Identifikasi Batuan Dasar ...(Hadi Suntaka, dkk)

IDENTIFIKASI BATUAN DASAR CALON PONDASI REAKTORMELALUI SURVEI GEOLOGI DAN UJI MIKROTREMOR

DI BANGKA

Hadi Suntoko, Heni SusiatiPusat Pengembangan Energi Nuklir- BATAN

ABSTRAK:IDENTIFIKASI BATUAN DASAR CALON PONDASIREAKTOR MELALUI SURVEI GEOLOGIDAN UJI MIKROTREMOR DI BANGKA. Kegiatan survei telah dilakukan dalam rangka pengumpulandatabase tapak dan lingkungan terkait pemilihan tapak Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) di Bangka.Berdasarkan referensi Safety Guide International Atomic Energy Agency (IAEA) No. 50-SG-S9:Site Survey

for NPPs dan Safety Guide IAEA No. NS-G-3.3: Evaluation of Seismic Hazardsfor Nuclear Power Plantsmemberikan panduan berkenaan aspek-aspek pemilihan tapak antara lain aspek kelayakan batuan bawahpermukaan (stratigrafi) dan kegempaan. Tujuan survei adalah mengenali jenis batuanltanah yang keras,berumur tua dan memiliki kesesuaian pondasi reaktor untuk mendapatkan daerah interes. Metode yangdigunakan dalam survei geologi (pemetaan) berdasar kajian sifat fisik batuan, sayatan tipis batuan(petrografi) dan uji frekuensi. Kajian dan analisis dari pemetaan geologi awal yang mengandung datasusunan batuan, peta struktur geologi dan nilai predominan perioda dapat menunjukkan karakteristik batuan.Dari hasil survei diketahui bahwa daerah yang memiliki tingkat batuan kerns dan pelapukan rendah serta nilaipredominan perioda tinggi (menunjukkan kekuatan batuan) adalah daerah Simpang Rimba, Pantai Inggris,Pantai Penganak, Tanjung Pala, Teluk Klabat, Tanjung Tuing, Pulau Lepar dan Tanjung Berani. Datatersebut diharapkan merupakan database tapak sebagai masukan dalam pemilihan tapak PLTN terutama pactatahapan berikutnya.

Kata kunci: Survei Geologi, Pra-survei PLTN, Daerah Interes,

ABSTRACTIDENTIFICATION OF BEDROCK AS REACTOR FOUNDATION CANDIDATE BY MEANS OFGEOLOGICAL SURVEY AND MICROTREMOR TESTING AT BANGKA ISLAND. A survey on site andenvironmental data collection associate to site selection for a nuclear power plant installation has beenconducted at Bangka Island. Based on the International Atomic Energy Agency (IAEA) Safety Guide No..50-SG-S9 titled: Site Survey for NPPs and the IAEA Safety Guide No.NS-G-3.3 titled: Evaluation of SeismicHazards for Nuclear Power Plants, providing guidance on site selection aspects such as suitability of theIitology sub surface (stratigraohy) and seismicity. Purpose of the survey is to identify of the rock/soil typeand its hardness, its oldness having suitability for reactor foundation or seeking for interest's area. Themethod used for geological surveys (mapping) are based on physical description (hand spacemen), rockoutcrops (petrography) and frequency testing. Assessment and analysis on geological preliminary mappingcontaining data on rock composition. map geological structures and predominant period values may indicatethe characteristics of rock local conditions. Results of the initial survey shown that areas having hardestrock outcrops, low weathering rate and the high value of the predominant period (showing the strength of

rock) are areas of Simpang Rimba, Pantai Inggris. Pantai Penganak, Tanjung Pala, Teluk Klabat, TanjungTuing, Pulau Lepar dan Tanjung Berani. Pantai Inggris, Pantai Pala, Pantai Jebus. The data are expectedas site database to input for site selection of nuclear power plant, especially at a later stage.

Key words: Geology Survey, the Pre-survey of nuclear plants, Interest Area.

