studi geofisika terpadu di lereng selatan g. ungaran, jawa …

21
ISSN 1411-3082 98 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118 STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANASBUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto Pusat Penelitian Geoteknologi – LIPI, Kompleks LIPI Sangkuriang, Bandung 40135 SARI Sigian geofisika terpadu telah dilakukan di lapangan panasbumi Gedongsongo yang terletak di lereng selatan Gunung Ungaran, Jawa Tengah. Sigian ini dilakukan untuk memperkirakan sebaran zona konduktif dan atau demagnetisasi di bawah permukaan yang erat kaitannya dengan keberadaan sistem panasbumi Gedongsongo. Pengambilan perconto air panas dilakukan pula di beberapa mata air di sekitar Kawah Item, Gedongsongo. Ini dimaksudkan untuk mengetahui kandungan kimianya dan menduga suhu reservoir di bawahpermukaan. Peta kontur sebaran harga geomagnet menunjukkan adanya anomali rendah di sekitar Kawah Item sampai lereng timur G. Gedongsongo di baratlaut daerah pengkuruan, serta di sekitar Dusun Darum. Anomali rendah ini diduga berasosiasi dengan zona demagnetisasi atau material panas yang boleh jadi hadir sebagai air hidrotermal. Pemodelan ke-depan 2-D lintasan geomagnet utara-selatan memperlihatkan adanya dua benda berkemagnetan rendah yang dijumpai di bawah Kawah Item dan Dusun Darum pada kedalaman lebih kurang 300 m dari permukaan Sebuah benda berkemagnetan tinggi dijumpai di bagian selatan lintasan di sekitar Desa Banyukuning. Model tahanan-jenis hasil inversi 2-D data magnetotelurik menunjukkan adanya anomali sangat rendah (<30 ohm-m) pada kedalaman sekitar 400 m di bawah Kawah Item. Anomali rendah ini diduga berkaitan dengan reservoir panasbumi Gedongsongo. Sementara itu, anomali sangat rendah (<10 ohm-m) dijumpai pula di bagian selatan lintasan, di utara Desa Banyukuning, yang kemungkinan berasosiasi dengan zona hidrotermal. Anomali tahanan-jenis sangat tinggi (>10000 ohm-m) dijumpai berbentuk seperti kerucut parasitik gunungapi yang boleh jadi masih dalam proses pendinginan dan berfungsi sebagai sumber panas pada sistem panasbumi tersebut. Hasil penelitian ini menyimpulkan adanya korelasi positif antara model-model geomagnet dan magnetotelurik, terutama dalam menggambarkan zona konduktif atau demagnetisasi tinggi. Selain itu, model tahanan-jenis dapat menunjukkan adanya batuan penudung, reservoir dan sumber panas yang merupakan bagian dari sistem panasbumi Gedongsongo. 1. PENDAHULUAN Indonesia yang memiliki lingkaran sabuk gunung api sepanjang lebih dari 7000 km yang terbentang sepanjang pulau Sumatra, Jawa, Bali , Nusa Tenggara, Maluku dan Sulawesi tentu memiliki potensi panasbumi yang besar. Potensi panasbumi yang dimiliki oleh Indonesia meliputi tidak kurang dari 40% total energi panasbumi yang dimiliki dunia. Akan tetapi penggunaan energi panasbumi di Indonesi masih sangat sedikit. Penggunaan energi panasbumi untuk pembangkit tenaga listik hanya sekitar 3% dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN. Sedangkan untuk penggunaan energi panasbumi secara langsung masih belum optimal. Penggunaan panasbumi secara langsung yang terbesar adalah sebagai objek geowisata. Penggunaan untuk pemanasan ruangan dan penanganan proses-proses agrikultur masih sangat sedikit. Apabila sumber energi panasbumi yang ada dapat di

Upload: others

Post on 15-Feb-2022

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

ISSN 1411-3082

98 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR

PANASBUMI

Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto Pusat Penelitian Geoteknologi – LIPI, Kompleks LIPI Sangkuriang, Bandung 40135

SARI

Sigian geofisika terpadu telah dilakukan di lapangan panasbumi Gedongsongo yang terletak di lereng selatan Gunung Ungaran, Jawa Tengah. Sigian ini dilakukan untuk memperkirakan sebaran zona konduktif dan atau demagnetisasi di bawah permukaan yang erat kaitannya dengan keberadaan sistem panasbumi Gedongsongo. Pengambilan perconto air panas dilakukan pula di beberapa mata air di sekitar Kawah Item, Gedongsongo. Ini dimaksudkan untuk mengetahui kandungan kimianya dan menduga suhu reservoir di bawahpermukaan. Peta kontur sebaran harga geomagnet menunjukkan adanya anomali rendah di sekitar Kawah Item sampai lereng timur G. Gedongsongo di baratlaut daerah pengkuruan, serta di sekitar Dusun Darum. Anomali rendah ini diduga berasosiasi dengan zona demagnetisasi atau material panas yang boleh jadi hadir sebagai air hidrotermal. Pemodelan ke-depan 2-D lintasan geomagnet utara-selatan memperlihatkan adanya dua benda berkemagnetan rendah yang dijumpai di bawah Kawah Item dan Dusun Darum pada kedalaman lebih kurang 300 m dari permukaan Sebuah benda berkemagnetan tinggi dijumpai di bagian selatan lintasan di sekitar Desa Banyukuning. Model tahanan-jenis hasil inversi 2-D data magnetotelurik menunjukkan adanya anomali sangat rendah (<30 ohm-m) pada kedalaman sekitar 400 m di bawah Kawah Item. Anomali rendah ini diduga berkaitan dengan reservoir panasbumi Gedongsongo. Sementara itu, anomali sangat rendah (<10 ohm-m) dijumpai pula di bagian selatan lintasan, di utara Desa Banyukuning, yang kemungkinan berasosiasi dengan zona hidrotermal. Anomali tahanan-jenis sangat tinggi (>10000 ohm-m) dijumpai berbentuk seperti kerucut parasitik gunungapi yang boleh jadi masih dalam proses pendinginan dan berfungsi sebagai sumber panas pada sistem panasbumi tersebut. Hasil penelitian ini menyimpulkan adanya korelasi positif antara model-model geomagnet dan magnetotelurik, terutama dalam menggambarkan zona konduktif atau demagnetisasi tinggi. Selain itu, model tahanan-jenis dapat menunjukkan adanya batuan penudung, reservoir dan sumber panas yang merupakan bagian dari sistem panasbumi Gedongsongo.

1. PENDAHULUAN

Indonesia yang memiliki lingkaran sabuk gunung api sepanjang lebih dari 7000 km yang terbentang sepanjang pulau Sumatra, Jawa, Bali , Nusa Tenggara, Maluku dan Sulawesi tentu memiliki potensi panasbumi yang besar. Potensi panasbumi yang dimiliki oleh Indonesia meliputi tidak kurang dari 40% total energi panasbumi yang dimiliki dunia. Akan tetapi penggunaan energi panasbumi di Indonesi masih sangat sedikit.

