SURVEI TERPADU GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELLURIK (AMT)

DAERAH PANAS BUMI PANTAR, KABUPATEN ALOR,

PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR

Tony Rahadinata, Iqbal Takodama

Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi

SARI

Daerah panas bumi Pulau Pantar berada di wilayah Kabupaten Alor, Propinsi Nusa

Tenggara Timur. Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan manifestasi

panas bumi berupa air panas dan tanah panas dengan temperatur 40 - 98 0C. Survei Terpadu

merupakan kelanjutan dari survei pendahuluan panas bumi di Pulau Pantar yang dilakukan

pada tahun 2001.

Hasil survei gaya berat memperlihatkan adanya sebaran densitas tinggi (>9 MGal)

yang meyebar mulai dari puncak Gunung Sirung sampai ke arah air panas Airmama. Pola

anomali tinggi ini membentuk kelurusan berarah baratdaya – timurlaut yang melewati

beberapa manifestasi panas bumi di permukaan, dan diduga sebagai respon dari batuan

pembawa panas. Hasil AMT memperlihatkan adanya sebaran tahanan jenis rendah (< 5

Ohmm) hampir di seluruh area penyelidikan, nilai rendah ini diduga merupakan respon dari

litologi jatuhan/aliran piroklastik dan sebagian dari batuan ubahan. Nilai tahanan jenis sedang

(20- 50 Ohmm) muncul di bawah nilai tahanan jenis rendah di sekitar keberadaan manifestasi

panas bumi Airmama dan Gunung Sirung, yang menggambarkan keberadaan reservoir mulai

pada kedalaman 1000 meter. Lokasi kemunculan nilai tahanan jenis sedang ini sama dengan

kemunculan anomali tinggi pada metode gaya berat, sehingga lokasi tersebut diinterpretasikan

sebagai sistem panas bumi daerah Pulau Pantar.

Area keprospekan di daerah panas bumi Pulau Pantar berdasarkan anomali geofisika

berada di antara Gunung Sirung dan memanjang sampai ke arah manifestasi Airmama

dengan luas 20 km2 dan potensi sebesar 127 MWe pada kelas cadangan terduga.

PENDAHULUAN

Pulau Pantar secara adiminstratif

berada di Kabupaten Alor, Provinsi Nusa

Tenggara Timur (gambar 1). Pulau Pantar

berada di sebelah barat dari Pulau Alor yang

merupakan pulau utama dari Kabupaten Alor.

Di Pulau Pantar ini terdapat gunung Sirung

yang merupakan gunung api yang masih aktif

sehingga membuat Pulau Pantar menjadi

daerah yang menarik untuk dilakukan

penelitian mengenai potensi panas buminya.

Penyelidikan pendahuluan geologi

dan geokimia untuk potensi panas bumi di

Pulau Pantar telah dilakukan pada tahun

2011 yang menemukan beberapa

manifestasi panas bumi seperti mata air

panas, tanah panas hingga fumarol. Survei

gaya berat dan audiomagnetotellurik telah

dilaksanakan pada tahun 2015 dengan

maksud untuk mendapatkan data bawah

permukaan yang berkaitan dengan

keprospekkan panas bumi (letak, delienasi,

dan potensi) di daerah Pantar.

Geologi Daerah Penyelidikan

Aktivitas vulkanik tua berumur Tersier

Akhir terjadi di daerah Pantar pada periode

Tektonik Plio-Plistosen (Koesumadinata;

1990) yang menunjukkan bahwa batuan

vulkanik Nampak di bagian timur hingga ke

utara dan barat areal penelitian yang

menghasilkan sesar normal dengan arah

utara-selatan.

Stratigrafi daerah penyelidikan

berdasarkan Nurhadi dkk (2015) dari umur

tua hingga muda tersusun atas satuan

vulkanik tua Kongmauwas yang terdapat di

bagian timur, didominasi oleh lava basalt

kehitaman yang ditindih oleh jatuhan

piroklastik (gambar 2). Kemudian satuan

vulkanik tua Kalondama yang berada di

bagian baratlaut yang tersusun oleh lava

andesit dan aliran piroklastik. Di tengah area

penyelidikan terdapat satuan batu gamping

yang menindih vulkanik Kongmauwas.