PENDAHULUAN

Tahapan pemilihan tapak Pembangkit ListrikTenaga Nuklir (PLTN) terdiri dari kegiatan surveidimulai dari pra-survei, survei tapak dan evaluasitapak. Kegiatan penentuan tapak merujuk pada/international Atomic Energy Agency (IAEA), SafetyGuide No. 50-SG-S9 yang menganjurkan untukmelakukan kajian aspek kesesuaian litologi bawah

permukaan dan kegempaan[l]. Safety StandardsSeries Safety Guide No. NS-G-3.3, melalui evaluasitapak PLTN merekomendasikan perlunya dilakukankajian kegempaanl31• Disamping itu Badan PengawasTenaga Nuklir melalui SK. No. o I-PIKa.

BAPETEN/VI-99 juga men~haruskan kajian aspekkegempaan dan geologi[2. Peraturan-peraturantersebut diberikan terkait dengan aspek keselamatandalam pemilihan tapak PLTN sebagai bahan

200

Prosiding Seminar Nasional Tekn%gi dan Aplikasi Reaktor NuklirPRSG Tahun 2012

pertimbangan penilaian kelayakan suatu calon lokasiPLTN.

Aspek geologi yang mempelajarikarakteristik batuan bawah permukaan merupakansalah satu kegiatan untuk analisis keiayakan dankesesuaian pondasi reaktor[2], didasarkan dari datajenis batuan, umur batuan, stratigrafi (susunanpelapisan), tingkat peiapukan dan informasi tanahbawah permukaan. Penyusun material bawahpermukaan yang berupa tanah diketahui dandipelajari melalui kondisi fisik dari contohsingkapan batuan dan struktur dalam seperti:petrografi, mineralogi dan sifat keteknikan materialtersebut. Kejadian gempa bumi dapat mempengaruhikeselamatan bangunan akibat kerentanan tanah dapatdikaji melalui pendataan geologi yang mengandungdata stratigrafi, peta tektonik, peta geofisik (anomali

magnet dan gravitasi), foto satelit, kataloJ gempa,peta isoseismik, peta zona kegempaan IJ. Efekgempabumi dapat memicu terjadinya likuifaksi padamaterial bawah permukaan dan karakteristiktanahlbatuan lokal terse but dapat diketahui denganmengukur respon getaran untuk mendapatkan nilaiperi ode dominan[3]

Survei geologi dan uji predominandimaksudkan untuk mengenali karakteristik batuanmelalui pemetaan susunan pelapisan (stratigrafi)material permukaan berupa batuan hasil prosessedimentasi di Bangka dengan melakukan diskripsiterhadap singkapan batuan di sekitar lokasipenelitian, men data jenis batuan, tingkat pelapukan,peiamparan pengendapan, pengukuran strike/dipbatuan dan pengukuran nilai periode dominan tanah.Tujuannya adalah identifikasi batuan keras, batuandasar untuk calon reaktor pada tahap surveipendahuluan tapak PL TN yang didasarkan pada datageologi awal dan nilai periode dominantanahlbatuan, nilai kecepatan gel om bang geser (Vs)rata-rata untuk memperoleh pangkalan data(database) di Propinsi Bangka. Secara umum lokasipenelitian dipusatkan pada daerah daerah pantai diwilayah Bangka dan sekitamya dengan mendatabeberapa lokasi yang mewakili singkapan batuan.

METODOLOGI

Kegiatan penelitian menggunakan metodologiyang dimulai dari pengumpulan data (sekunder dan

primer) serta kajian topografi. Hasil kajian data awalditindak lanjuti dengan konfirmasi lapangan melaluipendataan litologi (batuan), survei pemetaan geologiawal meliputi lokasi singkapan batuan, jenis batuan,tingkat kekerasan, pelapukan dan formasi batuan.Perencanaan lintasan dengan mengikuti pola pantaidan sebaran litologi yang terdapat di sekitar pantai.Melakukan pengamatan, pencatatan dan pendataandi lapangan menggunakan peralatan antara lain;GPS, kompas geologi, palu geologi, loupe (kaca

