Survei Audio Magnetotellurik (Amt) Dan Gaya Berat, Daerah Panas Bumi Waesano, Kabupaten Manggarai Barat, Provinsi Nusa Tenggara Timur
SURVEI TERPADU GAYA BERAT DAN AUDIO MAGNETOTELURIC (AMT)
DAERAH PANAS BUMI WAESANO, KABUPATEN MANGGARAI BARAT
PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR
Muhammad Kholid, Iqbal Takodama, Nizar Muhammad Nurdin
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi
SARI
Daerah panas bumi Waesano berada di wilayah Kabupaten Manggarai Barat, Provinsi
Nusa Tenggara Timur. Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan
manifestasi panas bumi berupa mata air panas dan batuan alterasi dengan temperatur air
panas tertinggi 89 0C. Survei gaya berat dan Audio Magnetotelurik (AMT) telah dilakukan di
daerah ini dengan jumlah titik AMT sebanyak 62 titik dan titik gaya berat sebanyak 200 titik.
Sebaran titik ukur gaya berat dan AMT meliputi zona struktur depresi, Danau Sano Nggoang
dan daerah manifestasi mata air panas. Hasil AMT menunjukkan sebaran tahanan jenis
rendah (< 20 Ohm-m) terdapat mulai kedalaman 500 meter, lapisan tahanan jenis rendah ini
diperkirakan sebagai lapisan yang berfungsi sebagai batuan penudung/caprock. Zona
reservoir masih belum terdeteksi, namun diperkirakan zona reservoir berada di bagian
tenggara dimana terdapat mata air panas Waesano dan batuan alterasi yang muncul
kepermukaan. Hasil gaya berat menunjukkan keberadaan struktur sesar yang berarah
baratlaut-tenggara dan baratdaya-timurlaut, struktur-struktur ini yang mengontrol munculnya
manifestasi mata air panas tersebut. Hasil kompilasi geosain terpadu (geologi, geokimia dan
geofisika) menunjukkan daerah prospek panas bumi meliputi daerah mata air panas Waesano
yang diperkirakan masih membuka kearah tenggara. Daerah prospek ini dibatasi oleh struktur
yang berarah baratdaya-timurlaut dengan luas sekitar 10 km2 . Estimasi potensi energi panas
bumi di daerah Waesano sekitar 64 MWe pada kelas cadangan terduga.
PENDAHULUAN
Metode geofisika merupakan salah
satu metode yang berperan penting dalam
eksplorasi panas bumi disamping metode
geologi dan geokimia. Beberapa metode
geofisika telah banyak digunakan dalam
menentukan keberadaan sistem panas
bumi diantaranya adalah metode gaya
berat, magnetik, tahanan jenis dan pasif
serta aktif sesimik.
Struktur tahanan jenis bawah
permukaan merupakan parameter yang
penting dalam menentukan keberadaan
sistem panas bumi, Sistem panas bumi
bertemperatur tinggi biasanya berkorelasi
dengan sebaran tahanan jenis yang agak
tinggi (medium) yang terdapat dibawah
lapisan tahanan jenis rendah. Lapisan
tahanan jenis rendah berkorelasi terhadap
batuan ubahan yang terdiri dari mineral
lempung (Wright et al.1985). Batuan
ubahan yang telah mengalami proses
hidrotermal biasanya berfungsi sebagai
lapisan penudung (clay cap) dalam sistem
panas bumi. Indikasi lain adanya sistem
panas bumi adalah munculnya manifestasi
dipermukaan. Manifestasi yang muncul ini
biasanya dikontrol oleh adanya strukturstruktur geologi. Untuk mengetahui lapisan
tahanan jenis bawah permukaan di daerah
Waesano digunakan metode elektromagnetik yaitu Audio Magnetotelurik,
sedangkan metode gaya berat digunakan
untuk memetakan variasi densitas dari
batuan yang menyusun daerah survei serta
untuk menganalisis dan mengetahui
adanya struktur-struktur yang ada di
daerah ini.
Pada paper ini akan dibahas hasil
dari survei geofisika dengan metode Audio
Magnetotelurik dan gaya berat yang telah
dilakukan di daerah Waesano, survei
geofisika
dilakukan
dalam
rangka
menentukan keberadaan sistem panas
bumi di daerah ini. Hasil survei AMT dan
gaya berat ini akan digunakan sebagai data
pendukung dari tinjauan geofisika yang
menguatkan bagi evaluasi geosain terpadu
keprospekan
daerah
panas
bumi
Waesano.