Satuan vulkanik Boyali berada di lereng dari

tubuh Sirung tua yang terbentuk sebelum

erupsi besar dari pembentukan kaldera

Sirung yang tersusun oleh lava Boyali 1 dan

2 serta aliran piroklastik. Kemudian satuan

lava Mauta yang menempati bagian selatan

dari kaldera Sirung dengan ketinggian

mencapai 1000 mdpl. Satuan vulkanik

Sirung tua yang tersusun dari lava sirung tua

1 dan 2 serta aliran piroklastik sirung tua 1

dan 2 menempati bagian utara hingga ke

timur daerah penelitian.

METODE DAN TEORI

Metode geofisika yang digunakan

yaitu metode gaya berat dan

audiomagnetotellurik (AMT). Metode gaya

berat digunakan untuk mencari informasi

bawah permukaan berdasarkan variasi dari

nilai densitas batuan sedangkan metode

AMT berdasarkan variasi nilai tahanan jenis

batuan. Kedua metode tersebut diharapkan

dapat memberikan gambaran mengenai

struktur bawah permukaan yang

berhubungan dengan sistem panas bumi.

a) Gaya Berat

Metode ini adalah metode yang

memanfaatkan medan potensial yang

didasarkan pada perbedaan gaya gravitasi

akibat adanya perbedaan densitas batuan di

bawah permukaan.

Pengukuran titik gaya berat dilakukan

dengan metode poligon tertutup, artinya

mengukur di suatu titik kemudian dilanjutkan

ke titik lainnya dan kembali mengukur di titik

awal. Titik awal dan akhir tersebut pada

penyelidikan gaya berat disebut dengan

stasiun basis/base station (BS).

Data yang didapat dalam pengukuran

kemudian dikoreksi untuk mendapatkan nilai

anomali bouguer. Anomali bouguer adalah

anomali gaya berat yang telah mengalami

koreksi waktu (drift, tidal), koreksi topografi

(Bouguer, udara bebas, terrain) dan koreksi

gaya berat normal. Kemudian anomali

bouguer tersebut di-filter untuk mendapakan

anomali regional dan residual.

Pemodelan data gaya berat dilakukan

dengan menggunakan inversi 3D yang

tersedia dalam perangkat lunak Grablox dari

Pirttijarvi (2004). Program tersebut

menggabungkan dua metode inversi, yaitu

Singular Value Decomposition (SVD) dan

inversi Occam (Hjelt, 1992).

b) AMT

Metode ini memanfaatkan medan

elektromagnet alam pada rentang frekuensi

0.1 – 10000 Hz. Medan EM (medan magnet

dan medan listrik) diukur secara bersamaan

pada rentang waktu tertentu. Hubungan

antara medan listrik dan medan magnet

tersebut menghasilkan nilai tahanan jenis

semu dan phase.

Nilai tahanan jenis semu dihitung

berdasarkan perbandingan antara medan

listrik dan medan magnet yang dikenal

dengan persamaan Cagniard, yang

dihasilkan dari persamaan Maxwell dengan

asumsi gelombang bidang. Tahanan jenis

semu terdiri dari dua buah kurva, yaitu kurva

Rho-xy dan kurva Rho-yx.

Pengukuran titik AMT dilakukan pada

titik-titik ukur yang telah ditentukan.

Kemudian dilakukan setting pengukuran dan

setelah siap baru dilakukan pengukuran data.

Pengukuran data dilakukan dengan tiga

band, band 1 dengan range frekuensi antara

256-8192 Hz, band 2 dengan range frekuensi

3-192 Hz dan band 3 dengan range frekuensi

0.09-8 Hz. Setelah data tersebut diperoleh,

kemudian dilakukan quality control (QC)

dengan menggunakan perangkat lunak

MTEdit. Kemudian jika dirasa sudah bagus

datanya, kemudian dilakukan pemodelan

data menggunakan perangkat lunak

WingLink untuk mendapatkan model

penampang 2D dan sebaran tahanan jenis

pada berbagai kedalaman.

HASIL PENYELIDIKAN

A. Gaya Berat

Pengukuran gaya berat dilakukan

dengan menggunakan alat Gravimeter CG-5

dengan jumlah titik sebanyak 204 titik yang

tersebar melingkupi manifestasi panas bumi.

Jarak antar titik gaya berat berkisar antara

500-1000 meter disesuaikan dengan kondisi

geologi maupun kondisi medan dan akses

jalan. Di sekitar manifestasi berjarak 500

meter dan semakin menjauh dari manifestasi

semakin menjauh juga jarak antar titik hingga

1000 meter. (gambar 3)

Perhitungan densitas dari beberapa

sampel batuan yang diambil dilakukan guna

untuk melakukan interpretasi secara kualitatif

maupun kuantitatif. Nilai densitas tertinggi

terdapat pada produk vulkanik berupa lava

(2.07 – 2.69 gr/cm3) dan terendah pada

jatuhan/aliran piroklastik sebesar 1.25

gr/cm3. Nilai ini juga digunakan sebagai

pembanding pada perhitungan densitas

dengan menggunakan metode Parasnis.

