Survei Geofisika Terpadu Audio Magnetotelik Dan Gaya Berat Daerah Panas Bumi Kaloy Kabupaten Aceh Tamiang, Provinsi Aceh
SURVEI GEOFISIKA TERPADU
AUDIO MAGNETOTELIK DAN GAYA BERAT
DAERAH PANAS BUMI KALOY
KABUPATEN ACEH TAMIANG, PROVINSI ACEH
Oleh:
Asep Sugianto, Yadi Supriyadi, dan Sri Widodo
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi
SARI
Daerah panas bumi Kaloy secara adminitrasi berada di Kecamatan Tamiang
Hulu, Kabupaten Aceh Tamiang, Provinsi Nangroe Aceh Darussalam (NAD).
Manifestasi panas bumi di daerah ini muncul berupa mata air panas dengan
temperatur sekitar 40-54 oC. Survei geofisika terpadu (gaya berat dan audio
magnetotellurik/AMT) telah dilakukan di daerah Kaloy dengan tujuan untuk
mengetahui informasi bawah permukaan dari sistem panas bumi di daerah tersebut.
Berdasarkan data gaya berat (anomali residual) dan data AMT (peta tahanan jenis
kedalaman 1000 meter) zona menarik berada di sekitar air panas. Pada zona
tersebut terlihat sebaran anomali residual rendah yang diinterpretasikan sebagai
zona rekahan dan nilai tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batuan
intrusi. Hasil pemodelan gaya berat memperlihatkan adanya bodi-bodi intrusi? yang
menerobos batuan metamorf dan meta batu gamping di atasnya. Keberadaan
batuan intrusi tersebut mengindikasikan adanya sumber panas yang mendukung
terbentuknya sistem panas bumi di daerah ini. Hasil pemodelan AMT 2D pada
lintasan 3 juga memperlihatkan adanya nilai tahanan jenis sangat tinggi pada
kedalaman sekitar 1000 m yang diduga berasosiasi dengan batuan intrusi. Daerah
prospek panas bumi diperkirakan berada di sekitar mata air panas Kaloy dengan
luas sekitar 7 km2.
Kata kunci : Kaloy, Aceh Tamiang, Audio Magnetotelurik, dan Gaya Berat
PENDAHULUAN
Daerah panas bumi Kaloy merupakan
salah satu daerah panas bumi yang
berada di Provinsi Nangroe Aceh
Darussalam
(NAD.
Secara
administrasi daerah tersebut berada di
Kecamatan Tamiang Hulu, Kabupaten
Aceh
Tamiang,
Provinsi
NAD
(Gambar 1). Manifestasi panas bumi
ditunjukkan dengan munculnya mata
air panas yang memiliki temperatur
sekitar 40-54 oC. Penelitian mengenai
geologi ataupun kepanasbumian telah
dilakukan oleh beberapa peneliti
sebelumnya,
diantaranya
N.R.
Cameron, dkk yang telah melakukan
pemetaan geologi regional lembar
Langsa, Sumatera (1981) dan lembar
Takengon, Sumatera (1983) dan Herry
Sundhoro, dkk (2013) Penyelidikan
Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten
Aceh Timur dan Kabupaten Aceh
Tamiang, Provinsi NAD.
Survei geofisika terpadu dengan
menggunakan
metode
Audio
Magnetotellurik (AMT) dan Gaya Berat
dilakukan untuk mengetahui struktur
sifat fisika batuan (tahanan jenis dan
densitas) di bawah permukaan.
Kontras sifat fisika batuan tersebut
dapat
memberikan
gambaran
mengenai struktur geologi bawah
permukaan.
Metode
metode
medan
rentang
Metode
AMT merupakan salah satu
geofisika yang memanfaatkan
elektromagnetik alam pada
frekuensi 0,1 – 10.000 Hz.
ini
dapat
memberikan
gambaran mengenai sebaran nilai
tahanan jenis. Meode gaya berat
adalah salah satu metode geofisika
yang memanfaatkan medan potensial.
Metode
tersebut
memberikan
gambaran
mengenai
adanya
perbedaan gaya gravitasi di suatu
daerah akibat adanya perbedaan
densitas batuan di bawah permukaan.
