## Jurnal Riset Fisika Indonesia
Volume 2, Nomor 1, Desember 2021
ISSN: 2776-1460 (print); 2797-6513 (online)
http://journal.ubb.ac.id/index.php/jrfi/3210
Penentuan Sesar Daerah Geothermal Non-Vulkanik Daerah Nyelanding dan Permis Bangka Selatan Berdasarkan Analisis Anomali Gravitasi
Githa Nurvilia Afni 1, * ) , Tri Kusmita 1
Jurusan Fisika, Universitas Bangka Belitung Desa Balunijuk, Kabupaten Bangka 33172, Bangka Belitung, Indonesia *E-mail korespondensi: githanurvilia@gmail.com

## Info Artikel:
Dikirim: 30 September 2021 Revisi: 28 November 2021 Diterima: 15 Desember 2021

## Kata Kunci:
Geothermal, Non- volcanic,  Gravity, Permis, Nyelanding

## Abstract
Non-volcanic geothermal is a heat system that is not related to volcanism such as in Nyelanding and Permis areas. In previous studies, hot springs in the Nyelanding area  were  spread  from  West  to  Northeast,  with  the  constituent  rocks  of sandstone,  dry  gravel  and  granite.  In  the  Permis  area,  the  manifestation  is influenced by shear faults trending Northwest to Southeast and the geothermal source is granite. Therefore, this study was conducted to analysis anomaly Gravity in Area Nyelanding – Permis and it’s connection with fault. The data used in this study are the FAA (Free Air Anomaly) and topography data obtained through the TOPEX website. The gravity anomaly is obtained by performing spectral analysis using  the  Fourier  Transform  and  moving  average  filter.  Result  study  shown Complete Bouger Anomaly was 10 mGal – 48 mGal. Reginal anomaly 7,4 mGal – 38 mGal and residual anomali 2 mGal - 38 mGal. Residual anomaly was relevant with local fault in this area.

## PENDAHULUAN
Energi panas bumi merupakan energi panas alami yang tersimpan dalam batuan di bawah permukaan bumi dan terkandung fluida di dalamnya. Sumber panas bumi biasanya berasal dari magma yang menghantarkan panas secara konduktif pada batuan di sekitarnya yang berada di dalam  bumi.  Potensi  energi  panas  bumi  di  permukaan  biasanya  dapat  terlihat  yaitu  dengan adanya sumber mata air panas, geyser, lumpur panas, dan fumarol yang biasa dikenal dengan manifestasi  permukaan  [1].  Panas  bumi  biasanya  ditandai  dengan  keberadaan  gunungapi sebagai  sumber  panas  bumi,  tetapi  ada  beberapa  sumber  panas  bumi  yang  tidak  berkaitan dengan aktifitas gunungapi (non-vulkanik). Sumber panas bumi non-vulkanik banyak tersebar di daerah yang terkandung unsur radioaktif yaitu batu granit [2]. Pulau Bangka merupakan salah satu  daerah  yang  mempunyai  potensi  panas  bumi  non-vulkanik.  Di  daerah  Bangka  Selatan, khususnya pada daerah Nyelanding dan Permis.
Ekplorasi  geothermal  menggunakan  metode  geofisika  sudah  banyak  dilakukan, siantaranya magnetotelurik [3], geolistrik [2], gravity [4]. Berdasarkan metode Geolistrik sebaran sumber  air  panas  di  daerah  Nyelanding  mengarah  dari  Barat  ke  Timurlaut  dengan  batu
penyusunnya yaitu air tanah, batu lempung, batu lanau, batu pasir, kerikil kering, dan batu granit [5]. Berdasarkan metode Gravity memperlihatkan bahwa manifestasi daerah Permis dipengaruhi sesar geser dengan arah Baratlaut – Tenggara, dan sumber panas buminya diduga berasal dari batuan  granit  [6].  Sebaran  air  panas  pada  daerah  tersebut  mengarah  ke  Timurlaut  dari manifestasi  permukaan  Permis.  Berdasarkan  penelitian  –  penelitian  tersebut  dilakukanlah penelitian di daerah Permis dan Nyelanding Kabupaten Bangka Selatan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui adanya persamaan sebaran batuan di daerah Permis dan Nyelanding dengan menggunakan metode gravity . Metode gravity adalah  metode  yang  didasarkan  oleh  perbedaan  medan gravity yang disebabkan oleh densitas massa batuan penyusun.  Metode gravity dapat  digunakan  untuk menentukan  karakteristik geothermal disuatu  daerah  panas  bumi.  Data  tersebut  dapat digunakan untuk menentukan struktur geologi bawah permukaan dengan potensi energi panas bumi  di  daerah  penelitian  [7]  Metode gravity dinyatakan  oleh  hukum  Newton,  bahwa  gaya antara  dua  partikel  bermassa  m 1 dan  m 2 yaitu  berbanding  lurus  dengan  hasil  kali  massa  dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar pusat massa (r), persamaannya dinyatakan pada persamaan 1 berikut [8].
𝐹 = 𝛾 $ ! ! ! " " " % 𝑟 # [1]

