## IDENTIFIKASI BATUAN PENYUSUN SISTEM PANAS BUMI NON- VULKANIK BANGKA TENGAH BERDASARKAN PENAMPANG 2D ANOMALI GAYA BERAT
Eri Gusnia, Tri Kusmita*
Jurusan Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Bangka Belitung, Kampus Terpadu UBB, Balunijuk, Kabupaten Bangka, 33172, Indonesia *email: trikusmita@ubb.ac.id

## ABSTRAK
Sistem panas bumi di daerah Bangka Tengah merupakan sistem panas bumi non-vulkanik jenis radiogenik. Sistem panas bumi ini tidak berhubungan dengan adanya proses vulkanisme. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi batuan penyusun sistem panas bumi Non-Vulkanik di lapangan panas bumi Bangka Tengah berdasarkan penampang 2D anomali gaya berat. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan analisis spektral dilakukan dengan Fast Fourier Tranform (FFT) pada anomali Bouger komplit untuk mendapatkan anomaly residual. Pemodelan 2D anomali residual dilakukan dengan menggunakan inverse modelling dengan persamaan smoothness constraint. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur bawah permukaan sistem panas bumi non-vulkanik di kawasan panas bumi Bangka Tengah terdiri dari batuan penutup berupa batupasir (2,38 – 2,42 gr/cm3) pada kedalaman 3.000 m, batuan reservoir terdiri dari granit. (2, 65 – 2,66 gr/cm3) pada kedalaman 0 - 9.000 m dan batuan dasar terdiri dari diorit (2,87 – 2,9 gr/cm3) pada kedalaman 2.000 – 10.000 m.
Kata Kunci : Panas bumi; Non Vulkanik; Terak; Keretak

## ABSTRACT
[Title: Identification of Rocks Compositing the Central Bangka Non-Volcanic Geothermal System Based on 2D Cross  Section  of  The  Gravity  Anomaly] The  geothermal  system  in  the  Central  Bangka  area  is  a  radiogenic  non-volcanic geothermal system. This geothermal system is not associated with the volcanism process. The purpose of this research is to identify the rock components of the Non-Volcanic geothermal system in the Central Bangka geothermal field based on the 2D cross section of the gravity anomaly. This research was conducted by performing spectral analysis using Fast Fourier Transform (FFT) on the complete Bouger anomaly to obtain the residual anomaly. 2D modeling of the residual anomaly was done using inverse modeling with the smoothness constraint  equation.  The  results  show  that  the  subsurface  structure  of  the  non-volcanic  geothermal  system  in  the  Central  Bangka geothermal area consists of cover rock in the form of sandstone (2.38 - 2.42 gr/cm3) at a depth of 3,000 m, reservoir rock consists of granite. (2.65 - 2.66 gr/cm3) at a depth of 0 - 9,000 m and the bedrock consists of diorite (2.87 - 2.9 gr/cm3) at a depth of 2,000 - 10,000 m.
Keywords : Geothermal; Non-volcanc; Terak; Keretak.

## PENDAHULUAN
Sistem geothermal di  daerah  Bangka  tidak berkaitan  dengan  aktivitas  vulkanik  (Pitulima  & Siregar,  2016)  melainkan  dari  singkapan  ataupun lipatan  serta  patahan  batuan  (Siregar  &  Kurniawan, 2018).  Daerah  Bangka  Tengah  memiliki  sistem geothermal yang tersebar di daerah Terak dan Keretak (Direktorat  Panas  Bumi,  2017). Geothermal Bangka Tengah  tersusun  oleh  batuan  granit  intrusif  dari formasi  Granit  Klabat,  lempung  dan  batupasir  dari Formasi  Tanjung  Genting  (Gusnia,  Kusmita,  &
Indriawati, 2022). Batuan intrusi tersebut dihasilkan dari peluruhan unsur radioaktif seperti uranium (U), thorium (Th) dan potasium (K) (Zang, et al., 2020). Singkapan  dari  batuan  tersebut  pada  akhirnya menyebabkan  keluarnya  energi  panas  yang berinteraksi  dengan  batuan  sekitarnya  (Siregar  & Kurniawan, 2018).
