METODE GEOLISTRIK UNTUK EKSPLORASI PANASBUMI

(Laporan Praktikum Eksplorasi Geothermal)

Oleh:

Virgian Rahmanda

1215051054

LABORATORIUM GEOFISIKA

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2015

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ....................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ii

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ....................................................................... 1

B. Tujuan Percobaan ................................................................... 1

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Letak dan posisi daerah pengukuram ..................................... 2

B. Kondisi Geologi ..................................................................... 2

III. TEORI DASAR

A. Tahanan jenis .......................................................................... 3

B. Resistivitas mineral dan batuan .............................................. 4

C. Tabel Resisitivitas Batuan ...................................................... 4

IV. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Alat Praktikum ...................................................................... 5

B. Diagram Alir .......................................................................... 5

V. HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

A. Data Pengamatan .................................................................... 6

B. Pembahasan ............................................................................ 7

VI. KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

i

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1 Lokasi daerah pengukuran ............................................................... 2

Gambar 3.1 Elektroda metode geolistrik ............................................................. 3

Gambar 3.2 Tabel resistivitas batuan .................................................................. 4

Gambar 4.1 Diagram alir ..................................................................................... 5

Gambar 5.1 Model perlapisan peta tahanan jenis semu ...................................... 6

Gambar 5.2 Overlay peta geologi dengan kontur resistivitas AB/2 = 250m ....... 7

Gambar 5.3 Hasil stack map peta geologi dengan kontur elevasi DEM SRTM . 7

ii

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Metode Geolistrik adalah salah satu metode eksplorasi geofisika yang

menggunakan sifat kelistrikan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan

seperti stratigrafi, struktur geologi dan distribusi sifat material. Dalam

eksplorasi geolistrik terdapat konfigurasi elektroda yang mimiliki sensitivitas

terhadap lapisan bawah permukaan dengan karakteristik yang berbeda-beda.

Konfigurasi tersebut diantaranya; konfigurasi wenner, konfigurasi

schlumberger, konfigurasi wenner-schlumberger; konfigurasi dipole-dipole,

konfigurasi pole-pole, konfigurasi pole dipole dan konfigurasi square.

Berkaitan dengan metode geoofisika tersebut, dapat diaplikasikan

dalam eksplorasi panas bumi untuk mengidentifikasi lapisan panas bumi yang

memiliki variasi nilai resistivitas, yang menandakan adanya komponen-

komponen panas bumi berdasarkan sifat kelistrikanya, konduktif atau resistif.

Pada aplikasinya, hal ini dapat ditunjukkan dengan penampang harga tahanan

jenis yang semakin kecil sehingga mencerminkan karakteristik fisik atau

struktur bawah permukaan berdasarkan kondisi ideal geologi yang memenuhi

persyaratan daerah panasbumi (geothermal reservoir) yang dapat

menghasilkan uap panas adalah adanya sumber panas (heat source), adanya

batuan reservoir dengan porositas dan permeabilitas cukup tinggi berisi fluida

panas (ada pengisian kembali air dingin melalui rekahan atau sesar), serta

adanya batuan penutup (cap rock) yang dapat menahan pelepasan panas.

Oleh sebab itu, untuk lebih mengetahui tentang dasar-dasar

interpretasi setruktur geologi pada eksplorasi Panasbumi, serta pengolahan

data menggunakan metode geolistrik, maka dilakukanlah praktikum

mengenai metode geolistrik untuk eksplorasi panas bumi.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi eksplorasi geolistrik pada panas

bumi.

2. Mahasiswa dapat mengolah data gelostrik lapangan panasbumi

3. Mahasiswa dapat menginterpretasikan olahan data geolistrik yang

berkaitan dengan panas bumi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Letak dan Posisi Daerah Pengukuran

Secara administratif daerah studi berada di Kabupaten Tanggamus,

Provinsi Lampung. Posisinya berada pada UTM 444601.2, 9419427 dan

466791.3, 9394031.

Gambar 2.1 Lokasi daerah pengukuran

B. Keadaan Geologi

Geologi regional daerah penelitian didominasi oleh vulkanik muda

(Holocene- Pleistosen) seperti breksi, lava dan tuffa. Pada formasi

Hulusimpang (miocene- Oligosene) terdiri dari breksi vulkanik dan lava.

