source. Batuan heat source pada daerah penelitian merupakan kolaborasi dari sistem batuan dasar gunung api IyangArgopuro dan gunung api Lamongan dimana sifat batuannya sangat kompak dan berumur sangat tua. Lapisan batuan ini diperkirakan terletak pada kedalaman 3000-5500 m dari permukaan tanah.
terdiri dari beberapa susunan lapisan batuan berikut: Lapisanbatuanpenudung (cap rocks) merupakan lapisan batuan sistem panasbumi yang berfungsi sebagai penghalang uap panas yang terakumulasi dalam lapisan batuan reservoir agar tidak keluar ke permukaan secara langsung, lapisan ini terdapatpadalapisantanah paling dangkalhinggamencapaikedalaman 2500 m dibawahpermukaantanahdanpadabeberapatempatlapisanbatuaninitidakmunculkarenadiisidengansusunanbatuan lain yang memilikinilairesistivitassangattinggiyaitupadadaerahantaratitik ke-5 dengantitikke-6dantitik ke-8 dengantitikke-9. Lapisanbatuan reservoir merupakan lapisan dimana uap dan air panas terakumulasi, lapisan ini terdapatpadakedalamanantara 1000 m hingga 3000 m dibawahpermukaantanah. Lapisanbatuansource rocksatau heat source merupakan lapisan penghasil panas dalam sistem panasbumi, lapisan ini diperkirakanterletakantarakedalaman 3000 m hinggamencapaikedalaman 5500 m dibawahpermukaantanah. 2. Nilai resistivitas batuan penyusun sistem panasbumi daerah penelitian panasbumi Probolinggo ini yaitu: Pada lapisan batuan penudung (cap rocks) nilai resistivitas batuannya diperkirakan lebih kecil dari 33Ω. Pada lapisan batuan reservoir diperkirakan nilai resistivitas batuannya kurang dari 600 Ω. Sedangkan yang memilikinilairesistivitas paling tinggidiantaralapisanbatuan yang lainnyaadalah batuan dimana sumber panas tersebut berada yaitu batuan source rocks atau heat
KESIMPULAN Berdasarkanhasilperolehan data, pengolahan data daninterpretasi yang telahdilakukan di daerahpenelitianmenggunakanmetodemagnetotelurikdapatdisimpul kanbahwa: 1. Karakteristik struktur litologi daerah panasbumi Probolinggo memiliki ciri morfologi dikelilingi banyak danau maar dan terdapat manifestasi berupa sumber air panas (hot springs). Struktur litologi daerah penelitian
4
source yang diperkirakanmemilikinilai resistivitaslebih besar dari 1000 Ω.
Gaffar, Eddy Z. 2011. Laporan Teknis Survey Magnetotelurik. Bandung: Pusat Penelitian Geoteknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Munoz, Gerard. 2013. Exploring for Geothermal Resources with Electromagnetic Methods. Springer Science+Bussines Media Dordrecht, Surv Geophys 35 : 101122 DOI 10.1007/s 107 12-0139236-0. Haerudin, Nandi dkk.2009. AnalisisReservoar Daerah PotensiPanasbumiGunungRajabasaKaliandadenganMetodeTahananJenisdanGeotermometer.Jurnal ILMU DASAR, Vol. 10 No. 2, Juli2009 : 141-146. Istighfaroh, Laelahdkk.IdentifikasiJenisBatuanBaw ahPermukaan Daerah Sumber Air PanasdenganMenggunakanMetodeGeolistrik (StudiKasusPanasBumi Daerah Tiris, KabupatenProbolinggoJawaTimur).JurusanFisika, Fakultas MIPA, UniversitasBrawijaya Malang. Kadir, Tri Virgantoro Salahudin. 2011. Metode Magnetotelluric (MT) Untuk Eksplorasi Panasbumi Daerah Lili, Sulawesi Barat dengan Data Pendukung Metode Gravitasi. Skrispsi Tidak Diterbitkan. Kekhususan Geofisika, Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia. Karyanto, dkk. 2011. Identifikasi Zona Konduktif di Daerah Prospek Panas Bumi Larike Ambon Maluku. J. Sains MIPA, Agustus 2011, Vol. 17, No. 2, Hal: 67–74 ISSN 19781873. Lienau, P. J. 1994. Reference Book of Geothermal Direct Use. U.S Department of Energy, Geothermal Division. Nawir, Muhammad. 2011. Pemanfaatan Energi Panas Bumi sebagai Potensi Penyedia Tenaga Listrik Regional
