SURVEI ALIRAN PANAS - Pusat Sumber Daya Geologi

SURVEI ALIRAN PANAS (HEAT FLOW)
DAERAH PANAS BUMI AMOHOLA
KABUPATEN KONAWE SELATAN, PROVINSI SULAWESI TENGGARA
Edy Purwoto, Yuanno Rezky, Dede Iim Setiawan
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi
SARI
Daerah panas bumi Amohola secara umum berada pada tatanan geologi yang
didominasi oleh batuan Sedimen berumur Tersier dan Metamorf pra Tersier serta berada
pada administrasi daerah desa Selabangga, Kecamatan Moramo, Kabupaten Konawe
Selatan, Provinsi Sulawesi Tenggara.
Gejala panas bumi diperlihatkan oleh sejumlah manifestasi panas bumi berupa mata
air panas dengan temperatur maksimum 50oC di Amohola yang berada di tengah daerah
penyelidikan.
Temperatur dasar lubang berkisar antara 27,50 hingga 36,75 oC, dengan luas daerah
anomali mencapai ± 4,63 km2, sebaran nilai gradien temperatur permukaan berkisar antara
0,01 hingga 0,87 oC/m dengan total luas zona anomali adalah ± 5,41 km2 dan Sebaran nilai
aliran panas (heat flow) berkisar antara 0,01 hingga 0,90 W/m2 dengan total luas zona anomali
adalah ± 4,22 km2.
Hasil penghitungan aliran panas diharapkan sama dengan pola sebaran dari
temperatur dasar lubang bor dan gradien temperatur permukaan, daerah anomali berada di
sekitar manifestasi mata air panas Amohola yang diperkirakan berkaitan erat dengan aktivitas
plutonik yang masih menyimpan sisa panas dari dapur magma dan pemunculan manifestasi
ini dikontrol oleh aktivitas sesar-sesar yang berarah baratlaut-tenggara dan baratdayatimurlaut.
Hasil pengukuran temperatur dasar sumur pengamatan menunjukkan bahwa zona
anomali temperatur hanya terkonsentrasi di sekitar manifestasi mata air panas Amohola. Pola
anomali dari temperatur dasar lubang, gradien temperatur permukaan dan aliran panas
permukaan memperlihatkan adanya korelasi pada daerah di sekitar manifestasi air panas
Amohola dan berada dalam daerah prospek 3G daerah panas bumi Amohola , Kabupaten
Konawe Selatan, Provisi Sulawesi Tenggara.
PENDAHULUAN
Daerah panas bumi Amohola dipilih
sebagai salah satu daerah penyelidikan
setelah mengkaji data hasil Survei Terpadu
(Geologi, Geokimia dan Geofisika Daerah
Panas bumi Amohola pada tahun 2014),
yang menunjukan adanya prospek panas
bumi di daerah tersebut. Manifestasi panas
bumi di daerah penyelidikan berupa
pemunculan kelompok mata air panas
Amohola dengan temperatur berkisar
antara 35 - 50°C.
Secara administratif daerah panas
bumi Amohola termasuk ke dalam wilayah
Kabupaten Konawe Selatan, Provinsi
Sulawesi Tenggara (Gambar 1).
Daerah penyelidikan tersusun oleh
batuan metamorf yang berumur pra-Tersier
dan batuan sedimen Tersier dan
dikelompokkan menjadi 20 satuan batuan,
yaitu satuan batuan meta-batugamping,
satuan sekis dan sekis genesan, satuan
filit, satuan kuarsit, satuan filit dan
batusabak, satuan kalkarenit, satuan
batupasir
fosilan,
satuan
batupasir
karbonatan, satuan batupasir-batulempung
karbonatan, satuan batugamping, satuan
konglomerat, satuan batupasir karbonatan
2, satuan konglomerat karbonatan, satuan
batupasir -konglomerat karbonatan, satuan
batupasir, satuan batupasir-batulempung,
satuan
batupasir-konglomerat-breksi,
satuan batulempung, satuan batupasirkonglomerat dan endapan aluvium.
(Gambar 2).
Penyebaran manifestasi panas
bumi di daerah penyelidikan berada di
sekitar batu sedimen dan metagamping
serta alluvium yang pemunculannya
dikontrol oleh sesar-sesar normal yang
berarah baratlaut-tenggara dan baratdayatimurlaut yang membentuk zona depresi di
bagian tengah daerah Amohola.
Sedangkan manifestasi panas bumi
di
daerah
panas
bumi
Amohola
pemunculannya
pada
batuan
batu
gamping.