GEOLOGI DAERAH SURVEI
Daerah panas bumi Waesano berada
di Kabupaten Manggarai Barat, Provinsi
Nusa Tenggara Timur (Gambar 1). Tatanan
tektonik daerah panas bumi Waesano
berada di bagian busur vulkanik Flores
bagian Selatan, pada lingkungan vulkanik
yang masih aktif. Stratigrafi daerah
Waesano
terbagi
menjadi
satuan
batupasir, vulkanik Mbeliling, vulkanik
Ranaka, vulkanik Poco Dedeng, Golo
Tantong, Lava Golo Leleng, Lava Golo
Kempo, vulkanik Golo Tanadereng,
vulkanik
Sano
Nggoang,
Endapan
Longsoran.
Struktur geologi utama
merupakan struktur yang terbentuk akibat
proses
vulkanisme
seperti
kaldera
Mbeliling, kawah Sano Nggoang dan
depresi Golo Leleng, namun struktur
basemen umumnya berarah baratdayatenggara dan baratdaya – timurlaut. Kontrol
utama pembentukan sistem panas bumi
akibat pembentukan kawah Sano Nggoang
dan juga sesar Nampar Macing yang
memfasilitasi munculnya air panas Nampar
Macing (Gambar 2).
Sistem panas bumi di daerah
Waesano berhubungan dengan sistem
vulkanik kuarter yang diduga masih
memiliki potensi dari aktivitas gunung api
yang terpendam di dalam kawah Sano
Nggoang. Aktivitas vulkanisme yang masih
aktif hingga saat ini bisa dilihat dengan nilai
pH air danau yang asam serta di
permukaan di sekitar danau bagian selatan
yang ditemukan manifestasi berupa air
panas dengan temperatur mencapai 89 0C.
.
METODE PENYELIDIKAN
Penyelidikan
dilakukan
dengan
menggunakan metode gaya berat dan
AMT. Metode gaya berat adalah metode
yang bertujuan untuk mengidentifikasi
struktur geologi bawah permukaan, metode
ini didasarkan pada pengukuran variasi
medan gravitasi bumi. Teori yang
mendasari metode gaya berat adalah
hukum Newton yang menyatakan bahwa
setiap bagian suatu benda akan
menimbulkan gaya tarik menarik terhadap
bagian lain yang besarnya sama dengan
hasil kali massa-massa dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua
massa. Besarnya gaya tarik antara dua
partikel bermassa m1 dan m2 diberikan oleh
persamaan:
F m21 m2 r
r
(1)
Keterangan:
F= gaya tarik menarik antara 2 benda m1
dan m2 (Newton)
= konstanta gaya berat (6.67 x 10-11
m3/kgs2)
m1, m2= massa 1 dan 2 (kg)
r = vektor satuan berarah m2 ke m1
r= jarak antara massa 1 dan 2 (m)
Gaya tarik bumi terhadap suatu
massa yang berada di luar bumi
menyebabkan massa dipercepat secara
vertikal ke bawah. Percepatan yang dialami
suatu massa (m2) akibat tarikan massa lain,
dalam hal ini bumi (m1) dalam jarak r
dikenal sebagai percepatan gravitasi yang
dinyatakan sebagai:
F
g
m2
(m/s2)
(2)
Jika persamaan (2) dimasukkan ke dalam
persamaan (1) maka akan diperoleh
persamaan percepatan gravitasi gaya
berat:
F m21 r
r
(3)
Percepatan g
sebanding dengan
gaya gravitasi persatuan massa terhadap
m1 (Telford, et.al, 1990).
Metode AMT memiliki rentang
frekuensi antara 0,1 Hz sampai dengan 10
kHz.
Metode ini merupakan metode
eksplorasi elektromagnetik yang mengukur
respon bumi dalam besaran medan listrik
(E) dan medan magnet (H) terhadap
medan elektromagnetik (EM) alam.
Respon tersebut dapat berupa komponen
horizontal medan magnet serta medan
listrik bumi yang diukur pada permukaan
bumi pada posisi tertentu.