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  di  daerah  panas  bumi  Permis  dan  Nyelanding  Kabupaten  Bangka Selatan pada koordinat 105,9083–106,325 BT dan -2,5241–-2,7738 LS dengan luasan area 48 x 28 km (Gambar 1).

## Gambar 1. Peta Daerah Penelitian
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder berupa Data FAA ( Free Air  Anomaly  Gravity )  dan  data  topografi.  Data  tersebut  diakses  melalui  website https://TOPEX.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi .

## Koreksi Bouguer Untuk SBA
Koreksi  Bouguer  adalah  koreksi  yang  digunakan  untuk  menghilangkan  efek  gaya  tarik massa antara titik pengamatan dan titik acuan. Koreksi bouguer dilakukan dengan menghitung tarikan gravity yang  disebabkan  oleh  batuan  berupa slab dengan  ketinggian  h  (meter)  dan densitas 𝜌 . Besar koreksi bouguer yaitu [9]:
𝐵𝐶 = 0.04188ℎ𝜌
[2] Dengan, BC : koreksi bouguer (mGal) h : ketinggian (m) 𝜌 : massa jenis (gr/cc) Setelah Bouguer correction (BC) ditentukan, anomali gravity menjadi Simple Bouguer Anomaly (SBA) sehingga persamaannya yaitu sebagai berikut [9]:
𝑆𝐵𝐴 = 𝐹𝐴𝐴 − 𝐵𝐶 [3]

## Koreksi Medan
Koreksi medan dilakukan karena akibat dari koreksi Bouguer dengan slab horizontal tak terhingga.  Koreksi  medan  dilakukan  untuk  mengoreksi  adanya  penyebaran  massa  yang  tidak teratur di sekitar titik pengukuran karena topografi yang tidak rata (Sugita, et al., 2020). Dalam koreksi  Bouguer,  keberadaan  massa  di  atas  bidang  Bouguer  dan  ketiadaan  massa  di  bawah bidang Bouguer yaitu lembah yang tidak diperhitungkan. Efek dari massa ini disebut efek medan ( terrain  effect ).  Untuk  mengatasi  hal  tersebut  koreksi  medan  ( terrain  correction )  dilakukan. Koreksi medan dapat ditulis yaitu sebagai berikut [10]:
𝑇𝐶 = 𝐺𝜌𝜃 $𝑟 $ − 𝑟 # + 8𝑟 # $ + 𝑧 $ −  8𝑟 $ $ + 𝑧 $ % [4]
Dengan,  TC : koreksi medan (mGal) G : konstanta gravity umum
𝜌 : densitas batuan 𝜃 : sudut sektor (radian) 𝑟 # : radius inner zone (m) 𝑟 $ : radius outer zone (m) z : modulus dari perbedaan elevasi antara stasiun dengan elevasi rata- rata segmen

## Koreksi Bouguer untuk CBA
Nilai  CBA  ( complete  bouguer  anomaly )  merupakan  penjumlahan  dari  anomali-anomali yang  disebabkan  oleh  pengaruh  densitas  massa  batuan  dari  pusat  inti  ke  permukaan  bumi. Persamaan nilai CBA dapat di tulis sebagai berikut [9]:
CBA = SBA + TC
[5]
Dengan, CBA : anomali bouguer lengkap (mGal) SBA : anomali bouguer sederhana (mGal)

## TC : koreksi medan (mGal)

## Pemisahan Anomali Regional dan Anomali Residual
Anomali Bouguer adalah penjumlahan dari anomali regional dan anomali residual. Kedua anomali ini berinteraksi dan menyebabkan anomali yang tumpang tindih. Oleh karena itu, untuk mendapatkan anomali residual yang mempresentasikan objek anomali dangkal, perlu dilakukan pemisahan  anomali  regional  dengan  residual  [11].  Anomali  bouguer  lengkap  perlu  dianalisis spektrumnya, sebelum dilakukan pemisahan anomali regional dan anomali residual. Hal tersebut untuk mengetahui estimasi kedalaman regional dan residualnya, dan untuk mendapatkan lebar window yang  digunakan  untuk  proses  filter moving  average [12].  Dalam  analisis  spektral, dilakukan transformasi Fourier, yang merupakan formula yang digunakan untuk mengkonversi data  dalam  domain  ruang  atau  waktu  ke  domain  frekuensi.  Proses  filter moving  average dilakukan  dengan  cara  merata-ratakan  nilai  anomali  CBA.  Hasil  dari  perataan  ini  merupakan anomali  regional,  sedangkan  anomali  residual  diperoleh  dengan  mengurangkan  data  hasil pengukuran gravity dengan anomali regional [12].