Geothermal Terak  memiliki  lapisan  batuan berupa  air  tanah,  tanah  lempung,  tanah  lanau, batupasir,  kerikil  kering  dan  batu  granit  (Yunizar, 2015).  Struktur  batuan  bawah  permukaan  sistem
panas  bumi  non-vulkanik  di  Desa  Terak  berupa batupasir,  granit  dan  diorit  (Firdaus,  Oktaviyani, Hardianti,  Kusmita,  &  Indriawati,  2021).  Batuan reservoir berasosiasi dengan anomali rendah (-45nT hingga  -10nT)  tersebar  di  utara  dan  barat  dari manifestasi  panasbumi (Alawiyah  &  Kusmita,
2022) .  Anomali  rendah  diperkirakan  berhubungan manifestasi  panas  bumi  dan  terdapat  batuan  granit dari Formasi Granit Klabat juga terdapat bukit yang berada diarah Utara yaitu bukit Mangkol.
Sistem geothermal dapat  diidentifikasi menggunakan  metode  magnetotelurik  (Kusmita, Fath,  MZ,  &  Joni,  2020), gravity (Afni  &  Kusmita, 2022) yang bisa mengidentifikasi struktur geologi dan densitas  batuan  (Gusnia,  Kusmita,  &  Indriawati, 2022) di daerah penelitian (Hidayat & Basid, 2011). Metode gravity melibatkan  hukum  newton yang dinyatakan oleh persamaan 1 berikut (Telfold, Geldart, & Sheriff, 1990):
𝑭 = 𝛾× % & ×% ' ( ' ×𝒓 𝟏 (1)
dengan F ( gaya pada antara m1 dan m2 dalam (N)), m1, m2   (massa  benda  dalam  (kg)), γ (konstanta gravitasi universal (6,67 x 10-11 Nm2/g2)), r (jarak m1 dan m2 dalam (m)).

## METODE
Penelitian  ini  dilakukan  di  air  panas  Terak dan air panas keretak, Bangka Tengah. Titik kordinat pengambilan adalah koordinat longitude (595451.6701°-  630636.2023°)  dan latitude (9776205.729°- 9726478.077°) dengan luas wilayah ±37x54 Kilometer (Gambar 1). Data free air anomaly (FAA)  yang  digunakan  diperoleh  melalui  satelit TOPEX yang dapat diakses di laman https://topex.ucsd.edu .  Data  tersebut  dilakukan koreksi  Bouger  dan  koreksi  medan  untuk mendapatkan  anomali  Bouger  komplit  (CBA). Pemisahan  anomali  menggunakan  Transformasi Fourier  (FFT)  dan  filter moving  average .  Pemodelan 2D dilakukan menggunakan inversi ke belakang.

## 2.1. Koreksi Bouger
Koreksi
Bouguer dilakukan untuk menghilangkan  efek  gravitasi  yang  disebabkan  oleh perbedaan  ketinggian  antara  titik  pengamatan  dan datum  ( mean  sea  level ,  msl).  Koreksi  Bouguer mengasumsikan nilai kerapatan batuan terletak antara titik  pengamatan  dan  msl.  Pada  bidang  horizontal yang  besar  nilai  kerapatan  batuan  seragam.  Koreksi Bouguer  dirumuskan  pada  persamaan  2  (Telfold, Geldart, & Sheriff, 1990):
𝐵𝐶 = 2𝜋𝑔𝜌ℎ    atau 𝐵𝐶 = 0.04188ℎ𝜌 (2) dengan BC ( Bouger Correction dalam (mGal), h (elevasi dalam (m)), ρ (densitas rata-rata pada batuan (2,67g/
〖 cm 〗 ^3)).

## 2.2 Koreksi Medan
Koreksi medan digunakan untuk menghilangkan  efek  massa  dari  topografi  di  sekitar titik  pengamatan.  Ketidakteraturan  topografi misalnya perbukitan dan lembah akan mempengaruhi pengukuran  nilai  gravitasi  di  titik  pengamatan. Koreksi  medan  dirumuskan  pada  persamaan  3 (Reynolds, 1997).