201

ISBN 978-979-17109-7-8

pembesar), field note, dan peta topografi sekala1/25.000 untuk plating di setiap lokasi pengamatan.Setiap lokasi dilakukan pengamatan litologi besertastruktur perlapisan maupun kelurusan/orientasisebaran litologi, kemudian dibuat profil singkapantanpa skala untuk membantu pembuatan penampangstratigrafi. Lokasi pengamatan diambil setiap terjadiperubahan litologi yang ditunjukkan denganperbedaan wama, kekerasan, tekstur/struktur,perubahan morfologi ataupun adanya fenomenalainnya[SJ. Melakukan sampling batuan untuk analisapetrografi, miniralogi, unsur mineral berat dan sifatketeknisan. Untuk mendapatkan sam pel batuan yangsegar, pengambilan sam pel batuan memilih sampelyang tidak lapuk, masih jelas minral mineralpenyusun batuan. Pengukuran dan pengambilan datamikrotremor menggunakan datalogger Q330 yangdiset untuk pengukuran seismometer 3 kanal dengankerapatan sampling 100 sps. Sensor yang digunakanadalah seismometer triaksial Lennartz dengantTekuensi natural 1 Hz. Pengukuran dilakukanselama sekitar 20 menit untuk setiap titik untukmendapatkan tanggapan frekuensi minimum 10 =0,5Hz. Untuk memperoleh respons tunggal maka palingtidak 3 pengukuran harus diambil pada posisi yangberbeda-beda. Data mentah yang dihasilkan masihdalam bentuk Mini Seed (Standard Emphir El Data)dan terlebih dahulu dikonversi ke format Sa!(Sesame Ascii Format).

Sensor harus ditempatkan secara mendatarsesuai rekomendasi pabrikan dengan tingkatpenguatan maksimum tanpa saturasi. Penempatansensor harus pula memperhatikan keberadaanbangunan, pohon dan sebagainya, karena padakecepatan angin lebih dari 5 m/detik dapatmempengaruhi hasil horizontal dan vertical (HN)pada daerah frekuensi rendah. Struktur bawah tanahseperti pemipaan dan bangunan bawah tanah jugaharus dihindari. Selain itu, faktor meteorologi sepertihujan, temperatur dan gangguan meteorologi yangdisebabkan karena tekanan udara harus puladiperhatikan.

HASIL PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN

Pemetaan geologi dan pendataan litologidilakukan di Bangka dengan sistim acak terutamapada lokasi yang mewakili pengendapan batuandalam satuan unit dan daerah dengan Iitologi yangdiinterpretasikan memiliki daya dukung tinggi danhanya beberapa tempat pada endapan alluvial.Singkapan yang dianggap mewakili karakteristikbatuan setiap satuan pelapisan (formasi) didata dandikumpulkan untuk analisis penyebaran batuan diwilayah Bangka dan sekitarnya.

Survei tapak pada aspek material bawahpermukaan difokuskan pada daerah pantai terutamayang terdapat singkapan batuan yang dapat mewakili

beberapa tipe lokasi untuk diketahui karakteristikmasing-masing jenis batuan. Peta lokasi dan

Identifikasi Batuan Dasar ... (Hadi Suntoko, dkk)

pendataan geologi di lapangan di Pulau Bangkadapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Peta geologi Daerah Bangka Belitung.

Singkapan batuan meliputi beberapa tipeIitologi yang disatukan dalam formasi terdiri daribatuan beku, sedimen dan metamorf. Singkapanbatuan dalam satuan Formasi akan mencirikan

daerah tertentu yang memiliki tipikal batuan,meliputi Pemali Komplek, Tanjung Genting danGranit Klabat.

Formasi Pemali KomplekBatuan Pemali Kompleks merupakan batuan

metamorf yang tersingkap di Pantai Tanjung Tuing

dan Teluk Klabat. Daerah Tanjung Tuing terletak diTimur Laut Pulau Bangka yang merepresentasikanketerdapatan batuan Pemali Kompleks. Batuan inimerupakan batuan tertua dan satu-satunya kelompokbatuan malihan di Pulau Bangka. Batuan yangtersingkap pada daerah ini antara lain batulempungterkersikkan, metabatupasir, metalanau dan kuarsit.Batuan tersebut keras kompak dan terfrakturasi(Gambar 2).

Gambar 2. Foto Singkapan Batuan Formasi Pemali Komplek di Tanjung Tuing

Formasi Tanjung GentingFormasi Tanjung Genting terdiri dari batupasir

dan batulempung yang tersusun seeara selang seling.

Batupasir, kelabu, keeoklatan berbutir halus-sedang,terpilah baik keras, tebal lapisan 2-60 em denganstruktur sedimen silang siur dan laminasi

?O?