Terdapat tiga jenis sumber medan
EM alam yang menghasilkan medan
magnetotellurik, yaitu :
- Bersumber dari kilat atau petir, sinyal
dari sumber ini memiliki frekuensi yang
tinggi
- Bersumber dari aktivitas ionosfir, sinyal
dari sumber ini memiliki frekuensi
sedang
- Bersumber dari aktivitas sun-spot
(bintik hitam) matahari, sinyal dari
sumber ini memiliki frekuensi rendah.
Tahanan jenis semu dihitung
berdasarkan
perbandingan
besarnya
medan listrik dan medan magnet yang
dikenal dengan persamaan Cagniard.
Persamaan ini dihasilkan dari persamaan
Maxwell dengan asumsi gelombang
bidang.
1
E
a f x
.................................. (3)
5
H
2
Dimana,
a : tahanan jenis semu (Ohm-m)
f : frekuensi (Hz)
E : Besarnya medan listrik (mV/km)
H : Besarnya medan magnet (nT)
Perlu diingat bahwa persamaan ini
hanya berlaku dalam konfigurasi
gelombang
bidang
untuk
medan
elektromagnetik, ketika jarak antara
sumber dan penerima cukup jauh.
Tahanan jenis semu terdiri dari dua
kurva seperti Rhoxy dan Rhoyx. Kemudian
dirotasi terhadap sumbu utama, bisa
kedalam TE mode (medan listrik sejajar
dengan strike) atau TM Mode (medan listrik
tegak lurus strike).
Kedalaman efektif dalam survei
magnetotellurik
bergantung
kepada
tahanan jenis batuan dan frekuensi yang
digunakan. Penetrasi kedalaman efektif
dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan di bawah ini :
= 503 x ( / f)1/2 ................................ (4)
Dimana,
: penetrasi kedalaman efektif (m)
: tahanan jenis semu (Ohm-m)
f
: frekuensi (Hz)
Ketika tahanan jenis berubah
terhadap kedalaman, maka tahanan jenis
semu akan berubah terhadap frekuensi,
karena frekuensi tinggi tidak memiliki
penetrasi yang cukup dalam, sedangkan
frekuensi rendah memiliki penetrasi lebih
dalam. Hal ini menunjukkan bahwa struktur
tahanan jenis dari zona dangkal dampai ke
zona dalam dapat dianalisis berdasarkan
tinggi atau rendahnya frekuensi.
Skin depth sebagai fungsi dari
frekuensi dan tahanan jenis dapat
ditentukan dari persamaan berikut.
2 2
503
......................(5)
f
1
Dimana,
: skin depth (m)
: (= 2 f) frekuensi sudut
: konduktivitas (S/m)
: permeabilitas magnet
(H/m)
: tahanan jenis semu (Ohm-m)
f
: frekuensi (Hz)
HASIL PENYELIDIKAN
Gaya Berat
Pengukuran gaya berat dilakukan
dengan menggunakan alat gaya berat
scintrex CG-5 dari Kanada dengan jumlah
titik sebanyak 200 titik. Berdasarkan hasil
penghitungan dan analisis densitas conto
batuan dari 10 sampel batuan dan dari
metode Parasnis didapat estimasi densitas
batuan densitas 2.3 gram/cm3. Nilai ini
digunakan untuk pengolahan data gaya
berat.
Data pengukuran dikoreksi terhadap
pasang surut, drift alat, nilai gaya berat
normal, udara bebas, sehingga didapatkan
anomali Bouguer. Anomali ini masih
merupakan penjumlahan dari berbagai
macam sumber dan kedalaman anomali di
bawah permukaan. Untuk mendapatkan
anomali target maka anomali Bouguer
dipisahkan menjadi anomali regional dan
residual/sisa
dengan
menggunakan
polinomial orde-2 (Gambar 3). Hasil
anomali Bouguer secara umum memiliki
tren nilai anomali tinggi di bagian utara dan
merendah ke arah selatan, zona tinggi di
bagian utara diprediksi sebagai respon
batuan
yang
berumur
lebih
tua
dibandingkan bagian selatan. Di bagian
utara diinterpretasikan sebagai respon
batuan produk vulkanik berupa lava
berumur tersier yang merupakan produk
Mbeliling. Pada bagian tengah ke arah
selatan, secara umum dilingkupi oleh nilai
anomali rendah hingga sedang, dimana
zona sedang diperkirakan sebagai respon
produk vulkanik berupa lava dan aliran
piroklastik produk Sano Nggoang. Pola
liniasi anomali Bouguer memperlihatkan
pola kelurusan berarah baratlaut-tenggara
di bagian tengah dan pola kekelurusan
berarah baratdaya-timurlaut yang terdapat
di bagian timur.