Penggunaan energi panasbumi untuk pembangkit tenaga listik hanya sekitar 3% dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN. Sedangkan untuk penggunaan energi panasbumi secara langsung masih belum optimal. Penggunaan panasbumi secara langsung yang terbesar adalah sebagai objek geowisata. Penggunaan untuk pemanasan ruangan dan penanganan proses-proses agrikultur masih sangat sedikit. Apabila sumber energi panasbumi yang ada dapat di

99 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

manfaatkan secara optimal tentunya akan diperoleh nilai tambah berupa penghematan keuangan negara yang signifikan akibat penghematan sumber energi fosil untuk pembangkitan listrik. Disamping itu dapat dikembangkan usaha pemberdayaan masyarakat untuk mengolah hasil-hasil agrikultur secara lebih efisien dan efektif. Lingkungan yang lebih bersih juga diperoleh karena penggunaan sumber energi yang bersih, terbarukan dan berkelanjutan.

Pemanfaatan energi panasbumi dapat dibagi dalam dua kelompok besar. Kelompok pertama adalah untuk pembangkit listrik (geothermal power plant), sedangkan kelompok kedua adalah untuk geowisata, pemanasan ruangan dan penanganan proses-proses agrikultur. Kelompok kedua ini sering disebut sebagai penggunaan energi panasbumi secara langsung (geothermal direct use). Sumber panasbumi yang kaya uap lebih disukai untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga listrik daripada sumber panasbumi yang kaya air karena energi yang dapat dikonversi dari sumber itu lebih besar. Karakteristik pemanfaatan sumber panasbumi baik untuk pembangkit listrik maupun secara langsung adalah bersih, terbarukan, dan berkelanjutan. Disamping itu, energi panasbumi juga bersifat site specific dimana sumber panasbumi tidak dapat dipindah-pindahkan, namun hanya dapat ditransmisikan dalam jarak yang relatif tidak jauh dan sumber enegi dapat berada pada daerah yang sangat terpencil dan sulit dijangkau.

Sumber panasbumi yang ada di suatu daerah tertentu perlu diteliti untuk mengetahui sifat-sifat fisika dan kimia dari cadangan panasbumi yang dikandung oleh sumber. Dari proses karakterisasi ini dapat ditentukan kelayakan sumber panasbumi dimaksud untuk keperluan eksplorasi lanjut dan eksploitasi. Sumber dengan cadangan energi yang besar dapat dikembangkan menjadi pembangkit tenaga listrik, sedangkan sumber dengan cadangan energi yang tidak terlalu besar dapat diarahkan untuk keperluan lain, seperti misalnya taman geowisata. Tidak tertutup peluang untuk

menggabungkan penggunaan sumber panasbumi untuk pembangkit listrik dengan pemanfaatan langsung untuk pertanian dan geowisata. Komplek Depresi Volkanik Ungaran memiliki potensi sumberdaya panasbumi yang dapat dimanfaatkan dalam sekala kecil.

Manfaat dari kegiatan penelitian adalah menambah basis data kepanasbumian Indonesia dan sebagai acuan dalam eksplorasi lanjut potensi panasbumi yang tersedia untuk pemanfaatan langsung maupun sebagai sumber energi sekala kecil. Tujuan penelitian adalah melakukan karakterisasi sumberdaya panasbumi sekala kecil yang berada dalam Komplek Depresi Ungaran, terutama lapangan panasbumi Gedongsongo. Untuk mencapai tujuan penelitian, beberapa sasaran penelitian meliputi (1) studi mineral ubahan hidrotermal dan kimia air panas untuk pendugaan suhu bawahpermukaan, (2) pemodelan struktur/sistem panasbumi berdasarkan data geomagnet dan magnetotelurik, dan (3) menambah basis data kepanasbumian Komplek Ungaran, untuk pengembangan dan pemanfaatan lanjut potensi sumberdaya alam daerah, terutama pembangkit listrik sekala kecil dan geowisata.

2. GEOLOGI KOMPLEK UNGARAN Gambar 1 adalah citra satelit yang menunjukkan rangkaian gunungapi Merapi-Merbabu- Telomoyo-Ungaran yang berarah hampir NNW-SSE. Penyelidikan geologi komplek depresi Ungaran telah dibahas oleh beberapa peneliti, di antaranya van Bemmelen (1941 dan 1949), van Padang (1951), dan Hadisantono dan Sumpena (1993). Gunung Ungaran termasuk ke dalam gunungapi tipe B, yaitu gunungapi yang tidak diketahui letusannya sejak 1600 hingga sekarang. Secara umum mereka menjelaskan bahwa evolusi G. Ungaran dibagi menjadi tiga perioda yakni, pertama Ungaran Paling Tua, kedua Ungaran Tua dan ketiga Ungaran Muda. Masing-masing perioda dibedakan antara satu terhadap lainnya oleh proses runtuhan karena volkano-tektonik.

ISSN 1411-3082

100 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

Gambar 1 Citra satelit yang menunjukkan rangkaian gunungapi Merapi- Merbabu-Telomoyo-Ungaran di Jawa Tengah. Tanda kotak garis putih adalah daerah penelitian yang terletak di lereng selatan Ungaran, dimana lapangan panasbumi Gedongsongo berada.

Gambar 2 menunjukkan sebaran satuan batuan geologi permukaan G. Ungaran dan sekitarnya hasil pemetaan Thanden dkk. (1996). Perioda pertama, G. Ungaran Paling Tua terbentuk pada Plestosen Bawah yang produknya terdiri dari aliran piroklastik dan lava andesit basaltik. Produk letusan G. Ungaran Paling Tua ini diendapkan sebagai Formasi Damar Tengah dan Damar Atas. Kemudian menyusul tufa andesit augit-hornblende dan piroklastik aliran andesitik. Perioda pertumbuhan G. Ungaran Paling Tua ini diakhiri dengan perusakan tubuhnya pada Plestosen Muda. Perioda kedua, G. Ungaran Tua terbentuk dan produknya terdiri dari basalt andesitik augit-olivin. Produk letusan G. Ungaran Tua ini kemudian diendapkan di atas Formasi Damar secara tidak selaras yang disebut Formasi Notopuro. Formasi Notopuro terdiri dari endapan aliran piroklastik. Perioda kedua ini berakhir dengan keruntuhan yang bersamaan dengan terjadinya sistem sesar volkano-tektonik (van Bemmelen, 1941). Akibat dari fase perusakan ini G. Ungaran Tua hancur dan tersisa tiga blok bagian yang

dikelilingi oleh suatu sistem sesar cincin dimana Formasi Notopuro sedikit terlipat. Akibat system sesar cincin ini maka terjadi beberapa kerucut parasit seperti G. Turun, G. Mergi dan G. Kendalisodo (van Bemmelen, 1941). Perioda ketiga, G. Ungaran Muda terbentuk melalui Pusat letusan G. Ungaran Tua. Hadisantono dan Sumpena (1993) menjelaskan bahwa hasil pengamatannya di lapangan menunjukkan bahwa G. Ungaran Muda menghasilkan banyak aliran lava yang komposisinya berkisar antara basaltik sampai andesitik. Endapan aliran piroklastik dapat ditemukan di lereng baratlaut, timurlaut, utara, baratdaya, timur-tenggara dan selatan. Sebagian besar telah lapuk kuat, tertutup oleh endapan jatuhan piroklastik muda. Endapan aliran piroklastik yang lebih tua diduga berasal dari G. Ungaran Tua yang dapat ditemukan di lereng utara di daerah perkebunan Gunungsari. Sedangkan lahar tersingkap di lereng dan kaki baratlaut, tenggara dan baratdaya. Data petrografi dari peneliti terdahulu menunjukkan bahwa komposisi batuan G. Ungaran Tua adalah