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada daerah panas bumi, anomali gravity biasanya berasosiasi dengan sistem panas bumi di daerah tersebut. Daerah panas bumi biasanya memiliki anomali gravity yang rendah. DATA FAA  yang  diperoleh  mengabaikan  massa  titik  pengukuran  dan  bidang  referensi.  Dalam mengoreksi udara bebas, massa antara titik pengukuran dan bidang referensi diabaikan. Oleh karena itu, koreksi Bouguer diperlukan untuk menghilangkan efek massa antara titik pengukuran dan bidang referensi.
Gambar 2 merupakan kontur CBA yang diperoleh dari hasil perhitungan koreksi medan dan SBA. CBA merupakan nilai percepatan gravity total yang disebabkan oleh adanya variasi batuan di bawah permukaan bumi terhitung mulai dari permukaan tanah hingga ke batuan basement. Pada gambar 2 terlihat nilai anomali (CBA) berkisar antara 10 mGal (warna hitam) sampai dengan 48 mGal (warna putih). Nilai CBA merupakan penjumlahan dari anomali yang dipengaruhi oleh adanya rapat massa batuan dari pusat inti bumi sampai ke permukaan bumi. Anomali ini meliputi anomali  regiomal  dan  residual  Oleh  karena  it  anomali,  dapat  dipisahkan  menjadi  anomali regional dan anomali residual.

## Gambar 2. Kontur CBA Daerah penelitian
Anomali regional adalah anomali gravity yang berkaitan dengan struktur regional kerak bumi. Anomali regional memiliki pola kontur yang lebih teratur, yang disebabkan oleh pengaruh batuan  dalam  seperti  batuan  dasar  ( basement ).  Hal  ini  menyebabkan  anomali  regional cenderung lebih homogen dibandingkan dengan batuan dangkal. Pola sebaran anomali regional dapat dilihat pada Gambar 3, dimana variasi nilai anomali regional ditunjukkan dengan warna biru tua hingga ungu muda. Nilai anomali tinggi mengidentifikasikan bahwa batuan dasar pada daerah tersebut memiliki densitas yang cukup tinggi dibandingkan dengan batuan yang berada pada nilai anomali rendah [4].
Anomali residual merupakan anomali yang berhubungan dengan struktur lokal. Anomali residual  menggambarkan  distribusi  kerpatan  batuan  dangkal  [4].  Batuan  yang  terletak  pada kedalaman dangkal umumnya memiliki nilai anomali yang bervariasi, hal tersebut disebabkan oleh batuan yang bervariasi. Pola sebaran anomali residual dapat dilihat pada Gambar 4, dimana variasi nilai anomali regional ditunjukkan dengan warna biru tua hingga ungu muda. Nilai anomali
(mGal) Ket: : air panas Permis : air panas Nyelanding U
residual tinggi mengidentifikasikan bahwa batuan pada daerah tersebut memiliki densitas tinggi yang memiliki kemenerusan dari kedalaman yang dalam hingga kedalaman yang dangkal.

## Gambar 3. Kontur Anomali Regional Daerah Penelitian
Berdasarkan struktur geologi di daerah Permis terdapat sesar yaitu sesar normal dan sesar mendatar. Sesar normal berarah Timurlaut – Baratdaya dan sesar mendatar berarah Baratlaut – Tenggara, hal tersebut berkaitan dengan nilai anomali yang tinggi pada daerah tersebut. Struktur sesar yang berarah Baratlaut – Tenggara diperkirakan sebagai pengontrol adanya manifestasi panas bumi berupa mata air panas di daerah Permis. Pada gambar 4 terdapat anomali tinggi pada daerah mata air panas Permis, hal ini diinterpretasikan sebagai adanya batuan granit yang diduga sebagai sumber panas di daerah penelitian.  Berdasarkan struktur geologi di sekitar panas bumi Nyelanding, terdapat berupa sesar mendatar berarah Timurlaut – Baratdaya serta sesar normal dan sesar mendatar berarah Baratlaut – Tenggara. Pada daerah ini ditunjukkan adanya singkapan batu  granit  yang  mengelilingi  panas  bumi  Nyelanding.  Batu  granit  dibawah  permukaan diperkirakan  merupakan  batuan  yang  menghantarkan  panas  pada  manifestasi  panas  bumi  di daerah penelitian.
Gambar 4. Kontur Anomali Residual Daerah Penelitian
Ket: : air panas Permis : air panas Nyelanding U (mGal)
(mGal) Ket: : air panas Permis : air panas Nyelanding U