Prosiding Seminar Nasional Tekn%gi dan Aplikasi Reaktor NuklirPRSG Tahun 2012

bergelombang setempat ditemukan lensabatugamping setebal 1,5 m. Formasi ini merupakanformasi yang memiliki penyebaran yang paling luasdi Pulau Bangka. Pengamatan geologi dilakukan diPulau Lepar dan Tanjung Berani (Gambar 3).

ISBN 978-979-17109-7-8

Daerah Tanjung Merun yang merupakan pantaiselatan Pulau Lepar merupakan lokasi yangmemiliki batuan jenis batupasir dan lanau dengankemiringan sub vertikal.

Gambar 3. Penampakan Perlapisan Batupasir - batulanau di Tanjung Berani

Daerah Tanjung Berani, Desa Sebagin,Kecamatan Simpang Rimba yang merupakan pantaiselatan Pulau Bangka dan merupakan satu lokasiyang memiliki jarak terdekat dari pulau Sumatera(±13 km). Batuan yang tersingkap antara lain

batupasir dan lanau yang merupakan anggota dariFormasi Tanjung Genting (Gambar 4). Daerah inimemiliki pasang surut yang tidak terlalu jauh, yangmenggambarkan bahwa pantai ini merupakan pantaiyang memiliki batimetri yang dalam.

Gambar 4. Batuan Pasir di Tanjung Berani Bagian Utara, Desa Sebagin, Kec. Simpang Rimba

Formasi Granit KlabatSatuan ini merupakan satuan batuan plutonik

yang memiliki penyebaran paling luas di PulauBangka. Secara umum batuan berwarna putihsampai abu-abu, kompak, keras umum nya sangatmasif. Granit Klabat merupakan salah satu tubuhplutonik yang memeiliki kekerasan yang sangattinggi dan masif sehingga sangat baik untllk pondasireactor PLTN. Pada beberapa lokasi telah terubah

menjadi kaolin dan sebagian telah lapuk menjadisoil.

Dari hasil pendataan lapangan, satuan granitKlabat dijumpai pada beberapa daerah dengankedalaman dan sebaran yang berbeda-beda antaralain: Teluk Klabat, Tanjung Pala, Pantai Penganak,Teluk Inggris-Tanah Merah, Tanjung Berdaun,Pantai Parai dan Belinyu.

203

Identifikasi Batuan Dasar ...(Hadi Suntaka, dkk)

Gambar 5. Singkapan Batu Granit Klabat di Pemali, Tanjung Pala.

Pada daerah Teluk Klabat yang merupakanlokasi terdekat dengan Gunung Klabat (300 m),batuan dasar dijumpai pada kedalaman 15-20 m dandi bagian pantai tidak terlihat karena telah tertutuppasir yang cukup tebal. Pasir kuarsa yangmengandung kasiterit banyak di tambang olehmasyarakat.

Daerah Tanjung Pala merupakan suatu daerahyang sangat menarik di pantai utara P. Bangka. Padalokasi ini terdapat singkapan gran it dan suatu bukityang tersusun oleh Granit Klabat dengan ketinggian> 30 m. Batuan dasar pada lokasi ini kurang dari 10m dan sebagian besar hanya tertutup oleh pasir.Selain pada bukit, granit juga tersingkap pada

beberapa lokasi di permukiman/ di dekat rumahpenduduk. Keterdapatan singkapan tersebutmenandakan bahwa batuan dasar tidak dalam.

Pantai Penganak terletak di baratdaya PulauBangka. Batuan dasar pada lokasi ini sebagian besartersingkap di permukaan, dan sebagian tertutup olehpasir. Granit tersingkap pada beberapa lokasi dipermukiman dan pada daerah dataran yangmerupakan lading dan permukiman penduduk.

Pantai Tanah Merah sampai Teluk Inggrismerupakan pantai barat Pulau Bangka. Batuan dasartersingkap di pantai dan sebagian tertutup oleh pasir.Pasir kuarsa yang mengandung kasiterit banyak ditambang oleh masyarakat.

Gambar 6. Singkapan Granit di Pantai Batu bertumpak

Oaerah Tanjung Berdaun merupakan pantai barat di Bangka Selatan. Batuan dasar yang tersingkap dipermukaan sepanjang ± 1 Km.