101 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

andesit basalktik augit-olivin. Sedangkan pada G. Ungaran Muda adalah andesit augit-hornblende tanpa olivine. Pengamatan morfologi di lapangan menunjukkan adanya beberapa kelurusan gawir sesar. Sistem sesar di G. Ungaran ini mungkin erat kaitannya dengan peristiwa volkanik dan tektonik yang mempengaruhinya di masa lalu. Sesar yang berkembang di komplek G. Ungaran terdiri dari sesar normal, sesar geser dan sesar naik. Sesar geser dan sesar naik dapat ditemukan di daerah kaki sebagai kelanjutan dari sesar normal. Sesar normal dapat diamati terbentuk mengelilingi G. Ungaran, yang boleh jadi

sebagai akibat struktur runtuhan (collapse). Adapun sesar-sesar utama mempunyai arah umum baratlaut-tenggara dan baratdaya-timurlaut. G. Ungaran boleh dianggap sebagai suatu gunungapi yang telah padam dan hanya menampakkan sisa-sisa kegiatan di beberapa tempat, di antaranya adalah Kawah Item (+1350 m) yang terletak di lereng selatan di daerah Gedongsongo dan Kawah Paramasan (+750 m) di Kali Paramasan di utara-baratlaut. Kawah Item merupakan lapangan air panas, fumarol dan ubahan hidrotermal.

Gambar 2 Peta geologi Komplek G. Ungaran, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah (dari Thanden dkk., 1996). Tanda segi empat adalah masing-masing lapangan panasbumi Gedongsongo dan Diwak.

ISSN 1411-3082

102 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

3. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang dilakukan meliputi kegiatan penelitian lapangan dan penelitian laboratorium. Penelitian lapangan berupa pemetaan geologi permukaan pada lintasan prospek panasbumi, pengambilan perconto air panas untuk studi geokimia, dan pengukuran data geofisika yang terdiri dari metode gayaberat, geomagnet total, self-potential, geolistrik dan magnetotelurik frekuensi-audio. Pemetaan geologi permukaan di kedua lapangan panasbumi, Gedongsongo, dilakukan pada lintasan melalui sungai atau lembah. Pemetaan ini dimaksudkan untuk mengetahui penyebaran batuan ubahan dan mineral-mineral ubahan yang terbentuk melalui analisis di laboratorium. Penggunaan metode geofisika dimaksudkan untuk memahami struktur bawahpermukaan yang berkaitan dengan sistem panasbumi di kedua lapangan panasbumi tersebut. Selain itu, pengambilan perconto air panas dilakukan guna pendugaan suhu bawahpermukaan berdasarkan studi kimia geotermometri. Penelitian laboratorium berupa pemerian sayatan batuan dan analisis XR-D (X-ray diffraction) perconto tanah hasil alterasi, kegiatan pengolahan, pemodelan dan interpretasi data geofisika, serta analisis kimia kualitatif dan kuantitatif dari perconto air panas. Secara ringkas, keseluruhan metode lapangan dan analisis laboratorium, termasuk pemrosesan dan pemodelan data geokimia dan geofisika, dijelaskan dalam bagian berikut ini. 3.1 Gayaberat dan Geomagnet

Pengukuran gayaberat di lapangan Gedongsongo dilakukan secara tertutup, dimana titik awal merangkap sebagai titik akhir. Ini dilakukan untuk koreksi tutupan (closure correction) data pengukuran lapangan. Koreksi atau reduksi data gayaberat dilakukan sesuai prosedur baku yang rutin dilakukan.

Pengukuran harga medan geomagnet dilakukan di lereng selatan Ungaran dengan konsentrasi di sekitar Lapangan Panasbumi Gedongsongo. Pengukuran dilakukan menggunakan magnetometer proton tipe G-856 buatan Geometric sebanyak 2 unit.

Satu unit berfungsi sebagai base-station dan ditempatkan secara tetap pada satu tempat tertentu. Sementara itu satu unit lainnya mengukur medan geomagnet secara bergerak pada titik-titik ukur. Sejumlah 157 titik ukur geomagnet tersebar secara acak mengikuti sarana jalan setapak maupun jalan aspal yang sudah ada. Satu lintasan panjang utara-selatan, dari tebing utara Kawah Item sampai selatan Desa Banyukuning, juga dibuat untuk mengetahui bentuk anomali magnet secara lebih regional. Sementara itu, posisi titik ukur ditentukan menggunakan GPS Navigasi GARMIN GPS III+. 3.2 Geolistrik dan Self Potensial

Pengukuran geolistrik dilakukan pada dua lintasan prospek, di lapangan panasbumi Gedongsongo. Lintasan ukur umumnya memotong zona kenampakan panasbumi. Pengukuran nilai self potential (SP) dilakukan di lapangan Gedongsongo secara tertutup, dimana titik awal merangkap sebagai titik akhir. Ini dilakukan untuk koreksi tutupan (closure correction) data pengukuran lapangan. Selain itu, data lapangan juga direduksi terhadap topografi bidang datar untuk mendapatkan nilai anomalinya. 3.3 Magnetotelurik

Pengukuran respon medan magnetotelurik (MT) di lapangan berupa pengukuran medan elektromagnetik alam (natural electromagnetic field) menggunakan alat ukur AMT (Audio-frequency Magnetotelluric), 4-Channel Model JCR-103, yang merekam komponen ortogonal medan listrik (Ex dan Ey) dan medan magnetik (Hx dan Hy) pada jangkauan pita frekuensi 4.2 Hz hingga 17.4 kHz, sejumlah 13 jendela. Alat ukur AMT menggunakan koil induksi sebagai sensor medan magnetik dan elektroda tembaga sebagai sensor medan listrik. Pada saat pengukuran, koil induksi diletakkan di permukaan tanah, sedang elektroda ditancapkan dengan kedalaman sekitar 30 cm. Sejumlah 27 titik pengukuran respon MT telah selesai dilakukan, dimana 14 titik ukur berada pada lintasan barat-timur dan 13 titik lainnya pada lintasan utara-selatan. Jarak antar titik ukur MT

103 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

adalah antara 200-300 meter, tergantung kondisi di lapangan. Posisi dan ketinggian titik ukur MT ditentukan dengan menggunakan alat GPS (Global Positioning System) Garmin III+.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Lapangan panasbumi Gedongsongo, terutama di sekitar Kawah Item yang terletak di lereng selatan gunungapi Ungaran menunjukkan fenomena geologi panasbumi yang menarik, di antaranya adalah adanya fumarola, lapangan air panas, batuan ubahan yang kuat dan kendali struktur geologi. Gambar 3 menunjukkan foto-foto kenampakan panasbumi di Kawah Item dan sekitarnya, di antaranya adalah semburan uap panas (steam discharge), mata air panas (hot springs), kolam air panas (hot pool) dan tanah beruap (steaming ground) yang sangat jelas dapat diamati di permukaan.