Anomali
regional
yang
mendeskripsikan struktur batuan secara
regional memiliki pola sebaran yang tidak
berbeda jauh dengan peta anomali
Bouguer, dimana sebaran densitas batuan
memiliki nilai tinggi di bagian utara dan
merendah kearah selatan dengan pola
melidah hampir berarah baratdaya.
Perbedaan yang terlihat di bagian timur,
dimana agak meninggi hasil anomali
Bouguer, setelah difilter menghasilkan
zona sedang yang merupakan respon
produk vulkanik berupa lava dan aliran
piroklastik yang berumur lebih muda
terhadap bagian utaranya.
Setelah direduksi terhadap anomali
regional didapat anomali residual/sisa.
Dibagian timur laut, nilai anomali tinggi di
bagian timurlaut setelah di reduksi nilainya
semakin rendah. Hal ini diperkirakan
diakibatkan oleh masa dominan produk
vulkanik yang menindih produk vulkanik
yang berumur lebih tua yang dijumpai di
bagian utara oleh hasil anomali regional.
Pada bagian baratdaya-selatan, zona
rendah hingga sedang diperkirakan
merupakan respon produk vulkanik
termuda berupa lava dan aliran piroklastik
sehingga memiliki nilai densitas lebih
rendah
terhadap
sekitarnya.
Pola
kelurusan pada anomali sisa lebih
mempertegas keberadaan struktur-struktur
sesar yang ada di daerah ini, yaitu struktur
yang berarah baratlaut-tenggara, yang
terlihat pada munculnya air dingin Bobok
yang terdapat di bagian tengah, dan
munculnya mata air panas Waesano di
bagian tenggara. Pola kelurusan lain yaitu
struktur berarah baratdaya-timurlaut yang
terdapat di bagian tengah dan timur daerah
survei. Daerah struktur ini merupakan zona
yang membentuk daerah depresi dimana
kemungkinan terdapat sistem panas bumi.
Pemodelan dan interpretasi gaya
berat menggunakan teknik pemodelan ke
depan 2,5 D atau forward modeling. Data
model menggunakan nilai anomali Bouguer
daerah Waesano ditarik memotong
manifestasi
mata
air
Waesano.
Penampang model gaya berat dengan arah
baratdaya - timurlaut. Densitas dasar yang
digunakan dalam pemodelan adalah 2,3
gr/cm3 (Gambar 4). Untuk interpretasi
model yang diperoleh, mengacu ke hasil
pemetaan geologi dan penampangnya
dengan beberapa asumsi seperti struktur
dan nilai densitas batuan.
Densitas terendah 2,3 gram/cm3
diperkirakan sebagai respon batuan produk
vulkanik muda berupa lava dan aliran
piroklastik, sedangkan nilai densitas 2,67
gram/cm3 diperkirakan sebagai produk
vulkanik tua yang lebih kompak. Lapisan
paling bawah memiliki densitas 2,9
gram/cm3 diinterpretasikan sebgai batuan
sedimen berupa batu pasir yang berfungsi
sebagai basemen di daerah ini. Dari
penampang terlihat adanya zona depresi
yang dibatasi oleh kelurusan-kelurusan
berarah baratdaya-timurlaut.
AMT
Pengukuran Audio Magnetotelurik
(AMT) didaerah panas bumi Waesano
menggunakan alat GDP-32 dari Zonge, titik
ukur AMT berjumlah 62 tiitik ukur dengan
sebaran titik ukur meliputi zona depresi
Mbeliling, Danau Sano Nggoang dan
manifestasi mata air panas Waesano di
bagian tenggara, sebaran titik ukur AMT
dengan jarak antar titik sejauh 1000 meter.
Pengolahan data AMT menggunakan
software WinGLink dengan algoritma
inversi 2D Rodi, W. & Mackie, R.L.(2001) .
Pada Gambar 5 diperlihatkan peta
sebaran tahanan jenis pada kedalaman
mulai dari 250, 500, 750, 1000, 1500 meter.