𝑇𝐶 = <,<>?@A B 𝜌 𝑟 D − 𝑟 ? + 𝑟 ? D + 𝐿 D − 𝑟 D D + 𝐿 D (3)
dengan  TC  ( Terrain  Corection dalam (mGal)),  n (jumlah kompatemen tiap zona), ρ (densitas batuan dalam (g/cm3)), r1,r2 (jari-jari radius dalam, jari-jari radius luar dalam (m), L (selisih ketinggian dari titik pengukuran dalam (m)).

## 2.3. Pemisahan Anomali
Pemisahan anomali regional dan residual dari CBA  dilakukan  dengan  analisis  spektral.  Analisis spektral  dilakukan  dengan  menerapkan  persamaan transformasi  fourier.  Hal  ini  dilakukan  karena  data yang  diperoleh  berupa  data  dalam  domain  spasial, sehingga  harus  ditransformasikan  menjadi  domain frekuensi  atau  bilangan  geombang  (k)  (Yilmaz, 2010)].  Penentuan  anomali  regional-residual dilakukan dalam domain frekuensi karenakan anomali regional  berasosiasi  dengan  frekuensi  rendah sedangkan  anomali  residual  berasosiasi  dengan frekuensi  tinggi.  Adapun  persamaan  dalam transformasi fourier untuk penampang data anomali bourger  seperti  pada  persamaan  4  dibawah  ini (supriyadi, 2009):
𝐹 𝑘 = 𝑓(𝑥)𝑒 OPQR 𝑑𝑥 T OT (4) nilai  k  adalah  bilangan  gelombang  terhadap  panjang gelombang λ atau frekuensi f. Nilai k dapat didapat melalui persamaan 5 sebagai berikut:
𝑘 = DU V (5)
Nilai k dan amplitudo bertujuan untuk menentukan lebar  jendela  pada  proses  filter Moving  Average . Pemisahan  anomali  regional  dan  residual  dilakukan menggunakan software oasis  montaj  dengan menggunakan  persamaan  6  sebagai  berikut (Purnomo, Koesuma, & Yunianto, 2013).
∆𝑇 (XYPZ[\] =   ∆𝑇 − ∆𝑇 (X^ (6) dengan ∆𝑇 (XYPZ[\] (besarnya anomali residual dalam (mGal)), ∆𝑇 (X^ (besarnya  anomaly  regional  dalam (mGal), ∆𝑇 (besarnya  anomali gravity total  dalam (mGal)).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Free  Air  Anomaly (FAA)  adalah  data anomali medan gravitasi yang telah terkoreksi yaitu koreksi  tinggi  alat,  koreksi  pasang  surut,  koreksi drift, koreksi lintang dan koreksi udara bebas. Kontur FAA (Gambar 2) masih memiliki efek topografi y ang disebabkan adanya variasi kelebihan dan kekurangan massa dari medan gravitasi bumi (Maulana, Haryanto, Ismawan, & Kusnandi, 2019).
Gambar 2. Kontur Free Air Anomaly
Efek  topografi  terjadi  dikarenakan  adanya variasi ketinggian di setiap titik di permukaan bumi. Variasi topografi mengakibatkan tarikan ke atas dari bukit-bukit  di  atas  bidang  stasiun  dan  lembah  di bawahnya  yang  menurunkan  nilai  gravitasi  yang teramati (Hinze et al., 2013). Nilai FAA terjadi pada rentang 18 mGal sampai dengan 41 mGal. Nilai FAA tertinggi terjadi pada rentang 32 mGal sampai dengan
41  mGal  (warna  kuning  hingga  orange).  Nilai  FAA sedang terjadi pada rentang 25 mGal sampai dengan 31  mGal  (hijau  tua  hingga  hijau  kekuningan).  Nilai FAA  terendah  berkisar  18  mGal  sampai  dengan  24 mGal (warna unggu hingga biru).
Gambar 3 . Anomali Residual dengan Cross Section
Anomali  residual  adalah  anomali  lokal  yang disebabkan  oleh  sumber-sumber  anomali  gravitasi yang berada pada posisi dangkal (Firdaus, Oktaviyani, Hardianti,  Kusmita,  &  Indriawati,  2021).  Sebaran anomali  residual  dapat  dilihat  pada  gambar  3.  Nilai sebaran  anomali  residual  berbeda-beda  disebabkan adanya  densitas  batuan  yang  berbeda  (Afni  & Kusmita,  2022).  Nilai  anomali  residual  berkisar antara 7 mGal sampai 29 mGal (warna unggu sampai orange). Anomali tinggi berada pada rentang nilai 21 mGal sampai 29 mGal (warna kuning sampai orange). Anomali sedang berada pada rentang nilai 14 mGal sampai  20  mGal  (warna  hijau  hingga  hijau kekuningan) sedangkan anomali rendah berada pada rentang 7 mGal sampai13 mGal (warna unggu hingga biru).