Namun pada pengolahan data, nilai densitas

dari metode Parasnis yang digunakan karena

hasil sampel batuan menunjukkan range

densitas yang terlalu tinggi.

Anomali Bouguer memperlihatkan

rentang nilai anomali 116 – 148 mGal yang

membentuk pola klosur anomali rendah

dibagian barat (gambar 4). Pola ini

kemungkinan dipengaruhi oleh keberadaan

jatuhan/aliran piroklastik di bagian barat. Tren

anomali menunjukkan nilai tinggi di bagian

selatan dan merendah kea rah utara. Anomali

tinggi di bagian selatan dipengaruhi oleh

produk lava dari Sirung dan Beang.

Tren anomali regional

memperlihatkan nilai rendah dibagian

baratlaut dan meninggi ke arah selatan dan

timurlaut. Korelasi antara anolmali regional

dengan struktur geologi sangat dekat yang

didominasi oleh sesar berarah utara-selatan,

Nilai anomali sisa memperlihatkan

rentang nilai antara -13 sampai 18 mGal yang

membentuk pola hamper mirip dengan pola

anomali Bouguer. Liniasi masih berarah umu

baratdaya-timurlaut yang selaras dengan

struktur pengontrol kemunculan manifestasi

panas bumi. Di bagian barat terlihat pola

memperlihatkan struktur berarah utara-

selatan. Zona anomali tinggi (>9 mGal)

membentuk pola yang menyebar ke arah

timurlaut dari puncak Gunung Sirung hingga

ke arah air panas Airmama. Nilai anomali

rendah dibagian barat diduga merupakan

respons dari jatuhan/aliran piroklastik.

Model gaya berat dibuat dari nilai

anomali Bouguer komplit yang memotong

struktur yang diperkirakan dan manifestasi

panas bumi (gambar 5) terdiri dari lintasan

2,3 dan 4 (selaras dengan lintasan AMT)

berarah barat-timur. Densitas dasar yang

digunakan dalam pemodelan adalah 2.4

gr/cm3. Ketiga model tersebut

memperlihatkan adanya nilai densitas tinggi

di bagian tengah yang diduga sebagai batuan

pembawa panas. Semakin keutara, zona

tinggi ini posisinya bergerak ke arah timur

yang sesuai dengan pola anomali residual

dimana zona tinggi menyebar ke arah

timurlaut. Zona tinggi ini diapit oleh nilai

densitas rendah-sedang di sebelah barat dan

timurnya. Zona ini diperkirakan sebagai

respon dari lava produk gunung Sirung dan

Beang serta jatuhan piroklastik.

B. Audiomagnetotellurik (AMT)

Jumlah titik pengukuran AMT

sebanyak 61 titik ukur dengan jarak antar titik

ukur sekitar 1000 meter. Titik-titik ini

membentuk 8 buah lintasan yang berarah

barat-timur tegak lurus dengan struktur

utama berarah utara-selatan dengan jarak

antar lintasan 1000 meter. Pengukuran ini

menggunakan alat Zonge Multifunction 24-

bit.

Peta tahanan jenis semu dibuat pada

frekuensi 1000, 100, 10 , 1 dan 0.2 Hz

(gambar 6). Nilai tahanan jenis tinggi berada

di bagian selata dan timur yang diduga

merupakan respon dari batuan vulkanik. Nilai

tersebut semakin merendah seiring dengan

berkurangnya frekuensi. Nilai tahanan jenis

rendah yang berada dibagian tengah

disekitar manifestasi diduga merupakan

respon dari batuan ubahan dan semakin

meluas namun meninggi nilainya seiring

berkurangnya frekuensi. Kemungkinan zona

tersebut berkaitan dengan sistem panas

bumi.

