View/Open - Repository | UNHAS

APLIKASI METODE MAGNETIK DI TANA TORAJA
Sernita Domapa*, Muh.Altin Massinai, Maria
*) Geofisika Universitas Hasanuddin
Geologi Daerah Penelitian
Kecamatan Sangalla berada di bagian timur kota Makale yang mempunyai luas
kurang lebih 112,76 km2 dengan batas-batas yaitu sebelah utara berbatasan dengan
Kecamatan Sanggalangi, di sebelah selatan dengan Kecamatan Mengkendek, di
sebelah barat dengan Kecamatan Makale dan di sebelah timur dengan Kecamatan
Buntao Rantebua. Daerah penelitian terletak di kecamatan Sangalla’ Selatan yang
memiliki luas wilayah 47.80 Km2 dengan koordinat 03009’12” LS dan 119056’33”
BT.
Jika diamati dari morfologinya Kecamatan Sangalla dikelilingi oleh bukit-bukit
kars (buntu dalam bahasa Toraja) dan yang terkenal ada 8 buah bukit yaitu Buntu
Tongko, Buntu Kote, Buntu Batubakka, Buntu Burake, Buntu Tipodang, Buntu
Kandora, Buntu Issong dan Buntu Kaero. Pada dasar bukit-bukit inilah muncul
mata air yang mengalir kearah lembah Sangalla dan menjadi sumber air baik bagi
kehidupan sehari-hari maupun untuk persawahan. Air yang bersumber dari kaki
bukit tersebut mengalir secara gravitasi dari persawahan yang lebih tinggi ke
persawahan di bawahnya melalui saluran yang dikelola secara sederhana oleh
masyarakat setempat (Lantu.dkk, 2007).
Sistem geothermal
Sistem panasbumi dapat dijumpai pada daerah dengan gradien panasbumi relatif
normal, terutama pada bagian tepi lempeng. Gradien panasbumi biasanya
mempunyai kisaran suhu yang lebih tinggi daripada suhu rata-rata (Dickson &
Fanelli, 2004).
Keberadaan mataair panas pada suatu daerah, dapat terbentuk oleh dua sebab yaitu
oleh aktivitas tektonik aktif dan vulkanisme (Nicholson, 1993):
a. Mataair panas akibat vulkanik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur tinggi
dengan suhu di atas 100oC, suhunya tetap, dijumpai endapan sinter, sulfat dan
sulfur, memiliki kandungan ion sulfat dan unsur sulfur yang tinggi akibat
reaksi oksidasi H2S di atas permukaan tanah dan unsur volatil magma dari
kegiatan vulkanik.
b. Mataair panas akibat tektonik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur rendah
dengan suhu antara 20o – 100oC, dan unsur memiliki unsur sulfur yang relatif
lebih rendah.
Terdapat tiga (3) elemen penting yang berpengaruh dalam sistem panasbumi,
terutama sistem panasbumi hidrothermal yang terdapat di sebagian besar Indonesia,
yaitu (Agus, 2012):
 Sumber Panas
Sumber panas pada lapangan panasbumi adalah magma dan aktifitas tektonik
lainnya yang berasal dari kedalaman 50 -100 km, bergerak ke atas,
mengintrusi lapisan-lapisan batuan dengan membawa temperatur yang tinggi.
 Reservoir
Reservoir adalah suatu batuan yang mempunyai porositas dan permeabilitas
yang baik serta mengandung fluida panas akibat adanya panas bumi. Reservoir
diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu :
 Entalpi rendah, mempunyai batas suhu <125oC dengan rapat daya
spekulatif 10 MW/km2
 Entalpi sedang, mempunyai kisaran suhu 125 – 225oC dengan rapat daya
spekulatif 12,5 MW/km2
 Entalpi tinggi, mempunyai batas suhu >225oC dengan rapat daya
spekulatif 15 MW/km2
 Fluida
Fluida pada umumnya berupa air meteorik (berasal dari permukaan bumi),
dan adanya air magmatik bersama volatil yang sangat mempengaruhi komposisi
kimia. Pada reservoir tersebut air meteorik dapat mengganti fluida yang keluar
dari reservoir secara alamiah (hot spring) atau fluida yang keluar ke permukaan.
