Aplikasi Metoda Thermo-luminescence Dating Pada Lapangan Panas Bumi

Dalam rangka kerjasama di bidang panas bumi  (The Project Develop Medium and Longterm Geothermal Development Policy In Indonesia) antara Badan Geologi dengan JICA  diselenggarakan training pada (24-28 Juli 17) di Bandung. Pada  training dengan tema The Evolution Volcanic and Hydrothermal Activities Based on the Thermo-Luminescence Ages at Geothermal Fields tersebut, JICA menunjuk Hirro Yoshiyama sebagai pembicara.

aplikasimetodathermoluminescencedating
Lecture oleh Mr. Hiroo Yoshiyama-JICA

Training diawali dengan pemberian teori pendahuluan mengenai metode Thermo-Luminescence di ruang perpustakaan Bidang Panas Bumi. Peserta berasal dari Tim JICA: (Ms. Saki Tsusumi), dari Bidang Panas Bumi: (Iwan Nursahan, Dikdik Risdianto, Rina Wahyuningsih, Andri Eko Ari Wibowo, Prisca Ayu, Hana Morina, Tria Selvi Rustina), dan staf Laboratorium Bidang Mineral (Arief S. Hakim Maliq Abdul Aziz).

aplikasimetodathermoluminescencedating1
Pengambilan Conto Batuan Alterasi Argilik(CBN-2) di daerah Cibuni, Ciwidey, Bandung

Presentasi pendahuluan pada Training ini berisi tentang prinsip kerja dan teknologi pengembangan metoda Thermo-Luminescence Dating untuk penentuan umur aktivitas panas bumi dan aktivitas vulkanik. Metoda Thermo-Luminescence (TL) dating adalah metoda pengukuran energi radiasi yang tersimpan dalam bentuk elektron yang terperangkap dalam mineral pasir kuarsa dimana mineral ini adalah yang paling banyak digunakan dalam proses penentuan umur (dating). Secara garis besar, prinsip kerja dari alat ini mengacu pada kondisi-kondisi berikut: mineral dalam batuan dianggap memiliki kandungan radiasi yang diserap (AD = Annual Dose) dari sekitarnya sejak batuan itu terbentuk, ketika dipanaskan, mineral memancarkan sinar (Thermoluminescence), sebanding dengan waktu yang telah berlalu dalam rentang usia mereka sendiri, total radiasi yang diserap (ED = Equivalent Dose) dapat dievaluasi dengan penyinaran radiasi buatan pada mineral. Sehingga, untuk menentukan umur batuan, rumus yang digunakan pada alat ini adalah Umur (Ka) = ED/AD.
 
Conto batuan yang cocok diaplikasikan pada metode ini adalah mineral kuarsa sekunder yang dipisahkan dari batuan teralterasi silisifikasi atau argilasi, dan kuarsa fenokris dari batuan rhyo-dacitic yang berubah atau lava andesitik piroksen yang terubah dan yang segarnya. Kegiatan pengambilan conto batuan dilakukan di daerah lapangan panas bumi pada tanggal 25- 26 Juli 2017. Pengambilan conto batuan dilakukan dibeberapa lokasi yaitu di Kamojang Kabupaten Garut, daerah Cibuni, Kecamatan Rancabali, Kabupaten Bandung, dan sekitar daerah Kawah Putih. Conto batuan sebaiknya dibungkus dalam kemasan kedap cahaya untuk mengurangi gangguan panas dari luar  saat proses pengangkutan. Pengambilan conto batuan ini disertai deskripsi makro seperti warna, jenis mineral yang tampak, dan ukuran butir.

aplikasimetodathermoluminescencedating2
Tahap pencucian hasil tumbukan
     
Selanjutnya pada tanggal 27 Juli 2017 Tim JICA dan peserta Training Bidang Panas Bumi PSDMBP melakukan preparasi conto batuan yang telah diambil. Tahapan preparasi conto batuan ini secara garis besar dibagi dua yaitu preparasi conto batuan analisis ED dan preparasi conto batuan analisi AD. Preparasi conto batuan analisis AD nantinya digunakan untuk analisis uji radioaktif (kandungan U, Th, dan K), yang saat ini hanya dapat dilakukan oleh BATAN, untuk mendapatkan nilai AD.
 
