SURVEI MAGNETOTELLURIK DAERAH PANAS BUMI GUNUNG

SURVEI MAGNETOTELLURIK DAERAH PANAS BUMI GUNUNG ARJUNOWELIRANG
JAWA TIMUR
Oleh:
Asep Sugianto1), Edi Suhanto2), dan Harapan Marpaung1)
1)
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi
2)
Bidang Program dan Kerjasama
SARI
Pada tahun 2010 telah dilakukan pengukuran magnetotellurik di daerah panas
bumi Gunung Arjuno Welirang, Provinsi Jawa Timur. Indikasi panas bumi di daerah
ini diperlihatkan dengan munculnya mata air panas di sebelah utara dan barat
puncak Gunung Arjuno Welirang dengan temperatur antara 39,4-55 °C dan
munculnya fumarol di sekirar puncak kompleks Gunung Arjuno-Welirang dengan
temperatur antara 94,1-137,5°C. Secara geologi, daerah survei termasuk ke dalam
lingkungan vulkanik kuarter. Pengukuran MT dilakukan pada 30 titik ukur yang
tersebar secara acak dengan jarak antar titik antara 1000-000 meter. Berdasarkan
hasil survei MT, sebaran tahanan jenis rendah (<20 Ohm-m) yang diinterpretasikan
sebagai batuan penudung tersebar dari mulai permukaan hingga kedalaman sekitar
3000 meter dengan ketebalan antara 1000 meter hingga 2500 meter. Reservoir
panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung dengan ditandai oleh
sebaran tahanan jenis sedang (20-100 Ohm-m) yang tersebar di bagian tengah
antara fumarol Gunung Welirang, mata air panas Cangar, mata air panas Coban,
dan mata air panas Padusan. Puncak dari reservoir ini diperkirakan berada pada
kedalaman sekitar 1500 meter di bawah permukaan tanah. Daerah prospek panas
bumi berada di sebelah barat dan baratlaut puncak Gunung Welirang (di bagian
tengah antara fumarol Gunung Welirang, mata air panas Cangar, mata air panas
Coban, dan mata air panas Padusan dengan luas sekitar 20 km2 dan termasuk ke
dalam kelas cadangan terduga.
Kata Kunci: magnetotellurik, Gunung Lawu, Jawa Tengah, dan Jawa Timur
PENDAHULUAN
Daerah panas bumi Gunung
Arjuno-Welirang
secara
adminitratif
berada
di
Kabupaten
Mojokerto,
Kabupaten Malang, dan Kabupaten
Pasuruan, Provinsi Jawa Timur (Gambar
1). Secara tektonik daerah ini berada
pada busur magmatik dengan rentetan
gunung api aktif yang membentang di
sepanjang selatan Pulau Jawa dan
berasosiasi dengan sistem panas bumi.
Daerah ini juga berada di lingkungan
komplek Gunung Arjuno-Welirang yang
termasuk ke dalam gunung api aktif tipe
A.
Untuk mengetahui potensi energi
panas bumi di daerah ini, pada tahun
2010 Pusat Sumber Daya Geologi
melakukan
beberapa
penyelidikan
meliputi geologi, geokimia, dan geofisika,
diantaranya survei magnetotellurik (MT).
Survei MT ini merupakan salah satu
metode geofisika yang biasa digunakan
dalam ekplorasi panas bumi. Metode ini
dapat mencitrakan sifat fisika bawah
permukaan dengan penetrasi yang
dalam (> 10 km). Survei ini dilakukan
untuk mendelianeasi struktur bawah
permukaan dan lebih menegaskan
keprospekan yang meliputi letak, luas,
dan kedalaman.
GEOLOGI DAN MANIFESTASI PANAS
BUMI
Berdasarkan data geologi regional
dan tatanan tektonik Jawa Timur daerah
survei berada pada zona Kendeng yang
merupakan suatu antiklinorium dengan
batuan dasar berupa batuan beku dan
batuan sedimen. Komplek Gunung
Arjuno-Welirang
sendiri
merupakan
suatu komplek gunung api yang
setidaknya memiliki 5 pusat erupsi,
diantaranya Gunung Welirang, Gunung
Arjuno, Gunung Kembar I, Gunung
Kembar II, Gunung Bakal, dan beberapa
erupsi samping (Gunung Bulak dan
Gunung Pundak di sebelah utara Puncak
Welirang dan Gunung Tunggangan di
sebelah
baratnya).