Model 2D dilakukan dengan 3 cross section yaitu A-A’, B-B’ dan C-C’ (Gambar 3) dengan menerapkan inverse  modeling (permodelan  kebelakang). Inverse modeling digunakan untuk melihat persebaran densitas bawah permukaan daerah panas bumi di daerah Terak dan Keretak menggunakan software Zon2GM. Pada
mGal Free Air Anomaly mGal Anomali Residual Keretak Terak C’ A’ A C B B’
peta  kontur  anomali  residual  kondisi  geologi  di daerah penelitian di dominasi formasi aluvium (Qa), Granit  Klabat  (TRjkg)  dan  Formasi  Tanjunggenting (TRt) (Manga & Djamal, 1990). Permodelan sistem panas  bumi  menerapkan  pada  permodelan  sistem panas  bumi  tipe  radiogenik  (Anderson  &  Lund, 1979).
Sayatan  A-A’  diambil  di  Baratdaya  ke Timurlaut  daerah  penelitian  sepanjang  21.000  m (Gambar  4).  Sayatan  A-A’  dipilih  berdasarkan kontras anomali tinggi ke anomali rendah. Anomali rendah  memiliki  warna  unggu  sampai  biru  (2,38  – 2,42  gr/cm 3 )  di  indikasikan  sebagai  batupasir ( sandstone ).  Pada  anomali  sedang  memiliki  warna hijau  sampai  kuning  (2,65  –  2,66  gr/cm 3 ) diindikasikan  sebagai  batu  granit  ( granite ).  Pada anomali tinggi memiliki warna merah muda (2,87 – 2,9 gr/cm 3 ) merupakan batuan diorit (diorite).
Gambar 4. Penampang 2D Sayatan A-A’
Batu pasir berada pada kedalaman 0-3000 m di  temukan  sepanjang  26  m  dari  arah  Baratlaut  ke Tenggara.  Batu  granit  berada  pada  kedalaman  0- 9000m ditemukan sepanjang 26 m dari arah Baratlaut ke  Tenggara.  Batu  diorit  berada  pada  kedalaman 2.000 – 10.000 m di temukan sepanjang 24 m dari arah  Barat  ke  Timur.  Pada  sayatan  A-A’  juga ditemukan singkapan batuan granit sepanjang 22 - 24 m dari arah Timurlaut ke Baratdaya. Pada sayatan A- A’  terdapat  kelurusan  tektonik  yaitu  diduga  berupa sesar  ataupun  rekahan  sepanjang  6  –  20m  hal  ini disebabkan  perbedaan  densitas  antara  dua  lapisan yang saling berdekatan.
Lintasan  B-B’  diambil  di  BaratLaut  ke Tenggara  yang  memotong  sayatan  A-A’(Gambar  5) daerah penelitian sepanjanng 22.000 m. Sayatan B-B’ diambil dari anomali sedang ke tinggi. Pada lintasan ini anomali rendah memiliki warna unggu sampai biru (2,36  –  2,38  gr/cm3)  merupakan  batu  pasir.
Anomali sedang memiliki warna hijau sampai kuning (2,65  –  2,78  gr/cm 3 )  diindikasin  sebangai  batuan granit. Anomali tinggi memiliki warna merah muda (2,86  –  2,88  gr/cm 3 )  yang  kemungkinan  adalah batuan diorite.
Batu pasir berada pada kedalaman 5000 m ditemukan  sepanjang  3  -  27  m  dari  arah  Barat  ke Timur. Batu granit berada pada kedalaman 1.000 – 9.000  m  ditemukan  sepanjang  0  -  27  m  dari  arah Baratdaya  ke  Timurlaut.  Batu  diorit  berada  pada kedalaman 1.000 – 9.000 m di temukan sepanjang 6 - 27m dari arah Baratlaut ke Tenggara.