Pembentukan sistem panas bumi di
daerah Amohola, pendugaan sumber
panas hanya berdasarkan sejarah tektonik
yang berkembang. Pembentukan sistem
panas bumi diperkirakan dimulai pada Kala
Pliosen Akhir ketika rezim regangan akibat
gaya tarikan (tension) mulai berlangsung di
daerah penyelidikan. Proses tektonik ini
memungkinkan terangkatnya fluida magma
serta terbentuknya suatu zona permeabel
dari formasi batuan yang terkekarkan
sebagai tempat terakumulasinya magma
tersebut. Atau kemungkinan lain adalah
proses dari tektonik itu sendiri yang dapat
menimbulkan panas dan bekerja sebagai
sumber panas dalam sistem panas bumi di
daerah penyelidikan. Selanjutnya dengan
adanya struktur-struktur geologi di daerah
penyelidikan membentuk zona yang
bersifat permeabel dan merupakan
media/jalur untuk keluarnya air panas ke
permukaan.
Lapisan reservoir panas bumi
berdasarkan definisinya adalah wadah di
bawah permukaan yang bersifat sarang
dan berdaya lulus terhadap fluida, dapat
menyimpan fluida panas serta mempunyai
temperatur dan tekanan dari sistem panas
bumi. Litologi pembentuk reservoir diduga
merupakan
batuan
sedimen
yang
termalihkan, yang kaya akan rekahan dan
bersifat permeabel. Sifat permeabel itu
sendiri diakibatkan oleh rekahan yang
terbentuk akibat aktifitas struktur sesar
yang ada. Batuan penudung diperkirakan
berupa zona batuan sedimen yang kaya
akan mineral lempung sehingga memiliki
sifat tidak lulus air atau kedap air
(impermeable). Fluida pada sistem panas
bumi daerah Amohola berasal dari air
meteorik yang meresap ke bawah
permukaan dari daerah resapan kemudian
mengalami kontak dengan batuan panas di
kedalaman. Kontak antara fluida dengan
batuan pada temperatur tinggi akan
merubah sifat kimia dari fluida tersebut.
Pasokan fluida terbesar dari sistem panas
bumi berasal dari air meteorik, namun
diperkirakan terdapat pula fluida yang
berasal dari magma (juvenile) dalam
proporsi yang kecil. Untuk menjaga
pasokan air meteorik tersebut perlu dijaga
daerah resapan (recharge area) yang ada.
Temperatur
reservoir
panas
bumi
o
diperkirakan sekitar 150 C, berdasarkan
geotermometer Na-K-Ca. Nilai temperatur
tersebut diperkirakan mewakili temperatur
reservoir di daerah panas bumi Amohola.
Daerah keprospekan daerah panas
bumi Amohola diperoleh dari hasil
kompilasi geosain hasil survei geofisika
terpadu (metoda gaya berat dan AMT) dan
survei geologi dan geokimia (Yuanno dkk,
PSDG 2014). Hasil kompilasi geosain ini
dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil
keprospekan daerah panas bumi Amohola
terletak disekitar manifestasi Amohola.
Daerah panas bumi Amohola
mempunyai luas wilayah prospek sekitar 14
km2. Temperatur reservoir berdasarkan
geotermometri diduga sebesar 150°C,
sehingga temperatur cut-off sebesar
120°C. Potensi energi pada panas bumi
daerah Amohola adalah sebesar 18 Mwe
yang termasuk kedalam sumber daya
cadangan terduga berdasarkan hasil
deliniasi data AMT, gaya berat, dan data
geologi-geokimia.
METODOLOGI
Penyelidikan aliran panas ini
dimaksudkan untuk memetakan aliran
panas secara vertikal dan horizontal pada
daerah anomali dan daerah prospek di
sekitar manifestasi panas bumi dengan
mengkaji morfologi, satuan batuan, pola
struktur,
serta
mempelajari
semua
parameter geologi yang berperan dalam
pembentukan sistem panas bumi di daerah
Amohola.
Tahapan penyelidikan aliran panas
yang dilakukan, yaitu kajian literatur, hasil,
penyelidikan terpadu lapangan, dan
pengolahan
data,
serta
analisis
laboratorium.
Penyelidikan lapangan terdiri dari tahapan
pengamatan lokasi, pengeboran 5 hingga
10
meter,
pengukuran
temperatur,
pengambilan sampel dan pengolahan data
serta penghitungan aliran panas (Heat
Flow).