Manifestasi Panasbumi di Permukaan
Manifestasi panasbumi yang muncul di atas permukaan bumi mengindikasikan
adanya suatu sistem panasbumi yang terbentuk di bawah permukaan yang
diakibatkan oleh adanya aktifitas geologi, seperti vulkanisme dan tektonisme yang
mengakibatkan fluida di bawah permukaan bumi mengalami pemanasan, kemudian
muncul di permukaan melalui rekahan-rekahan. Rekahan-rekahan tersebut dapat
disebabkan oleh sesar, patahan dan aktifitas geologi lainnya.
Manifestasi panasbumi yang muncul di permukaan berupa tanah hangat (warm
ground), permukaan tanah beruap (steaming ground), kolam air panas (hot pools),
mata air hangat atau panas (hot or warm spring), fumarol, geyser, kubangan lumpur
panas (mud pools), batuan alterasi, rembesan (seepage), letusan hidrotermal
(hydrothermal eruptions).
Unsur-unsur Kimia dalam Fluida Panasbumi
Unsur terlarut biasanya lebih banyak berada di larutan dibanding dalam mineral,
dan tidak mudah bereaksi (unsur konservatif). Contohnya: Cl, B, Li dan Br.
Komposisi kimia unsur – unsur yang terlarut dalam air tanah dapat dibagi menjadi
dua kelompok yaitu mayor elemen dan minor elemen. Kelompok mayor elemen
terdiri dari kation Ca2+, Mg2+, Na+ dan K+ serta anion HCO3-, CO3-, SO42-, Cl- dan
NO3-, sementara kelompok minor elemen umumnya terdiri dari Fe, Al, Cu, Hg,
PO4, NO2 dan lain-lain (Kurniawan, 2013).
Giggenbach (1991) membagi zat-zat terlarut dalam dua kategori yaitu tracer dan
geoindikator. Tracer secara geokimia bersifat inert (misalnya Li, Rb, Cs, Cl dan B)
yang bila ditambahkan ke dalam fluida akan bersifat tetap dan dapat dilacak asal
usulnya. Geoindikator adalah zat terlarut yang bersifat reaktif dan mencerminkan
lingkungan ekuilibrium/ kesetimbangan, misalnya Na dan K.
Ion-ion dalam fluida reservoir dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu
berdasarkan kation (ion-ion positif) dan anion (ion-ion negatif) dan berdasarkan
kandungan air dan impurities. Kation (ion-ion positif) terdiri dari sodium dan
potasium (Na/ K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), ferrum (Fe), barium (Ba),
strontium (Sr). Anion (ion-ion negatif) terdiri dari klorida (Cl), karbonat dan
bikarbonat, Sulfat (SO4-) (Agus, 2012).
Asal Fluida Panasbumi dan Geoindikator
Fluida-fluida panasbumi cenderung memiliki kandungan senyawa yang hampir
sama, dengan konsentrasi yang
bervariasi.mVariasi tersebut disebabkan oleh
beberapa hal antara lain temperatur, komposisi magma pada heat source, jenis
batuan/litologi yang dilewati fluida, kondisi dan lamanya interaksi fluida dan
batuan proses boiling dan mixing. Zat terlarut dalam fluida panasbumi berasal
dari interaksi antara batuan dan fluida. Untuk sistem bersuhu tinggi, kemungkinan
juga berasal dari proses magmatik (Ariwibowo, 2011).
Data kimia yang diperlukan dalam penentuan asal fluida panas bumi adalah
kandungan klorida (Cl), litium (Li), dan boron (B). Kemudian dari data kandungan
kimia tersebut untuk setiap mata air panas yang terdapat pada daerah penelitian
diplot kedalam diagram ternary. Diagram ternary Cl-Li-B merupakan diagram
yang dibuat oleh Giggenbach (1991) yang digunakan untuk membedakan sumber
yang berbeda dari fluida dengan mengungkapkan asosiasi fraksi fluida tersebut baik
dari zona boiling, mixing maupun dari berbagai sumber high temperature steam.