Pada kedalaman 250 meter dan 500 meter,
zona tahanan jenis rendah
DAERAH PANAS BUMI WAESANO, KABUPATEN MANGGARAI BARAT
PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR
Muhammad Kholid, Iqbal Takodama, Nizar Muhammad Nurdin
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi
SARI
Daerah panas bumi Waesano berada di wilayah Kabupaten Manggarai Barat, Provinsi
Nusa Tenggara Timur. Keberadaan sistem panas bumi di daerah ini ditandai dengan
manifestasi panas bumi berupa mata air panas dan batuan alterasi dengan temperatur air
panas tertinggi 89 0C. Survei gaya berat dan Audio Magnetotelurik (AMT) telah dilakukan di
daerah ini dengan jumlah titik AMT sebanyak 62 titik dan titik gaya berat sebanyak 200 titik.
Sebaran titik ukur gaya berat dan AMT meliputi zona struktur depresi, Danau Sano Nggoang
dan daerah manifestasi mata air panas. Hasil AMT menunjukkan sebaran tahanan jenis
rendah (< 20 Ohm-m) terdapat mulai kedalaman 500 meter, lapisan tahanan jenis rendah ini
diperkirakan sebagai lapisan yang berfungsi sebagai batuan penudung/caprock. Zona
reservoir masih belum terdeteksi, namun diperkirakan zona reservoir berada di bagian
tenggara dimana terdapat mata air panas Waesano dan batuan alterasi yang muncul
kepermukaan. Hasil gaya berat menunjukkan keberadaan struktur sesar yang berarah
baratlaut-tenggara dan baratdaya-timurlaut, struktur-struktur ini yang mengontrol munculnya
manifestasi mata air panas tersebut. Hasil kompilasi geosain terpadu (geologi, geokimia dan
geofisika) menunjukkan daerah prospek panas bumi meliputi daerah mata air panas Waesano
yang diperkirakan masih membuka kearah tenggara. Daerah prospek ini dibatasi oleh struktur
yang berarah baratdaya-timurlaut dengan luas sekitar 10 km2 . Estimasi potensi energi panas
bumi di daerah Waesano sekitar 64 MWe pada kelas cadangan terduga.
PENDAHULUAN
Metode geofisika merupakan salah
satu metode yang berperan penting dalam
eksplorasi panas bumi disamping metode
geologi dan geokimia. Beberapa metode
geofisika telah banyak digunakan dalam
menentukan keberadaan sistem panas
bumi diantaranya adalah metode gaya
berat, magnetik, tahanan jenis dan pasif
serta aktif sesimik.
Struktur tahanan jenis bawah
permukaan merupakan parameter yang
penting dalam menentukan keberadaan
sistem panas bumi, Sistem panas bumi
bertemperatur tinggi biasanya berkorelasi
dengan sebaran tahanan jenis yang agak
tinggi (medium) yang terdapat dibawah
lapisan tahanan jenis rendah. Lapisan
tahanan jenis rendah berkorelasi terhadap
batuan ubahan yang terdiri dari mineral
lempung (Wright et al.1985). Batuan
ubahan yang telah mengalami proses
hidrotermal biasanya berfungsi sebagai
lapisan penudung (clay cap) dalam sistem
panas bumi. Indikasi lain adanya sistem
panas bumi adalah munculnya manifestasi
dipermukaan. Manifestasi yang muncul ini
biasanya dikontrol oleh adanya strukturstruktur geologi. Untuk mengetahui lapisan
tahanan jenis bawah permukaan di daerah
Waesano digunakan metode elektromagnetik yaitu Audio Magnetotelurik,
sedangkan metode gaya berat digunakan
untuk memetakan variasi densitas dari
batuan yang menyusun daerah survei serta
untuk menganalisis dan mengetahui
adanya struktur-struktur yang ada di
daerah ini.
Pada paper ini akan dibahas hasil
dari survei geofisika dengan metode Audio
Magnetotelurik dan gaya berat yang telah
dilakukan di daerah Waesano, survei
geofisika
dilakukan
dalam
rangka
menentukan keberadaan sistem panas
bumi di daerah ini. Hasil survei AMT dan
gaya berat ini akan digunakan sebagai data
pendukung dari tinjauan geofisika yang
menguatkan bagi evaluasi geosain terpadu
keprospekan
daerah
panas
bumi
Waesano.