Gambar 5. Penampang 2D Sayatan B-B’
Sayatan  C-C  berada  di  Baratdaya  ke Timurlaut. Sayatan C-C’ diambil dari anomali sedang ke  rendah  daerah  penelitian  sepanjang  25.000  m (Gambar  6).  Pada  anomali  rendah  memiliki  warna unggu sampai biru merupakan batu pasir (2,36 – 2,38 gr/cm 3 ). Pada anomali sedang memiliki warna hijau sampai  kuning  (2,64  –  2,66  gr/cm 3 )  diindikasikan sebagi  batu  granit.  Pada  anomali  tinggi  memiliki warna  merah  muda  (2,88  –  2,9  gr/cm 3 ) kemungkinan merupakan batuan diorit.
Batu pasir berada pada kedalaman 5000 m di temukan sepanjang 3 - 27 m dari arah Barat ke Timur. Batu  granit  berada  pada  kedalaman  1000  –  9000m ditemukan sepanjang 0 - 27 m dari arah Baratlaut ke Tenggara. Batu diorit berada pada kedalaman 1000 – 9000 m di temukan sepanjang 0 - 22m dari arah Barat ke Timur.
Gambar 6 . Penampang 2D Sayatan C-C’
Berdasarkan model konseptual sistem air panas tipe  radiogenik  terdiri  atas  batuan  penudung  ( cap rock ), reservoir (h eat source ) dan batu dasar ( basement rock )  (Tamanyu  &  Sakaguchi,  2003).  Batuan
penudung memiliki densitas rendah, porositas tinggi dan permeabilitas tinggi yaitu diindikasikan pada batu pasir. Batu pasir berfungsi sebagai penutup reservoar agar  mencegah  keluar  fluida  panas  bumi.  Dalam sistem air panas radiogenik, heart source berasal dari unsur penyusun batu granit yaitu uranium, thorium, titanium  dan  ytrtrium  (Pitulima  &  Siregar,  2016). B asement  rock berupa  batuan  diorit.  Batuan  dasar memiliki  densitas  yang  tinggi  dari  batuan  sumber panas,  porositas  rendah  dan  permeabilitas  rendah. Singkapan  dan  rekahan  pada  daerah  penelitian  yang menyebabakan  adanya  fluida  yang  keluar  atau manifestasi panas bumi. Struktur rekahan pada batuan di dindikasikan sebagai jalur fluida yang berinteraksi dengan lapisan yang di atasnya (Siregar & Kurniawan, 2018).

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa struktur bawah permukaan sistem panas bumi non- vulkanik  di  kawasan  panas  bumi  Bangka  Tengah terdiri dari batuan penutup berupa batupasir (2,38 – 2,42  gr/cm3)  pada  kedalaman  3.000  m,  batuan reservoir terdiri dari granit. (2, 65 – 2,66 gr/cm3) pada kedalaman 0 - 9.000 m dan batuan dasar terdiri dari  diorit  (2,87  –  2,9  gr/cm3)  pada  kedalaman 2.000 – 10.000 m.

## DAFTAR PUSTAKA
Pitulima,  J.,  &  Siregar,  R.  N.  2016.  Identifikasi Struktur  Geologi  Sumber  Air  Panas  Non Vulkanik  Desa  Nyelanding  Bangka  Selatan dengan  Menggunakan  Metode  Geolistrik Konfigurasi Wenner. Seminar Nasional Riset Terapan.
Siregar,  R.  N.,  &  Kurniawan,  W.  B.  2018.  2D Interpretation  of  Subsurface  Hot  Spring Geothermal Structure in Nyelanding Village Through  Schlumberger  Geoelectrucity Configuration  Method. Jurnal  Ilmiah Pendidikan Fisika Al-BiRuni, 7 (1), 81-87. Direktorat  Panas  Bumi,  D.  E.  2017. Potensi  Panas Bumi Indonesia Jilid 1. Jakarta: Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral .
Gusnia,  E.,  Kusmita,  T.,  &  Indriawati,  A.  2022.
Analisis  Anomali  Gravity  Daerah  Panas Bumi  Non-Vulkanik  Di  Bangka  Tengah (Studi  Kasus  Panas  Bumi  Terak  dan Keretak). JRFI , 1-7.