Gedongsongo merupakan daerah

perbukitan bergelombang yang ditoreh oleh dua sungai kecil yang arah alirannya sejajar, berlembah sempit dan curam yang membentuk huruf V. Morfologi daerah Gedongsongo dikendalikan terutama oleh batuan dan struktur geologi yang berkembang di daerah tersebut. Di bagian selatan memperlihatkan daerah perbukitan bergelombang yang disusun oleh batuan breksi laharik dan lava andesit. Sebagian breksi laharik mengalami ubahan. Batuan ini merupakan hasil kegiatan gunungapi Ungaran.

Di bagian utara, kelurusan struktur yang berarah timurlaut-baratdaya dikenali memotong morfologi tersebut. Kelurusan tersebut diduga merupakan patahan normal dan berfungsi sebagai zona rekahan dimana muncul kegiatan hidrotermal di atasnya. Batuan di daerah Gedongsongo dapat dibagi menjadi 4 satuan batuan, yaitu satuan breksi laharik, satuan lava andesit, satuan intrusi andesit, dan satuan batuan ubahan.

Gambar 3 Foto-foto yang menunjukkan kenampakan panasbumi di Kawah Item dan sekitarnya, di antaranya adalah semburan uap panas (steam discharge), mata air panas (hot springs), kolam panas (hot pool), dan tanah beruap (steaming ground).

4.1 Data dan Anomali Gayaberat

Pengukuran data gayaberat di Gedondsongo sebanyak 151 titik ukur dengan arah lintasan hampir utara-selatan, berawal dari zona kenampakan panasbumi

Kawah Item sampai Desa Banyukuning di kaki selatan G. Ungaran. Jarak antar titik ukur adalah antara 100 sampai 200 meter, disesuaikan dengan kondisi topografi setempat, dengan pengukuran sistem loop

ISSN 1411-3082

104 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

tertutup selama satu hari (one day looping). Instrumen yang digunakan dalam

pengukuran nilai relatif percepatan gayaberat adalah Gravitymeter Lacoste & Romberg No. G-804. Pengukuran ketinggian menggunakan altimeter Paulin Model MDM-5 dan barograph. Posisi titik ukur ditentukan menggunakan GPS Navigasi GARMIN GPS III PLUS. Persiapan alat Gravity-meter sebelum digunakan meliputi pengecekan reading line, long level, short level, gravity stationair (pengecekan terhadap tide response), dan mengukur ulang jalur kalibrasi DG-0 sampai DG-VI. Titik Acuan dan Distribusi Titik Amat

Harga pengamatan gayaberat di setiap titik ukur adalah relatif terhadap harga gayaberat di titik base station BSKD. Titik acuan ini terletak di halaman parkir timur Hotel Nirmala Dharma Desa Bandungan-Ungaran, di depan pintu pengemasan air minum. Harga gayaberat di BSKD terikat dengan Stasiun Jaring Gayaberat Nasional untuk Indonesia yang berada di Rumah Sakit St. Elizabeth, Semarang dan BS-LIPI di Bandung. Harga gayaberat BSKD yang terikat dengan RS St. Elizabeth adalah 977941.55 mGal, dan terikat dengan BS-LIPI Bandung 977941.51 mGal. Dari kedua pengikatan tersebut yang dipakai adalah yang terikat dengan RS St. Elizabeth Semarang, karena mempunyai waktu pengukuran yang singkat dengan jarak tempuh yang lebih dekat dibandingkan dengan BS LIPI di Bandung. Pengolahan Data Tinggi

Penentuan tinggi lokasi titik ukur menggunakan altimeter Paulin Model MDM-5 dengan ketelitian baca 0.5 meter. Alat pembantu lainnya adalah termometer berskala Fahrenheit dan garograph. Barograph dipasang di titik BSKD untuk mengetahui variasi perubahan tekanan udara akibat perubahan cuaca. Sedangkan suhu di

titik ukur ditentukanr dengan termometer berskala Fahrenheit. Sebagai titik acuan tinggi adalah Stasiun Jaring Gayaberat Nasional yang terdapat di RS St. Elizabeth Semarang, dengan tinggi 120 meter di atas permukaan laut.

Pengolahan Data Gayaberat

Pengukuran di lapangan menggunakan sitem pengukuran satu loop tertutup. Penghitungan anomali Bouguer menggunakan persamaan BA = Gobs – GN + FAC – BGC + TC, dimana:

BA = Anomali Bouguer Gobs = Nilai gayaberat pengamatan GN = Nilai gayaberat normal/teoritis FAC = Koreksi udara bebas terhadap ketinggian dari muka laut BGC = Koreksi Bouguer TC = Koreksi medan Cara Nettleton digunakan untuk menentukan nilai rata-rata rapat-masa batuan. Cara ini adalah membandingkan profil lintasan anomali Bouguer dengan beberapa harga rapat-masa terhadap profil topografi pada lintasan tersebut. Penetuan ini mendapatkan harga rapat-masa rata-rata untuk Gedongsongo 2.5 gr/cc.

Gambar 8 dan 9 masing-masing menunjukkan plotting anomali gayaberat Bouguer pada bidang datar dan wireframe perspective. Secara umum menunjukkan bahwa anomali Bouguer rendah lebih kecil dari 27 mGal menempati bagian paling utara daerah penelitian. Anomali rendah ini menempati zona yang berimpit dengan manifestasi panasbumi Kawah Item dan mencirikan daerah dengan rapat masa rendah. Fakta ini menunjukkan bahwa reservoir panasbumi umumnya merupakan zona rekahan (fractured zone) yang menurunkan nilai rapat masa batuan dibandingkan dengan sekitarnya.

105 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

110.325 110.33333333 110.34166666 110.34999999 110.35833332-7.241667

-7.233334

-7.225001

-7.216668

-7.208335

-7.200002

-7.191669

D/DATA/YAYAT/UNGAR02-04/SRF/GDSBA1

Gambar 8 Anomali Bouguer yang diplot dari sejumlah 151 titik ukur gayaberat di lapangan panasbumi Gedongsongo.