GEOLOGI
Secara umum litologi batuan daerah
Kaloy dari yang berumur tua hingga ke
muda tersusun atas batuan metamorf,
batugamping – metabatugamping,
silisifikasi, batupasir karbonat –
gampingan, batupasir nonkarbonat –
mika – karbonan, serpih, batupasir,
dan koluvoim – alluvium (Gambar 2).
Batuan metamorf (kuarsit dan batu
sabak) bagian dari Formasi Bohorok
berada di sebelah baratdaya. Di
bagian
tengah
tersingkap
batugamping – metabatugamping
yang menerus hingga ke selatan. Di
sisi barat batugamping tersebut
terdapat silisifikasi. Batupasir mika,
batupasir karbonatan, serpih dan
batupasir tersingkap secara luas dan
hampir mendominasi daerah survei.
Batuan kolovium-alluvial terdapat di
sebelah utara daerah survei (Nur Hadi,
dkk, 2014).
Struktur geologi yang berkembang di
daerah ini berarah utara-selatan dan
baratlaut-tenggara. Pola struktur yang
berarah utara-selatan ditunjukkan
dalam bentuk peregangan yang
menghasilkan produk depresi seperti
Sesar Bukit Putih di bagian selatan.
Pola struktur yang berarah baratlauttenggara ditunjukkan oleh depresi
Sesar Slamet dan paret yang terisi
oleh batugamping, sedangkan bagian
hanging wallnya terisi oleh batuan
metamorfik.
METODE
Survei geofisika terpadu dilakukan
dengan menggunakan metode AMT
dan gaya berat. Kedua metode
tersebut memberikan gambaran sifat
fisika batuan yang berbeda, sehingga
kombinasi dari kedua metode ini
diharapkan dapat menggambarkan
struktur geologi bawah permukaan
dan keberadaan suatu sistem panas
bumi.
Metode AMT merupakan salah satu
metode geofisika yang memanfaatkan
medan elektromagnetik alam (medan
listrik dan medan magnet) pada
rentang frekuensi 0,1 – 10.000 Hz.
Medan listrik dan medan magnet
diukur secara bersamaan pada
rentang waktu tertentu sehingga
memperoleh jumlah data yang cukup.
Hubungan dari medan listrik dan
medan magnet dapat menghasilkan
nilai tahanan jenis semu (Rhoa) dan
Phase, seperti pada persamaan
berikut.
1
E
a
x
5f H
2
| |
Dimana,
a : tahanan jenis semu (Ohm-m)
: phase (derajat)
f
: frekuensi (Hz)
E : besarnya medan listrik (mV/km)
H : besarnya medan magnet (nT)
Metode gaya berat adalah salah satu
metode geofisika yang memanfaatkan
medan potensial. Metode tersebut
memberikan gambaran mengenai
adanya perbedaan gaya gravitasi di
suatu
daerah
akibat
adanya
perbedaan densitas batuan di bawah
permukaan. Pengukuran gaya berat
dilakukan dengan metode poligon
tertutup, dimana pengukuran diawali
dan diakhiri di base station.
Pengukuran AMT dilakukan pada 62
titik ukur yang membentuk 6 buah
lintasan berarah baratdaya-timurlaut
dengan jarak antar titik ukur 1000 m,
sedangkan pengukuran gaya berat
dilakukan pada 210 titik ukur yang
tersebar secara acak dengan jarak
antar titik sekitar 1000 m (Gambar 3).
HASIL
a. Audio Magnetotellurik
Peta tahanan jenis (AMT) merupakan
sebaran nilai tahanan jenis secara
lateral yang disayat dari hasil
pemodelan 2D. Pemodelan 2D
tersebut
dilakukan
dengan
menggunakan algoritma Non Linear
Conjugate Gradient dari Rodi dan
Mackie (2001). Pemodelan dilakukan
dengan menggunakan data TE Mode
dan TM Mode dan menggunakan
parameter-parameter sebagai berikut,
(a) smoothing operator 3 dan (b) data
error dan error floor untuk rho 5 dan
untuk phase 50.
