PEMODELAN 2-D MAGNETOTELLURIK PADA SISTEM PANASBUMI AREA “PARKIR”, KABUPATEN OKU SELATAN, SUMATERA SELATAN

7/26/2019 PEMODELAN 2-D MAGNETOTELLURIK PADA SISTEM PANASBUMI AREA PARKIR, KABUPATEN OKU SELATAN, SUMATER

1/13

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Tektonik Area Penelitian

Area penelitian terletak di pulau Sumatera yang merupakan bagian dari

busur kontinen Sunda-Banda dan terletak dekat dengan pertemuan antara lempeng

Indo-Australia dengan lempeng Eurasia (gambar 2.1). Lempeng Indo-Australia

bergerak ke arah utara menunjam (subduksi) di bawah lempeng Eurasia yang relatif

diam dengan kecepatan rata-rata 6 cm/tahun (Hamilton, 1979). Walaupun sejarahpanjang dan kompleks mengenai subduksi-kolisi-riftingtelah terjadi sejak 250 juta

tahun yang lalu, geometri subduksi saat ini merupakan subduksi yang dimulai pada

20 juta tahun yang lalu (Hall, 2009). Akibat dari subduksi tersebut terbentuklah

sistem sesar Sumatera yang berarah utarabarat - selatantimur sepanjang kurang

lebih 1650 km pada sisi barat pulau Sumatera.

Sistem sesar Sumatera merupakan salah satu sesar geser terbesar di dunia di

samping sesar San Andreas di Amerika (1287 Km), sesar Anatolia di Turki

(1500 km) dan sesar Filipina (1320 Km).

Gambar 2.1. Peta Tektonik Pulau Sumatera (modifikasi dari Hall, 2009)


2/13

5

Secara umum sistem sesar Sumatera merupakan sesar geser menganan namun

cenderung berbeda dengan sesar geser besar lain. Sistem sesar Sumatera mengalami

segmentasi yang intensif berdasarkan kehadiran struktur-struktur geologi tambahan

yang dapat terbentuk pada sistem sesar geser seperti dilational/extensional step

over, contractional step over, dsb (gambar 2.2). Sieh & Natawidjaja (2000)

kemudian membagi sistem sesar Sumatera menjadi 19 segmen menggunakan foto

udara dan peta geologi skala regional.

Gambar 2.2. Struktur tambahan yang dapat terbentuk pada sesar geser (Anonim, 2015)

Berdasarkan pembagian tersebut area penelitian merupakan bagian dari

segmen Kumering, sekitar 20 km ke arah utarabarat dari danau Ranau yang terletak

di tengah segmen Kumering (gambar 2.3). Segmen Kumering di sebelah selatan

dibatasi oleh struktur extensional/dilational step over yang dicirikan dengan

morfologi berupa lembah yang memiliki kenampakan geometri pull-apart basin

dan secara geografis disebut lembah Suoh. Segmen Kumering di sebelah utara

dibatasi oleh contractional step overyang dicirikan oleh pegunungan antiklin.

Pada lembah Suoh terdapat suatu area panas bumi yang proses

terbentuknya berhubungan dengan sifat dari struktur extensional step over.Struktur

tersebut bersifat membuka dan menghasilkan permeabilitias tinggi sehingga dapat

melewatkan magma dari pelelehan sebagian yang terjadi di mantel bagian atas


3/13

6

untuk naik sampai ke kerak bagian atas, mengaktifkan vulkanisme dan membentuk

sistem panas bumi.

Bellier dan Sebrier (1994) berpendapat bahwa danau Ranau merupakan

suatu kaldera yang terbentuk akibat runtuhnya suatu gunung api. Pendapat tersebut

berdasarkan kehadiran aliran piroklastik yang ekstensif di sekitar danau. Gunung

api yang membentuk danau Ranau diduga berhubungan dengan pull-apart basin

yang saat ini sudah punah akibat terbentuknya sesar baru di tengahpull-part basin.