Batuan tua terdapat pada komplek Gunung Kasih dengan sekuen metamorpik

dari rendah sampai sedang di daerah timurlaut dari vulkanik muda. Geologi

permukaan di area penelitian banyak didominasi oleh produk vulkanik kuarter

dan vulkanik tersier atau disebut vulkanik Tanggamus. Alluvium dan

batuan altrasi berada pada bagian baratdaya area penelitian. Banyak lapisan

yang terpanaskan tetapi lapisan altrasi dari sistem geothermal berada pada

bagian tengah area penelitian dekat dengan daerah Pagaralam pada kaldera

Ulubelu. Dengan arah trend dari utara ke selatan dan baratdaya, sejajar dengan

sungai Belu dan sungai Ngarip. Gunung Sulah, Gunung Kukusan dan Gunung

Duduk tersusun atas andesitik, basaltik dan dasit vulkanik pada masa Pliosen.

Gunung-gunung tersebut berada pada tengah area penelitian dengan produk

vulkanik menuju arah barat dan baratdaya.

III. TEORI DASAR

A. Tahanan Jenis (Resistivitas)

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode yang cukup

banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi air tanah

karena resistivitas dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan airnya.

Sebenarnya ide dasar dari metode ini sangatlah sederhana, yaitu dengan

menganggap bumi sebagai suatu resistor.

Gambar 3.1 Elektroda yang ditancapkan ke bumi sebagai resistor

Metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari

kelompok metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan

bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan

di bawah permukaan bumi. Metode resistivitas umumnya digunakan untuk

eksplorasi dangkal, sekitar 300 – 500 m. Prinsip dalam metode ini yaitu arus

listrik diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektrode arus, sedangkan beda

potensial yang terjadi diukur melalui dua elektrode potensial. Dari hasil

pengukuran arus dan beda potensial listrik dapat diperoleh variasi harga

resistivitas listrik pada lapisan di bawah titik ukur. Metode kelistrikan

resistivitas dilakukan dengan cara menginjeksikan arus listrik dengan frekuensi

rendah ke permukaan bumi yang kemudian diukur beda potensial diantara dua

buah elektrode potensial (Hendrajaya, 1987).

Pada kalkulasi Resistivitas Semu (Apparent Resistivity), Pada

prinsipnya, pengukuran metode resistivitas dilakukan dengan mengalirkan arus

melalui elektrode C1 dan C2 dan pengukuran beda potensial pada P1 dan P2.

Jika diasumsikan bahwa bumi homogen isotropis, maka tahanan jenis yang

diperoleh adalah tahanan jenis yang sebenarnya dan tidak tergantung pada

spasi elektrode. Namun, pada kenyataannya bumi tersusun atas lapisan-lapisan

dengan resistivitas yang berbeda-beda, sehingga potensial yang terukur

merupakan pengaruh lapisan-lapisan tersebut. Harga resistivitas yang diukur

seolah-olah merupakan harga resistivitas untuk satu lapisan saja. Sehingga

resistivitas yang terukur adalah resistivitas semu ( ), yang besarnya

ditentukan dengan

.......................................(3.1)

dengan K adalah faktor geometri yang besarnya tergantung pada konfigurasi

elektrode yang digunakan (Setiawan, 2011).

B. Resistivitas Batuan dan Mineral

Konduktor adalah bahan yang harga resistivitasnya kurang dari 10-5–

103 Ohm m. Isolator disifatkan dengan adanya ikatan ionik sehingga elektron

valensi tidak bebas bergerak. Perbedaan lain dari konduktor dan

semikonduktor adalah variasinya terhadap suhu. Konduktor konduktivitasnya

tinggi ketika suhu sekitar 0K, semikonduktor sebaliknya. Dalam

pengelompokkannya konduktor dapat dibagi menjadi :

a. Konduktor bagus, harga resistivitasnya 10-8 – 1 Ohm m

b. Konduktor sedang, harga resistivitasnya 1 – 107 Ohm m

c. Konduktor jelek, harga resistivitasnya lebih dari 107 Ohm m

(Oktara, 2007)

C. Tabel Resistivitas Batuan

Adapun pada saat interpretasi kualitatif pada metode geolistrik tahanan jenis

dibutuhkan suatu table nilai yang menunjukkan jenis perlapisan berdasarkan

harga resistivitas yang terukur. Tabel resistivitas batuan menurut Telford

adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2 Resistivitas macam-macam batuan dan sedimen (Milsom, 2003)

4

IV. METODELOGI

A. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah

sebagai berikut :

1. Laptop

2. Software surfer

3. Data geolistrik lapangan panasbumi

B. Diagram Alir Praktikum

Adapun diagram alir pada praktikum ini adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Alir