Produk-produk
gunung api tersebut umumnya berupa
lava dan piroklastik (Gambar).
Struktur-struktur
geologi
yang
berkembang di daerah ini cukup komplek
diantaranya berupa sesar normal, sesar
mendatar, rim kaldera, dan amblasan.
Sesar-sesar ini secara umum memotong
komplek Gunung Arjuno-Welirang dan
berarah
utara-selatan,
baratlauttenggara, baratdaya-timurlaut, dan barattimur. Rim kaldera terletak bagian
tengah
komplek
Gunung
ArjunoWelirang, sedangkan ablasan berada di
bagian selatan puncak Gunung ArjunoWelirang dengan bukaan ke arah
tenggara dan timurlaut.
Manifestasi pans bumi permukaan
di daerah ini dijumpai berupa mata air
panas, fumarol, solfatara, dan batuan
alterasi. Mata air panas di daerah ini
ditemukan pada tiga lokasi yaitu mata air
panas Padusan dengan temperatur
antara 50oC hingga 55oC, mata air panas
Coban dengan temperatur sekitar 39oC,
dan mata air panas Cangar dengan
temperatur antara 48oC hingga 54oC.
Fumarol dan solfatara berada di sekitar
puncak Gunung Welirang dengan
temperatur antara 94oC hingga 137oC,
sedangkan batuan alterasi ditemukan di
sekitar Kawah Plupuh dan Gunung
Pundak. (Tim Survei Terpadu, 2010)
PENGUKURAN MT
Pengukuran MT dilakukan pada 35
titik ukur yang tersebar secara acak di
sebelah utara dan barat puncak Gunung
Arjuno-Welirang. Sebaran titik ukur ini
didesain sedemikian rupa agar dapat
melingkupi seluruh daerah prospek,
sehingga diharapkan setelah melakukan
pengukuran MT ini diketahui batas-batas
dari sistem panas bumi di daerah
Gunung Arjuno-Welirang ini (Gambar ).
PETA TAHANAN JENIS
Peta
tahanan
jenis
dibuat
berdasarkan hasil pemodelan 2D yang
disayat pada kedalaman yang sama.
Pada makalah ini ditampilkan empat
peta tahanan jenis masing-masing untuk
kedalaman 1000 meter, 1500 meter,
2000 meter, dan 2500 meter (Gambar).
Keempat
peta
tersebut
dapat
menggambarkan keberadaan sistem
panas bumi di daerah ini.
Peta tahanan jenis kedalaman
1000 meter memperlihatkan adanya
sebaran nilai tahanan jenis rendah (<20
Ohm-m) yang cukup luas di sebelah
barat dan utara puncak Gunung ArjunoWelirang, melingkupi seluruh manifestasi
panas bumi permukaan. Tahanan jenis
rendah ini diinterpretasikan sebagai
batuan ubahan (smectite) yang berfungsi
sebagai batuan penudung pada sistem
panas bumi di daerah ini.
Secara umum, pola sebaran nilai
tahanan jenis pada kedalaman 1500
meter relatif sama dengan pada
kedalaman 1000 meter, dimana nilai
tahanan jenis rendah tersebar di sebelah
barat dan utara puncak Gunung ArjunoWelirang. Pada kedalaman ini, nilai
tahanan jenis rendah cenderung melebar
ke arah timurlaut. Pada kedalaman ini
juga mulai terlihat adanya sebaran nilai
tahanan jenis sedang (20-100 Ohm-m)
yang biasanya berasosiasi dengan
batuan yang berfungsi sebagai reservoir
panas bumi (illite/chloride).
Pada kedalaman 2000 meter dan
2500 meter, sebaran nilai tahanan jenis
sedang (20-100 Ohm-m) makin terlihat
dan meluas. Tahanan jenis ini tersebar
di bagian tengah antara sebaran mata
air panas Padusan, mata air panas
Coban, mata air panas Cangar, dan
fumarol Welirang. Pola sebaran nilai
tahanan jenis sedang seperti ini
mengindikasikan pola sistem panas bumi
yang ideal untuk lingkungan vulkanik.