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan yaitu Complete Bouger Anomaly sebesar 10 mGal – 48 mGal.  Anomali regional 7,4 mGal – 38 mGal dan anomali residual 2 mGal - 38 mGal. Anomali residual daerah penelitian berkaitan dengan keberadaan sesar lokal di daerah permis dan nyelanding.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   S.  A.  N.  Faridah  and  A.  Krisbiantoro,  "Analisis  Distribusi  Temperatur  Permukaan  Tanah Wilayah  Potensi  Panas  Bumi  Menggunakan  Teknik  Penginderaan  Jauh  Di  Gunung Lamongan, Tiris-Probolinggo, Jawa Timur," BERKALA FISIKA, vol. 17, no. 2, pp. 67-72, 2014.
[2]   J. Pitulima and R. N. Siregar, "Identifikasi Struktur Geologi Sumber Air Panas Non Vulkanik Desa  Nyelanding  Bangka  Selatan  dengan  Menggunakan  Metode  Geolistrik  Konfigurasi Wenner," in Seminar Nasional Riset Terapan , 2016.
[3]   T.  Kusmita,  A.  M.  Fath,  N.  MZ  and  W.  Joni,  "Magnetotelluric  method  aplication  for conceptual modelling of geothermal system Pariangan West Sumatera," in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 2020.
[4]   R.  Firdaus,  S.  Oktaviyani,  P.  Hardianti,  T.  Kusmita  and  A.  Indriawati,  "Identification  of Subsurface  Rock  Structure  of  Non-Volcanic  Geothermal  Systems  Based  on  Gravity Anomalies  (Terak  Village,  Central  Bangka  Regency)," Journal  of  Applied  Geospatial Information, vol. 5, no. 2, pp. 539-543, 2021.
[5]   R. N. Siregar and W. B. Kurniawan, "2D Interpretation of Subsurface Hot Spring Geothermal Structure  in  Nyelanding  Village  Through  Schlumberger  Geoelectrucity  Configuration Method," Jurnal Ilmiah Pendidikan Fisika Al-BiRuni, vol. 7, no. 1, pp. 81-87, 2018.
[6]   D. A. B. Putri and A. Harianja, "Identifikasi Prospek Panas Bumi Radiogenik Menggunakan Landsat-8 dan Gravitasi di Daerah Permis.," Jurnal Geofisika Eksplorasi, pp. 52-70, 2021.
[7]   W. M. Telford, L. P. Geldart, R. E. Sherif and D. D. Keys, Applied Geophysics First Edition, New York: Cambridge University Press, 1988.
[8]   W. M. Telfold, L. P. Geldart and R. Sheriff, Applied Geophysics Second Edition, New York: Cambrige University Press, 1990.
[9]   M. I. Sugita, A. F. Janah, D. Rahmawati, S. and K. , "Analisis Data Gaya Berat Di Daerah Bendan Duwur Semarang," Journal of Research and Technology, Vols. Vol.6, No.1, pp. 81- 90, 2020.
[10]  J. M. Reynolds, An Introduction to Applied and Enviromental Geophysics, England: Jhon Willey & Sons., 1997.
[11]  P. Nugraha, "Penentuan Kedalaman Optimum Anomali Gaya Berat Denga Metode Korelasi Antara Analisis Spektrum dan Continuation Studi Kasus Semarang Jawa Tengah," Skripsi, 2016.
[12]  Supriyadi,  Khumaedi,  Sugiyanto  and  F.  Setiaswan,  "Pemisahan  Anomali  Regional  dan Residual Data Gaya Berat Studi Kasus Di Kota Lama Semarang," Physics Education Research Journal, Vols. Vol.1, No.1, pp. 29-36, 2019.
[13]  M. Anggraini, R. N. Siregar and A. Singarimbun, "Identifikasi Unsur Radioaktif Batu Granit Nyelanding  (Bangka  Selatan)  Menggunakan  Metode  X-Ray  Fluoressence," Journal  of Science And Applicative Technology, 2019.