Mulai

Selesai

Identifikasi nilai resistivitas terhadap

komponen panas bumi menggunakan

polygon tools

Plot menggunakan surfer

Data resistivitas, kedalaman

250, 500, 750 dan 1000 m

Overlay dengan peta geologi

Interpretasi

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Praktikum

Data dari praktikum ini antara lain data peta kontur resistivitas pada

kedalaman 250 m, 500 m, 750 m dan 1000 m yang telah diidentifikasi nilai

tahanan jenisnya teradap komponen panas bumi serta peta geologi daerah

pengukuran. Adapun hasil pengolahan data adalah sebagai berikut;

Gambar 5.1 Model stack map perlapisan peta tahanan jenis semu

Gambar 5.2 Overlay peta resistivitas AB/2 = 250 dengan peta geologi

Gambar 5.3 Hasil stack map peta geologi dan 3D elevasi DEM SRTM

7

B. Pembahasan

Dalam praktikum mengenai metode geolistrik untuk ekspolrasi panas

bumi, praktikan diharuskan untuk memahami fungsi metode geolsitrik untuk

panas bumi, pengolahan data, hingga interpretasi hasil permodelan geolistrik

pada suatu area panas bumi. Daerah pengukuran yang dirujuk pada data

merupakan data geolistrik yang diambil dai kabupaten Tanggamus, dengan

luasan koordinat seperti yang terdapat pada gambar 2.1. Secara geologi daearah

pengukuran berada di Geologi regional daerah penelitian didominasi oleh

vulkanik muda (Holocene- Pleistosen) seperti breksi, lava dan tuffa. Pada

formasi Hulusimpang (miocene- Oligosene) terdiri dari breksi vulkanik dan

lava. Batuan tua terdapat pada komplek Gunung Kasih dengan sekuen

metamorpik dari rendah sampai sedang di daerah timurlaut dari vulkanik muda.

Geologi permukaan di area penelitian banyak didominasi oleh produk vulkanik

kuarter dan vulkanik tersier atau disebut vulkanik Tanggamus. Alluvium

dan batuan altrasi berada pada bagian baratdaya area penelitian. Banyak

lapisan yang terpanaskan tetapi lapisan altrasi dari sistem geothermal berada

pada bagian tengah area penelitian dekat dengan daerah Pagaralam pada

kaldera Ulubelu. Dengan arah trend dari utara ke selatan dan baratdaya, sejajar

dengan sungai Belu dan sungai Ngarip. Gunung Sulah, Gunung Kukusan dan

Gunung Duduk tersusun atas andesitik, basaltik dan dasit vulkanik pada masa

Pliosen. Gunung-gunung tersebut berada pada tengah area penelitian dengan

produk vulkanik menuju arah barat dan baratdaya (Suharno, 2000). Lava dari

Gunung Sulah berada dibawah lava Gunung Kukusan dan tutupan dari

Piroklastik Gunung Rindingan pada struktur grabennya. Gunung Duduk tepat

berada pada bagian tengah kaldera Ulubelu, adalah sebuah dome yang

tertutup oleh Piroklastik Gunung Rindingan. Gunung Kebawok, Gunung

Tanggamus, Gunung Rindingan dan Gunung Korupan adalah gunung-

gunung pada masa vulkanik Pleistosen berada pada tenggara, timur, utara dan

timutlaut mengelilingi daerah penelitian.

Pada praktikum ini terdapat 4 data nilai AB/2= 250 m, AB/2=500 m,

AB/2=750 m, AB/2=1000 m, yang dilakukan permodelan dengan

menggunakan software surfer didukung oleh peta geologi serta data elevasi

yang berasal dari data Digital Elevation Model (DEM). batas daerah reservoar

dan luar daerah reservoar berdasarkan kontras resistivitas yang tegak dan

analisis resistivitas berdasarkan kandungan elektrolit reservoar. Analisis

dilakukan dengan asumsi peta kontur dibuat dengan menggunakan software

Surfer berdasarkan data mapping di lapangan untuk AB/2= 250 m, AB/2=500

m, AB/2=750 m, AB/2=1000 m yang dikorelasikan dengan geologi dan data

DEM. Data permodelan ditampilkan dalam tampilan stack map untuk

mempermudah menginterpretasi perubahan zona resisitivitas rendah terhadap

perubahan nilai kedalaman.