DAFTAR RUJUKAN Adhi, Pribadi dkk. 2011. Metode Tahanan Jenis Konfigurasi Wenner. Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia. Badan Standarisasi Nasional Indonesia (BSNI). 1998. Klasifikasi Potensi Energi Panasbumi di Indonesia. STANDAR NASIONAL INDONESIA SNI 13-5012-1998 ICS 73.020. Broto, Surdaryo. 2008. Pengolahan Data Geolistrik dengan Metode Schlumberger. TEKNIK–Vol 29 No. 2 ISSN 0852 – 1697. Diskominfo. 2011. Jatim Siap Tenderkan Titik Baru Sumber Energi Panasbumi. (www.kominfo.jatimprov.go.id) Diakses pada 21 April 2014. Fantaye, Tamrat. 2010. Magnetotelluric and Transient Electromagnetic Methods in Geothermal Exploration with Examples from the Krýsuvík Area, SW-Iceland. United Nations University, Geothermal Training Programme, Orkustofnun, Grensásvegur 9, Number 12 IS-108 Reykjavík, Number 12. Fernania, Nella dkk. Identifikasi Litologi Daerah Panasbumi Tiris Probolinggo Berdasarkan Metode Magnetik. Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya Malang. Gaffar, Eddy dkk. 2007. Studi Geofisika Terpadu di Lereng Selatan G. Ungaran, Jawa Tengah, dan Implikasinya Terhadap Struktur Panasbumi. JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 – 118.
5
Sulawesi. Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 12, No. 39. Pendowo, B dan Samodra, H. 1997. Peta Geologi Lembar Besuki Jawa. Edisi Kedua. Puslitbang Geologi. Rakhmanto, Fajar dkk. 2011. ERT (Electrical Resistance Tomography) Sumber Air Panas Cangar Komplek Gunung Arjuno– Welirang. Jurusan Fisika, Pascasarjana, Universitas Brawijaya Malang. Santoso, Djoko. Pengantar Teknik Geofisika. Penerbit ITB. Saptadji, Nenny. Energi Panas Bumi (Geothermal Energy. Bandung: ITB. Setyaningsih, Wahyu. 2011. Potensi Lapangan Panas Bumi Gedongsongo Sebagai Sumber Energi Alternatif dan Penunjang Perekonomian Daerah. Jurnal Geografi, Unnes. Suharsono dan Suwarti, T. 1992. Peta Geologi Lembar Probolinggo, Jawa. Puslitbang Geologi. Sukhyar, dr. 2008. Pertemuan Badan Geologi dengan Panas Bumi Republik Indonesia 5 September 2008. Jakarta. Sulistyarini, Ika Yulia. 2011. Aplikasi Metode Geolistrik dalam Survey Potensi Hidrothermal (Studi Kasus: Sekitar Sumber Air Panas Kasinan Pesanggrahan Batu). Jurusan Fisika, UIN Maulana Malik Ibrahim Malang. Suparno, Supriyanto. 2009. ENERGI PANAS BUMI–A Present From the Hearth of the Earth. DepartemenFisika, FMIPA, Universitas Indonesia. Telford, W.M. 2004. APPLIED GEOPHYSICS, Second Edition. Shahrood University. USGS. 1997. Active Volcanoes, Plate Tectonics and the ‘Ring of Fire’. (http://vulcan.wr.usgs.gov/Glossary /PlateTectonics/Maps/map_plate_te
ctonics_world) Diakses pada 19 Maret 2014. www.translate-latin.com. Diakses pada 20 April 2014 Yulia, Tikadkk.PendugaanJenisBatuandi Daerah PanasbumiTirisKabupatenProbolinggoJawaTimurBerdasarkanAnomali Gayaberat.JurusanFisika, Fakultas MIPA, UniversitasBrawijaya Malang.
6