GEOLOGI DAERAH SURVEI
Daerah panas bumi Waesano berada
di Kabupaten Manggarai Barat, Provinsi
Nusa Tenggara Timur (Gambar 1). Tatanan
tektonik daerah panas bumi Waesano
berada di bagian busur vulkanik Flores
bagian Selatan, pada lingkungan vulkanik
yang masih aktif. Stratigrafi daerah
Waesano
terbagi
menjadi
satuan
batupasir, vulkanik Mbeliling, vulkanik
Ranaka, vulkanik Poco Dedeng, Golo
Tantong, Lava Golo Leleng, Lava Golo
Kempo, vulkanik Golo Tanadereng,
vulkanik
Sano
Nggoang,
Endapan
Longsoran.
Struktur geologi utama
merupakan struktur yang terbentuk akibat
proses
vulkanisme
seperti
kaldera
Mbeliling, kawah Sano Nggoang dan
depresi Golo Leleng, namun struktur
basemen umumnya berarah baratdayatenggara dan baratdaya – timurlaut. Kontrol
utama pembentukan sistem panas bumi
akibat pembentukan kawah Sano Nggoang
dan juga sesar Nampar Macing yang
memfasilitasi munculnya air panas Nampar
Macing (Gambar 2).
Sistem panas bumi di daerah
Waesano berhubungan dengan sistem
vulkanik kuarter yang diduga masih
memiliki potensi dari aktivitas gunung api
yang terpendam di dalam kawah Sano
Nggoang. Aktivitas vulkanisme yang masih
aktif hingga saat ini bisa dilihat dengan nilai
pH air danau yang asam serta di
permukaan di sekitar danau bagian selatan
yang ditemukan manifestasi berupa air
panas dengan temperatur mencapai 89 0C.
.
METODE PENYELIDIKAN
Penyelidikan
dilakukan
dengan
menggunakan metode gaya berat dan
AMT. Metode gaya berat adalah metode
yang bertujuan untuk mengidentifikasi
struktur geologi bawah permukaan, metode
ini didasarkan pada pengukuran variasi
medan gravitasi bumi. Teori yang
mendasari metode gaya berat adalah
hukum Newton yang menyatakan bahwa
setiap bagian suatu benda akan
menimbulkan gaya tarik menarik terhadap
bagian lain yang besarnya sama dengan
hasil kali massa-massa dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua
massa. Besarnya gaya tarik antara dua
partikel bermassa m1 dan m2 diberikan oleh
persamaan:
F m21 m2 r
r
(1)
Keterangan:
F= gaya tarik menarik antara 2 benda m1
dan m2 (Newton)
= konstanta gaya berat (6.67 x 10-11
m3/kgs2)
m1, m2= massa 1 dan 2 (kg)
r = vektor satuan berarah m2 ke m1
r= jarak antara massa 1 dan 2 (m)
Gaya tarik bumi terhadap suatu
massa yang berada di luar bumi
menyebabkan massa dipercepat secara
vertikal ke bawah. Percepatan yang dialami
suatu massa (m2) akibat tarikan massa lain,
dalam hal ini bumi (m1) dalam jarak r
dikenal sebagai percepatan gravitasi yang
dinyatakan sebagai:
F
g
m2
(m/s2)
(2)
Jika persamaan (2) dimasukkan ke dalam
persamaan (1) maka akan diperoleh
persamaan percepatan gravitasi gaya
berat:
F m21 r
r
(3)
Percepatan g
sebanding dengan
gaya gravitasi persatuan massa terhadap
m1 (Telford, et.al, 1990).
Metode AMT memiliki rentang
frekuensi antara 0,1 Hz sampai dengan 10
kHz.
Metode ini merupakan metode
eksplorasi elektromagnetik yang mengukur
respon bumi dalam besaran medan listrik
(E) dan medan magnet (H) terhadap
medan elektromagnetik (EM) alam.
Respon tersebut dapat berupa komponen
horizontal medan magnet serta medan
listrik bumi yang diukur pada permukaan
bumi pada posisi tertentu.