Sebaran nilai tahanan jenis

ditampilkan pada kedalaman 250, 500, 750

dan 1000 meter (gambar 7). Secara umum

nilai rendah < 10 Ohm.m dominan hampir

diseluruh area penyelidikan pada kedalaman

250 dan 500 meter. Nilai sedang 20 – 50

Ohm.m muncul di sekitar gunung Sirung dan

gunung Beang yang diduga merupakan

respon dari litologi lava. Nilai rendah disekitar

manifestasi diduga berhubungan dengan

aktivitas hidrotermal sedangkan nilai rendah

di luar itu merupakan respon dari

jatuhan/aliran piroklastik. Pada kedalaman

750 meter, nilai rendah secara umum masih

dominan dan masih diperkirakan berupa

jatuhan/aliran prioklastik. Kemudian nilai

sedang (20-50 Ohm.m) mulai muncul di

sekitar manifestasi tanah panas Puriali dan

tanah panas Beang yang membentuk kontur

terpisah. Nilai sedang ini diduga merupakan

zona transisi antara batuan ubahan dengan

reservoir. Pada kedalaman 1000 meter, nilai

sedang ini meluas dan mencakup hampir

semua manifestasi dari sisi timurlaut gunung

Sirung hingga ke air panas air mama

membentuk kontur menutup. Zona ini

diperkirakan sebagai puncak dari reservoir

sistem panas bumi Pantar.

Model lintasan AMT terdiri dari 8 buah

lintasan dari lintasan 1 hingga lintasan 8 yang

merupakan hasil inversi dari titik-titik AMT.

Lintasan 1,2,3,4 dan 5 berada di

selatan area pengukuran, memotong daerah

prospek dan masing-masing lintasan

melewati 7 s/d 9 titik pengukuran. Nilai

tahanan jenis sedang-tinggi berada di

permukaan yang diduga merupakan respon

dari satuan batuan vulkanik berupa lava.

Dibawahnya terdapat nilai tahanan jenis

rendah yang memanjang dari barat sampai

ke timur. Nilai rendah di bagian barat diduga

sebagai respon dari jatuhan/aliran piroklastik

sedangkan di bagian timur dipengaruhi oleh

intrusi air laut. Nilai tahanan jenis rendah

yang berkaitan dengan aktifitas hidrotermal

berada di bagian tengah dari kelima lintasan

tersebut. Bentuknya zona rendah ini berupa

updome sehingga diduga sebagai caprock

dari sistem panas buminya. Hal ini didukung

oleh nilai sedang dibawahnya (20-50 Ohm.m)

mulai dari kedalaman 1000 meter. Zona

sedang ini diduga merupakan zona reservoir

dari sistem panas buminya. Terdapat kontras

tahanan jenis di bagian barat dan timurnya.

Hal ini menunjukkan adanya struktur berupa

sesar puriali dan sesar pintumas sebagai

pembatas dari zona prospek panas bumi.

Lintasan 6,7 dan 8 berada di bagian

utara daerah penyelidikan dan memotong 7

s/d 8 titik pengukuran. Nilai tahanan jenis

sedang-tinggi (>20 Ohm.m) dipermukaan

merupakan respon dari satuan batuan

vulkanik berupa lava. Dibagian tengah

terdapat nilai tahanan jenis rendah (<5

Ohm.m) dan menerus kebawah yang diduga

sebagai respon dari batu gamping. Nilai

rendah dibagian timur kemungkinan

dipengaruhi oleh intrusi air laut. Nilai sedang

(20-50 Ohm.m) di bagian barat diduga

merupakan respon dari produk vulkanik tua.

PEMBAHASAN

Nilai tahanan jenis rendah kurang dari

10 Ohm.m yang berkaitan dengan aktifitas

hidrotermal pada kedalaman 500 m berada di

sekitar kemunculan manifestasi tanah panas

Airmama, Kualarau, Puriali dan Bukit Beang.

Pada kedalaman 750 m zona tersebut

menunjukkan tren meninggi di sekitar tanah

panas Puriali dan Beang dengan rentang nilai

20-50 Ohm.m dengan bentuk klosur terpisah.

Zona sedang ini diperkirakan sebagai zona

transisi antara lapisan caprock dan reservoir.

Zona ini semakin meluas hingga ke airpanas

Airmama di sebelah timurlaut pada

kedalaman 1000 meter. Kemungkinan zona

ini diperkirakan sebagai puncak dari lapisan

reservoir dari sistem panas buminya.

Kontras tahanan jenis terlihat pada

model penampang lintasan 2, 3 dan 4 pada

bagian tengah, hal ini menunjukkan adanya

struktur berupa sesar Puriali dan sesar

Pintumas. Pada zona ini terdapat zona

tahanan jenis rendah berbentuk updome

yang di bawahnya muncul tahanan jenis

sedang mulai dari kedalaman 1000 m.