Wireframe Perspektif Anomali Bouguer Gedongsongo

Gambar 9 Perspektif ‘wireframe’ dari anomali Bouguer di lapangan panasbumi Gedongsongo.

ISSN 1411-3082

106 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

4.2 Data dan Anomali Geomagnet Pengukuran harga medan geomagnet

dilakukan di lereng selatan Ungaran dengan konsentrasi di sekitar Lapangan Panasbumi Gedongsongo. Pengukuran dilakukan menggunakan magnetometer proton tipe G-856 buatan Geometric sebanyak 2 unit. Satu unit berfungsi sebagai base-station dan ditempatkan secara tetap pada satu tempat tertentu. Sementara itu satu unit lainnya mengukur medan geomagnet secara bergerak pada titik-titik ukur. Sejumlah 376 titik ukur geomagnet tersebar secara acak mengikuti

sarana jalan setapak maupun jalan aspal yang sudah ada. Satu lintasan panjang utara-selatan, dari tebing utara Kawah Item sampai selatan Desa Banyukuning, juga dibuat untuk mengetahui bentuk anomali magnet secara lebih regional. Sementara itu, posisi titik ukur ditentukan menggunakan GPS Navigasi GARMIN GPS III+. Gambar 10 menunjukkan lokasi titik-titik pengukuran medan magnet di lereng selatan Ungaran dengan disertai foto saat pengukuran di lapangan dan base-station.

Gambar 10 Lokasi titik-titik pengukuran medan magnet di lereng selatan Ungaran.

107 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

Foto inset bagian atas menunjukkan kegiatan saat pengukuran di lapangan dan foto inset bawah menunjukkan pengambilan data di base-station yang terletak di kebun belakang Hotel Dharma Nirmala di Bandungan. Beberapa koreksi dilakukan terhadap

data medan magnet hasil pengukuran di lapangan. Koreksi diurnal dilakukan sebagai akibat adanya penyimpangan intensitas medan magnet yang disebabkan oleh adanya pengaruh kegiatan matahari. Koreksi ini dilakukan dengan cara mengurangi besar medan magnet hasil pengukuran lapangan terhadap harga base station untuk waktu pengukuran yang sama. Koreksi ini dimaksudkan untuk mendapatkan anomali lokal di setiap titik ukur dengan cara memisahkan pengaruh medan magnet akibat kegiatan matahari yang direpresentasikan

dalam rekaman data base station. Koreksi regional dilakukan karena adanya perbedaan garis lintang setiap titik ukur terhadap ekuator. Medan magnet regional dikenal pula sebagai medan magnet utama. Untuk Jawa, harga medan magnet utama adalah sekitar 45000 nT. Koreksi regional dilakukan dengan cara mengurangkan harga pengukuran lapangan pasca koreksi diurnal terhadap medan magnet utama Jawa. Hasil pengolahan data geomagnet disajikan dalam bentuk peta kontur anomali magnet lokal. Selanjutnya interpretasi geologi dilakukan secara kualitatif.

ISSN 1411-3082

108 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

Gambar 11 Peta sebaran anomali geomagnet total di sekitar G. Gedongsongo di lereng selatan G. Ungaran. Anomali rendah dijumpai di sekitar Kawah Item di bagian utara daerah penelitian. Gambar 11 menunjukkan anomali

geomagnet total di lapangan Gedongsongo. Sebaran anomali menunjukkan bahwa bagian paling utara daerah studi dicirikan oleh anomali negatif yang sangat rendah, lebih kecil dari -44500 nT. Anomali sangat rendah ini berkaitan erat dengan zona konduktif yang ada di bawah Kawah Item, yang merupakan lapisan reservoir. Fluida panas yang ada pada reservoir menyebabkan terjadinya demagnetisasi batuan sekitarnya sehingga menghasilkan kontras kemagnetan yang demikian tinggi itu. Setelah melewati suatu tinggian anomali magnet yang sempit, anomali sangat rendah <-400 nT dijumpai kembali dengan lebar hampir 400-meteran. Anomali rendah ini tepat berada antara Desa Darum dan Desa Ngipik dan berimpit dengan zona sangat resitif berbentuk kerucut pada penampang tahanan-jenis lintasan utara-selatan. Anomali magnet sangat rendah ini boleh jadi merupakan representasi dari kerucut parasitik bawahpermukaan yang sangat resistif tetapi dalam keadaan masih menyimpan panas. Dengan kondisi seperti ini,

maka proses demagnetisasi telah dan sedang berlangsung sehingga mengakibatkan penurunan nilai kemagnetan batuan secara sangat berarti.

Gambar 12 menunjukkan lintasan profil anomali magnet lokal mulai dari Kawah Item di bagian utara sampai di selatan Desa Banyukuning di bagian selatan. Pada lintasan tersebut tampak bahwa anomali positif mulai muncul dari Desa Ngipik sampai ke ujung selatan lintasan di Desa Banyukuning. Bentuk anomali menyerupai gelombang dengan amplitudo relatif rendah yang mencirikan adanya keseragaman nilai kemagnetan batuan di lintasan tersebut. Sekitar 2.5 km dari ujung selatan lintasan dapat diamati adanya penurunan harga anomali mendekati nol nT. Fenomena ini diduga berimpit dengan zona konduktif di kedalaman di sekitar Desa Banyukuning. Namun demikian, anomali magnet rendah (~0 nT) ini memiliki lebar yang kurang begitu panjang bila dibandingkan dengan lebar zona konduktif yang dijumpai pada model tahanan-jenis lintasan utara-selatan.

Gambar 12 Profil anomali geomagnet lokal lintasan Kawah Item di utara (bagian kanan gambar) sampai Desa Banyukuning di selatan (bagian kiri gambar). Anomali negatif dapat mencapai harga lebih dari -600 nT, sedang anomali positif mencapai lebih dari +400 nT. Tanda bintang adalah data hasil pengukuran di lapangan dan tanda garis hitam merupakan anomali hasil pemodelan dua-dimensi yang tidak dibahas dalam laporan ini.

4.3 Model Tahanan-Jenis Geolistrik

Pengukuran geolistrik Eltran dengan banyak elektroda (multi-electrode) dilakukan

sebanyak dua lintasan. Dalam setiap lintasan ukur, sebanyak 32 elektroda dengan jarak spasi 10 m dipasang pada lintasan yang

109 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

membentang sepanjang 320 meter. Gambar 13 menunjukkan lokasi pengukuran geolistrik di Gedongsongo, Ungaran. Pemodelan berdasarkan inversi 2-D terhadap data hasil pengukuran lapangan dilakukan menggunakan perangkat-lunak RES2DINV yang dibuat oleh Loke (1997).