Sebaran nilai tahanan jenis (AMT)
pada kedalaman 250 m dan 500 m
memiliki pola yang seragam, dimana
tahanan jenis rendah (
AUDIO MAGNETOTELIK DAN GAYA BERAT
DAERAH PANAS BUMI KALOY
KABUPATEN ACEH TAMIANG, PROVINSI ACEH
Oleh:
Asep Sugianto, Yadi Supriyadi, dan Sri Widodo
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi
SARI
Daerah panas bumi Kaloy secara adminitrasi berada di Kecamatan Tamiang
Hulu, Kabupaten Aceh Tamiang, Provinsi Nangroe Aceh Darussalam (NAD).
Manifestasi panas bumi di daerah ini muncul berupa mata air panas dengan
temperatur sekitar 40-54 oC. Survei geofisika terpadu (gaya berat dan audio
magnetotellurik/AMT) telah dilakukan di daerah Kaloy dengan tujuan untuk
mengetahui informasi bawah permukaan dari sistem panas bumi di daerah tersebut.
Berdasarkan data gaya berat (anomali residual) dan data AMT (peta tahanan jenis
kedalaman 1000 meter) zona menarik berada di sekitar air panas. Pada zona
tersebut terlihat sebaran anomali residual rendah yang diinterpretasikan sebagai
zona rekahan dan nilai tahanan jenis tinggi yang diinterpretasikan sebagai batuan
intrusi. Hasil pemodelan gaya berat memperlihatkan adanya bodi-bodi intrusi? yang
menerobos batuan metamorf dan meta batu gamping di atasnya. Keberadaan
batuan intrusi tersebut mengindikasikan adanya sumber panas yang mendukung
terbentuknya sistem panas bumi di daerah ini. Hasil pemodelan AMT 2D pada
lintasan 3 juga memperlihatkan adanya nilai tahanan jenis sangat tinggi pada
kedalaman sekitar 1000 m yang diduga berasosiasi dengan batuan intrusi. Daerah
prospek panas bumi diperkirakan berada di sekitar mata air panas Kaloy dengan
luas sekitar 7 km2.
Kata kunci : Kaloy, Aceh Tamiang, Audio Magnetotelurik, dan Gaya Berat
PENDAHULUAN
Daerah panas bumi Kaloy merupakan
salah satu daerah panas bumi yang
berada di Provinsi Nangroe Aceh
Darussalam
(NAD.
Secara
administrasi daerah tersebut berada di
Kecamatan Tamiang Hulu, Kabupaten
Aceh
Tamiang,
Provinsi
NAD
(Gambar 1). Manifestasi panas bumi
ditunjukkan dengan munculnya mata
air panas yang memiliki temperatur
sekitar 40-54 oC. Penelitian mengenai
geologi ataupun kepanasbumian telah
dilakukan oleh beberapa peneliti
sebelumnya,
diantaranya
N.R.
Cameron, dkk yang telah melakukan
pemetaan geologi regional lembar
Langsa, Sumatera (1981) dan lembar
Takengon, Sumatera (1983) dan Herry
Sundhoro, dkk (2013) Penyelidikan
Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten
Aceh Timur dan Kabupaten Aceh
Tamiang, Provinsi NAD.
Survei geofisika terpadu dengan
menggunakan
metode
Audio
Magnetotellurik (AMT) dan Gaya Berat
dilakukan untuk mengetahui struktur
sifat fisika batuan (tahanan jenis dan
densitas) di bawah permukaan.
Kontras sifat fisika batuan tersebut
dapat
memberikan
gambaran
mengenai struktur geologi bawah
permukaan.
Metode
metode
medan
rentang
Metode
AMT merupakan salah satu
geofisika yang memanfaatkan
elektromagnetik alam pada
frekuensi 0,1 – 10.000 Hz.
ini
dapat
memberikan
gambaran mengenai sebaran nilai
tahanan jenis. Meode gaya berat
adalah salah satu metode geofisika
yang memanfaatkan medan potensial.
Metode
tersebut
memberikan
gambaran
mengenai
adanya
perbedaan gaya gravitasi di suatu
daerah akibat adanya perbedaan
densitas batuan di bawah permukaan.