Zang, C., Hu, S., Zhang, S., Li, S., Zhang, L., Kong, Y.,  .Wang,  Z.  2020.  Radiogenic  Heat Production Variations in The Gonghe Basin, Northeastern  Tibetan  Plateu:  Implications For  the  origin  of  High-Temperature
Geothermal  Resoirces. Renewable  Energy, 148 , 284-297.
Yunizar.  2015. Analisa  geolistrik  untuk  identifikasi sebaran  sumber  air  panas  menggunkan konsfigurasi  schlumberger  di  Desa  Kretak Kecamatan  Sungaiselan  Kabupaten  Bangka Tengah  Provinsi  Kepulauan  Bangka  Belitung. Bangka: Universitas Bangka Belitung. Firdaus, R., Oktaviyani, S., Hardianti, P., Kusmita, T., & Indriawati, A. 2021. Identification of Subsurface Rock Structure of Non-Volcanic Geothermal  Systems  Based  on  Gravity Anomalies  (Terak  Village,  Central  Bangka Regency). Journal  of  Applied  Geospatial Information, 5 (2), 539-543. Kusmita, T., Fath, A. M., MZ, N., & Joni, W. 2020. Magnetotelluric  method  aplication  for conceptual modelling of geothermal system Pariangan  West  Sumatera. IOP  Conference Series: Earth and Environmental Science.
Afni,  G.  N.,  &  Kusmita,  T.  2022.  Identifikasi Struktur Tektonik Sistem Geothermal Non- Vulkanik  Daerah  Nyelanding  dan  Permis Bangka  Selatan  Menggunakan  Metode Gravity. JRFI, 2 (1), 1-6.
Telfold, W. M., Geldart, L. P., & Sheriff, R. 1990. Applied Geophysics Second Edition. New York: Cambrige University Press. Reynolds, J. M. 1997. An Introduction to Applied and Enviromental  Geophysics. England:  Jhon Willey & Sons. Yilmaz,  O.  2010. Seismic  Data  Analysis:  Processing, Inversion,  and  Interpretation  of  Seismic  Data). Society of Exploration Geophysicists. supriyadi.  2009.  Studi  Gaya  Berat  Relatif  di Semarang. Jurnal Fisika Indonesia, 5 , 54-61.
Purnomo, J., Koesuma, S., & Yunianto, M. (2013).
Pemisahan Anomali Regional-Residual pada Metode  Gravitasi  Menggunakan  Metode Moving Average, Polynomial dan Inversion.
Indonesian Journal of Applied Physics, 3 (1). Manga, A., & Djamal, B. 1990. Peta Geologi Lembar Bangka Utara, Sumatra. Dalam Peta Geologi Sumatera. Bandung:  Pusat  Penelitian  dan Pengembangan Geologi.
Anderson, D., & Lund, J. 1979. Direct Utilization Of Geothermal  Energy:  A  Technical  Handbook. Unites States.
Tamanyu,  S.,  &  Sakaguchi,  K.  2003.  Conceptual Model  For  Non-Volcanic  Geothermal Resources – Examples From Tohuku Japan. Geological Survey of Japan . Petersburg.  2001. Program  For  2D  Interpretation  Of Magnetic and Gravity Data ZondGM2D. Zond Geophysical Software Saint.
Maulana,  Y.,  Haryanto,  A.  D.,  Ismawan,  & Kusnandi, D. 2019. Penentuan Tipe Fluida Serta  Tingkat  Permeabilitas  Sistem  Panas Bumi  Daerah  Tinigi,  Toli-Toli,  Sulawesi Tengah. Padjadjaran Geoscience Journal .
Alawiyah, U., & Kusmita, T. 2022. Sebaran Batuan Daerah  Panas  bumi  Terak  Bangka  Tengah berdasarkan  Anomali  Magnetik. Jurnal  Riset Fisika Indonesia , 3 (1), 12–18.
https://doi.org/10.33019/jrfi.v3i1.3356
Hinze,  W.  J.,  von  Frese,  R.  R.  B.,  &  Saad,  A.  H.
2013. Gravity and Magnetic Exploration Principles,
Practices, and Applications. Cambridge University Press.