Strukturpull-aparttersebut sebenarnya cenderung sulit diidentifikasi pada model

elevasi digital namun pendapat tersebut mengacu pada fakta bahwa beberapa

kaldera yang terbentuk di Sumatera (danau Singkarak, danau Toba dan danau

Pasumah) memiliki kenampakan geometri pull-apart basin. Selain itu, 9 dari 50

gunung api yang terdapat di Sumatera juga terbentuk padapull-apart basin.

Area penelitian yang berada di sebelah utara danau Ranau tidak memiliki

kenampakan geometri pull-apart basin yang jelas seperti pada area panas bumi

Suoh namun jejak extensional bend dapat diamati pada model elevasi digital.

Elevasi rata-rata area penelitian juga lebih rendah (zona depresi) dibandingkan

dengan segmen Kumering yang berada di sebelah selatan danau Ranau. Beberapa

satuan lava juga ditemukan di area penelitian (sub-bab II.2) dimana satuan lava di

area penelitian memiliki umur yang tidak jauh berbeda dengan umur batuan

piroklastik yang berasal dari letusan gunung api purba yang membentuk danau

Ranau (gambar 2.4). Berdasarkan fakta-fakta tersebut, penulis menduga bahwa area

penelitian merupakan kemenerusan dari pull-apart basin yang sudah punah seperti

yang digambarkan oleh Bellier dan Sebrier.

Jejak magmatisme termuda pada area penelitian yang berupa batuan beku

adalah satuan lava Tebatgayat yang berumur sekitar 0,4 0,2 juta tahun. Jejak

magmatisme pada area penelitian termasuk kategori punah namun masih memiliki

potensi adanya magma di kedalaman yang ditunjukkan oleh data geokimia air panas

(sub-bab II.4). Sebagai perbandingan, area panas bumi Amiata, Italia juga berkaitan

dengan jejak magmatisme yang sudah punah (0,3 juta tahun) namun masih

menyimpan magma pada kedalaman 6 Km yang berperan sebagai sumber panas

pada lapangan panas bumi Larderello (Volpi et al, 2003).


4/13

7

Gambar 2.3. Model elevasi digital sistem sesar Sumatera segmen Kumering.

II.3 Pola Struktur Geologi Lokal-Regional

Pola struktur geologi area penelitian didominasi oleh struktur dengan arah

utarabarat-selatantimur yang merupakan bagian utama dari sistem sesar Sumatera

dan extensional bendyang membelok seperti yang telah disebutkan pada sub-bab

sebelumnya. Terdapat juga pola berarah utara-selatan dan utaratimur-selatanbarat.

Pola struktur yang menyudut dari sesar utama dalam kajian geologi struktur disebut

dengan Subsidiary Faults, yaitu sesar tambahan yang terbentuk setelah sesar utama

(gambar 2.5).

Keberadaan sesar-sesar tersebut dapat menjadi jalur bagi fluida panas bumi

untuk naik ke permukaan dan menjadi jalur bagi air meteorik untuk mengisi

reservoir panas bumi. Sesar-sesar tersebut juga dapat menjadi segel bagi fluida

hidrotermal di dalam reservoir agar tidak naik ke permukaan tergantung dari

mekanisme dan proses geologi yang terjadi setelah terbentuknya sesar. Sesar yang

terbentuk oleh gaya yang bersifat ekstensi akan cenderung permeabel, sedangkan

yang terbentuk oleh gaya yang bersifat kompresi akan cenderung bersifat

impermeabel.


