Universitas Syiah Kuala | ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION

Electronic Theses and Dissertation

Universitas Syiah Kuala

    DISSERTATION
Deviyani Rusdiyanti Putri, KAJIAN EKSPLORASI PANAS BUMI DI WILAYAH KOMPLEKS GUNUNG API BUR NI GEUREUDONG, PROVINSI ACEH, BERDASARKAN METODE REMOTE SENSING, GEOLOGI, GEOFISIKA, DAN GEOKIMIA. Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana / Prodi Doktor Matematika dan Aplikasi Sains (S3),2023

Kompleks gunung api bur ni geureudong yang berada di tengah provinsi aceh, merupakan wilayah yang memiliki sumber energi panas bumi. namun, informasi terkait sistem panas bumi di wilayah tersebut masih sangat terbatas sehingga studi eksplorasi pada wilayah ini merupakan suatu kebaharuan. pada penelitian ini, kajian eksplorasi panas bumi telah dilakukan di wilayah kompleks gunung api tersebut untuk memahami kondisi dan karakteristik sistem panas bumi. kajian eksplorasi dilakukan melalui metode remote sensing, geologi, geofisika, dan geokimia. kajian pertama dalam penelitian ini menggunakan metode remote sensing yang dilakukan melalui analisis suhu permukaan tanah/land surface temperature (lst) yang didapatkan melalui pengolahan citra landsat 8 oli//tir. hasil analisis lst menunjukkan bahwa distribusi temperatur permukaan tanah di wilayah penelitian mencapai 14o - 41oc. adanya anomali termal tinggi yang teramati dibeberapa lokasi yang diduga disebabkan oleh aktivitas panas bumi dan vulkanik yang berada di bawah permukaan. kajian kedua merupakan kajian geologi yang dilakukan berdasarkan interpretasi topografi pada citra stereoscopic (anaglyph image). penelitian ini bertujuan untuk memahami geothermal play yang terjadi di wilayah kompleks gunung api bur ni geureudong serta menghasilkan peta geologi dan morfologi dengan informasi terbaru. analisis dilakukan melalui metode interpretasi visual dan teknik lineament manual. informasi-informasi yang tampilkan dalam peta geologi dan morfologi tersebut meliputi distribusi unit geologi, patahan aktif regional, sebaran manifestasi panas bumi, puncak vulkanik, kaldera dan maars, morfologi berupa kipas piroklastik, delta, danau, lembah dan sungai. selain itu, ditemukan adanya beberapa patahan aktif regional yang belum terpetakan sebelumnya sehingga identifikasi patahan tersebut juga menjadi kebaharuan yang dihasilkan dari penelitian ini. berdasarkan hasil analisis geologi, sistem panas bumi bur ni geureudong merupakan sistem panas bumi dominasi-konveksi dengan entalpi tinggi yang berasosiasi dengan sistem vulkanik dan tektonik sehingga sangat potensial untuk pengembangan sumber energi alternatif. kemudian kajian ketiga merupakan aplikasi metode geofisika dalam studi eksplorasi panas bumi di wilayah tersebut berdasarkan metode gravitasi dan magnetik. penelitian ini bertujuan untuk memodelkan struktur geologi bawah permukaan yang berasosiasi dengan sistem panas bumi. data yang digunakan berupa data pengukuran gravitasi dan medan magnetik yang diperoleh dari dua lintasan pengukuran yang saling berpotongan berarah barat daya-timur laut dan tenggara-barat laut. dilakukan pengolahan data pada data gravitasi dan medan magnetik untuk memperoleh nilai anomaly gravitasi dan anomaly magnetik. nilai anomali gravitasi dan magnetik tersebut kemudian dilakukan permodelan forward modeling 2d untuk memodelkan struktur bawah permukaan di kedua lintasan pengukuran. hasil pemodelan pada kedua lintasan menunjukkan bahwa stratigrafi daerah penelitian terdiri dari tiga lapisan batuan. lapisan pertama dan kedua merupakan batuan vulkanik yang masing-masing memiliki nilai densitas 2 gr/cm3 dan 2.3 gr/cm3 serta nilai suseptibilitas 0.2x106si dan 0.4x106si. sedangkan lapisan ketiga merupakan batuan dasar yang berasal dari zaman pra-tersier dengan nilai densitas 2.7 gr/cm3 dan nilai suseptibilitas 0.5x106si. ditemukan adanya batuan intrusi dengan nilai densitas 3.2 gr/cm3 dan nilai suseptibilitas 0.2x106si. batuan intrusi ini diduga merupakan sumber panas (heat source) pada sistem panas bumi bur ni geureudong. selain itu ditemukan juga keberadaan batuan penudung (cap rock) sebagai lapisan impermeabel yang ditunjukkan dengan nilai densitas dan suseptibilitas rendah yaitu 1.4 gr/cm3 dan 0.15 x106si. zona patahan atau rekahan juga terpetakan pada model penampang 2d sebagai zona aliran fluida mencapai permukaan sebagai manifestasi panas bumi. kemudian kajian terakhir adalah kajian geokimia yang dilakukan terhadap air panas pada empat lokasi sumber mata air panas (hotspring), yaitu mata air panas pinto rime gayo, mata air panas simpang balek, mata air panas uning bertih dan mata air panas silih nara. hasil analisis geokimia menunjukkan bahwa air panas pada semua hotspring merupakan immature water dan tidak berada dalam kesetimbangan. sumber fluida panas bumi pada keempat manifestasi tersebut berasal dari air meteorik yang mencapai reservoir melalui rekahan dan lapisan permeabel. berdasarkan hasil perhitungan geotermometer air panas, temperatur reservoir panas bumi wilayah ini mencapai 171⁰-289⁰c. hasil kajian eksplorasi dari keempat metode tersebut kemudian diintegrasikan sehingga menghasilkan suatu kebaharuan berupa model konseptual panas bumi yang menggambarkan kondisi dan karakteristik dalam sistem panas bumi di wilayah kompleks gunung api bur ni geureudong. berdasarkan hasil integrasi metode-metode tersebut dan model konseptual diketahui bahwa sumber panas bumi di wilayah bur ni geureudong sangat potensial untuk dilakukan penelitian eksplorasi lebih dalam sebagai upaya pengembangan sumber energi panas bumi di wilayah tersebut. kata kunci: sistem panas bumi, kajian eksplorasi, model konseptual panas bumi, kompleks gunung api bur ni geureudong.