Selain itu, peta tahanan jenis juga
disajikan dalam bentuk lapisan per
elevasi (Gambar). Peta ini dapat
menggambarkan sebaran nilai tahanan
jenis apabila disayat pada elevasi yang
sama. Pada gambar ini terlihat bahwa
nilai tahanan jenis rendah tersebar
sampai elevasi 500 meter diatas
permukaan laut. Pada elevasi 0 meter
dan -500 meter terlihat mulai adanya
sebaran nilai tahanan jenis sedang yang
diinterpretasikan sebagai batuan yang
berfungsi sebagai reservoir panas bumi.
Semakin kedalam sebaran nilai tahanan
jenis sedang ini semakin meluas yang
mengindikasikan bahwa reservoir panas
bumi semakin kedalam semakin luas.
MODEL TAHANAN JENIS 2D
Pemodelan tahanan jenis 2D dari
data MT ini dibuat dengan menggunakan
software WinGlink. Pemodelan dibuat
pada beberapa lintsan. Namun pada
makalah ini akan ditampilkan dua
lintasan yang cukup menarik dan
memperlihatkan sistem panas bumi di
daerah ini. Kedua lintasan ini berarah
hampir utara-selatan (Gambar).
Dari kedua lintasan tersebut
terlihat adanya sebaran tahanan jenis
rendah
yang
mempunyai
pola
melengkung dimana sisinya lebih tebal
dibandingkan
bagian
tengahnya.
Tahanan jenis rendah ini mempunyai
ketebalan antara 1000 meter hingga
2000 meter dan diinterpretasikan
sebagai batuan ubahan (smectite) yang
berfungsi sebagai batuan penudung. Di
bagian bawahnya tersebar nilai tahanan
jenis sedang (20-100 Ohm-m) yang
diinterpretasikan sebagai zona reservoir
panas bumi (illite/chloride). Reservoir ini
berada pada kedalaman sekitar 1500
meter di bawah permukaan tanah
dengan puncaknya berada di bagian
tengah kedua penampang tersebut.
Puncak dari reservoir ini cenderung
semakin mendalam ke arah utara dan
selatan.
Pada masing-masing penampang
ini juga diinterpretasikan terdapat satu
buah struktur yang mengontrol sistem
panas bumi di daerah ini.
DISKUSI
. Pada sistem panas bumi di
daerah
vulkanik,
batuan
yang
terubahkan
umumnya
memberikan
respon nilai tahanan jenis rendah,
sedangkan batuan yang berfungsi
sebagai reservoir memberikan respon
nilai tahanan jenis lebih tinggi dibanding
batuan penudung (Johnston, J.M., et.al.,
1992). Berdasarkan hasil survei MT di
daerah
Gunung
Arjuno-Welirang,
sebaran tahanan jenis rendah (<20
Ohm-m) yang diinterpretasikan sebagai
batuan penudung tersebar di sekitar
fumarol Gunung Welirang melebar ke
utara melewati mata air panas Padusan
dan membuka ke sebelah barat dan
baratdaya melalui mata air panas
Cangar dan mata air panas Coban.
Tahanan jenis rendah ini tersebar dari
mulai permukaan hingga kedalaman
sekitar 3000 meter dengan ketebalan
antara 1000 meter hingga 2500 meter
(Gambar 4.1).
Reservoir panas bumi diperkirakan
berada di bawah batuan penudung
dengan ditandai oleh sebaran tahanan
jenis sedang (20 – 100 Ohm-m) yang
tersebar di bagian tengah antara fumarol
Gunung Welirang, mata air panas
Cangar, mata air panas Coban, dan
mata air panas Padusan. Puncak dari
reservoir ini diperkirakan berada di
sekitar
titik
MTAW-26
dengan
kedalaman sekitar 1500 meter di bawah
permukaan tanah. Puncak reservoir ini
semakin mendalam ke sebelah utara
dan baratdaya yang dapat mencapai
kedalaman sekitar 2500 meter di bawah
permukaan tanah.
Berdasarkan hasil survei MT ini,
daerah prospek panas bumi komplek
Gunung Arjuno-Welirang berada di
sebelah barat dan baratlaut puncak
Gunung Welirang (di bagian tengah
antara fumarol Gunung Welirang, mata
air panas Cangar, mata air panas
Coban, dan mata air panas Padusan).
Daerah prospek ini dibatasi oleh kontras
tahanan jenis di sebelah utara dan
selatannya dan dibatasi struktur geologi
di sebelah barat dan timurnya. Luas
daerah prospek ini sekitar 20 km2 dan
termasuk ke dalam kelas cadangan
terduga.