204

Pen data an Mikrotremor (Kegempaan)

Pengukuran mikrotremor untuk mengetahuinilai predominan perioda dad frekuensi dan faktoramplifikasi (HN) dilakukan di daerah yang

Identifikasi Batuan Dasar ... (Hadi Suntoko. dkk)

dianggap mewakili tapak interes Bangka dansekitarnya meliputi: Kampung Jawa, pantai PulauLepar, Tanjung Berdaun, Teluk Inggris, TanahMerah, Penganak, Penyusuk, dan Pantai Tuing(Gambar 7 dan 8).

Gambar 7. Lokasi Pengukuran Mirkotremor di Bangka

Tabel I. Posisi Lintang/Bujur dan Wilayah di pengukuran Mikrotremor BangkaNo

MT IDLintangBujurWilayah1

BK 01-1,531667105,593889Penganak2

BK 02-1,603889105,543611Pala

3

BK 03-1,570500105,455889Pala

4

BK 04-1,876361105,495667Dumaring5

BK 05-2,007861105,136417TMerah

6BK_06-2,058222105,668417Tempilang

7BK_07-1,637767106,020686Tuing

8

BK 08-1,529875105,703500Penyusuk9

BK 10-2,000334105,121408Jebus

10

BK 11-2,604550105,898694Berdaun

11

BK 12-2,641292105,888610Karasak

12BK_13-2,992903106,767790Lepar

13

BK 14-2,968220106,384610S Gusung14

BK 15-3,030878106,482180Sukadamai

15

BK 16-2,017500105,095250Berani

16

BK 17-2,016667105,127500T Inggirs17

BK 18-2,655991105,899500Berani

18

BK 19-2,655313105,905950Berdaun

19

BK 20-2,655682105,911950Berdaun

205

Iden/ifikasi Batuan Dasar...(Hadi Suntoko, dkk)

t : I'·~---J------.!-------t-~!·""- I

i

·t

~:. .. .~ ••• ~j1 •••••

101f·,U:E;i3'''''m'.•.•':.1.1.4.0;•••• f4

.u.ns

.tH.U.1~~~~~--'

fi'

-----~i~:'j ••• ~[

1N1i11HIV .

;Ou.u1~16'2t

iCS21.Z'.c-n !nal1·~e!.II."

j.u.ui_co.ni_n.,.,1_·.1·,3.1:,~,,!~,~.:_'!_t

"' ..•.•

00 00Gambar 8. Peta hasil pengukuran Mikrotremor di Bangka (a) Distribusi Rasio Penguatan Gempa (HN)

(tanpa satuan) (b) Distribusi Predominan Frekuensi (Hz)

Pengamatan mikroskopis dari sayatan tipisbatuan sampling Teluk Inggris menunjukkan relatifmasih segar, ukuran kristal sedang dan umumnyaberbentuk anhedral serta sedikit yang subhedral.Kuarsa tampak segar anhedral berkristal agak halusyang beberapa tergerus membentuk kuarsa jamaksangat halus. Feldspar kalium yang didominasi olehorthokIas dan beberapa mikroklin tampak relatifsegar berkristal kasar. Plagioklas tampak sedikitlapuk dan terubah, terutama dari jenis oligoklas yangsangat jarang telah memperlihatkan zonasikomposisi. Biotit berkristal agak halus kecoklatan ­kehijauan yang tumbuh bersama serta sedikitterubah, hornblende sangat jarang, serta mineral

bijih anhedral sangat halus. Lempung - serisitmengganti plagioklas dan sedikit feldspar kalium,klorit bersama dengan oksida bijih mengganti biotitdan horblende (Gambar 9).

Hasil analisis menunjukkan batuan plutonikasam terbentuk dari proses pembekuan magma yangjauh di dalam bumi mempunyai kristal yangberukuran kasar. Berdasarkan data fisik tidaknampak pelapukan, sedangkan data mikroskopismenunjukkan mineral lempung serisit sebanyak 7%(lampiran contoh sampel B.1) yang memberikaninformasi pelapukan relatif kecil dan sangat baikuntuk pondasi.