HASIL PENYELIDIKAN
Dalam penyelidikan aliran panas ini
pengeboran menggunakan hand auger dan
mesin bor portabel, dengan jumlah lubang
sebanyak 57 lubang bor yang mempunyai
kedalaman rata-rata antara 5 - 10 meter
dengan diameter lubang berukuran 2 ½”
(Gambar 4).
Pengukuran
Konduktivitas
Panas
Sampel Batuan/Tanah
Pengambilan contoh batuan/tanah
diambil mulai di sekitar kedalaman 5 – 10
meter dari setiap lubang dan selanjutnya
sampel batuan/tanah diseleksi untuk
keperluan analisis konduktivitas panas.
Dari
hasil
pengukuran
nilai
konduktivitas panas (k) menunjukkan
bahwa rata-rata nilai konduktivitas adalah
1,98 W/m.K
dengan kisaran nilai antara 1,03 hingga
2,89 W/m.K. Nilai konduktifitas tertinggi
berada di Amh-47 di sekitar areal
persawahan dan pemukiman penduduk
Moramo, yaitu 2,89 W/mK pada daerah
batuan sedimen, namun setelah di cek
kembali kondisi sampelnya ternyata kurang
representatif sehingga nilai pada titik
tersebut diinterpolasi dengan pengukuran
konduktifitas panas di titik lain di sekitarnya.
Nilai terendah yaitu 1,03 W/mK yang
berada di sekitar Desa Selabangga pada
satuan batuan sedimen. Nilai rata – rata
konduktifitas batuan adalah 1,98 W/mK dan
nilai standar deviasi 0,46 W/mK. Sehingga
nilai anomali ditunjukkan oleh konduktifitas
panas diatas 2,91 W/mK. (Gambar 5).
Nilai konduktifitas panas di daerah
penyelidikan berasosiasi dengan kondisi
dan lingkungan geologi disekitarnya,
semakin ke daerah tenggara selatan nilai
konduktifitas batuan semakin besar
dikarenakan jenis batuan lebih keras
(batupasir gampingan) bila dibandingkan
dengan bagian tengah daerah penyelidikan
yang didominasi oleh batuan sedimen dan
endapan permukaan.
Sebaran nilai konduktivitas panas
daerah Amohola terbagi menjadi 2 (dua)
zona yaitu zona yang mempunyai nilai
konduktivitas panas relatif tinggi dan relatif
rendah.
Daerah dengan nilai konduktivitas
panas relatif tinggi (warna merah hingga
kuning pada peta) mendominasi daerah
penyelidikan, tersebar dari sebelah barat,
selatan dan sebagian Tenggara dari
daerah penyelidikan, berasosiasi dengan
litologi berupa batuan sedimen yakni
batupasir
dan Konglomerat,
Breksi
sedimen dan aluvial. Daerah dengan nilai
konduktifitas panas relatif rendah (warna
hijau hingga biru) tersebar di utara dan
barat
daya
daerah
penyelidikan
berasosiasi dengan batugamping dan
meta-batugamping.
Sebaran Temperatur Dasar Lubang Bor
Temperatur dasar lubang berkisar
antara 27,50 hingga 36,75oC dengan ratarata 29,39oC. Nilai 27,50oC merupakan nilai
minimal temperatur yang terukur di lubang
AMH-32 yang berada didalam daerah
prospek, sedangkan 36,75oC adalah nilai
maksimum yang didapat dari dasar lubang
AMH-1 yang berada di dekat manifestasi
permukaan berupa mata air panas
Amohola.
Distribusi temperatur dasar lubang
di daerah penyelidikan terlihat pada
Gambar 6, dari hasil perhitungan statistik
dengan menggunakan grafik probabilitas
diperoleh nilai ambang atau background
sebesar 30,98oC, sehingga temperatur
yang mempunyai nilai lebih tinggi dari
30,98oC adalah temperatur anomali yang
lingkungan geologinya adalah batuan
meta-batugamping dan endapan Aluvium
yang cukup luas. Luas areal daerah
anomali temperatur dasar lubang bor
daerah Amohola ini mencapai ± 4,63 km2
(garis merah putus-putus).
Sebaran Gradien Temperatur Permukaan
Hasil landaian suhu di sekitar
daerah penyelidikan nilai tertinggi adalah
0,87 oC/m yang berada di sekitar air panas
Amohola, nilai terendah adalah 0,01 oC/m
yang berada di sekitar areal persawahan
dan pemukiman. Gradien termal rata – rata
adalah 0,06 oC/m dengan nilai background
0,19 oC/m. (Gambar 7).