Abstract

Geothermal energy might be discovered in the Bur Ni Geureudong Volcano Complex, which is located in the middle of Aceh Province. However, there is still a lack of knowledge about geothermal systems in this region, making exploration studies in this field novel. In order to comprehend the circumstances and features of the geothermal system, geothermal exploration studies have been conducted in the volcanic complex area. Geology, geophysics, geochemistry, and remote sensing techniques were all used in the exploration studies. In the initial investigation, Land Surface Temperature (LST) analysis using Landsat 8 OLI//TIR image processing was used as the remote sensing technique. according to the results of the LST analysis, The distribution of land surface temperatures in the study area ranges from 14o to 41oC. High thermal anomalies have been seen in several of places, and these phenomena are thought to be the result of volcanic and geothermal activity that is occurring beneath the surface. The second is a geological investigation based on topographic analysis of stereoscope (anaglyph) images. This study aims to produce up-to-date geological and morphological maps and to comprehend the geothermal play that takes place in the Bur Ni Geureudong Volcano Complex area. Visual interpretation and manual lineament techniques were employed in the analysis. he results shown on the geological and morphological map include the distribution of geological units, regional active faults, distribution of geothermal manifestations, volcanic peaks, calderas, and maars, as well as morphology in the form of pyroclastic fans, deltas, lakes, valleys, and rivers. In addition, several regionally active faults that had not previously been mapped were found, making the identification of these faults a novel outcome of this research. According to the findings of geological inverstigation, The Bur Ni Geureudong geothermal system is a convection-dominated geothermal system with high enthalpy that is connected to volcanic and tectonic systems, implying it has a lot of potential for generating of alternative energy sources. The third is the use of geophysical techniques in studies of geothermal exploration which utilize magnetic and gravity methods. The goal of this research is to model the subsurface geological features connected to geothermal systems. The gravity and magnetic data were gathered from two intersecting measurement paths over the Bur Ni Geureudong volcanic complex in the southwest-northeast and southeast-northwest directions. To determine the values of gravitational anomalies and magnetic anomalies, data on magnetic fields and gravity are processed. After that, 2D forward modeling of the subsurface structure in both measurement trajectories was applied. According to the modeling findings on both paths, the stratigraphy of the research area is comprised of three rock layers. Volcanic rock composes up the first and second layers, with densities of 2 gr/cm3 and 2.3 gr/cm3 and susceptibility values of 0.2x106SI and 0.4x106SI, respectively. The last layer, meanwhile, is composed up of pre-tertiary basement rock with a susceptibility value of 0.5x106SI and a density value of 2.7 gr/cm3. Rocks that were intrusive were discovered to have a density of 3.2 gr/cm3 and a susceptibility of 0.2x106SI. Numerous fracture zones were also found as a result; these zones are manifestations of fluid flow reaching the surface. The final study involved a geochemical investigation of hot springs at four different sites, including Silih Nara, Uning Bertih, Simpang Balek, and Pinto Rime Gayo. According to the findings of the geochemical analysis, the hot water in all hot springs is immature and out of equilibrium. The meteoric water that enters the reservoir through fractures and permeable layers is the source of the geothermal fluid in these four manifestations. Calculations using geothermometers revealed that the geothermal reservoir in this area has a temperature range of 171o-289oC. The exploration study's findings from the four methods were then combined to create a new conceptual model for geothermal energy. The Bur Ni Geureudong Volcano Complex area's geothermal system circumstances and features are illustrated in the conceptual model. Based on the findings of the exploratory study, geothermal sources in the Bur Ni Geureudong region are known to have a high potential based on the findings of the exploratory study. Deeper exploration research is strongly advised in an effort to create geothermal energy sources in the area. Keywords: Geothermal system, exploration studies, geothermal concept model, Bur Ni Geureudong Volcano complex.



    SERVICES DESK