5/13

8

II.2 Stratigrafi Area Penelitian

Batuan penyusun di area penelitian di dominasi oleh batuan vulkanik danbatuan sedimen klastik yang berumur Tersier hingga Kuarter (gambar 2.4). Batuan

termuda yang diperoleh dari analisis umur batuan dengan metode jejak belah adalah

satuan lava Tebat Gayat yang berada pada kisaran umur 0,4 0,2 juta tahun yang

lalu atau pada Kala Plistosen. Komposisi dari lava pada area penelitian secara

umum adalah andesit-basaltik mencirikan batuan beku yang berasal dari magma

yang bersifat intermediet-basalt sedangkan batuan piroklastik berasal dari letusan

gunung api purba yang membentuk danau Ranau. Berdasarkan satuan litologi dan

deformasi yang intensif pada area penelitian maka diperkirakan batupasir, batuan

piroklastik serta batuan vulkanik yang terdeformasi dapat menjadi reservoirpanas

bumi (Kusnadi et al, 2011) Litologi yang dilewati oleh lintasan titik pengukuran

dari barat ke timur antara lain: Lava bengkok yang berumur Plistosen, Breksi

Piroklastik Tua yang berumur Oligo-Miosen, Piroklastik jatuhan Ranau yang

berumur Pliosen-Plistosen, lava Akar Jangkang yang berumur Oligo-Miosen,

Piroklastik Sapatuhu yang berumur Pliosen dan Batupasir yang berumur Oligo-

Miosen (gambar 2.5).

Gambar 2.4. Kolom Stratigrafi Area Penelitian (Kusnadi et al, 2011).


6/13

9

II.4 Manifestasi Panas Bumi di Area Penelitian

Manifestasi panas bumi yang terdapat pada area penelitian berupa 3 mataair panas dan mineral alterasi namun pada peta sekilas hanya terlihat 1 mata air

panas disebabkan jarak antar mata air panas yang jauh lebih kecil dibandingkan

skala peta. Mata air panas 1 bersuhu 92,5C dengan pH 9,43. Mata air panas 2

bersuhu 89,3C dengan pH 9,47. Mata air panas 3 bersuhu lebih rendah 40,2C

dengan pH 8,38. Analisis geokimia Cl-HCO3-SO4 menunjukkan mata air panas 1

merupakan tipe klorida sulfat, mata air panas 2 tipe klorida bikarbonat serta mata

air panas 3 tipe bikarbonat (gambar 2.5.a). Analisis Cl-Li-B menunjukkan ketiga

mata air panas terbentuk pada lingkungan vulkanik (gambar tidak tersedia).

Analisis Na-K-Mg menunjukkan ketiga mata air panas berada pada kesetimbangan

sebagian sehingga perhitungan geotemometer kurang bisa diandalkan untuk

mencerminkan temperatur pada reservoir dalam (gambar 2.5.b). Analisis isotop

D vs 18O serta kandungan F- (kemungkinan dari gas HF) menunjukkan ketiga

mata air panas merupakan air yang berasal dari magma namun mata air panas 2 dan

3 terletak sangat dekat dengan garis air meteorik mengindikasikan pencampuran

dengan air meteorik yang tinggi (gambar 2.5.c). Hasil dari berbagai analisis

geokimia tersebut mengindikasikan bahwa pasokan fluida terbesar dari mata air

panas berasal dari air meteorik namun diperkirakan terdapat pula fluida yang

berasal dari magma (juvenile) dalam proporsi yang kecil (Kusnadi et al, 2011).

Walaupun mineral pada air panas kurang dapat diandalkan untuk

menggambarkan temperatur reservoir, mineral alterasi menunjukkan hasil yang

lebih jelas. Keberadaan mineral haloysit, montmorilonit/smektit dan paligorskit

menunjukkan bahwa pembentukan mineral alterasi berada dalam kondisi

temperatur yang berkisar antara 70-200C dengan pH fluida yang netral, umumnya

terbentuk pada zona argilik sedangkan mineral klorit menunjukkan pembentukan

mineral dengan suhu yang cukup tinggi (250C) pada pH netral, biasanya terbentuk

pada zona phillik. Kehadiran mineral pirophilit menunjukan pembentukan mineral

alterasi pada temperatur yang cukup tinggi (200C) dengan pH asam, biasanya

terbentuk pada zona argilik lanjut (Kusnadi et al, 2011).