GEOLOGI
Secara umum litologi batuan daerah
Kaloy dari yang berumur tua hingga ke
muda tersusun atas batuan metamorf,
batugamping – metabatugamping,
silisifikasi, batupasir karbonat –
gampingan, batupasir nonkarbonat –
mika – karbonan, serpih, batupasir,
dan koluvoim – alluvium (Gambar 2).
Batuan metamorf (kuarsit dan batu
sabak) bagian dari Formasi Bohorok
berada di sebelah baratdaya. Di
bagian
tengah
tersingkap
batugamping – metabatugamping
yang menerus hingga ke selatan. Di
sisi barat batugamping tersebut
terdapat silisifikasi. Batupasir mika,
batupasir karbonatan, serpih dan
batupasir tersingkap secara luas dan
hampir mendominasi daerah survei.
Batuan kolovium-alluvial terdapat di
sebelah utara daerah survei (Nur Hadi,
dkk, 2014).
Struktur geologi yang berkembang di
daerah ini berarah utara-selatan dan
baratlaut-tenggara. Pola struktur yang
berarah utara-selatan ditunjukkan
dalam bentuk peregangan yang
menghasilkan produk depresi seperti
Sesar Bukit Putih di bagian selatan.
Pola struktur yang berarah baratlauttenggara ditunjukkan oleh depresi
Sesar Slamet dan paret yang terisi
oleh batugamping, sedangkan bagian
hanging wallnya terisi oleh batuan
metamorfik.
METODE
Survei geofisika terpadu dilakukan
dengan menggunakan metode AMT
dan gaya berat. Kedua metode
tersebut memberikan gambaran sifat
fisika batuan yang berbeda, sehingga
kombinasi dari kedua metode ini
diharapkan dapat menggambarkan
struktur geologi bawah permukaan
dan keberadaan suatu sistem panas
bumi.
Metode AMT merupakan salah satu
metode geofisika yang memanfaatkan
medan elektromagnetik alam (medan
listrik dan medan magnet) pada
rentang frekuensi 0,1 – 10.000 Hz.
Medan listrik dan medan magnet
diukur secara bersamaan pada
rentang waktu tertentu sehingga
memperoleh jumlah data yang cukup.
Hubungan dari medan listrik dan
medan magnet dapat menghasilkan
nilai tahanan jenis semu (Rhoa) dan
Phase, seperti pada persamaan
berikut.
1
E
a
x
5f H
2
| |
Dimana,
a : tahanan jenis semu (Ohm-m)
: phase (derajat)
f
: frekuensi (Hz)
E : besarnya medan listrik (mV/km)
H : besarnya medan magnet (nT)
Metode gaya berat adalah salah satu
metode geofisika yang memanfaatkan
medan potensial. Metode tersebut
memberikan gambaran mengenai
adanya perbedaan gaya gravitasi di
suatu
daerah
akibat
adanya
perbedaan densitas batuan di bawah
permukaan. Pengukuran gaya berat
dilakukan dengan metode poligon
tertutup, dimana pengukuran diawali
dan diakhiri di base station.
Pengukuran AMT dilakukan pada 62
titik ukur yang membentuk 6 buah
lintasan berarah baratdaya-timurlaut
dengan jarak antar titik ukur 1000 m,
sedangkan pengukuran gaya berat
dilakukan pada 210 titik ukur yang
tersebar secara acak dengan jarak
antar titik sekitar 1000 m (Gambar 3).
HASIL
a. Audio Magnetotellurik
Peta tahanan jenis (AMT) merupakan
sebaran nilai tahanan jenis secara
lateral yang disayat dari hasil
pemodelan 2D. Pemodelan 2D
tersebut
dilakukan
dengan
menggunakan algoritma Non Linear
Conjugate Gradient dari Rodi dan
Mackie (2001). Pemodelan dilakukan
dengan menggunakan data TE Mode
dan TM Mode dan menggunakan
parameter-parameter sebagai berikut,
(a) smoothing operator 3 dan (b) data
error dan error floor untuk rho 5 dan
untuk phase 50.
Sebaran nilai tahanan jenis (AMT)
pada kedalaman 250 m dan 500 m
memiliki pola yang seragam, dimana
tahanan jenis rendah (