Gambar 9. Sayatan tipis batuan granit Formasi Granit Klabat di Teluk Inggris

Secara megaskopis berwarna bening denganbeberapa bercak kecoklatan, struktur pejal beberapakekar gerus, tektur Holokristalin faneritik kasar ­sedang dengan kristal subhedral - anhedral, ukuranmencapai 18,0 mm.

206

Pengamatan mikroskopis pada sample daerahTanjugn Berani menunjukkan mineral Kuarsa,Feldspar kalium didominasi oleh orthoklas,Plagioklas, Biotit. Lempung-serisit menggantiplagioklas serta sangat jarang feldspar kalium,

Prosiding Seminar Nasional Tekn%gi dan Apfikasi Reak/or NukfirPRSG Tahun 2012

mempunyai kristal yang berukuran kasar dan telahmemperlihatkan proses tektonik. Berdasarkananalisis mineral lempung dan kandungan serisit

ISBN 978-979-17109-7-8

maka batuan granit ini sudah mulai terkenapelapukan walaupun sangat kecil (5%, lampirancontoh sampel B.5) dan masih baik untuk pondasi.

Gambar 10. Sayatan tipis batuan granit Formasi Granit Klabat di Pantai Berdaun

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil survei geologi dandilanjutkan dengan pengukuran mikrotremor yangdidasarkan lokasi acak dan tidak menggunakansistim grid, maka dapat disimpulkan bahwa, secaraumum Bangka memiliki batuan yang sangat masif,keras berdaya dukung tanah tinggi dan berumur tua.Batuan keras tersebut adalah granit yang berumurpra-tersier merupakan batuan plutonik asamterbentuk dari proses pembekuan magma dalamdengan dominasi mineral biotit. Diatas FormasiGranit adalah Formasi Tanjung Genting,mendominasi singkapan yang berada diseputarTanjung Berani, Desa Sebagin, Kec. SimpangRimba. Berdasarkan pengukuran mikrotremordaerah yang memberikan nilai tinggi berada disekitar Tanjung Penganak, Tanjung Tuing danMentok serta Tanjung Berani.

Sesuai dengan acuan standar IAEA pemilihantapak calon pondasi reaktor nuklir yang aman, layakdan cocok adalah memiliki batuan dasar yang keras,kompak, daya dukung tanah tinggi, umur batuannyatua dan tingkat pelapukannya relatif rendahparameter tersebut berada di Bangka.

DAFTAR PUSTAKA

[1] ANONIM. Safety Series No. 50-SG-S9, SiteSurvey for Nuclear Power Plants a SafetyGuide. International Atomic Energy Agency,Vienna. (1984)

[2] BAPETEN; Keputusan Kepala BadanPengawas Tenaga Nuklir No: Ol/Ka­BAPETENNl-99, Pedoman Penentuan TapakReaktor Nuklir, Badan Pengawan TeknikNuklir, Jakarta 1999.

[3] Tsutomu SATO, Yutaka NAKAMURA andJun SAlTA, Evaluation of The AmplificationCharacteristics of Subsurface UsingMicrotremor and Strong motion, - The Studiesat Mexico City -,13th World Conference onEarthquake Engineering, Vancouver, B.C.,Canada August 1-6, 2004, Paper No. 862

[4] AND! MANGGA DAN B. DJAMAL PetaGeologi Lembar Bangka Utara, Sumatera,Skala 1: 250.000 (1994).

[5] U.MARGONO, RJB. SUPANDJONO DAN E.PARTOYO, (1995). Peta Geologi LembarBangka Selatan, Sumatera, Skala 1: 250.000,(1996)

[6] ANONIM.Peta Dasar RBI Kepulauan BangkaBelitung Dinas Pekerjaan Umum, PemdaProvinsi Kep. Bangka Belitung, Master Plan ,(2001)

[7] ANONIM.Kawasan Kota Baru Air Anyir,Laporan Pendahuluan, Bhawana Prasta,konsultan teknik, (2009).

[8] ANONIM.PT Bangka Belitung TimahSejahtera, Upaya Pengelolaan Lingkungan danupaya pemantauan Lingkungan kegiataneksplorasi bahan galian timah di desa bangkitKec Jebus, Kab. Bangk Barat, Provo KepBangka Belitung, (2007).

207