Giggenbach (1991) mengutarakan beberapa unsur yang dapat digunakan sebagai
tracer dan geoindikator sebagaimana dari masing-masing zat tersebut, dapat
mencerminkan asal usul fluida dan lingkungan ekuilibrium atau kesetimbangannya.
1. Silika
Konsentrasi silika dikontrol oleh kelarutan berbagai mineral silikat dalam
batuan. Konsentrasi pada umumnya 100-300 ppm
2. Amonia
Dijumpai sebagai gas NH3 atau zat terlarut NH4. NH3 kadar tinggi dapat
dihasilkan dari kondensasi gas dan dapat juga terbentuk pada fluida permukaan
pada sistem panasbumi yg berasosiasi dengan batuan sedimen.
3. Boron
Air klorida dari mataair atau sumur biasanya mengandung 10-50 ppm B.
Kandungan B yang sangat tinggi (hingga ratusan ppm) biasanya mencirikan
asosiasi sistem panasbumi dengan batuan sedimen yang kaya zat organik atau
evaporit.
4. Natrium dan Kalium
Konsentrasi Na dan K dikontrol interaksi fluida batuan yang tergantung
temperatur. Konsentrasi K biasanya 1/10 [Na]. Rasio Na/K semakin kecil,
biasanya menunjukkan temperatur semakin tinggi.
5. Li+, Rb+, Cs+
Sering disebut rare alkalies dan merupakan unsur yang mudah larut dari batuan.
Mudah bergabung dengan mineral sekunder di mana bila jarak migrasi
fluida ke permukaan semakin jauh, konsentrasinya semakin berkurang.
6. Kalsium
Pada temperatur tinggi konsentrasi Ca biasanya rendah/<50 ppm, semakin
naik dengan bertambahnya tingkat keasaman dan salinitas. Rasio Na/Ca dapat
digunakan sama dengan Na/K untuk indikasi zona upflow, di mana makin dekat
reservoar, nilai rasio Na/Ca makin tinggi
7. Mg 2+
Pada fluida hidrotermal bersuhu tinggi konsentrasinya rendah. Konsentrasi Mg
tinggi mengindikasikan leaching/pelarutan batuan di dekat permukaan atau
pengenceran oleh air meteorik kaya Mg.
8. Br Merupakan indikator percampuran air laut.
9. Al3+
Pada fluida permukaan konsentrasinya sangat rendah sehingga sering tak
terdeteksi. Pada fluida reservoar konsentrasinya < 2ppm. Air asam sulfat dapat
mengandung Al ratusan ppm karena penambahan dari proses leaching.
10. Besi / Fe3+ /Fe2+
Konsentrasi pada air klorida sangat rendah. Konsentrasi besi yang tinggi juga
menunjukkan leaching atau mixing dengan fluida asam.
Metode Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrometri merupakan suatu metode analisis kuantitatif yang pengukurannya
berdasarkan banyaknya radiasi yang dihasilkan atau yang diserap oleh spesi atom
atau molekul analit. Salah satu bagian dari spektrometri ialah Spektrometri Serapan
Atom (SSA), merupakan metode analisis unsur secara kuantitatif yang
pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang
tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog et. al.,2000 dalam
Anshori,2005).
Sember cahaya pada AAS adalah sumber cahaya dari lampu katoda yang berasal
dari elemen yang sedang diukur kemudian dilewatkan ke dalam nyala api yang
berisi sampel yang telah terakomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke
detektor melalui monokromator. Chopper digunakan untuk membedakan radiasi
yang berasal dari nyala api. Detektor akan menolak arah searah arus (DC) dari emisi
nyala dan hanya megukur arus bolak-balik dari sumber radiasi atau sampel.