Gambar 14 adalah penampang model tahanan-jenis geolistrik yang memotong daerah prospek panasbumi Kawah Item, Gedongsongo, dalam arah hampir utara-selatan. Sementara itu, Gambar 15 adalah penampang model dalam arah hampir barat-timur yang lokasinya sekitar 200 meter di selatan lintasan Kawah Item. Pencitraan geolistrik ini bermaksud untuk mengetahui sebaran tahanan-jenis dangkal atau sekitar ketebalan 40 m di bawahpermukaan

Model tahanan-jenis pada Gambar 14 menunjukkan bahwa lapisan permukaan di lintasan bagian utara sampai kedalaman antara 10-15 m ditempati oleh lapisan dengan nilai tahanan jenis tinggi >420 ohm-m. Lapisan ini merupakan lava andesit dan aliran volkanik muda Ungaran. Kenampakan di lapangan menunjukkan bahwa lapisan ini sangat padat (compacted) dan keras. Lapisan ini diduga berfungsi sebagai batuan penudung sistem panasbumi Gedongsongo. Sementara itu, lapisan bertahanan-jenis rendah-sedang antara 20-70 ohm-m didapati mendominasi lapisan permukaan di bagian

tengah dan selatan penampang. Kenampakan permukaan lapisan ini memperlihatkan singkapan batuan ubahan berwarna abu-abu keputihan. Lapisan dengan tahanan-jenis sangat rendah <5 ohm-m ditemukan di bawah bagian tengah penampang pada kedalaman ~10 m. Tahanan-jenis rendah ini sangat boleh jadi disebabkan oleh hadirnya fluida dan mineral-mineral ubahan yang membentuk larutan elektrolit. Zona tahanan-jenis rendah diduga dikendalikan oleh struktur patahan atau rekahan, yang tepat berada di bawah zona kenampakan panasbumi permukaan berupa sumber air panas dan semburan uap panas.

Penampang model lintasan arah barat-timur yang ditunjukkan pada Gambar 15 menunjukkan sebaran tahanan-jenis yang agak berbeda dengan penampang lintasan bagian utara. Lapisan permukaan pada penampang bagian timur dicirikan oleh nilas tahanan-jenis tinggi > 500 ohm-m. Kenampakan permukaan diwakili oleh singkapan lava dan lahar yang terkompaksi. Lapisan dengan tahanan-jenis rendah <40 ohm-m dijumpai tepat di tengah lintasan yang merupakan terusan aliran air sungai Kawah Item di utaranya. Zona ini mencirikan sebuah saluran sungai (river channel) berbentuk U, yang boleh jadi merupakan kepanjangan zona rekahan utara-selatan yang terjadi di Gedongsongo.

ISSN 1411-3082

110 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

Gambar 13 Lokasi lintasan ukur geolistrik multi-electrode di lapangan panasbumi Gedongsongo.

Gambar 14 Model 2-D tahanan-jenis geolistrik lintasan utara-selatan memotong Kawah Item, Gedongsongo.

111 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

Gambar 15 Model 2-D tahanan-jenis geolistrik lintasan barat-timur yang memotong sungai sekitar 200 m di selatan Kawah Item, Gedongsongo.

4.4 Data dan Anomali Self Potential

Gambar 16 Peta lokasi titik ukur self potential di lapangan panasbumi Gedongsongo. Pengukuran data self potential

dilakukan di sejumlah 175 titik ukur, terutama di sekitar Kawah Item dan zona mineralisasi sekitarnya. Gambar 16 menunjukkan peta lokasi titik ukur self potential lapangan Gedongsongo. Sementara itu, Gambar 17 menunjukkan peta anomali self potential setelah koreksi topografi. Secara umum menunjukkan bahwa pola kontur anomali self potential mirip dengan

anomali geomagnet. Sebaran anomali menunjukkan bahwa aliran fluida bawahpermukaan mengalir dari nilai tinggi ke nilai rendah. Ini menunjukkan bahwa fluida mengalir menuju reservoir panasbumi. Selanjutnya, air panas dalam reservoir mengalir menuju ke permukaan melalui rekahan atau zona lemah sebagai mata air (discharge waters).

ISSN 1411-3082

112 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

Gambar 17 Peta kontur anomali self potential di lapangan panasbumi Gedongsongo. Tanda panah menunjukkan lokasi mata air panas.

4.5 Model Tahanan-Jenis Magneto-

telurik

Gambar 18 menunjukkan lokasi titik ukur respon medan magnetotelurik untuk kedua lintasan tersebut di atas.

113 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

Gambar 18 Lokasi titik ukur respon medan magnetotelurik di lapangan panasbumi Gedongsongo. Lintasan barat-timur sejumlah 14 titik (2003) dan lintasan utara-selatan sejumlah 24 titik (2002-2003).

Pemrosesan data MT dilakukan melalui beberapa tahap. Data gelombang elektromagnetik yang terekam oleh sensor adalah berupa nilai intensitas masing-masing komponen medan, yakni Ex, Ey, Hx dan Hy, yang masih dalam bentuk analog. Melalui perangkat keras Analog to Digital Converter (A/D conventer), data analog kemudian diubah menjadi data digital secara real-time. Selanjutnya melalui proses FFT (Fast Fourier Transform) dan tapis Sinus dan Cosinus, nilai intensitas komponen medan elektromagnetik pada pita frekuensi tertentu saja yang diambil yaitu frekuensi 4.2, 8.5, 17, 34, 68, 136, 272, 545, 1000, 2100, 4300, 8700 dan 14700 Hz. Tahap selanjutnnya adalah menghitung nilai tahanan-jenis semu dan beda fasa, baik polarisasi –xy maupun –yx, untuk masing-masing frekuensi di atas

dengan menggunakan formula sebagai berikut (Vozoff, 1972),

ρa = 0.5/f [ Z ]2 dan φ=tan-1 [Zim/Zre] (1)

dimana: ρa adalah nilai tahanan-jenis semu batuan dalam ohm-m, f adalah frekuensi dalam Hz, Z adalah impedansi dimana Z=E/H, φ adalah beda fasa antara E dan H dalam derajat, Zim adalah impedansi imaginary dan Zre adalah impedansi real.

Perangkat lunak untuk memproses data ini sudah ada dalam computer akuisisi data, sehingga hasil akhir dari data yang terekam berupa nilai tahanan-jenis semu batuan dan beda fasa untuk masing-masing frekuensi tersebut di atas. Makin rendah frekuensi ukur maka makin dalam informasi geologi dalam

ISSN 1411-3082

114 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

bentuk tahanan-jenis batuan yang diperoleh. Nilai tahanan-jenis batuan yang diperoleh di atas masih merupakan nilai tahanan-jenis semu, belum memberikan nilai tahanan-jenis yang sebenarnya. Untuk memperoleh struktur tahanan-jenis batuan yang menggambarkan nilai tahanan-jenis batuan sebenarnya dan masing-masing ketebalannya dilakukan pemrosesan data melalui pemodelan satu-dimensi (1-D) dengan cara inversi. Pemodelan 1-D dilakukan dengan menggunakan metoda transformasi Bostick yang digabungkan dengan metoda AIC (Akaike’s Information Criterion). Dalam penelitian ini, pemodelan dilakukan secara 2-D dengan cara menginversikan data magnetotelurik untuk seluruh titik ukur dalam lintasan yang sama.