Terdapat tiga jenis sumber medan
EM alam yang menghasilkan medan
magnetotellurik, yaitu :
- Bersumber dari kilat atau petir, sinyal
dari sumber ini memiliki frekuensi yang
tinggi
- Bersumber dari aktivitas ionosfir, sinyal
dari sumber ini memiliki frekuensi
sedang
- Bersumber dari aktivitas sun-spot
(bintik hitam) matahari, sinyal dari
sumber ini memiliki frekuensi rendah.
Tahanan jenis semu dihitung
berdasarkan
perbandingan
besarnya
medan listrik dan medan magnet yang
dikenal dengan persamaan Cagniard.
Persamaan ini dihasilkan dari persamaan
Maxwell dengan asumsi gelombang
bidang.
1
E
a f x
.................................. (3)
5
H
2
Dimana,
a : tahanan jenis semu (Ohm-m)
f : frekuensi (Hz)
E : Besarnya medan listrik (mV/km)
H : Besarnya medan magnet (nT)
Perlu diingat bahwa persamaan ini
hanya berlaku dalam konfigurasi
gelombang
bidang
untuk
medan
elektromagnetik, ketika jarak antara
sumber dan penerima cukup jauh.
Tahanan jenis semu terdiri dari dua
kurva seperti Rhoxy dan Rhoyx. Kemudian
dirotasi terhadap sumbu utama, bisa
kedalam TE mode (medan listrik sejajar
dengan strike) atau TM Mode (medan listrik
tegak lurus strike).
Kedalaman efektif dalam survei
magnetotellurik
bergantung
kepada
tahanan jenis batuan dan frekuensi yang
digunakan. Penetrasi kedalaman efektif
dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan di bawah ini :
= 503 x ( / f)1/2 ................................ (4)
Dimana,
: penetrasi kedalaman efektif (m)
: tahanan jenis semu (Ohm-m)
f
: frekuensi (Hz)
Ketika tahanan jenis berubah
terhadap kedalaman, maka tahanan jenis
semu akan berubah terhadap frekuensi,
karena frekuensi tinggi tidak memiliki
penetrasi yang cukup dalam, sedangkan
frekuensi rendah memiliki penetrasi lebih
dalam. Hal ini menunjukkan bahwa struktur
tahanan jenis dari zona dangkal dampai ke
zona dalam dapat dianalisis berdasarkan
tinggi atau rendahnya frekuensi.
Skin depth sebagai fungsi dari
frekuensi dan tahanan jenis dapat
ditentukan dari persamaan berikut.
2 2
503
......................(5)
f
1
Dimana,
: skin depth (m)
: (= 2 f) frekuensi sudut
: konduktivitas (S/m)
: permeabilitas magnet
(H/m)
: tahanan jenis semu (Ohm-m)
f
: frekuensi (Hz)
HASIL PENYELIDIKAN
Gaya Berat
Pengukuran gaya berat dilakukan
dengan menggunakan alat gaya berat
scintrex CG-5 dari Kanada dengan jumlah
titik sebanyak 200 titik. Berdasarkan hasil
penghitungan dan analisis densitas conto
batuan dari 10 sampel batuan dan dari
metode Parasnis didapat estimasi densitas
batuan densitas 2.3 gram/cm3. Nilai ini
digunakan untuk pengolahan data gaya
berat.
Data pengukuran dikoreksi terhadap
pasang surut, drift alat, nilai gaya berat
normal, udara bebas, sehingga didapatkan
anomali Bouguer. Anomali ini masih
merupakan penjumlahan dari berbagai
macam sumber dan kedalaman anomali di
bawah permukaan. Untuk mendapatkan
anomali target maka anomali Bouguer
dipisahkan menjadi anomali regional dan
residual/sisa
dengan
menggunakan
polinomial orde-2 (Gambar 3). Hasil
anomali Bouguer secara umum memiliki
tren nilai anomali tinggi di bagian utara dan
merendah ke arah selatan, zona tinggi di
bagian utara diprediksi sebagai respon
batuan
yang
berumur
lebih
tua
dibandingkan bagian selatan. Di bagian
utara diinterpretasikan sebagai respon
batuan produk vulkanik berupa lava
berumur tersier yang merupakan produk
Mbeliling. Pada bagian tengah ke arah
selatan, secara umum dilingkupi oleh nilai
anomali rendah hingga sedang, dimana
zona sedang diperkirakan sebagai respon
produk vulkanik berupa lava dan aliran
piroklastik produk Sano Nggoang. Pola
liniasi anomali Bouguer memperlihatkan
pola kelurusan berarah baratlaut-tenggara
di bagian tengah dan pola kekelurusan
berarah baratdaya-timurlaut yang terdapat
di bagian timur.