Anomali gradien ditunjukkan oleh
nilai diatas background, terkonsentrasi di
sekitar air panas Amohola dengan luas
sekitar 5,41 km2 berasosiasi dengan
batuan meta batugamping di bagian utara
dan batuan sedimen dan endapan danau
bagian selatan daerah penyelidikan,
ditandai dengan (garis merah putus-putus).
Secara umum zona anomali
terdapat di bagian tengah daerah
penyelidikan yaitu di sekitar manifestasi
mataair panas Amohola termal daerah
penyelidikan menunjukan korelasi dengan
lingkungan geologi yaitu batuan sedimen
batugamping
dan
meta-batugamping
Tersier berupa skeletal (platy coral),
fragmen batugamping serta berasosiasi
juga dengan manifestasi panas bumi
berupa mata air panas Amohola.
Sebaran Aliran Panas Permukaan
Nilai aliran panas (heat flow)
permukaan daerah penyelidikan berkisar
antara 0,01 hingga 0,90 W/m2, dengan
rata-rata 0,10 W/m2 dengan nilai
background 0,26W/m2 dan sebaran nilai
aliran panas (heat flow) permukaan di
lokasi penyelidikan.
Pola aliran panas yang dibentuk
sebagai hasil interpolasi data sangat mirip
dengan pola distribusi gradien termal,
sehingga pola tersebut juga diasosiasikan
dengan litologi setempat dimana semakin
dekat ke arah air panas, nilai aliran panas
memiliki nilai yang lebih tinggi.
Pembagian nilai anomali aliran
panas terkonsentrasi di dua tempat yang
berasosiasi
dengan
munculnya
manifestasi. Di bagian utara sekitar air
panas Amohola luas daerah anomali
sekitar 4,22 km2. zona ini berasosiasi
lingkungan geologi batuan Sedimen
berupa
meta-batugamping
dan
Batugamping, (garis merah putus-putus
dapat terlihat pada Gambar 8.
Survei
aliran
panas
yang
dilaksanakan
hanya
dilakukan
di
permukaan saja, maka nilai aliran panas
yang dihasilkan hanya merepresentasikan
nilai aliran panas permukaan dan tidak
menggambarkan aliran panas di bawah
permukaan.
PEMBAHASAN
Panas yang merambat melalui
media batuan secara konduktif dapat
merambat hingga ke permukaan dengan
asumsi media batuan tersebut seragam.
Laju aliran panas mengalir berbanding
lurus dengan ketebalan, perbedaan
temperatur, dan konduktivitas termal.
Semakin padat batuan yang berfungsi
sebagai media transfer aliran panas
biasanya transfer panas akan tertahan,
dicirikan dengan nilai konduktifitas pada
batuan yang tinggi.
Anomali yang muncul di bagian
tengah penyelidikan terkonsentrasi di
daerah air panas Amohola. Manifestasi di
Amohola muncul berupa air panas dengan
temperatur ± 50 °C berada di lingkungan
batuan meta batugamping, dan endapan
permukaan. Keadaan tersebut diakibatkan
oleh perbedaan kondisi geologi, terutama
litologi dan struktur setempat yang
mencolok
antara
batuan
meta
batugamping di utara dan batuan sedimen
yang terkekarkan di selatan.
Hasil interpolasi peta sebaran nilai
landaian suhu di kedalaman 5 m
menunjukkan pola yang sangat mirip
dengan nilai aliran panas dan keduanya
berbanding lurus. Semakin tinggi nilai
landaian suhunya semakin besar aliran
panasnya.
Berdasarkan
kompilasi
peta
landaian suhu dan aliran panas daerah
potensi berada di lokasi air panas dengan
total luas 4,22 km2 di sekitar Amohola,
masih berada di dalam batas potensi dari
survei terpadu Amohola.
Kompilasi dari metode geofisika
dengan
hasil
penyelidikan
geologi,
geokimia dan geofisika menunjukkan
adanya
kumpulan
anomali
yang
berkorelasi dengan luas prospek panas
bumi yang mencakup manifestasi panas
bumi Amohola dan memiliki luas sekitar 14
km2 dan zona anomali ini berkorelasi
dengan hampir semua zona anomali survei
aliran panas permukaan.