7/13

10

(a)

(b)


8/13

11

Gambar 2.5. (a) Plot diagram Cl-HCO3-SO4. (b) Plot diagram k-Na-Mg.

(c) Plot isotop D vs 18O (Kusnadi et al, 2011). APL, APS, APKB,

APAR, berada di luar area penelitian.

II.5 Penelitian Geofisika pada Sistem Panas Bumi Tipe Vulkanik

II.5.1. Penelitian geofisika di area penelitian

Menurut Hadi et al.(2011), terdapat anomali residual gravitasi dengan nilai

(-6)(-24) mGal dan memiliki orientasi cenderung parallel terhadap sistem sesar

Sumatera yaitu utarabarat selatantimur dan cenderung tegak lurus terhadap sistem

sesar Sumatera (gambar 2.6). Anomali gravitasi negatif dapat disebabkan oleh

batuan teralterasi dan atau kehadiran fluida pada batuan yang menyebabkan

densitas total batuan menjadi lebih rendah dibandingkan batuan di sekitarnya. Hasil

penelitian-penelitian tersebut baik geofisika maupun geokimia selanjutnya akan

dijadikan acuan pada interpretasi model resisitivitas 2-D MT.


9/13

12

Gambar 2.6. Peta kompilasi geosains area penelitian (modifikasi dari Kusnadi et al., Hadi et al, 2011)


10/13

13

II.5.2. Nilai resistivitas pada reservoirpanas bumi tipe vulkanik

Caldwell et al.(1986) menunjukkan bahwa nilai resistivitas pada reservoirpanas bumi tipe vulkanik lebih banyak dipengaruhi oleh jenis dan kandungan

mineral lempung alterasi yang mengganti komposisi matriks batuan ketimbang

kandungan air dan salinitas air. Nilai resistivitas rendah (


11/13

14

dan Dresen, 2008). Data dari pengukuran fluks CO2menghasilkan nilai gradien

temperatur sebesar 520C/km di bawah batuan dasar sehingga pada kedalaman

sekitar 4,5 km (1 km dari nilai cut-off kedalaman gempa) sudah memungkinkan

temperatur untuk terjadinya pelelehan sebagian (Bertrand et al, 2015).

Gambar 2.7. Diagramfencedari pemodelan resistivitas 3-D zona vulkanik Taupo

(Bertrand et al., 2015).


12/13

15

Gambar 2.8. Profil lapangan Rotokawa yang ditumpuk dengan kedalaman gempa mikro

(Bertrand et al., 2015).

Profil resistivitas yang ditumpuk dengan kontur isothermal serta zonasi tipe

alterasi berdasarkan data sumur pengeboran telah dilakukan pada lapangan Ohaaki

(gambar 2.9). Nilai resistivitas rendah dibawah 10 -m bersesuaian dengan zona

alterasi perlapisan smektit-illit dan kontur isothermal200C. Nilai resistivitas lebih

dari 10 -m bersesuaian dengan zona alterasi illit serta epidot. Kedua tipe alterasi

tersebut bersesuaian dengan temperatur lebih dari 200C (Mroczek et al, 2016).

Gambar 2.9. Profil resistivitas pada lapangan Ohaaki yang ditumpuk dengan kontur

isothermal dan tipe alterasi berdasarkan data sumur pengeboran(Mroczek et al, 2016).


13/13

16

Gambar 2.10.Rose Diagram geoelectric strikeyang diperoleh dengan menggunakan metode

fase tensor untuk seluruh frekuensi dan seluruh titik pengukuran pada zona vulkanik Taupo(Bertrand et al, 2015).

Documents

PEMODELAN 2-D MAGNETOTELLURIK PADA SISTEM PANASBUMI AREA “PARKIR”, KABUPATEN OKU SELATAN, SUMATERA SELATAN