KESIMPULAN
Tahanan jenis rendah yang
diinterpretasikan
sebagai
batuan
penudung tersebar di sekitar fumarol
Gunung Welirang melebar ke utara
melewati mata air panas Padusan dan
membuka ke sebelah barat dan
baratdaya melalui mata air panas
Cangar dan mata air panas Coban.
Tahanan jenis ini terlihat mulai dari
permukaan hingga kedalaman sekitar
3000 meter dengan ketebalan antara
1000 meter hingga 2500 meter.
Reservoir
panas
bumi
diperkirakan berada di bawah batuan
penudung yang tersebar di bagian
tengah antara fumarol Gunung Welirang,
mata air panas Cangar, mata air panas
Coban, dan mata air panas Padusan.
Puncak dari reservoir ini berada pada
kedalaman sekitar 1500 meter dan
semakin mendalam ke arah utara dan
baratdaya
yang
dapat
mencapai
kedalaman sekitar 2500 meter.
Dari data MT ini, daerah prospek
panas bumi berada di sebelah barat dan
baratdaya puncak Gunung Welirang
(bagian tengah antara fumarol Gunung
Welirang, mata air panas Cangar, mata
air panas Coban, dan mata air panas
Padusan) dengan luas sekitar 20 km2.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
yang
sebesar-besarnya
kepada
Koordinator dan seluruh staf Kelompok
Penyelidikan Panas Bumi yang telah
memberikan ijin untuk menggunakan
data dalam penulisan makalah ini.
Penulis juga menyampaikan terima kasih
dan apresiasi yang sebesar-besarnya
kepada tim survei terpadu dan tim
survey MT di daerah panas bumi
Gunung Arjuno-Welirang yang telah
banyak berdiskusi dengan penulis.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson E., Crosby D., and Ussher G
(2000).
Bull-Eye
–
Simple
Resistivity Imaging to Reliably
Locate the Geothermal Reservoir.
Proceeding World Geothermal
Congress 2000.
Geothermal
Departement,
Basic
Concept
of
Magnetotelluric
Survey in Geothermal Fields.,
West
Japan
Engineerring
Consultants, Inc.
Johnston, J.M., Pellerin, L., dan
Hohmann, G.W. 1992. Evaluation
of Electromagnetic Methods for
Geothermal Reservoir Detection.
Geothermal Resources Council
Transactions, Vol. 16. pp 241 –
245.
Rodi, W., Mackie, R.L., 2001, Nonlinear
Conjugate Gradients Algoritm for
2-D Magnetotellurics Inversion,
Geophysics, 66, 174-187.
Tim Survei Geofisika Terpadu, 2010,
Laporan Akhir Survei Geofisika
Terpadu Daerah Panas Bumi
Gunung Arjuno – Welirang
Kabupaten Mojokerto, Malang,
dan Pasuruan, Provinsi Jawa
Timur.
Tim Survei Terpadu, 2010, Laporan
Akhir Survei Terpadu Geologi
dan Geokimia Daerah Panas
Bumi Gunung Arjuno – Welirang,
Kabupaten Mojokerto, Malang
dan Pasuruan, Provinsi Jawa
Timur.
Ushijima, K., et.al. 2000. 2D Inversion of
VES and MT Data in a Geothermal
Area.
Proceedings
World
Geothermal Congress 2000. pp
1909 – 1914
Ushijima, K., Mustopa, E.J., Jotaki, H.,
and
Mizunaga,
H.,
2005,
Magnetotelluric Soundings in the
Takigami Geothermal Area, Japan,
Proceedings World Geothermal
Congress 2005, Antalya, Turkey.
Gambar 1. Peta indeks daerah survei
Peta
Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi komplek Gunung Arjuno-Welirang
(Tim Survei Terpadu, 2010)
Gambar 3. Sebaran titik ukur MT daerah panas bumi Gunung Arjuno-Welirang
Gambar 4. Peta tahanan jenis pada setiap kedalaman daerah panas bumi
Gunung Arjuno-Welirang
Gambar 5. Peta tahanan jenis per elevasi daerah panas bumi Gunung ArjunoWelirang
Batuan Ubahan
Batuan Ubahan
Gambar 6. Penampang model tahanan jenis 2D
Puncak Gunung Welirang
MAP PADUSAN
Gambar 7. Interpretasi model tahanan jenis
Gambar 8. Peta zonasi prospek berdasarkan data MT