Gambar 19 dan Gambar 20 adalah model tahanan-jenis hasil inversi 2-D data magnetotelurik masing-masing untuk lintasan utara-selatan dan barat-timur. Kedua lintasan itu memotong zona prospek panasbumi Gedongsongo. Linatsan utara-selatan memotong bagian utara Kawah Item, sementara itu, lintasan barat-timur diduga memotong tepian bagian selatan zona prospek panasbumi Kawah Item.

Dari kedua model tahanan-jenis tersebut dapat diinterpretasikan sebagai berikut. Model tahanan-jenis lintasan utara-selatan (Gambar 19) menunjukkan bahwa lapisan permukaan berketebalan hampir 400 m di setengah lintasan bagian utara ditempati oleh lapisan sangat resistif dengan nilai tahanan-jenis tinggi >1000 ohm-m. Lapisan resistif yang cukup tebal ini diduga merupakan lava dan breksi andesitik produk Ungaran dan berfungsi sebagai lapisan penutup (cap rock) sistem panasbumi. Di ujung penampang paling utara, tepat di bawah Kawah Item pada kedalaman sekitar 500 m, lapisan resistif ini menutupi suatu zona konduktif <100 ohm-m dengan ketebalan sekitar 800 m. Kemunculan banyak mata air panas dan uap di atasnya (Kawah Item) dapat diduga bahwa zona konduktif ini merupakan sistem reservoir panasbumi di lapangan Gedongsongo. Batas utara reservoir ini tidak dapat diketahui dengan pasti karena tidak ada titik pengukuran respon medan magnetotelurik di daerah itu. Pengukuran di utara Kawah Item tidak dapat dilakukan

karena medan topografi berupa tebing sangat curam dan hutan lebat.

Suatu kenampakan geologi yang menarik dijumpai di bawah titik ukur di Desa Darum. Bentuk struktur menyerupai kerucut dengan tahanan-jenis sangat tinggi, yaitu >10000 ohm-m, yang diduga merupakan suatu kerucut parasitik atau aliran lava Ungaran. Thanden dkk. (1996) menjelaskan bahwa kerucut ini merupakan aliran gunungapi muda yang berkomposisi andesitik. Anomali geomagnet rendah di atas kerucut ini mengindikasikan bahwa proses demagnetisasi telah atau sedang terjadi. Dengan demikian, sementara ini dapat disimpulkan bahwa kerucut ini merupakan batuan terobosan, yang boleh jadi merupakan bagian dari G. Gedongsongo, yang masih menyimpan panas atau masih dalam proses pendinginan (cooling stage intrusive rock).

Di setengah bagian selatan penampang, antara Dusun Ngablak sampai Desa Banyukuning, lapisan permukaan dengan ketebalan sekitar 200-meteran dicirikan oleh nilai tahanan-jenis rendah sampai sedang, berkisar antara 10 – 100 ohm-m dan kadang sampai 300 ohm-m. Informasi geologi di lapangan menunjukkan bahwa lapisan permukaan di daerah ini ditempati oleh aliran lava dan breksi andesit yang merupakan produk Ungaran dalam bentuk G. Gedongsongo di utara dan sisanya adalah hasil erupsi G. Gajahmungkur (Thanden dkk., 1996). Di bawah lapisan permukaan dijumpai zona sangat konduktif dengan tahanan-jenis lebih kecil dari 10 ohm-m. Dari model dapat ditentukan ketebalan zona konduktif adalah tidak kurang dari 1000 m. Lapisan ini diduga merupakan breksi yang banyak mengalami rekahan dan bercampur dengan bahan piroklastik produk gunungapi Ungaran. Selain itu, nilai tahanan-jenis yang sangat rendah ini diduga merupakan pencerminan dari hadirnya cairan hidrotermal yang banyak mengandung larutan elektrolit hasil pelarutan dengan batuan dimana ia berada.

Model tahanan-jenis untuk lintasan barat-timur (Gambar 20) memberikan gambaran distribusi nilai tahanan-jenis yang agak berbeda dengan lintasan utara-selatan. Berdasarkan nilai tahanan-jenis, secara umum model menunjukkan adanya tiga lapisan utama, yakni lapisan atas, lapisan

115 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

tengah dan lapisan bawah. Lapisan atas atau permukaan ini memiliki ketebalan antara beberapa puluh meter sampai sekitar 200 meter, menebal dari arah barat ke timur. Lapisan ini dicirikan oleh nilai tahanan-jenis antara 300 sampai 3000 ohm-m. Hampir sama dengan lintasan utara-selatan, bagian

barat lintasan barat-timur, lapisan permukaannya ditempati oleh lava dan breksi gunungapi Ungaran yang hadir sebagai G. Gedongsongo. Sementara itu, penampang bagian timurnya ditempati oleh produk G. Gajahmungkur.

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

0

0.5

1.0

1.5

-0.5

-1.0

SOUTHING [km]

EL

EV

AT

ION

[k

m]

UN

_01

UN

_0

2

UN

_0

3U

N_

04

UN

_0

5U

N_

06

UN

_0

7

UN

_0

8

UN

_09

UN

_10

UN

_11

UN

_12

UN

_13

UN

_14

UN

_15

UN

_16

UN

_17

UN

_18

UN

_19

UN

_20

UN

_21

UN

_22

UN

_23

UN

_24

100003000

300

30

3

1000

100

10

1 [ohm-m]

RE FE R EN CE

GE D O N G SO N G O GE O TH E R M A L F IEL DKAWAH ITEM

Ds. Darum

Ds. Ngip ik

NgablakDs. Banyukuning

un nstm7a

Gambar 19 Model tahanan-jenis hasil inversi 2-D data magnetotelurik untuk lintasan utara-selatan. Tampak kehadiran kerucut intrusi parasitik terkubur di bawah Desa Darum.

ISSN 1411-3082

116 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

0 0.5 1.0 1.5 2.0

0

-0.5

0.5

1.0

1.5

EASTING [km]

EL

EV

AT

ION

[km

]

UN

_25

UN

_26

UN

_27

UN

_28

UN

_29

UN

_30

UN

_31

UN

_06

UN

_32

UN

_33

UN

_34

UN

_35

UN

_36

UN

_37

UN

_38

10000

3000

300

30

3

1000

100

10

1 [ohm-m]REFERENCE

H ot sp r in gsS. I temG. G edon gs ong o

unxytm5b

D s. K en teng

Gambar 20 Model tahanan-jenis hasil inversi 2-D data magnetotelurik untuk lintasan barat-timur. Di bawah lapisan permukaan dijumpai

lapisan konduktif dengan nilai tahanan-jenis mulai dari 2 ohm-m sampai100 ohm-m. Lapisan di bagian barat penampang memiliki nilai tahanan-jenis <10 ohm-m, lebih rendah daripada bagian timurnya dengan nilai >20 ohm-m. Ketebalan lapisan ini tidak kurang dari 1000 m, dimana ia tebal di bagian barat dan menipis ke arah timur yaitu sekitar 600 m. Lapisan konduktif ini diduga merupakan zona hidrotermal yang terbentuk oleh pencampuran air meteorik dengan air bawahpermukaan pada lapisan berpori dan berkelulusan tinggi (high-permeable) yang berfungsi sebagai reservoir. Zona hidrotermal ini mendapatkan pemanasan dari batuan intrusi parasitik G. Gedongsongo(?) yang masih berada dalam proses mendingin. Lapisan paling bawah yang terletak pada kedalaman sekitar 1500 m dari permukaan, ditempati oleh bahan dengan nilai tahanan-jenis antara 100 sampai 1000 ohm-m. Lapisan ini boleh jadi merupakan batuan volkanik produk dari Ungaran tua. Ketebalan batuan ini sedikitnya adalah 500 m.