Tahapan preparasi conto analisis ED dimulai dengan penghancuran/penumbukkan conto batuan menjadi butiran menggunakan lumping. Proses penumbukkan ini dilakukan dengan kondisi batuan terendam air yang bertujuan untuk menghindari/mengurangi terjadinya pemanasan ketika batuan ditumbuk. Langkah selanjutnya adalah pencucian dan penyaringan butiran conto batuan. Penyaringan dilakukan dengan ukuran saringan 10, 60, dan 100 mesh. Butiran conto batuan yang telah disaring kemudian dikeringkan dalam oven/pemanas dengan temperatur dibawah 60oC hingga kering sempurna. Setelah kering, langkah selanjutnya adalah picking kuarsa, yaitu memisahkan butiran-butiran kuarsa dari mineral lainnya di bawah mikroskop. Untuk mendapatkan hasil yang baik, butiran kuarsa sebaiknya dicuci menggunakan larutan kimia HF 24% pada suhu ruangan selama 30 menit untuk menghilangkan mineral lain yang menempel pada permukaan butiran kuarsa. Sebelum melakukan pengukuran, butiran kuarsa ditimbang dan diukur besar butirnya.
 
Pengukuran Thermo-Luminescence dari hasil pemisahan butiran (picking) kristal kuarsa dilakukan pada tanggal 28 Juli 2017 di Laboratorium, Bidang Mineral, Pusat Sumber Daya Mineral Batubara dan Panas bumi. Tahapan pengukuran TL ini meliputi pengukuran natural glow-curve, artificial radiation dan artificial glow-curve, kemudian penghitungan nilai ED.

aplikasimetodathermoluminescencedating3
Tahap memasukkan tray berisi kuarsa ke dalam alat TL (pemanas)
   
Tahapan pengukuran natural glow-curve adalah menyalakan alat TL, menunggu hingga 30 menit (sebelum dilakukan pengukuran) dan pastikan lampu pada panel alat TL berwarna hijau. Langkah selanjutnya memasukkan butiran mineral kuarsa dari conto batuan ke dalam tray, sebelum di masukkan ke dalam alat TL (proses pemanasan kuarsa). Lakukan pengukuran, dengan menekan “start”, tunggu hingga selesai.  Ditandai dengan lampu panel berwarna hijau kembali dan temperatur pada layar berada di kisaran 50oC.
Untuk mendapatkan nilai background, caranya adalah dengan mengulang pengukuran natural glow-curve dengan butiran kuarsa conto batuan yang sama. Nilai background digunakan dalam perhitungan yang nantinya pada alat TL akan menghasilkan grafik Intensity (glow),a.u vs Temperatur, °C.
Tahapan pengukuran artificial radiation dengan alat Irradiation TX-3000 dan Dose Detector TD-1000 dilakukan dengan cara meletakkan tray yang berisi kuarsa dari tahap Pengambilan Conto Batuan Alterasi Argilik(CBN-2) di daerah Cibuni, Ciwidey, Bandung natural glow-curve ke dalam alat TX-3000, mengatur waktu pengukuran minimal selama 1 jam (3600 detik) atau selama 2 jam (7200 detik). Catat nilai dose yang muncul pada alat TD-1000 dalam gray/menit.

aplikasimetodathermoluminescencedating4
Tahap memasukkan tray ke dalam alat radiasi (TX-3000)
   
Tahapan pengukuran artificial glow-curve dilakukan sama dengan tahapan pengukuran natural glow-curve namun dengan butiran kuarsa conto batuan yang telah melalui proses artificial radiation. Pengukuran artificial radiation dapat diulang 2-3 kali dengan waktu pengukuran yang berbeda. Setiap selesai pengukuran artificial radiation, dilanjutkan dengan pengukuran artificial glow-curve dan backgroundnya. Hasil yang didapatkan dari tahapan ini adalah trendline grafik Intensity, a.u vs Dose, gray.
 
Dari trendline yang terbentuk, dapat ditentukan persamaan garisnya sehingga nilai dose (kandungan radiasi) yang sebenarnya pada conto batuan dapat ditentukan. Nilai dose inilah yang disebut dengan ED (Equivalent Dose) atau total radiasi yang diserap. Nilai AD (Annual Dose) didapatkan melalui uji radioaktif (nilai K, Th dan U), yang kemudian dimasukkan ke dalam rumus.

aplikasimetodathermoluminescencedating5

aplikasimetodathermoluminescencedating6
Grafik hasil pengukuran Sample 02 KMJ-01 Fn

Setelah nilai ED dan AD didapatkan, maka penentuan umur conto batuan tersebut dapat diketahui menggunakan rumus:

Umur (Ka) = ED/AD

     
Metode penentuan umur dengan pengukuran Thermo-Luminescence dating ini ke depan diharapkan dapat diterapkan pada daerah-daerah keprospekan panas bumi di Indonesia untuk menentukan umur aktivitas hidrothermal yang berpengaruh dalam proses pembentukan panas bumi.

     
Sumber  : Sub Bidang Evaluasi Panas Bumi
Oleh       : Iwan Nursahan, Prisca Ayu .W., dan Hana Morina

<Berita Terkini>