Pada bagian yang sama di tengah

lintasan, batuan dengan densitas tinggi

menerobos batuan dengan densitas yang

lebih rendah. Batuan dengan nilai tinggi ini

diduga sebagai batuan pembawa panas.

Untuk model di lintasan 4 terdapat nilai

densitas rendah di atas nilai densitas tinggi

yang diduga nilai rendah ini sebagai zona

permeable sebagai tempat terperangkapnya

fluida di bawah permukaan (gambar 8).

Sistem panas bumi daerah Pantar

berada dalam lingkungan vulkanik high

terrain. Sumber panasnya berasal dari

aktifitas vulkanik yang masih aktif dengan

lapisan reservoirnya diperkirakan merupakan

batuan vulkanik tua Caprock diperkirakan

berupa batuan alterasi yang tersebar cukup

luas di sekitar manifestasi panas bumi.

Nilai tahanan jenis tinggi sebagai

indikasi batuan pembawa panas belum

terlihat dalam model AMT. Namun batuan

pembawa panas tersebut bisa ditunjukkan

oleh nilai densitas tinggi hingga kedalaman

4000 m dan mungkin bisa lebih dalam lagi.

Zona reservoir ditunjukkan oleh nilai tahanan

jenis sedang dan nilai densitas rendah

dengan puncaknya berada pada kedalaman

1000 meter.

KESIMPULAN

Daerah prospek panas bumi berada

di sebelah timurlaut dari gunung Sirung yang

meluas hingga ke daerah pintumas/ mata air

panas Airmama dengan luas sekitar 20 km2

yang melingkupi beberapa manifestasi panas

bumi. Potensi panas bumi berdasarkan

perhitungan volumetrik sebesar 127 MWe

pada kelas cadangan terduga.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih tim penulis

hantarkan kepada para staff Pusat Sumber

Daya Geologi bidang panas bumi yang telah

berperan serta dalam penulisan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standardisasi Nasional, 2000., Angka Parameter Dalam Estimasi Potensi energi panas

bumi, SNI 13- 6482- 2000.

Bemmelen, van R.W., 1949, The Geology of Indonesia, Vol. I A, The Hague. Netherlands.

Burger, H.R., 1992: Exploration Geophysics of shallow Sub Surface, Prentice Hall

Kadir, W.G.A., 2000, Eksplorasi Gaya Berat dan Magnetik, Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas

Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung

Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal

Ltd. Jakarta.

Noya, Y, dan Kusumadinata (1991): Peta Geologi Regional Lembar Pantar dan Wetar, Pusat

Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung, 1991.

Roni, T., dkk. Pemetaan Geologi Gunung api Sirung, Kabupaten Alor, Nusa Tenggara Timur,

Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Bandung.

Santoso, M. S dkk, 1976, Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas Bumi di Daerah P. Alor dan

P. Pantar, Nusa Tenggara Timur. Direktorat Vulkanologi. Bandung.

Telford, W.M. et al, 1982. Applied Geophysics. Cambridge University Press. Cambridge.

Tim Inventarisasi, (2001), Penyelidikan Pendahuluan Geologi dan Geokimia Potensi Panas

Bumi, di Pulau Pantar, Direktorat Inventarisasi Sumber daya Mineral Bandung.

Tim Survei Terpadu Geologi dan Geokimia. 2015. Survei Terpadu Geologi dan Geokimia

Panas Pumi Daerah Pantar Kabupaten Alor,Provinsi Nusa Tenggara Timur. Pusat

Sumber Daya Geologi

Wohletz, K. and Heiken, G., 1992. Volcanology and Geothermal Energy. University of

California Press, Berkeley

Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Survei

Gambar 2. Peta Geologi Daerah Pantar, Nusa Tenggara Timur (Survei Terpadu, 2015)

Gambar 3. Peta Sebaran Titik Ukur Audiomagnetotelurik dan Gaya Berat

Gambar 4. Peta Anomali Gaya Berat Daerah Pantar

Gambar 5. Pemodelan 3D Data Gaya Berat Daerah Pantar

Gambar 6. Peta Sebaran Tahanan Jenis Per Frekuensi Daerah Pantar

Gambar 7. Peta Sebaran Tahanan Jenis Beberapa Kedalaman Daerah Pantar

Gambar 8. Kompilasi Model Penampang Tahanan Jenis Dan Gaya Berat

Gambar 9. Kompilasi Geosains Daerah Pantar

Timur Barat Timur Barat