5. KESIMPULAN

Studi terpadu geofisika (gayaberat, geomagnet, geolistrik, self potential dan magnetotelurik), di lapangan panasbumi Gedongsongo, Komplek Depresi-Volkanik Ungaran menghasilkan beberapa kesimpulan utama sebagai berikut:

1. Model tahanan-jenis menunjukkan fenomena geologi berupa kerucut intrusi yang boleh jadi merupakan salah satu kerucut parasitik di Ungaran. Kerucut ini dicirikan oleh nilai tahanan-jenis sangat tinggi, yakni lebih besar dari 10000 ohm-m dan duga merupakan intrusi andesit yang masih menyimpan panas dan dalam tahap proses mendingin. Lapisan permukaan berketebalan sekitar 400 m di bawah Kawah Item dicirikan oleh nilai tahanan-jenis >1000 ohm-m dan boleh jadi

117 | STUDI GEOFISIKA TERPADU DI LERENG SELATAN G. UNGARAN, JAWA TENGAH, DAN IMPLIKASINYA TERHADAP STRUKTUR PANAS BUMI Eddy Z. Gaffar, Dadan D. Wardhana, dan Djedi S. Widarto

merupakan batuan penudung (cap rocks). Batuan penudung terutama dibentuk oleh lava dan breksi lahar andesitik yang terkompakkan. Zona sangat konduktif <10 ohm-m ditemukan di bawah lapisan penudung dan diduga sebagai puncak reservoir. Lapisan di bawahnya dicirikan oleh tahanan-jenis sedang antara 30 sampai 300 ohm-m dan terletak pada kedalaman antara 600 sampai 1600 m dari permukaan, boleh jadi merupakan reservoir sistem panasbumi yang terbentuk di lapangan Gedongsongo.

2. Anomali geomagnet menunjukkan bahwa bagian paling utara daerah studi dicirikan oleh anomali negatif yang sangat rendah, lebih kecil dari -600 nT. Anomali sangat rendah ini berkaitan erat dengan zona konduktif yang ada di bawah Kawah Item, yang diduga merupakan. Fluida panas yang ada pada reservoir menyebabkan terjadinya demagnetisasi batuan sekitarnya sehingga menghasilkan kontras kemagnetan yang demikian tinggi. Setelah melewati suatu tinggian anomali magnet yang sempit, anomali sangat rendah <-600 nT dijumpai kembali dengan lebar hamper 400-meteran. Anomali rendah ini tepat berada antara Desa Darum dan Desa Ngipik dan berimpit dengan zona sangat resitif berbentuk kerucut pada penampang tahanan-jenis lintasan utara-selatan. Anomali magnet sangat rendah ini boleh jadi merupakan representasi dari kerucut parasitik bawahpermukaan yang masih dalam proses mendingin.

3. Sistem panasbumi hadir dalam bentuk batuan penudung (cap rocks) yang dicirikan oleh nilai tahanan-jenis > 1000~3000 ohm-m dengan tebal relatif 400 m dan tersusun atas lava dan breksi lahar andesitik yang terkompakkan. Lapisan tipis dengan tahanan-jenis ~10 ohm-m di bawahnya diduga merupakan mineral lempung hasil ubahan. Reservoir dicirikan oleh tahanan-jenis yang berkisar antara

30~300 ohm-m pada kedalaman 600~1600 m berupa fractured-volcanic breccia. Ini dicirikan pula oleh anomali geomagnet rendah yang menunjukkan adanya zona demagnetisasi. Sementara itu, sumber panas (heat-source) dicirikan oleh nilai tahanan-jenis > 10,000 ohm-m, menyerupai bentuk kerucut (parasitic cone) dan diduga berasosiasi dengan intrusi andesitik, bersifat partial melting atau dalam proses mendingin .

DAFTAR PUSTAKA Hadisantono, R.D., dan Sumpena, A.D., 1993,

Laporan Pemetaan Daerah Bahaya G. Ungaran dan Sekitarnya, Jawa Tengah, Proyek Pengamatan/Pengawasan dan Pemetaan Gunungapi, Dep. Pertambangan dan Energi, Dir. Jend. Geol. Sumberdaya Min., Dit. Volkanologi, Bandung, 26 hal.

Hayashi, M., 1991, Geological Exploration of Geothermal Resources, Geothermal Research, Kyushu University.

Hochstein, M.P., 1982, Introduction to Geothermal Prospecting, Geothermal Institute, University of Auckland.

Kartokusumo, W., 1973, Laporan penyelidikan kimia panasbumi di daerah Cisolok-Cisukarame, Arsip Dit. Geologi, Bandung.

Loke, M.H., 1997, RES2DINV: Rapid 2-D resistivity inversion using the least-squares method, A Manual Book.

Loke, M.H. and Barker, R.D., 1995, Least-squares deconvolution of apparent resistivity pseudosections, Geophysics, 60, 1682-1690.

Loke, M.H. and Barker, R.D., 1996, Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-Newton method, Geophys. Prosp., 44, 131-152.

Muffler, L.J.P. and Cataldi, R., 1978, Methods for regional assesment of geothermal resources, Geothermics, 7, 53-90.

ISSN 1411-3082

118 | JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA, Vol. 8 No.2 November 2007 : 98 - 118

Talwani, M., Worzel, J., Landisman, M., 1959, Rapid gravity computational for two-dimensional bodies with application to Mendocino submarine fracture zone, J. Geophysics, v. 1,

Thanden, R.E., Sumadirdja, H., Richards, P.W., Sutisna, K., Amin, T.C., 1996, Peta Geologi Lembar Magelang dan Semarang, Jawa, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.

van Bemmelen, R.W., 1941, Bulletin of the East Indian Volcanological Survey for the Year 1941, Bull. nrs.95-98.

van Bemmelen, R.W., 1949, The Geology of Indonesia, vol. I-A General Geology, Government Print. Office, The Hague Netherland.

van Padang, N., 1951, Catalogue of the active volcanoes of the world including solfatara fields, Part I Indonesia.

Vozoff, K., 1972, The magnetotelluric method in the exploration of sedimentary basins, Geophysics, 37, 98-141.