Atomdari suatu unsur pada keadaan dasar akan terkena radiasi maka atom tersebut
akan menyerap energi dan mengakibatkan elektron pada kulit terluar naik ke tingkat
energi yang lebih tingi atau tereksitasi. Atom-atom dari sampel akan menyerpa
sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi cahaya
terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh
atom tersebut (Basset, 1994).
Skema umum dari alat SSA adalah sebagai berikut:
Gambar Skema Umum Komponen pada Alat SSA (Haswel, 1991 dalam Anshori,
2005)
Hubungan kuantitatif antara intensitas radiasi yang diserap dan konsentrasi unsur
yang ada dalam larutan cuplikan menjadi dasar pemakaian SSA untuk analisis
unsur-unsur logam. Untuk membentuk uap atom netral dalam keadaan/tingkat
energi dasar yang siap menyerap radiasi dibutuhkan sejumlah energi. Energi ini
berasal dari nyala hasil pembakaran campuran gas asetilen-udara atau asetilen-N2O,
tergantung suhu yang dibutuhkan untuk membuat unsur analit menjadi uap atom
bebas pada tingkat energi dasar.
Metoda Geomagnet
Metoda Geomagnet adalah salah satu metoda di geofisika yang memanfaatkan sifat
kemagnetan bumi. Bumi merupakan sebuah benda magnet raksasa, letak kutub
utara dan selatan magnet bumi tidak berimpit dengan kutub geografis. Pengaruh
kutub utara dan selatan magnet bumi dipisahkan oleh khatulistiwa magnet.
Intensitas magnet akan bernilai maksimum di kutub dan minimum di khatulistiwa.
Menurut Telford (1976), Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis
atau disebut juga elemen medan magnet bumi yang dapat diukur yaitu meliputi arah
dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi :

Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal
yang dihitung dari utara menuju timur

Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal
yang dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.

Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang
horizontal.

Medan magnetik total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.
Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian (Telford,1917):
a. Medan magnet utama (main field)
Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil
pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan
luas lebih dari 106 km2.
b. Medan magnet luar (external field)
Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang
merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet
dari matahari.
c. Medan magnet anomali
Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal
field). Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral
bermagnet seperti magnetite (Fe3O4), titanomagnetite (Fe2TiO4)dan lainlain yang berada di kerak bumi.
Survei metode geomagnet digunakan untuk mengukur variasi harian yaitu efek
medan magnetik dari luar bumi pada lintasan/stasiun yang digunakan. Sedangkan
medan magnet utama bumi diperoleh melalui IGRF. Pengukurannya dilakukan
dengan menentukan posisi pengukuran, selanjutnya diperoleh posisi lintang, bujur,
ketinggian menggunakan GPS, dan melakukan pengukuran menggunakan
magnetometer. Metode pengambilan data yang dilakukan adalah looping, yang
berarti titik awal pengukuran digunakan sebagai titik akhir.
Data yang diperoleh selanjutnya dilakukan pengolahan dengan cara koreksi IGRF,
koreksi Harian (Diurnal Correction), koreksi Topografi, dan membuat kontur peta
anomali
magnetik dengan menggunakan surfer. Dari peta kontur anomali
magnetik dapat ditukan penampang kontur untuk melakukan pemodelan struktur
bawah permukaan. Data Penampang yang kita buat kemudian digunakan sebagai
input software pemodelan magnetik. Pemodelan magnetik yang dilakukan
menggunakan bantuan software Mag2DC.
Secara umum interpretasi data geomagnetik terbagi menjadi dua, yaitu interpretasi
kualitatif dan kuantitatif. Interpretasi kualitatif didasarkan pada pola kontur anomali
medan magnetik yang bersumber dari distribusi benda-benda termagnetisasi atau
struktur geologi bawah permukaan bumi. Pola anomali magnetik yang dihasilkan
diinterpretasi berdasarkan informasi geologi lokal dalam bentuk distribusi magnetik
atau struktur geologi, yang dijadikan dasar pendugaan terhadap keadaan geologi
yang sebenarnya. Interpretasi kuantitatif bertujuan untuk menentukan bentuk atau
model dan kedalaman benda anomali atau strukutr geologi melalui pemodelan
matematis.