Anomali
regional
yang
mendeskripsikan struktur batuan secara
regional memiliki pola sebaran yang tidak
berbeda jauh dengan peta anomali
Bouguer, dimana sebaran densitas batuan
memiliki nilai tinggi di bagian utara dan
merendah kearah selatan dengan pola
melidah hampir berarah baratdaya.
Perbedaan yang terlihat di bagian timur,
dimana agak meninggi hasil anomali
Bouguer, setelah difilter menghasilkan
zona sedang yang merupakan respon
produk vulkanik berupa lava dan aliran
piroklastik yang berumur lebih muda
terhadap bagian utaranya.
Setelah direduksi terhadap anomali
regional didapat anomali residual/sisa.
Dibagian timur laut, nilai anomali tinggi di
bagian timurlaut setelah di reduksi nilainya
semakin rendah. Hal ini diperkirakan
diakibatkan oleh masa dominan produk
vulkanik yang menindih produk vulkanik
yang berumur lebih tua yang dijumpai di
bagian utara oleh hasil anomali regional.
Pada bagian baratdaya-selatan, zona
rendah hingga sedang diperkirakan
merupakan respon produk vulkanik
termuda berupa lava dan aliran piroklastik
sehingga memiliki nilai densitas lebih
rendah
terhadap
sekitarnya.
Pola
kelurusan pada anomali sisa lebih
mempertegas keberadaan struktur-struktur
sesar yang ada di daerah ini, yaitu struktur
yang berarah baratlaut-tenggara, yang
terlihat pada munculnya air dingin Bobok
yang terdapat di bagian tengah, dan
munculnya mata air panas Waesano di
bagian tenggara. Pola kelurusan lain yaitu
struktur berarah baratdaya-timurlaut yang
terdapat di bagian tengah dan timur daerah
survei. Daerah struktur ini merupakan zona
yang membentuk daerah depresi dimana
kemungkinan terdapat sistem panas bumi.
Pemodelan dan interpretasi gaya
berat menggunakan teknik pemodelan ke
depan 2,5 D atau forward modeling. Data
model menggunakan nilai anomali Bouguer
daerah Waesano ditarik memotong
manifestasi
mata
air
Waesano.
Penampang model gaya berat dengan arah
baratdaya - timurlaut. Densitas dasar yang
digunakan dalam pemodelan adalah 2,3
gr/cm3 (Gambar 4). Untuk interpretasi
model yang diperoleh, mengacu ke hasil
pemetaan geologi dan penampangnya
dengan beberapa asumsi seperti struktur
dan nilai densitas batuan.
Densitas terendah 2,3 gram/cm3
diperkirakan sebagai respon batuan produk
vulkanik muda berupa lava dan aliran
piroklastik, sedangkan nilai densitas 2,67
gram/cm3 diperkirakan sebagai produk
vulkanik tua yang lebih kompak. Lapisan
paling bawah memiliki densitas 2,9
gram/cm3 diinterpretasikan sebgai batuan
sedimen berupa batu pasir yang berfungsi
sebagai basemen di daerah ini. Dari
penampang terlihat adanya zona depresi
yang dibatasi oleh kelurusan-kelurusan
berarah baratdaya-timurlaut.
AMT
Pengukuran Audio Magnetotelurik
(AMT) didaerah panas bumi Waesano
menggunakan alat GDP-32 dari Zonge, titik
ukur AMT berjumlah 62 tiitik ukur dengan
sebaran titik ukur meliputi zona depresi
Mbeliling, Danau Sano Nggoang dan
manifestasi mata air panas Waesano di
bagian tenggara, sebaran titik ukur AMT
dengan jarak antar titik sejauh 1000 meter.
Pengolahan data AMT menggunakan
software WinGLink dengan algoritma
inversi 2D Rodi, W. & Mackie, R.L.(2001) .
Pada Gambar 5 diperlihatkan peta
sebaran tahanan jenis pada kedalaman
mulai dari 250, 500, 750, 1000, 1500 meter.
Pada kedalaman 250 meter dan 500 meter,
zona tahanan jenis rendah