8

Pada peta tahanan jenis semu AB/2 = 250 meter memperlihatkan

sebaran harga tahanan jenis dengan anomali rendah berada di sebelah barat

laut. Semakin ke timur laut dan tenggara, penyebaran harga tahanan jenis semu

semakin kecil. Pola penyebaran tahanan jenis semu AB/2 = 500 meter

menunjukkan nilai anomali rendah yang sama dengan nilai AB/2 hanya saja

nilai resistivitas rendah seiring bertambah dengan kedalmaan. Nilai resistivitas

< 30 Ohm m pada jarak AB/2 =750 dan 1000 m menunjukan nilai persebaran

yang lebih besar. Jika diindentifikasi berdasarkan nilai tahanan jenis nilai

tersebut merepresentasikan adanya lapisan fluida yang diduga sebagai fluida

panas bumi yang merujuk pada keberdaan reservoir panas bumi. Nilai tersebut

jika ditinjau menggunakan nilai tabel resistivitas batuan menunjukkan formasi

lempung, yang banyak pada daerah geologi panas bumi. Pada gambar 5.1 dan

5.2 nampak perbandingan nilai resistivitas terhadap kedalaman penetrasi data

dan data geologi.

Berdasarkan nilai resistivitas yang diperoleh, untuk mengetahui jenis

batuan yang mungkin berada pada sistem oanas bumi tersebut perlu dilakukan

pembandingan dengan nilai resistivitas batuan. Berdasarkan persebaran fluida

yang diidentifikasi dengan resistivitas < 30 Ohm m, batuan tempat fluida yaitu

batu pasir. Namun melihat posisinya yang dangkal tapi dekat dengan daerah

menifestasi, maka lapisan itu diduga bukan merupakan daerah reservoir

geotermal tapi merupakan reservoir air tanah yang terpengaruh oleh aliran

out flow fluida geothermal yang keluar pada daerah manifestasi. Lapisan itu

bisa juga berfungsi sebagai daerah aliran re-charge area sistem pada mayoritas

sistem panas bumi.

Secara garis besar panas bumi dapat diidentifikasi dengan

menggunakan metode geolistrik dengan membandingkan nilai resistivitas

terhadap kemungkinan formasi maupun komponen panas bumi yang ada.

Komponen yang paling mudah diidentifikasi adalah distribusi fluida yang

menunjukan nilai persebaran yang lebih besar. Jika diindentifikasi berdasarkan

nilai tahanan jenis nilai tersebut merepresentasikan adanya lapisan fluida yang

diduga sebagai fluida panas bumi yang merujuk pada keberdaan reservoir

panas bumi.

9

V. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Pada eksplorasi geolistrik daerah panas bumi jika diindentifikasi

berdasarkan nilai tahanan jenis, nilai tersebut merepresentasikan adanya

lapisan fluida yang diduga sebagai fluida panas bumi yang merujuk pada

keberdaan reservoir panas bumi.

2. Batas-batas reservoar panas bumi ditemukan pada kedalaman AB/2 =

1000 meter. Batas reservoar ini memiliki nilai tahanan jenis < 30 Ohm

m dan ditandai dengan garis kontur rapat ke renggang pada kontur

anomali ataupun pada peta geologi.

3. Daerah dangkal dengan resisitivity yang rendah jika dilihat posisinya

yang dangkal tapi dekat dengan daerah menifestasi, maka lapisan itu

diduga bukan merupakan daerah reservoir geotermal tapi merupakan

reservoir air tanah yang terpengaruh oleh aliran out flow fluida

geothermal yang keluar pada daerah manifestasi. Lapisan itu bisa juga

berfungsi sebagai daerah aliran re-charge area sistem pada mayoritas

sistem panas bumi.

4. Pada daerah panas bumi formasi yang dimonan adalah batuan lempung

jika ditinjau dari nilai sebaran tahanan jenis ke empat data tersebut

dengan nilai tahanan jenis 1-100 Ohm m

DAFRTAR PUSTAKA

Hendrajaya, Lilik dan Idam Arif. 1985. Geolistrik Tahanan Jenis.

Laboratorium Fisika Bumi Jurusan Fisika FMIPA. ITB: Bandung.

Milsom, John. 2003. Field Geophysics : The Geological Field Guide Series Third

Edition. England : John Wiley & Sons Ltd

Oktara, Tri Tofan. 2007. Laporan Laboratorium Lanjut Geofisika. ITS: Surabaya.

Setiawan, Tri Susanto. 2011. Metode Geolistrik Resistivitas.

http://trisusantosetiawan.wordpress.com/2011/01/04/metode-geolistrik-

resistivitas/. Diakses pada 5 juni 2014 pukul 20.00 WIB

LAMPIRAN