Hasil kompilasi dari beberapa zona
anomali yaitu, anomali gradien termal,
anomali temperatur dasar lubang, dan
anomali aliran panas serta hasil kompilasi
dari penyelidikan terdahulu (Gambar.9),
terdapat konsistensi di bagian utara daerah
penyelidikan. Konsistensi ini kemungkinan
berkaitan erat dengan aktivitas sesar-sesar
yang ada serta adanya batuan intrusif.
Secara keseluruhan hasil survei
aliran panas ini masih sangat dikontrol oleh
keberadaan manifestasi panas bumi
Amohola.
KESIMPULAN
Dari hasil survei aliran panas
permukaan
diperoleh
beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
 Dari hasil pengukuran diketahui bahwa
daerah Amohola memiliki temperatur
dasar lubang yang berkisar antara 27,50
hingga 36,75oC, dengan temperatur
tertinggi adalah 36,75oC. Nilai tertinggi
didapat dari dasar lubang AMH-01
berada di dekat manifestasi air panas
Amohola dengan luas daerah anomali
mencapai ± 4,63 km2.
 Sebaran nilai gradien temperatur
permukaan di daerah Amohola berkisar
antara 0,01 hingga 0,87oC/m dengan
total luas zona anomali adalah ± 5,41
km2.
 Sebaran nilai aliran panas (heat flow) di
daerah Amohola berkisar antara
0,01hingga 0,90 W/m2 dengan total luas
zona anomali ± 4,22 km2.
 Hasil kompilasi dari beberapa zona
anomali yaitu, anomali gradien termal,
anomali temperatur dasar lubang,
anomali aliran panas serta geosains di
daerah Amohola terdapat konsistensi
anomali yaitu di sekitar pemunculan air
panas Amohola.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih kami ucapkan
kepada semua pihak yang telah membantu
dalam pembuatan tulisan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Brouwer, H.A., 1947, Geological Exploration in nthe island of Celebes. Amsterdam, Nirth
Holand Pub. Co. Overseas Technical Cooperation Agency, 1973. Report on Geological
Survey of Central Sulawesi, Indonesia (unpubl).
Cooper, G.R.J., 2002, GeoModel Method, School of Geosciences, the Witwatersrand
Johanesburg, South Africa.
Fournier, R.O., (1981), Application of Water Geochemistry Geothermal Exploration and
Reservoir Engineering, “Geothermal System : Principles and Case Histories”. John
Willey & Sons, New York.
Giggenbach, W.F., (1988), Geothermal Solute Equilibria Deviation of Na – K - Mg – Ca Geo
Indicators, Geochemica Acta 52, 2749 – 2765.
Hamilton W., 1979. “Tectonic of Indonesia Region”, Geol.Surv.Prof.Papers,U.S.Govt.Print
Off.,Washington.
Hutchinson,C.S.,1989. “Geological Evolution of South-East Asia”, Oxford Mono. Geol.
Geoph., 13, Clarendon Press, Oxford
Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal
Ltd. Jakarta.
Mahon K., Ellis, A.J., (1977), Chemistry and Geothermal system, Academic Press, Inc.
Orlando.
Pusat Sumber Daya Geologi, 2011, Kajian Panas Bumi Non Vulkanik Daerah Sulawesi
Tenggara, Bandung
Ratman,N. dkk. (1993),Geologi lembar Mamuju, Sulawesi. Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi, Bandung.
Simandjuntak, dkk, 1993, Peta Geologi Lembar Kolaka, Sulawesi .Skala 1:250.000. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Geologi. Bandung.
Van Bemmelen (1949) Geology of Indonesia
Tim Survei Terpadu geologi dan geokimia, 2014, Survei Terpadu Geologi dan Geokimia,
Geofisik Daerah Panas Bumi Amohola, Kabupaten Konawe, Provinsi Sulawesi
Tenggara, Badan Geologi, Pusat Sumber Daya Geologi.
Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Penyelidikan
Gambar 2. Peta Geologi Daerah Amohola, Konawe Selatan, Sulawesi Tenggara
Gambar 3. Peta Prospek Daerah Panas Bumi Amohola
Gambar 4. Peta Sebaran Titik Bor dan Pengambilan Sampel Daerah Amohola
Gambar 5. Peta Sebaran Konduktivitas Panas Daerah Amohola
Gambar 6 Peta Sebaran Temperatur Dasar Lubang Bor Daerah Amohola
Gambar 7. Peta Sebaran Gradien Temperatur Permukaan Daerah Amohola
Gambar 8. Peta Sebaran Aliran Panas Permukaan Daerah Amohola
Gambar 9. Peta Kompilasi Geosains dan Aliran Panas Daerah Amohola